可拓理论在装备采办风险评价中的应用

吕 超，胡民效

（武警工程大学，西安 710086）

可拓理论在装备采办风险评价中的应用

吕 超，胡民效

（武警工程大学，西安 710086）

根据装备采办风险发生的原因，以可拓理论为核心建立多级可拓评价模型。利用简单关联函数和相似系数法客观、科学地确定各层级指标权重，对装备采办风险评估体系进行可拓评价。最后，引用武警部队某型防暴装甲车的采办风险评估实例，验证可拓理论在装备采办风险评估中的适用性、客观性和准确性。

装备采办，风险评估，可拓理论，防暴装甲车

0 引言

武器装备的采办是装备获取的基本途径，在装备的全寿命周期中起着先决性的作用，涵盖了装备开发至使用的全过程。整个过程规模大，涉及范围广，参与部门多，各环节不确定性因素杂，其次复杂性和一次性的特点给装备采办提出了更高的要求，因此采办工作承担的风险日趋严峻。基于现状要实现低消耗高回报的采办工作，就必须对采办风险实现有效的评估，科学评价方法的选取尤为重要。

装备采办风险的评估在国内已经发展多年，取得了一定的效果，例如张桦［1］等结合BP算法对装备采办风险进行研究；甘旭升［2］等利用模糊层次分析法展开研究；李文新［3］等运用改进风险矩阵法评估装备采办风险。但以上方法要求数据量大，受主观经验影响大，灵活性不够，难以解决定性问题。蔡文教授提出的可拓学理论以物元为描述的基本单位，运用定性和定量相结合的方法解决复杂问题，将事物、事物特征及其相应的量值作为一个整体来研究［4］。利用关联度函数把属于与不属于的定性问题拓展成为定量的描述［5］，其学科特征完全符合装备采办的行为特征。

1 装备采办风险信息物元系统

装备采办涉及范围广，影响因素多，囊括了主观因素、客观因素、内部因素及外部因素等诸多方面。本文以物元可拓理论为基础，结合部队实际，把装备采办风险作为基元，根据风险发生的原因［6］拓展出外部因素、内部因素两个同对象基元，再分别对上层两个基元拓展，以此类推，构成由上而下的物元开拓。如图1所示。装备采办风险评估可拓模型各指标的具体内容说明，见表1。

2 装备采办风险的模糊物元模型

装备采办风险评估以采办风险评估物元可拓性为基础，以风险评估可拓域为研究对象，通过可拓域中元素间的物元交换来实现。建模过程如下：

2.1 装备采办风险评估的物元

根据物元理论，把有序的三元组合R=（N，C，v）作为事物研究的基本元，即事物的名称、特征和量值，N表示研究事物的名称（文中指装备采办风险评估的模糊信息物元），C表示特征的名称（文中指各指标的名称），v表示N关于C的取值（文中指各指标对应的量值）。由此得出：

2.2 采办风险的物元模型

2.2.1 评估等级划分标准

经查阅资料并结合常用分级标准，根据各评估指标的取值和取值原则（即取值越小，风险越小），划分成5个等级Np，即低风险N0、较低风险N1、中等风险N2、较高风险N3、高风险N4。

2.2.2 确定经典域［7］

设Nj（j=1，2，…，m）为装备采办风险的评估指标所划分的j个评价指标等级，Ci（i=1，2，…，n）为第i个评价指标，Cik（k=1，2，…，ni）表示评价指标Ci的下层评价指标，则有：

式中，Vij=〈aij，bij〉表示Ni关于评价指标Cik的量值范围，是指各项指标各等级对应的规定的数值范围。

2.2.3 确定节域

节域是指装备采办风险各项指标体系全部等级的值域。

式中，P表示该指标体系所划分等级的全部。Vip=〈aij，bij〉表示P关于Ci所规定的数值范围，即为P的节域。

2.2.4 待评物元的确定

待评物元是指根据采办风险评估得出各指标值S，并将各指标值用物元表示为：

式中，S表示待测对象；RS是S的待测物元；vik是S关于Cik的量值，即各风险指标评估的指标值。

2.2.5 单指标关联度

单指标关联度是指风险评估系统中某一评估指标的评估值在其等级取值范围的程度，数学意义是轴上取得的点与取值范围的距离。设关联函数记为Kj（vi）（式中各符号意义同上）

其中ρ是指点与区间的距离，计算公式为：

2.2.6 多级可拓评价

1）进行一级指标评价，得出一级指标的各不同风险等级的关联度。

2）进行二级指标评价，可以得出待评对象的各不同风险等级的关联度。

2.2.7 综合评价

S的级别变量特征值公式为：

2.3 整体评估模型

通过对不同时期的风险进行评估可实现对该风险系统的动态跟踪评估。即当j*值很高，等级很高，并有逐步增大的趋势时，表明风险较大且会进一步增大；当j*等级低，波动小，且趋势平缓，表明在一定时间内风险较小。

3 评估指标权重的确定

3.1 一级指标权重确定

如果指标落入级别越大，应赋予更大的权重，则：

如果指标落入级别越小，应赋予越小的权重，则：

得出指标Ci的权重为：

3.2 二级指标权重确定

根据式（9）可以得出二级指标各单指标的优度评价矩阵Skji：

Sij被认为是在等权情况下反映待评对象对指标Ci的总体评价水平。单级优度评价向量与综合优度评价向量Sij的相近程度体现的是，指标Cik反映指标Ci总体情况的能力，两者越相近，说明Cik反映Ci的能力越强，则Cik的权数就越大。

两个非负向量的贴近程度可以采用相似系数法来比较，设相似系数为rik，则：

则二级指标权重ωik为：

4 实例分析

以武警部队采办某型防暴装甲车的风险评估为例，检验基于可拓理论评估的可行性和适用性。

根据可拓理论和采办风险评估指标体系，给出评估模型的经典域、节域和待测现值，如表2。数据来源均根据武警部队当前任务需求，并比较国内外同类型防暴装甲车参数，即得出各评价指标现值，见表2最后一列。

4.1 各级指标权重计算

首先根据式（9）可以得出指标Ci的二级指标对应的所属的经典域的关联函数。当关联函数落入越大级别时，权重也越大，选用式（11）、式（13）得出权重ωi=［0.108，0.097，0.324，0.092，0.195，0.097，0.086］。利用式（9）可以得出二级指标各单指标的优度评价矩阵Skji。

由式（15）得到等权情况下多指标综合评价矩阵，Ci第1个指标C1有两个元素，即a0k=1/2，则S1j=［0.75-1.25-3.25-7.00 -9.00］，再由式（16）得出相似系数r1k=［68.208 6 74.478 9］T，便可以由式（17）得到C1的下级指标权重ω1k=［0.4781 0.5219］T。

以此类推分别得出其他各权重：

4.2 指标评价

由式（6）进行一级评价，得到Kj（v）：

再在此基础上根据式（7）进行二级评价，得出综合评价值，即：

5 结束语

以装备采办风险来源作为基元，基于定性和定量两方面建立起装备采办风险评估的多级可拓模型。运用简单关联函数和相似系数法，科学、客观地赋予各指标权重。根据对象的不同、现值的不同，评估体系赋予指标不同的权重，及时敏感反应现时风险，对研究目标实现动态监控。同时，相似系数法的引入解决了一般可拓理论无法达到的多级评估，拓展了可拓理论的应用空间。评估过程以数据为基础，因此，数据的处理至关重要。整个评价过程是以经典域、节域、待测现值为核心展开，要确保评估结果的准确性，现值的取得必须具有可靠性，经典域的划分也是关键之一。

［1］张桦，董海林，昂军.装备采购风险的BP神经网络评价模型［J］.火力与指挥控制，2009，34（4）:100-103.

［2］甘旭升，端木慧子，高海龙，等.基于模糊层次分析法的装备采购风险评价［J］.火力与指挥控制，2011，36（9）: 60-64.

［3］李文新，潘雄，罗帆.改进风险矩阵及其在某型装备采办风险评价中的应用［J］.兵工自动化，2011，30（9）:11-15.

［4］蔡文，杨春燕，何斌.可拓逻辑初步［M］.北京：科学出版社，2003.

［5］崔凯旋，石全，胡起伟，等.基于区间数与可拓理论的装备维修保障人员训练效果评估［J］.兵工自动化，2013，32（2）:12-16.

［6］李忠民，汤淑春，李军，等.基于全寿命周期的武器装备采办风险识别研究［J］.中国工程科学，2005，7（12）:49-53.

［7］蔡文.物元模型及其应用［M］.北京:科学技术文献出版社，1994:78-94.

［8］仇东东，张杰林.基于多级可拓方法的城市公交枢纽站布局评价［J］.武汉理工大学学报，2012，36（3）:519-522.

Application of Extension Theory in Equipment Acquisition Risk Assessment

Lü Chao，HU Min-xiao
（Engineering University of CAPF，Xi’an 710086，China）

Depending on the cause of equipment acquisition risk，a multi-level evaluation model is to be built based on the extension theory.The simple dependent function and the similar coefficient method are used to determine the level of the index weight objectively and scientifically，and make extension assessment for the equipment acquisition risk assessment system.In the end，the feasibility，objectivity and validity of this system is proved by an example，which is applied to a certain type of anti-riot armored vehicle of CAPF.

equipment acquisition，risk assessment，extension theory，anti-riot armored vehicle

E919

A

1002-0640（2015）09-0116-05

2014-08-13

2014-09-14

吕 超（1989- ），男，江苏宜兴人，硕士研究生。研究方向：装备建设与发展。