武器装备保障性论证指标体系构建与评估*

王军延　杨　健　刘　洋

(91550部队　大连　116023)



武器装备保障性论证指标体系构建与评估*

王军延杨健刘洋

(91550部队大连116023)

摘要武器装备的复杂度决定了其保障的难度，保障性也就成为了武器装备的战备完好性、生存性、保障性三个关键指标之一，通过系统分析美军和我国装备保障性工作的历程，总结了武器装备在论证中的保障性要素，确定了保障论证指标体系，并通过模糊网络分析方法对武器装备保障性体系的论证要素进行了定量的分析，总结的计算分析结果能够对装备保障性顶层设计提供技术支撑。

关键词武器装备; 保障性论证; 设计特性; 模糊网络分析法

Class NumberE25

1引言

武器装备的保障性工程是可靠性工程、维修性工程和综合后勤保障综合发展的结果。20世纪90年代，美国国防部将综合后勤保障纳入国防部指示DoDI5000.2《防务采办管理政策和程序》，其中规定：“在武器系统的整个采办中开展采办后勤活动，以确保系统的设计和采办能够得到经济有效的保障，并确保提供给用户的装备有优化的保障资源，以满足平时和战时的战备完好性要求”。F-22战斗机研制中40%工作量与保障性有关。国内通过跟踪国外装备保障工作发展，制定了GJB 1371-1992《装备保障性分析》、GJB 3837-

1999《装备保障性分析记录》和GJB 3872-1999《装备综合保障通用要求》等军用标准[1]，为装备综合保障奠定了基础。保障性工作的最终目标是提高装备的战备完好性、任务成功性、可部署性和持续作战能力，并降低保障费用和特殊保障需求。保障性工程融合了可靠性工程、维修性工程、综合保障、测试性、运输性、人素工程、价值工程等[1]，这些要素在装备的论证过程中，不同层次的要素之间缺乏定量权衡方法，给装备保障工作的规划、设计带来更多的不确定性。针对武器装备保障性工程，构建科学合理的装备保障体系，并通过相关理论方法形成定性与定量的评价，可以为装备保障论证提供更科学的支撑。

2武器装备保障性工作

2.1美军装备保障性工作

20世纪80年代，装备保障性问题得到了普遍重视，1983年美国国防部颁布了指令DoDD5000.39《系统和设备综合后勤保障的采办和管理》，规定了保障性与性能、进度和费用同等对待。20世纪90年代，美国国防部废除了DoDD5000.39，将综合后勤保障纳入国防部指示DoDI5000.2《防务采办管理政策和程序》，确定综合后勤保障最为装备采办工作的不可分割的组成部分。美国新一代装备研制中，都突出了保障性。联合攻击战斗机项目研制伊始，就明确了保障性是飞机的三大性能参数杀伤力、生存性和保障性 。1997年美国国防部颁布MIL-HDBK-502《采办后勤》，要求保障性是性能的一部分，由此产生了保障性工程，它是采办后勤对保障性问题的具体化和工程化。随着相关指示、指令及配套文件的相继应用，使得美军装备的保障性工作不断得到深入和发展。

图1　保障性工程活动

2.2装备保障性指标论证

武器装备的论证是复杂的系统工程。通过系统工程对装备的研制过程进行管理，是确保装备作战性能优良、易保障且寿命周期费用较低的顶层设计工作。保障性是装备设计特性和计划保障资源满足平时战备和战时使用要求的能力。与设计特性有关的保障性参数有可靠性、维修性、测试性、运输性等六性设计指标，还包括消耗品加装时间、预防性维修工作时间、故障检测率和运输要求等;计划的保障资源参数通常包括：人员数量与技术等级，保障设备和工具的类型、数量与主要技术指标，备品备件种类和数量，订货和装运时间、补给时间，模拟与训练器材的类型与技术指标。

2.3武器装备保障性论证指标体系构建

通过对武器装备保障性工程活动的分析，保障性论证中的因素主要有保障人员因素、保障资源因素、保障制度因素、保障环境因素和设计特性五 个因素[3～5]，如表1。而每个因素又可进一步分为若干子因素。保障人员因素包括作业人员和管理人员，他们既是质量控制的主体，又是质量控制的对象，是保障质量的核心因素;保障资源指装备技术保障工作所必须具备的设备、器材、设施和信息等，是保障质量的物质基础;保障制度是开展导弹装备技术保障工作，实施技术保障质量控制的制度、法规等内在约束力，它规范了各保障机构、保障人员之间的相互关系，明确了开展技术保障和质量控制的方法和程序;保障环境涵盖地理环境、气象环境、电磁环境、作业环境和战场环境，它们共同构成了对保障质量的外来影响力。通过分析，影响武器装备保障质量的因素较多、方式各异。既有系统内的因素，也有系统外的因素;既有人为因素，也有物为因素，且因果关系难以量化。在此，采用对非定量因素进行定量分析的层次分析法对各因素影响技术保障质量的程度进行分析，求得各因素影响程度的因果关系图，经梳理上述因素，构建如表1所示的保障工程体系。分析体系间不同层次、不同因素的影响，形成定性与定量的分析结果，将有益于指导装备的保障工作。

表1　装备保障性论证指标体系

3装备保障性论证体系分析评估

3.1综合评价方法

在多目标评价中，有ELECTRE法、层次分析法 AHP 、网络分析法 ANP[2]、数据包络法、理想点法 TOPSIS ，以及模糊数的DEA法、模糊层次分析法 Fussy AHP 、模糊灰色系统 FHW 、模糊网络分析法[6]。网络分析法解决了决策问题中各层次内部元素非独立问题，可使问题决策更符合系统实际，如图2。在网络分析法应用中，进行两两因素比较传统方法依靠专家的主观判断，无法表现出各自感知的不确定性，引入模糊数后，可弥补这种不足[7～9]。

图2　典型的ANP结构

3.2三角模糊数

模糊数是模糊集合F={x∈R|μF(x)}，x在R1:-∞

式中l≤m≤u,l和u表示的是M的下界和上界，m是M的中值。三角模糊数中，l、u表示判断模糊程度，u-l越大模糊程度越高，反之模糊程度越低，当l=m=u时，M通常是非模糊数。

常用模糊算子有M(∧,∨)、M(·,∨)、M(∧,⊕)、M(·,⊕)[7]，前两种算法为主因素突出型，丢失信息较多，后两种利用信息多。

3.3模糊网络分析法的步骤

1) 评价指标的评价因素集

U={u1,u2,…,uN}其中，Ui中有元素{u1i,u2i,u3i,…,uini},(i=1,2,…,N)。

2) 建立评语集

V={v1,v2，…，vm}

3) 单因素模糊评判

单因素模糊评价是建立U到V的模糊关系R

4) 确定权重

将1～9标度转换为三角模糊标度，设决策语言权重集合W={ALI;VSJI;SLI;WLI;EI;WMI;SMI;VSMI;AMI}，三角模糊数标度如表2。

表2　重要性语言转化三角模糊数标度

5) 综合评价步骤

(1)构建指标判断矩阵计算未加权超矩阵

(2)计算加权矩阵

同上对各组元素对准则Cj影响进行比较得判断矩阵后，经特征根法并归一化得加权矩阵：

(3)计算加权超矩阵：

(4)计算极限相对排序向量：

(5)确定评价结果

采用M(+,·)算子，将F-ANP权重G与单因素评判矩阵R合成F-ANP评判集B，归一化得向量B′，该结果更多的是运用在风险评价中，在装备保障性论证体系中侧重对权重的影响分析。

4装备保障性论证指标体系分析

4.1构建指标体系

构建装备保障性工程因素集是评价因素影响重要程度的基础，根据表1的保障性论证体系建立指标体系因素集。

一级指标因素集：

U={U1,U2,U3,U4,U5}

二级指标因素：

U1={u11,u12,u13}、U2={u21,u22,u23}、U3={u31,u32,u33}、U4={u41,u42,u43}、U5={u51,u52,u53}

4.2确定指标因素影响评语集

评语集是是专家评审人对各评价指标所给出的评语集合。模型从各种指标因素对装备保障影响程度的大小考虑,将评语划分为五个等级。具体评语集为

V={影响大，影响较大，影响一般，影响较小，影响小}

4.3确定模糊判断矩阵

为确定模糊判断矩阵，请领域内专家回答调查问卷，对指标体系第二层元素进行单因素评价，经对调查表整理、统计，构造一般用于风险评价的模糊评判矩阵R。

4.4F-ANP权重计算

计算二级指标权重，得超矩阵W

1) 计算W11

表3　各重频率分集的频率与字符的对应关系

2) 计算模糊超矩阵

根据F-ANP的计算步骤，构造判断矩阵，计算Wij(i,j=1,…，5)，可得模糊超矩阵W。

3) 计算加权矩阵A

由二级指标计算方法，可得加权矩阵：

5) 计算极限排序向量

C=(0.102，0.134，0.062，0.021 ，0.017， 0.039，0.066，0.053，0.064，0.024，0.022，0.044，0.171，0.108，0.074)，该结果即为装备保障性论证指标体系表1中各元素权重值。

5结论

由武器装备保障性论证指标体系权重计算结果可知，在论证阶段武器系统的设计特性(C13=0.171)、保障设备(C2=0.134)的权重较高，同时一型装备的人力资源配置(C1=0.102)和与设计特性相关的人素工程(C14=0.108)也是需要充分考虑的因素。当然这种权重上的主次之分并不是要忽视其它因素，权重的分析更多的是费效比平衡的一个结果。装备的保障性是一个系统工程，论证阶段任一环节落实的到位与否都将影响到后续的研制、部署与战斗力生成。通过模糊网络分析解决了装备保障工程体系指标评价存在的模糊性、依赖与反馈等问题，其定量评价结果可使武器装备的管理者在统筹与规划保障性工作中有了科学的参考或依据，目标是尽快实现装备的“两成两力”。

参 考 文 献

[1] 宋太亮.装备保障性工程[M].北京：国防工业出版社，2002：1-5.

[2] 王莲芬.网络分析法(ANP)的理论与算法[J].系统工程理论与实现，2001，21(3)：44-50.

[3] 吴国栋.基于ANP的武器装备作战能力幂指数评估方法研究[D].长沙：国防科学技术大学研究生院，2010.

[4] 张勇，祁标，郑龙生. 装备保障指挥效能评估指标体系研究[J].装备学院学报，2013，24(2)：31-34.

[5] 王迎春,席学强,刘兵.装备指挥训练模拟系统中仿真模型体系研究[J].装备学院学报，2012，23(4):97-100.

[6] 杜栋，庞庆华，吴炎.现代综合评价方法与案例精选[M],北京：清华大学出版社，2014,12：14-18.

[7] 唐小丽.模糊网络分析法及其在大型工程项目风险评价中应用研[D].南京：南京理工大学，2007:55-63.

[8] 李静,孙亚胜.模糊网络分析在海上风电项目风险评价中的应用[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2011,30(1)：96-99.

[9] 刘保国，沈铭龙，马强.模糊网络分析法在公路山岭隧道施工风险分析中的应用[J].岩石力学与工程学报，2014,33(1):2861-2869.

收稿日期：2016年1月3日,修回日期：2016年2月10日

作者简介：王军延，男，硕士，研究方向：武器系统总体技术。

中图分类号E25

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.07.029

Establishment and Analysis of Demonstration Index Systemfor Weapon Equipment Logistics Support

WANG JunyanYANG JianLIU Yang

(No.91550 Troops of PLA, Dalian116023)

AbstractThe complexity of weapons equipment determines the difficulty of security which has become the one of the three key indexes of weapon equipment, through the system analysis of American and Chinese equipment logistics support, the equipment in the demonstration section of key elements is summarized, the demonstration index system is determined, through fussy-analytic network process(F-ANP)network analysis method is used to determine the index weight of elements of weapons equipment logistics support, the calculation and analysis significant for equipment logistics support.

Key Wordsweapon equipment, demonstration of logistics support, design characteristics, F-ANP