改进性维修效果模糊综合评价

罗九林，郭　镇，李爱民，邓正春

(1.装甲兵工程学院 技术保障工程系，北京　100072；2.石家庄陆军指挥学院 军事训练系，石家庄　100072)



改进性维修效果模糊综合评价

罗九林1，郭镇1，李爱民1，邓正春2

(1.装甲兵工程学院 技术保障工程系，北京100072；2.石家庄陆军指挥学院 军事训练系，石家庄100072)

摘要：为解决改进性维修效果评价过程主观因素较强、评价权重不一致等实际问题，建立了模糊综合评价模型；通过分析改进性维修效果评价的主要指标，建立可靠性、维修性指标模型，应用模糊综合评价法进行评价，对其适用性进行分析，并进行示例验证；该方法能准确得到改进性维修效果的量化数值和评价结果，可为改进性维修效果评价提供理论支持。

关键词：改进性维修；效果；模糊综合评价

本文引用格式：罗九林，郭镇，李爱民，等.改进性维修效果模糊综合评价[J].兵器装备工程学报，2016(7):69-73.

Citation format:LUO Jiu-lin，GUO Zhen，LI Ai-min,et al.Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(7):69-73.

模糊综合评判法是评价标准的常用方法，能够量化评价中的模糊性问题。本文从改进性维修的根本任务入手，建立了可靠性、维修性评价指标体系，并应用该模糊综合评价对改进性维修效果进行评价。为改进性维修效果的评价提供一种模型和思路。

1模糊综合评价

模糊综合评价[1-2]，是应用模糊数学原理对受多种因素影响的对象进行的一个综合量化的评价。该方法能够很好地解决实际应用中出现的模糊性、非确定性问题。

在改进性维修效果评价中，模糊综合评价能够针对不同的改进性维修方案和改进前的情况，按照不同的可靠性、维修性指标，通过分析计算得出综合量化结果，因此运用模糊综合评价解决改进性维修效果具有很好的可行性。运用模糊综合评价对改进性维修效果进行评价的流程如图1所示。

图1　改进性维修效果评价流程示意图

1.1模糊综合评价的基本要素

假设存在n种指标元素u组成指标元素集合U，记为U={u1,u2,…,un}，存在m种评价等级v组成评价等级集合V，记为V={v1,v2,…,vm}。其中，元素u和元素v的个数按照实际情况由人为主观确定。给定一个U上的模糊向量A，A为模糊评价指标元素权重集合，则在V上存在一个模糊子集B与之对应。并且存在U×V上的一个模糊矩阵R，使B=A·R成立。其中，

B为模糊综合评价结果集合，记为B=(b1,b2,…,bm)∈F(V)，bj为第j种评价在综合评价中的比重。

模糊综合评价框图如图2所示。

图2模糊综合评价框图

1.2模糊综合评价的具体步骤

模糊综合评价的步骤具体可分为5步：

1) 确定指标元素集合U={u1,u2,…,un}，按照实际情况建立影响评价结果的评价指标元素集合。

2) 确定评价等级集合V={v1,v2,…,vm}，根据具体情况划分为m个等级。

则(U,V,R)构成了模糊综合评价模型。

5) 模糊综合评价。模糊综合评价结果为指标元素集合的权向量A与模糊矩阵R的合成，即

(1)

2模糊综合评价模型[3]

2.1单级模糊综合评价模型

常用的单级模糊综合评价模型主要有M(∧,∨)模型和M(·,+)模型。

模型Ⅰ：M(∧,∨)模型

(2)

该模型中评价结果bj仅由其中的一个ai与rij确定，即评价结果由主要元素决定。该模型被用于评价受主要元素影响的单一对象。

模型Ⅱ：M(·,+)模型

(3)

该模型的评价结果bj取决于所有元素的影响，能够对受多元素影响的对象做出综合的评价结果。结合本文实际，在此采用模型Ⅱ：M(·,+)模型进行模糊综合评价。

2.2二级模糊综合评价模型

评价改进性维修效果，要评价设备可靠性、维修性水平，这就需要对不同类别的评价给出合理的权重，因此，在改进性维修评价中需要建立二级模糊综合评价模型。

二级综合评价模型为

(4)

其中，A为二级元素的权重集；Ai为一级元素的权重集；Ri为一级元素集与评价集的模糊矩阵；Bi为一级评价模型得出的结果；B为二级评价模型得出的结果。

3改进性维修效果模糊综合评价[4-5]

评价改进性维修效果主要是对改进部件改进前后的可靠性、维修性进行评价，由于可靠性、维修性相关的指标较多，在评价标准上也具有模糊性，因此采用模糊综合评价能够很好的给出量化的评价结果。本文以某大型机械设备为例进行分析建模。

3.1确定可靠性、维修性指标

(5)

(6)

(7)

2) 维修性指标。维修性是指在规定的维修条件下和规定的时间内，按照规定的方法和程序对设备或其部件进行维修时，使其恢复或保持到规定的状态的能力。维修性指标是描述装备维修性水平的重要量度，评价改进性维修效果的维修性指标主要包括维修时间，经济工时，维修费用等。

维修时间：维修时间直接反映出产品的可用度，维修时间越少，产品可用度越高，因此，以维修时间作为评价改进性维修效果的一项重要指标，能够很好的反映出改进方案的效果。选取平均修复时间(MTTR)和恢复功能任务时间(MTRF)。

维修工时：在产品的实际使用过程中发现，由于特殊的使用环境和一些设计缺陷，使产品在维修过程中耗费了巨大的人力和维修资源，因此，将维修工时作为评价改进性维修效果的一项指标，能够很好的评价改进方案的合理性。

维修费用：维修费用是工程实际中要关注的重要内容，作为评价改进性维修效果的一项指标，能够很好的评价出改进方案的可行性。

3.2建立模糊综合评价的元素集合

按照模糊综合评价的步骤，首先是建立模糊综合评价的指标元素集合U。按照第3.1节分类，指标元素集合分为可靠性指标元素集合U1和维修性指标元素集合U2。

(7)

式(7)中，u1为平均首次故障时间；u2为平均故障间隔时间；u3为致命性故障间的任务时间。

(8)

式(8)中，u4为维修时间；u5为维修工时；u6为维修费用。

3.3建立模糊综合评价的评价集合

评价集合，通常被称作“备择集”，是由相关专家对评价对象进行评价所得出的集合V。改进性维修的评价等级选取“优、良、中、差”4个等级，这样既有利于得出评价结论，又有利于拉开评价结果的档次，即V={v1,v2,v3,v4}。

3.4建立模糊矩阵

由于文章篇幅原因，选用该型设备某部件的改进性维修效果评价为例进行说明，验证该评价模型和方法的可行性和有效性。

针对某部件的故障情况，提出了改进性维修的2个方案设计，分别记为原方案、方案1、方案2。通过专家评价打分得到以下数据。

原方案：

可得原方案可靠性指标模糊矩阵R1：

原方案维修性指标模糊矩阵R2：

方案1：

可得方案1可靠性指标模糊矩阵R1：

方案1维修性指标模糊矩阵R2：

方案2：

可得方案2可靠性指标模糊矩阵R1：

方案2维修性指标模糊矩阵R2：

3.5确定权向量

本文采取专家打分的方法由5名专家对各指标权重进行打分，经归一化处理得到各指标权重，如表1和表2所示。

表1　可靠性指标权重

表2　维修性指标权重

取算术平均值可得，可靠性指标向量A1=(0.396,0.296,0.308)，维修性指标向量A2=(0.408,0.4,0.192)。

3.6改进性维修效果模糊综合评价

由于选取了可靠性和维修性2类不同评价指标，因此在进行模糊综合评价时，应当先进行单级模糊综合评价，再根据两类指标权重进行二级综合模糊评价，最后通过对评价等级的赋值处理得出具体量化的评价结果。

1) 单级模糊综合评价。根据式3可得，原方案，

B1=A1·R1=

(0.591,0.137,0.200,0.069)

B2=A2·R2=

(0.460,0.159,0.141,0.240)

可得，原方案的单级模糊综合评价矩阵为

方案1：

B1=A1·R1=

(0.691,0.169,0.137,0)

B2=A2·R2=

(0.560,0.159,0.181,0.100)

可得，方案1的单级模糊综合评价矩阵为

方案2：

B1=A1·R1=

(0.721,0.170,0.069,0.040)

B2=A2·R2=

(0.660,0.140,0.140,0.060)

可得，方案2的单级模糊综合评价矩阵为

2) 二级综合模糊评价。考虑改进性维修的目的是提高装备的可靠性和维修性，二级权重的取值为A=(0.6，0.4)。根据式4可得二级评价结果。

原方案：

B=A·R=

(0.539,0.146,0.176,0.137)

方案1：

B=A·R=

(0.639,0.165,0.155,0.040)

方案2：

B=A·R=

(0.670,0.158,0.097,0.048)

为进一步得到具体量化的直观评价结果，采取对评价等级赋值的方法进行处理。按照工程实际对评价等级进行赋值，“优”=“90”，“良”=“80”，“中”=“60”，“差”=“40”。

分别计算出各方案模糊综合评价结果：

原方案：

F=0.539×90+0.146×80+0.176×60+

0.137×40=76.23

方案1：

F=0.639×90+0.165×80+0.155×60+

0.040×40=81.61

方案2：

F=0.670×90+0.158×80+0.097×60+

0.048×40=80.68

通过评价结果可知，按照方案1和方案2进行改进性维修都能取得良好的效果，方案1优于方案2。

4结束语

运用模糊综合评价对改进性维修效果进行评价，综合了可靠性指标和维修性指标等多种评价元素，减少了人为主观的判断，通过对需改进部件和各改进方案的综合分析得出具体量化结果，能够直观的反映改进性维修效果。该方法对改进性维修效果的评价有重要的参考价值。

参考文献：

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[6]狄鹏，黎放，陈童.考虑不同维修效果的多状态可修系统可靠性模型[J].兵工学报，2014(9):1488-1494.

(责任编辑唐定国)

收稿日期：2015-10-10；修回日期：2016-01-05

作者简介：罗九林(1966—)，男，副教授，主要从事装备维修保障研究。

doi:10.11809/scbgxb2016.07.016

中图分类号：E237; F272.92

文献标识码：A

文章编号：2096-2304(2016)07-0069-05

Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance

LUO Jiu-lin1，GUO Zhen1，LI Ai-min1，DENG Zheng-chun2

(1.Department of Technical Repair Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2.Department of Militaryl Training, Shijiazhuang Army Command College, Shijiazhuang 100072, China)

Abstract:To abstain the subjectivity and different variable weight in evaluation on the effect of corrective maintenance, the fuzzy synthetical evaluation model was established. Through analyzing the important index of corrective maintenance effect evaluation, and establishing the reliability and maintenability index model, we used fuzzy synthetical evaluation to evaluate and analyzed adaptability and carried out verification by case. The model can acquire precious quantities data and evaluation result of corrective maintenance effect. It provides theory basis for corrective maintenance effect evaluation.

Key words:corrective maintenance; effect; fuzzy synthetical evaluation

【后勤保障与装备管理】