維修性定性要求評價指標融合模型研究

黃德所，楊善超

(陸軍軍官學院 a.十一系； b研究生管理大隊，合肥 230031)

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【后勤保障與裝備管理】

維修性定性要求評價指標融合模型研究

黃德所a，楊善超b

(陸軍軍官學院 a.十一系； b研究生管理大隊，合肥 230031)

根據目前維修性定性要求評價指標值標度形式的多樣性，提出一種基于指數法的指標值融合方法，將通過不同方法得到的不同標度形式指標值進行規范化和融合處理，得到同一屬性的指標量化值，解決了目前不同標度形式底層指標值無法融合以及維修性評價聚合模型意義不明確的問題，提高了單項指標量化值的可信性。

標度形式；指數法；融合

在維修性定性要求評價指標量化值的獲取過程中，由于單項指標值獲取方法和量化依據的不同，導致其屬性的多樣化；為了便于進行指標聚合和綜合評價，必須對度量標準各異的單項指標值進行規范化和融合處理[1]。在現有的維修性定性要求評價中，對于底層評價指標值大都采用理想指標值處理法或線性投影法等進行無量綱化處理[2-3]。但是這些方法都運用于數值形式的指標值，不能將多種度量形式的指標值進行融合；同時難以確保無量綱處理后所反映的維修水平保持不變，導致單項指標值可信性不強，評價指標聚合模型意義不明確。針對這些問題，本文在對維修性定性要求評價指標值獲取途徑和指標值屬性進行分析的基礎上，構建一種基于指數法的針對不同度量形式單項指標值的融合方法。

1 維修性定性要求評價單項指標值屬性分析

在維修性評價中，對于同一單項指標，影響其指標值融合的主要是標度形式這一屬性問題。針對不同的部件或是在不同的研制階段，其指標值的獲取途徑和獲取依據都有不同；由此導致了同一單項指標值不同情形下標度形式的差異。要研究不同屬性單項指標值的融合方法，就要對其獲取途徑、來源和屬性進行分析。

1.1 單項指標值獲取途徑和量化依據

針對某一裝備進行維修性定性要求評價時，同一底層指標在獲取指標值的過程當中有不同的途徑。例如可達性指標，可以通過仿真方法獲取指標值，也可以邀請專家進行評判和打分?，F有的底層指標值獲取途徑有多種，通過對相關資料的分析總結發現，主要包括仿真法、統計方法、專家評判方法[4-6]。

1) 仿真方法。虛擬維修仿真方法是利用計算機仿真軟件對維修環境、維修過程等進行模擬仿真，以對部分維修性指標進行量化的方法[7-8]。其基本流程如圖1所示。

圖1 仿真方法基本流程

3) 專家評判法。專家評判法在維修性定性要求評價的指標量化中運用比較普遍。專家針對評價指標體系的底層指標，依據各指標評價點與評價標準，結合裝備實物、圖紙、樣機等給評價對象打分，打分的形式包括分值、區間、評語等形式，最后對專家評分進行統計、處理、分析、歸納，得到綜合評分值[9-10]。其基本流程如圖2。

指標值的獲取依據有很多，可以是虛擬樣機、實物樣機、實物、圖紙、設計參數、相似裝備使用數據等。在裝備研制全過程中，隨著研制階段的展開，指標值的獲取依據也在不斷變化[11]。在方案階段，主要進行的是裝備的論證，這期間獲取依據主要是方案設計資料、訂購方提出的要求以及相似裝備數據；在工程研制階段，要結合圖紙、樣機等進行裝備研制，指標值獲取依據主要包括圖紙、虛擬樣機；在定型生產階段，裝備的各項設計、技術指標都已經確定，裝備也已經投入了生產，維修性評價單項指標值獲取依據主要包括實物樣機、裝備設計參數等。

同時，在不同的情形下，使用不同的指標值其獲取依據也會不同，例如：采用統計方法，獲取依據可以是是實物樣機，也可以是虛擬樣機，還可以是設計參數。同一單項指標，通過不同途徑，依據不同來源獲取的指標值標度形式必定不同。

圖2 專家評判法流程

1.2 標度形式分析

在現有的維修性定性要求評價指標量化方法下，單項指標值的標度形式主要有以下幾種：

1) 模糊語言標度形式，如S={好，較好，一般，差，較差}，在運用專家評判法時會產生模糊語言標度形式的指標值，能明確的表達出針對評價對象i進行評價時底層評價指標j的優劣等級；

2) 區間形式，如Q=(a,b)，在運用專家評判法、仿真法時會產生區間標度形式的指標值，用區間形式表達某一指標j的變化范圍，可以與模糊語言形式對應起來判定j的優劣等級；

3) 數值形式，如互換性程度Z=0.7，運用仿真法和統計方法產生數值標度形式的指標值，直接以量值的形式體現對評價對象進行評價時某一指標的優劣程度。對于同一單項指標，其指標值針對不同的部件可能呈現上述一種或多種形式，這種差異是指標融合中必須解決的問題。

2 基于指數法的指標值融合模型

對于同一單項指標，由于獲取方法和量化依據不同，導致指標值屬性的多樣性，必須對其進行合理的規范化和融合處理，獲取綜合指標值。本文構建了一種基于指數法的指標值融合模型。

指標值融合的指數方法就是對3種形式的指標值設定一個共同的標準B，在對指標值進行規范化處理時，先將不同形式的指標值映射到這一標準B，得到對應的與B同屬性且可以進行聚合的指標值，如式(1)所示；再利用加權平均進行融合[12-13]。

(1)

由于數值形式指標值大多來源于統計方法和專家評判法，且處于[0,1]之內，1表示指標值最優(效益型指標，如果是成本型指標，可以將其轉換為效益型指標值)。同樣，1可以用來表示模糊語言標度形式中的“最好”這一等級；如果將區間都轉換為[0,1]，此時1也能表示指標最優。因此將指數B設為1，可以更好地進行3種形式指標值的映射和轉換。

2.1 指數模型

2.1.1 數值標度指標值的指數模型

2.1.2 區間標度指標值的指數模型

對于區間形式的指標值，其指數模型的構建步驟如下：

1) 用區間指標值(a,b)除以評分區間(Pmin,Pmax)的最大值Pmax，得到在[0,1]之內的區間指標值。如式(2)：

(2)

3) 基于重心決策理論[14]，多個決策者對某部件指標j的評價值取為

(3)

λj便是區間標度形式指標值向指數B映射后得到的指標值。

2.1.3 模糊語言標度指標值的指數模型

針對模糊語言標度形式指標值，首先按照其具體的評價等級(共分5級)將其對應轉換成區間形式，如表1 所示。

其次，利用區間形式指標指數模型中2)～3)步驟對模糊語言標度轉換后的區間進行處理，便可將模糊語言標度形式映射至指數B，得到其對應的指標值。

表1 模糊語言標度形式與區間標度形式對應表

2.2 融合模型

指標的融合就是將每一個部件的同一指標值進行融合，得到該單項指標的綜合指標值。設第r個部件的第j個指標的量化值為λrj(3種不同形式指標值通過指數模型處理得到；r=1,2,…,m；m為部件個數)，則針對整個系統，指標j的綜合評價值為

(4)

其中，ρr是第r個部件的權重，由式(5)確定，式(5)中kr為第r個部件的可靠度。

(5)

3 實例分析

針對某型裝備的方位隨動系統，其包含的部件如圖3所示。從文獻[15]所構建的維修性定性評價指標體系中選取“標準化程度”3級指標，進行指標值得獲取和融合。

圖3 方位隨動系統結構

對于這4個部件的標準化程度指標，通過不同方法得到的指標值如表2所示。

表2 各部件標記規范性指標值

其中，專家1～專家4的權重向量為：Ω=(0.6,0.8,0.8,0.7)T。

根據文中構建的指數模型，分別將方位伺服驅動器指標值帶入到模糊語言形式指數模型、將交流電機和減速器指標值代入到數值形式指數模型、將齒輪副指標值代入到區間形式指數模型，經過處理后得到的指標值如表3所示。

表3 經指數模型處理后指標值

經過查找資料和計算，4個部件的權重分別為0.4、0.3、0.2、0.1，通過式(4)得到此方位隨動系統的標準化程度指標值為：ξ=0.68。這個指標量化值是由3種不同標度形式指標值進行規范化和融合處理之后得到的，可以繼續進行向上的聚合，以得到上層指標值；同時將其與表1結合起來，可以得出結論：此裝備方位隨動系統的標記規范性好。

4 結束語

本文提出了一種基于指數法的多屬性指標值融合方法，可以將通過不同方法獲得的不同標度形式的單項指標值進行規范化和融合處理，使維修性評價底層指標量化值的獲取更加可信，解決了不同標度形式指標值無法融合和指標聚合模型意義不明確的問題，為維修性定性要求評價的提供了手段和方法。

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(責任編輯 唐定國)

Study on Index Value Fusion Model of MaintainabilityQualitative Requirements Evaluation

HUANG De-suoa, YANG Shan-chaob

(a.Eleven Department; b.The Graduate Management Team, Army Officer Academy of PLA, Hefei 230031, China)

To solve the problems that there is no method to fuse the bottom index value of different scale forms, this paper proposed a fusion method based on index theory. This method is to standardize and fuse the index values of different scale forms gotten from different methods, and then to get index values of same property. The paper provides a method to increase the creditability of index value.

scale form; index method; fusion

2016-10-27；

2016-12-02

部委預研

基金項目 (9140A27010213JB91)

黃德所(1963—)，男，博士，教授，主要從事復雜系統和裝備維修性評價研究。

10.11809/scbgxb2017.04.019

黃德所，楊善超.維修性定性要求評價指標融合模型研究[J].兵器裝備工程學報，2017(4):87-90.

format:HUANG De-suo, YANG Shan-chao.Study on Index Value Fusion Model of Maintainability Qualitative Requirements Evaluation[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(4):87-90.

U692

A

2096-2304(2017)04-0087-04