舰船装备维修费预测方法评价准则体系研究

谢 力 魏汝祥 于伟宗

1海军工程大学 装备经济管理系，湖北 武汉 430033

2海军工程大学 理学院，湖北 武汉 430033

3 92848部队，辽宁大连 116041

舰船装备维修费预测方法评价准则体系研究

谢 力1魏汝祥2于伟宗3

1海军工程大学 装备经济管理系，湖北 武汉 430033

2海军工程大学 理学院，湖北 武汉 430033

3 92848部队，辽宁大连 116041

针对舰船装备维修费预测效果评价仅采用单一的精度准则可能导致较大预测风险的缺陷，在分析现有预测评价准则研究现状的基础上，总结了现有的预测方法评价准则，并通过进一步结合对舰船装备维修费预测特点的分析，建立了适合于舰船装备维修费预测方法评价的准则体系。建立的准则体系有利于提高舰船装备维修费预测的可靠性，降低预测风险，为舰船装备全寿命费用预测和舰船装备维修工作提供可靠的基础。

舰船装备；维修费；预测；评价准则；准则体系

1 引言

随着各种高新技术在现代舰船装备上的应用，舰船装备维修费在其全寿命费用中的地位已超过研制费和购置费，成为舰船装备全寿命费用的主体。舰船装备维修费预测不仅是舰船装备全寿命费用预测中的重点和难点问题，同时也是舰船装备维修费控制与管理的基础。因此，准确及时地预测舰船装备维修费，对舰船装备全寿命费用预测和舰船装备维修工作的科学管理均具有十分重要的意义。

迄今为止，已有许多学者对舰船装备维修费预测建模进行过研究［1－12］，但这些模型和方法的评价准则考虑的都是拟合与预测精度，不仅在舰船装备维修费的预测中是如此，在其他方面的研究中也是如此。实际上，不少学者早已注意到，将精确度作为评价预测方法优劣的唯一标准是不妥的［13-14］，因为预测精度准则反映的仅仅是预测对象过去或现在的发展规律，而对于有人参与的社会经济系统来说，这种规律的延续具有很大的不确定性，所以，单一的精度准则会引起较大的预测风险。此外，在预测实践活动中，预测活动显然还受预测成本、方法适用性等的影响。因此，认为在舰船装备维修费预测评价中，应同时考虑预测精度之外的其他重要评价准则。

2 预测方法评价准则研究现状

目前，国际上对预测评价的准则并没有统一的观点，预测用户不同，对预测的评价就可能不一样。Yokum等［15］在比较Carbone和Armstrong［16］、Mentezer和Cox［17］、Mahmoud［18］、Witt S和Witt C［19］的研究中，所采用的预测评价准则包括精度、容易解释、容易使用、容易使用数据、可靠性、速度、费用节省、容易实施、预测期限和适应性，通过对评价准则的重要性进行比较，得出精度准则最重要，“容易使用”、“容易解释”、“费用节省”也非常重要的结论。同时，Yokum还根据不同的角色和不同的情形研究了专家对预测评价准则重要性的观点，其设定的预测方法评价准则包括精度、改进决策所节省的费用、容易解释、适用性、容易使用可获得的数据、容易使用和提供预测的速度等。Diebold等［20-21］认为成功预测必须考虑决策环境和损失函数、预测目标、预测说明（解释、点值、区间值、概率分布、成本与收益）、预测水平（长期、中期、短期）、信息集、方法与复杂性这6个方面。此外，Mozes等［22］认为预测的“及时性”是预测评价中的一个重要因素，他们定义预测的及时性为分析家对公开可获得的信息集发生显著变化而进行预测修订的反应速度，最后得出预测的精度和有用性需要联合评价的结论。Clive等［23］认为在具有前导或滞后指示器的预测模型中，比较模型的“时间距离”准则是有用的，且在有些情况下，比精度准则更加有用。文章还强调指出，时间距离准则并不是已有精度准则的一种替代，而是一种补充。Baranyi等［24］认为在预测模型的有效性评价中，应同时考虑“偏差”和精度因素。Graham等［25］讨论了预测性能评价精度的一般形式——损失函数，并讨论了对称和不对称损失函数对评价结果的影响。De menezes等［26］认为预测模型不仅要考虑预测的精度，还需要对风险和不确定性予以清晰的说明，并提出在预测评价中要考虑误差方差、不对称和序列相关3种准则。

冯文权［27］根据国际预测文献资料，认为目前的评价准则主要有两种：一种是由日本的春日井博提出的评价准则，包括精确性、弹性、适用性、持续性和简便性准则；另一种是由Little提出，包括容易为用户所理解、易于控制、具有适应性、完备性、易于交流和鲁棒性。此外，冯文权还认为数据的类型和预测期限的长短均会对预测的精确性产生较大影响。曾珍香等认为预测的精度不应作为评价和选择预测方法的唯一准则，还应包括预测费用、预测方法的复杂性、预测方法的适用范围以及预测的时限长短等因素，并建立了模糊综合评判模型，其预测评价的准则得到了程昳［28］和王明涛等的认同。张永莉等［29］认为在评价预测方法时，不仅要考虑预测精度，还要考虑预测方法使用的容易程度、预测的可理解程度以及预测工作的基础。蒋铁军［30］认为预测评价准则应包括模型对于预测问题的适用程度、模型拟合值对参与建模数据的偏差、模型对测试数据的偏差和决策者的信赖程度。姚伟义［31］认为预测方法的评价应该考虑预测的时间范围、资料的多寡、性质和类型、数据的散布形式、模型的种类、精确度、预测费用以及适用性。徐国祥［32］认为选择预测模型的标准除了精确度以外，还有成本和方法的复杂性。

根据这些研究可发现，尽管国内外学者早已认识到单一预测精度评价准则的缺陷，并对预测评价的不同准则进行了一定的研究，但很少有针对某一具体预测问题将多种评价准则组合起来的建模研究，唯有曾珍香和王明涛的两篇文献分别采用模糊理论和灰色理论对预测评价的组合准则建模进行了探索性的研究。尽管这些方法能够取得一定的效果，但还存在着两点不足之处：一是准则体系的建立没有针对具体的预测对象；二是准则权重的确定难以排除人为因素的影响，或完全依靠数值而出现与实际不符的情况。下面，本文将主要针对第一个问题进行研究。

3 舰船装备维修费预测的特点分析

近年来，尽管我国在舰船装备维修费用的分析上取得了一定的进展，但与其他军事大国相比，差距还十分明显。我国的舰船装备都是小批量甚至是单件生产，且服役年限较长，其维修费发生的时间跨度大、影响因素复杂，同时，其还受政策因素和人为因素的影响，导致发生费用的规律性差，数据离散度大。具体来说，主要具有如下几方面的特点。

1）舰船装备维修费总量不足，对预测风险防范要求高。

舰船装备是海军的主要作战装备，是新时期战争的主要作战力量。要维持这一力量持续发挥作用，各国每年都须投入大量的维修费用。由于受国家整体发展建设的需要，维修费的供给往往不能满足需求，特别是随着舰船装备中高新技术的日渐增加，供需矛盾更加突出。因此，在编制舰船装备维修费预算时，需准确预测舰船装备维修费，降低维修费预测风险，为合理分配有限的维修经费提供更加可靠的决策参考，从而提高舰船装备维修费的使用效益。

2）舰船装备系统复杂，维修费规律性差。

现代化的舰船是一个庞大的、综合的复杂武器装备系统，其装备种类数量繁多，包含有多种类型的设备系统，每类设备系统中又含有若干分系统，每个分系统还包括许多不同型号、不同用途的设备。这众多的设备由遍及全国的配套厂提供生产与修理，有些还依靠国外进口。各种系统、设备因其自身的可靠性、维修性不相同，其相应的维修费也具有不同的特点和其自身的规律［33］，这就导致舰船装备维修费的规律性差，增加了维修费预测的难度。

3）舰船装备服役时间长，维修费影响因素众多，不确定性大。

舰船在服役的十几年或几十年中，其维修费是逐渐支付的。其间，装备维修管理体制和装备维修费的相关政策等可能会发生变化，再加上历史条件的各种限制，导致即使是同类型的舰船装备，在不同的时期，其维修费也可能会具有较大差异。同时，舰船装备维修费在服役期间也会受资金的时间价值和物价上涨率的影响。根据我国国情，不同的项目、不同的地区、不同的年份，其物价上涨率也不同，相差较大，缺乏规律性。此外，舰船装备维修费还受舰船排水量、舰船造价、舰船复杂程度、舰船技术状态、舰船装备可靠性、维修制度、维修轮次、首制舰船、引进舰船等，以及某些人为因素的影响，且各影响因素之间的关系异常复杂，多表现为非线性。这些都给维修费的预测和分析带来了极大的麻烦和不确定性。

4）舰船装备的小批量生产，维修费预测可用的样本量小。

我国舰船装备采用的是“多研制、少生产”的策略。舰船装备尽管总体数量并不少，但同型号舰都是小批量甚至单件生产，数量十分有限，相应地，维修费及其预测时所需基本数据可参考的装备也少。同时，因舰船服役时间长，维修费用的发生比较分散，再加上舰船装备修理实际发生费用数据长期统计不规范，装备修理部门或工厂的信息封闭等原因，增加了舰船装备维修费样本收集的难度，从而导致舰船装备维修费预测时可利用的样本量小。

4 舰船装备维修费预测方法评价准则体系建立

在对目前的研究现状予以归纳后发现，迄今为止，人们所用到的预测方法的评价准则主要包括精度、适用性、成本、预测期限、方法复杂性、鲁棒性、容易解释、可靠性、及时性和信息量，如表1所示。

表1 评价准则的归纳Tab.1 Induction of evaluation criteria

1）精度准则。是指预测方法输出的预测值必须与实际值的差距在预测所要求的范围之内，主要以预测误差的一定形式表示。根据前面的文献综述，无疑精度准则是所有预测评价准则中最为重要的准则。同样，舰船装备维修费预测是舰船装备维修经费和维修计划管理的基础，预测精度的高低直接影响到舰船装备维修工作的顺利有效进行。所以，认为在舰船装备维修费的预测中，精度准则也是最为重要的评价准则。

2）适用性准则。表示预测方法对预测环境和预测对象的适用程度。由于我国舰船装备具有多研制、少生产的特点，以及舰船装备修理实际发生费用数据长期统计不规范、装备修理部门或工厂的信息封闭等原因，舰船装备维修费预测问题是典型的小样本问题，因而小样本预测方法会更加适合舰船装备维修费的预测。因此，认为适用性准则也是需要考虑的重要评价准则之一。

3）成本准则。表示采用某种预测方法时所耗费的人力、物力、财力和时间等资源。由于舰船装备维修费的影响因素众多，相关资料收集难度大，所以，在其预测方法的评价中，成本准则也是重要的评价准则之一。

4）信息量准则。表示预测方法所包含信息的数量和质量。在对预测结果进行评价时，常会考虑是否能够利用更有效或更丰富的信息，从而改进模型的预测效果。在预测过程中，无论从哪个角度讲，信息和信息集都起着十分重要的作用。由于舰船服役时间长，且我国同型号舰船装备数量少，因此，我国舰船装备维修费的预测问题实际上是一种贫信息的问题。在这种情况下，如果在预测过程中能尽可能多地利用所获得的信息，将会在很大程度上改进预测效果，因此，认为信息量准则也是需要考虑的重要评价准则之一。

5）容易解释准则。即预测方法容易为用户所理解，容易表示出预测对象与其主要影响因素之间的相互关系。舰船装备维修费的影响因素众多，且各因素之间相互关联，在这种情况下，容易解释的预测方法有利于用户了解各影响因素与维修费之间的量化关系，且有利于分析影响因素之间的相关性，为维修费的控制提供基础。因此，认为容易解释准则也是需要考虑的重要评价准则之一。

6）鲁棒性准则。表示方法的适应条件和应用范围，当外部环境发生变化或受到某种冲击扰动时预测方法的适用性，也体现为预测效果的不确定性和预测结果存在的风险。在我国，在目前单艘舰船装备维修费需求数量巨大而海军的舰船装备维修费总量又供给不足，且维修工作量受多种偶然因素影响的情况下，单艘舰船装备维修费预测误差过大会直接导致海军舰船装备维修费分配失调，从而出现部分舰船装备维修费有剩余而其它舰船装备却得不到及时维修的情况，故提高预测方法的鲁棒性，降低预测结果的风险就显得特别重要，所以，认为鲁棒性准则也是需要考虑的重要评价准则之一。

7）预测期限准则。表示预测方法的外推预测能力，其是适合于长期预测、中期预测，还是短期预测。尽管我国舰船装备的服役时间长达十几年甚至几十年，但计划性修理的次数却相对有限，所以，主要适合短期预测。因为我国舰船装备维修费具有样本小、不确定性大的特点，难以构建其长期预测模型，因而可用的模型一般都是短期预测模型。因此，认为在舰船装备维修费的预测中，预测期限并不是一个重要的评价准则。

8）及时性准则。表示预测方法能迅速反映出预测对象外部环境和内部环境的变化。由于我军的装备经费预算与国家预算一样，采用历年制，舰船装备所属单位的年度预算编制工作一般是从上一年度初开始至年末结束，编制周期长达一年［34］，故与舰船装备维修费相关的决策也一般都是一年以上，对于一般的预测方法都可满足，所以在舰船装备维修费的预测中，认为及时性准则并不是一个重要的评价准则。

9）方法复杂性准则。表示预测方法本身的复杂程度、计算复杂程度，以及应用这种方法所需的知识水平等。随着计算机技术的发展，对于各种常用的预测方法，都有现存的程序模块，即使是一些新的方法，也可以由专业的程序设计人员采用面向对象的程序编辑友好的用户界面。所以在舰船装备维修费的预测中，认为方法复杂性准则也是一个不重要的评价准则。

综上所述，认为舰船装备维修费预测评价准则体系如图1所示。

图1 舰船装备维修费预测评价准则体系Fig.1 Evaluation criteria system for maintenance cost forecast of ship equipment

5 结束语

本文通过对现有预测方法评价准则文献的分析，将目前预测方法评价中所涉及到的准则归纳为9个，即精度准则、适用性准则、成本准则、预测期限准则、方法复杂性准则、鲁棒性准则、容易解释准则、可靠性准则、及时性准则和信息量准则。然后，通过结合舰船装备维修费预测的特点，对每个评价准则进行了分析，并最终确定了舰船装备维修费预测方法评价准则体系，为舰船装备维修预测的各种模型和方法的评价提供了更加科学、合理的标准，有利于改进舰船装备维修费预测的效果，降低舰船装备维修费预测的风险，促进舰船装备维修费管理工作顺利有效进行。同时，本文所提供的研究思路和分析方法也可推广到其他领域的预测效果评价准则体系的建立上。

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Evaluation Criteria System of Forecasting Methods for Maintenance Cost of Ship Equipment

Xie Li1Wei Ru－xiang1 Yu Wei－zong2

1 Department of Economic Management，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China

2 College of Science，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China

3 The Unit 92848th of PLA，Dalian 116041，China

Aiming at the limitation of effect evaluation in ship equipment maintenance cost forecasting，which would result in high risks by adopting single accuracy criteria.The evaluation criteria of forecasting methods were summarized，which was based on the analysis of researching development on existing forecast evaluation criteria.Then，the characteristics of ship equipment maintenance cost forecasting were analyzed.Finally，combining the above two parts，the evaluation criteria system of forecast methods which fit for maintenance cost of ship equipment is established，which is in favor of improving reliability of ship equipment maintenance cost forecasting，reducing forecasting risk，and providing reliable foundation for ship equipment life cycle cost（LCC）forecast and maintenance.

ship equipment；maintenance cost；forecasting；evaluation criteria；criteria system

U672.7

A

1673－3185（2011）02－98－05

10.3969/j.issn.1673-3185.2011.02.021

2010-01-04

海军工程大学自然科学基金项目（HGDQNJJ041）

谢 力（1980－），男，博士研究生。研究方向：系统工程、装备经济管理。E-mail：xieli＿hg＠yahoo.com.cn