基于效果的装备保障合同商选择方法

王　芳，石　全，夏　伟

（军械工程学院，石家庄　050003）

基于效果的装备保障合同商选择方法

王芳，石全，夏伟

（军械工程学院，石家庄050003）

摘要：基于效果的合同商装备保障是将基于效果的维修理念应用于合同商装备保障领域提出的一种装备保障策略，更加关注装备的作战效能，同时对合同商提出了更高要求，因此，选择恰当的合同商对于实现预期结果显得更为重要。而合同商选择是一个多准则决策问题，很大程度上依赖于决策者和决策条件状态的不确定性和模糊性。构建了一个基于效果的合同商选择系统流程，并提出了基于相似度的模糊TOPSIS法，简化了计算流程，最后通过一个具体案例来验证该方法的有效性。

关键词：基于效果的合同，合同商选择，多准则决策，模糊相似度，TOPSIS

0　引言

基于效果的维修是在美军相关研究理论基础上，结合新时期我军装备维修保障出现的新情况新问题提出的一种装备维修保障理念。基于效果的维修是一种高效的武器系统产品保障策略，它摒弃了对武器装备性能本身的关注，将目光转向维修效果、作战效能等指标，在保证武器装备遂行作战任务的前提下，有效降低了维修成本和停机时间，实现了对维修系统的有效监控和快速响应。本文将该理念应用于合同商保障领域，构建了基于效果的合同商保障理论体系。

基于效果的合同商保障主要是通过签订基于效果的合同来实现，传统的服务保障或维修、修理和大修合同往往对合同商有利，因为只要有一个特定的设备出现故障，合同商就可以开展维修活动从而获取维修费用。但是，合同商所提供的保障活动与军方的需求并不一定相符。而基于效果的合同改变了这种状况，它允许军方只有在获得合同中规定的既定结果以后才予以支付，而不仅仅是单纯就完成的活动或任务支付，这大大提高了军方的主动性。

其中的合同商选择问题是当前供应链管理领域的一个热点问题，研究者提出了多种方法解决合同商选择问题。但在决策过程中往往会忽略一些因素，比如获取的信息不完整，评价标准无法量化，特征不够精确等问题。该问题实质上是一个多目标决策问题（Multi-Criteria Decision Making，MCDM），目前有关合同商选择方面的研究已经取得了一些成果，而对于合同商选择指标体系的构建方面研究较少，而且构建的指标体系相对简单［6］。本文根据基于效果合同商保障的特点要求，综合权衡多种影响因素构建多因素评价指标体系，借鉴文献［1-2］中的思想，采用基于相似度的模糊TOPSIS法，为确定最佳合同商提供参考。

1　基于效果的合同商选择评价指标体系

基于效果的合同对最终实现的结果有一个严格的要求，如可用度、可靠度等具体量化指标，同时还要求军方与合同商通力合作实现资源共享、信息互通等，并且要在一定的成本、约定的时间内实现。因此，本文构建的指标体系包含8个方面（一级指标），详见表1。为了更好体现合同商的资质和能力水平，对一级指标进一步细分，具体指标体系如图1所示。

表1　基于效果的合同商选择评价一级指标

图1　基于效果的合同商选择评价指标体系

2　基于相似度的模糊TOPSIS法

由于模糊逻辑方法可以处理模糊、不精确数据和模型的不确定性，因此，可将评价指标体系中的语言变量转换成模糊数，使用模糊理论进行计算。下面首先介绍模糊数和语言变量，然后介绍基于相似度的模糊TOPSIS算法。

2.1模糊数与语言变量

图2　梯形模糊数

在合同商选择问题中，当使用传统的数值无法描述那些复杂或者不易明确定义的指标时，可采用语言变量进行处理。例如，对于“重要性”而言，可用语言变量来描述，比如“非常低”、“低”、“中”、“高”、“非常高”等。文中引入了语言变量来描述每个指标的重要程度以及备选合同商的评价等级，分别如图3、图4所示［1-2］。

图3　标准的重要程度语言变量评价

图4　评价等级语言变量

文献引入了泛化模糊数的模糊相似度的概念。泛化梯形模糊数可表示为其中是实数，w表示模糊数的高度，0＜w≤1。对于标准模糊数，w=1。

两个泛化模糊数A～和B～的相似度S（A～，B～）计算方法为［2］：

P（A～）和P（B～）分别表示泛化梯形模糊数A～和B～的周长。相似度S（A～，B～）的数值越大，则说明两个泛化模糊数A～和B～之间的相似度越高。

2.2基于相似度的模糊TOPSIS方法

TOPSIS是解决多属性多准则决策问题的一种重要方法，主要是采用顶点法计算备选方案到正理想解（Fuzzy Positive-Ideal Solution，FPIS）与负理想解（Fuzzy Negative-Ideal Solution，FNIS）的距离，用逼近系数的大小来确定各备选方案的优劣顺序［5］。本文采用模糊相似度来代替顶点法，不需要计算模糊决策矩阵到理想解的距离矩阵，而是使用模糊相似度计算相似矩阵，然后使用相似度对备选对象进行排序，简化了计算流程。

合同商选择问题实质上是一个多准则决策问题，可形式化描述为［4］：

（3）衡量合同商资质的评价指标体系，包含N个标准，记为集合；

假设决策团队包含K个决策者，每个决策者的模糊评价可表示为一个正梯形模糊数其隶属度函数记为。好的综合方法应该考虑每个决策者的模糊评价的范围，这也就是说综合模糊评价范围必须包含所有决策者模糊评价。所有决策者的模糊评价用梯形模糊数表示，那么综合模糊评价可定义为，其中，

同理，每项标准的综合模糊权值可表示为：

合同商选择问题可以表示成矩阵形式：

为了降低决策过程中数学计算的复杂度，使用线性转换将各种指标进行标准化处理。指标集可分为效益型指标（评价越高效益越好）和成本型指标（评价越低花费成本越少）。标准化模糊决策矩阵可表示为：

上述标准化处理的目的是为了将模糊决策矩阵中的元素转换成标准梯形模糊数。考虑到每项指标的权重不同，带权值的标准化模糊决策矩阵可表示为：

文献［1］中使用顶点法分别计算模糊数到正理想解和负理想解的距离和，然后计算出各个备选方案的逼近系数，将逼近系数进行排序［1］。本文不再计算模糊决策矩阵到理想解的距离矩阵，而是使用模糊相似度的概念，利用式（11）计算出各个备选合同商模糊评价值与正理想解之间的相似度。为了描述每个合同商的评估状态，根据相似度的数值构建了一个包含5个等级的评估状态表，如表2所示，对于分布在同一等级的多个合同商，根据相似度的大小确定。

表2　评估状态表

使用相似度进行评估的方法过程如下：

（1）组建评估决策委员会，确定评估标准；

（2）选择适当的语言变量描述标准的重要性权值和合同商的语言评价等级；

（3）计算各项标准的综合模糊权值，并根据决策者对合同商的评价等级，计算出合同商的综合模糊评价等级；

（4）构建权值标准化模糊决策矩阵；

（5）确定模糊正理想解FPIS；

（6）通过计算相似度矩阵得到合同商相对于正理想解的相似度，然后计算每个合同商的平均相似度；

（7）根据合同商的平均相似度得到合同商的评估状态，并对备选合同商进行排序。

3　算例

某企业想要为自己购置的设备维修选择合适的合同商，其中有A、B、C、D、E 5个备选合同商，邀请3位专家D1、D2、D3对指标进行打分，为了便于说明问题，从二级指标中选取14项作为合同商选择的评价指标，如下页图5所示。应用基于模糊相似度的TOPSIS法来解决该决策问题，具体计算步骤如下：

（1）组建3个专家组成的评估决策委员会，确定评估标准。

（2）3位专家运用语言变量对14个指标的重要性进行评级，指标权值详见下页表3。

（3）3位专家根据合同商对14项子标准的具体表现，运用语言变量对合同商进行评级，评级结果见下页表4。

（4）将语言变量描述转化为标准模糊决策矩阵，详见下页表5。

图5　基于效果的合同商选择指标层级结构

表3　决策者对各项指标的重要性权值

（5）确定FPIS，具体计算结果见下页表6。

（6）通过带权值的标准化模糊决策矩阵和FPIS计算相似度矩阵，得出每个合同商的相似度，并计算每个合同商相似度的平均值，具体结果详见下页表7。

（7）根据平均相似度得到备选合同商的排序A＞E＞D＞C＞B。通过表1的评估状态，倾向于推荐且首选合同商A。

4　结论

表4　决策者根据14项二级标准对合同商的评价

本文结合我军装备保障实际，引入美军提出的基于效果的和维修理念，提出了基于效果的合同商装备保障概念，首先对基于效果的合同商保障的理论以及实现流程进行了论述，构建了基于效果的合同合同商选择指标体系，其中包括7个一级指标和14个二级指标。基于效果的合同商选择问题实际上一个多属性多准则决策问题，本文对经典的TOPSIS法进行了改进，提出了基于相似度的模糊TOPSIS法，与传统的TOPSIS顶点法相比，本文提出的方法不再需要计算FNIS，而只需要计算备选合同商与FPIS之间的相似度，通过计算备选合同商的相似度平均值确定排序，确定最佳合同商。并通过具体算例进行了验证，通过计算流程可以看出，该方法使得计算过程简单了很多，最终实现了基于效果的合同商选择决策目标。

表5　带权值的标准化模糊矩阵

表6　对应不同标准的模糊正理想解

表7　权值标准化模糊决策矩阵与正理想解的相似度

参考文献：

［1］CHEN C，LIN C，HUANG S.A fuzzy approach for supplier evaluation and selection in supply chain management［J］.International Journal of Production Economics，2006，102（2）：289-301.

［2］LUUKKA P.Fuzzy similarity in multicriteria decision-making problem applied to supplier evaluation and selection in supply chain management［J］.Advances in Artificial Intelligence，2011（6）：1-9.

［3］张红梅，张松，张敏芳.基于性能的装备采购合同商选择研究［J］.装甲兵工程学院学报，2011，25（2）：23-26.

［4］党伟，车飞.基于模糊数的装备保障合同商选择决策方法［J］.火力与指挥控制，2013，38（12）：40-42.

［5］张峰，谢振华.基于改进相似度的混合型多属性决策方法［J］.海军航空工程学院学报，2014，29（1）：79-79.

［6］RAO C，PENG J，ZHANG Z C.Method of hybrid multi-attribute decision making based on relative entropy weight and projeetion algorithm［C］//Proceedings of the 7th World Congress on Intelligent Control and Automation.Chongqing：IEEE Robotics and Automation Society，2008：7500-7504.

中图分类号：TN97

文献标识码：A

文章编号：1002-0640（2016）04-0164-06

收稿日期：2015-02-05修回日期：2015-04-29

作者简介：王芳（1982-），女，河北保定人，博士研究生。研究方向：装备保障理论与应用。

Reseach of Outcome-based Equipment Support Contractor Seclection Methods

WANG Fang，SHI Quan，XIA Wei
（Ordnance Engineer College，Shijiazhuang 050003，China）

Abstract：Based on the concept of outcome-based maintenance,the outcome-based contractor equipment support is presented as a kind of support strategy,which is more focus on the combat efficiency of equipment and puts higher command for the contractors.Thus,it plays an important role to select the appropriate contractor to achieve the expected results.The contractor selection is a multicriteria decision-making problem,which is dependent on the uncertainty and ambiguity of the decision-makers and the conditions.This paper presents a systematic decision-making process of the outcome-based contractor selection,and employs the similiraty based fuzzy TOPSIS method to simplify the calculative process.Finally,the validity of this method is verified by a specific case.

Key words：outcome-based contract，contractor selection，multi-criteria decision making，fuzzy similiraty，TOPSIS