基于TOPSIS法的装备综合水平评估研究

周泽云,王　斌,孙剑桥,陈财森,郑显柱,童继凤

(装甲兵工程学院 科研部，北京　100072)



基于TOPSIS法的装备综合水平评估研究

周泽云,王斌,孙剑桥,陈财森,郑显柱,童继凤

(装甲兵工程学院 科研部，北京100072)

摘要：在分析装备调配保障原则和TOPSIS法原理基础上，建立了部队装备综合水平评估模型，设计开发了综合评估系统，并以装备满编率、完好率和新装备占比构建指标体系进行了评估检验，为装备调配保障方案优化提供了有效手段，对提高装备调配保障能力具有重要意义。

关键词：TOPSIS；装备综合水平；评估

本文引用格式：周泽云,王斌,孙剑桥,等.基于TOPSIS法的装备综合水平评估研究[J].兵器装备工程学报，2016(6):102-106.

Citationformat:ZHOUZe-yun,WANGBin,SUNJian-qiao,etal.ResearchofEquipmentOverallLevelEvaluationBasedonTOPSIS[J].JournalofOrdnanceEquipmentEngineering,2016(6):102-106.

装备调配保障，通常包括装备的申请、补充、调拨供应、换装、调整、交接、退役、报废和储备等工作[1]，是装备保障活动的重要组成部分，是装备维修、器材供应等其他装备保障活动的基础，是信息化条件下我军建设、训练和作战的客观要求。

根据作战任务和作战需求，组织调配保障工作的计划、指挥、组织、协调和监控，使有限的装备资源得以科学配置，并发挥最佳军事经济效益，是装备调配保障工作的必须遵循的重要原则和目标。装备调配保障的核心是实现装备科学配置与合理调控。而基于装备实力数据对部队装备综合水平进行评估，优先保障综合水平较低的单位，是装备调配保障计划拟制过程的一条重要原则。

TOPSIS(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoanIdealSolution)法由C.L.Hwang和K.Yoon于1981 年首次提出。TOPSIS法作为系统工程中有限方案多目标决策分析的一种常用方法，由于对样本资料无特殊要求，使用灵活简便，目前已经在军事、经济、社会、卫生等多个领域的评价和决策方面得到广泛应用[2]。本文基于TOPSIS法进行装备综合水平评估，实现水平优劣排序，可以为装备调配保障计划的拟制提供有效支撑。

1　装备调配保障的原则

装备调配保障必须以军委制定的军事战略方针为指导，既要充分考虑部队的编制体制和担负的作战任务，又要考虑装备资源的生产、储存和动员情况。装备调配保障应当根据任务需要和实际保障能力，严格执行装备体制和编配标准，实行计划管理制度。

装备调配保障计划，要在遵循上级计划要求基础上，充分考虑部队装备调配保障申请，根据部队的装备调配需求，结合保障可能，完成拟制工作。其主要内容包括：拟调配装备的种类、型号规格、数量，调配的组织领导及保障力量的编组和使用，调配的时机、手段和方式，调配的运输、技术、安全保障，调配过程中出现意外情况的应变方案，以及调配完成时限等。

要顺利完成装备调配保障任务，取得理想的保障效果，就要坚持统筹考虑、着眼长远、统一计划、突出重点的原则。装备调配保障是一项有目标、有步骤、有标准、有秩序的工作过程，从计划制定开始就应该充分考虑科学统筹，加强整体调控能力，按照编制体制标准，使有限武器装备和部队官兵充分融合，提高军队这一个大系统的整体效能。同时，因为资源有限，必须做到统筹兼顾，既要优先保障重点部队、重点方向的任务和需求，确保齐装满编和配套，适时予以补充更新，同时又要兼顾其他部队以及院校、科研机构等的训练、执勤、教学、试验的基本需求[3]。

在装备资源有限的条件下，如何确定拟调配装备的种类、型号规格和数量，最大化的发挥装备的军事经济效益，显得尤为重要。拟制装备调配保障计划时，首先需要重点考虑所属部队的编制标准、数量和品质状况和新装备占比情况。

首先，实施装备调配保障，需要考虑所属部队的装备编制标准。《装备条例》规定：“武器装备的配备应当严格按照编制执行。”这是武器装备调配应遵循的最基本的原则。部队担负的任务决定了武器装备的编制标准。各级机关在拟制装备调配保障计划时，要以上年度武器装备实力数据为基础，以所属单位武器装备的编制种类、数量和配备标准为依据。调配保障必须基于数量，但对数量的要求并非多多益善，而应是适量。若调配量多于需求量即达到超饱和状态，在平时，不仅会增加基层部(分)队管理负担，而且会造成装备物资的闲置浪费；在战时，会增加部队的装备携行量和运行量，影响部队的快速机动。因此，在调配保障过程中，既要防止部队缺编，同时也必须坚决防止和克服超编制补充情况出现，即补充装备超出所属单位武器装备的编配范围或高出编配标准[4]。

第二，实施装备调配保障，需要考虑所属部队的装备品质情况。担负相同任务的部队，在满编率相同的情况下，装备品质状况较好的部队显然作战能力要强。部队在遂行任务和进行装备日常管理过程中，可能由于发生事故或者保养保修不到位，导致装备技术状况水平低下，尚未达到退役报废标准，却又不具备正常遂行任务的能力。因而，这些装备虽然没有核减装备实力，但是已经影响到部队作战能力的发挥。而且，有些部队的装备技术状况水平低下，通过维修已经无法恢复其正常的作战性能，只能安排更新。

第三，实施装备调配保障，需要考虑新装备占比情况。当前军队处于全面实现机械化并向信息化转型的重要时期，部队武器装备的机械化、信息化水平和新技术的应用水平都在一定程度决定了部队的作战能力水平。一般来说，新一代装备的机动力、火力、通信能力和人与装备融合水平都强于老装备。因而，实施装备调配保障时，在优先考虑重点任务部队、缺编部队时，还需要重点考虑新装备少、老装备多的部队。

综上所述，在拟制装备调配保障计划时，应优先根据所属部队担负的任务情况，以装备编制标准、数量、品质状况和新装备占比情况为依据，对部队装备综合水平进行评估。在担负相同任务的部队中，将装备资源优先安排给装备综合水平较低的部队。

2　TOPSIS法原理与计算步骤

2.1TOPSIS法原理

TOPSIS就是根据有限评价对象与理想化目标的接近程度进行排序，实现对现有对象进行相对优劣评价。

TOPSIS法的原理是：通过构造“正理想解”与“负理想解”来对多个决策方案进行排序。“正理想解”是一种假设的最佳方案，它的各个属性(指标)值都达到候选方案中的最佳值。“负理想解”是一种假设的最差方案，它的各个属性值都达到候选方案中的最差值。通过计算每个方案与正理想解、负理想解之间的加权距离，得出该方案与正理想解的接近程度，最终通过对接近程度排序来评价方案优劣。

2.2计算步骤

具体计算步骤为[2]：

① 构建方案矩阵。设拟评估方案集为S=(S1，S2,…,Sm),指标集为P=(P1,P2,…,Pn)，方案Si对Pj指标的值记为xij(i=1,2,…,m; j=1,2,…,n)，形成方案决策矩阵X。

(1)

② 建立标准化决策矩阵。为了消除各指标量纲不同对方案决策带来的影响，需要决策矩阵进行无量化处理，构建标准化矩阵Y。

(2)

其中，如果Pi为效益型指标

如果Pi为成本型指标

③ 构建加权方案决策矩阵。将标准化矩阵与各指标的权重相乘，得到加权决策矩阵Z。

(3)

其中 zij=wjzij, i=1,2,…,m; j=1,2,…,n。

本文中W=(w1,w2,…,wn)，暂通过专家评分构建。

④ 确定正理想解和负理想解。根据加权决策矩阵，确定正理想解E+与负理想解E-。

(4)

(5)

⑤ 计算方案到正负理想解的距离。在计算与正理想解和负理想解的距离时，本文采用欧氏距离，其计算公式如下：

(6)

(7)

⑥ 计算每个方案到正理想解的贴近度。

(8)

Ci的值域为[0,1]，Ci越接近1，表示该方案越接近最优方案；反之，Ci越接近0，表示该方案越接近最劣方案。最终根据Ci值的大小降序排序，得到方案集评价结果。

3　TOPSIS法评估管理系统

当前TOPSIS法在各个领域得到广泛应用，但是应用过程中，大多还是基于手工计算，部分通过Matlab计算，文献[5-6]基于Excel可以实现半自动化计算，自动化程度均较低，运用不太方便。为了降低TOPSIS法应用难度，进一步推广该方法，笔者设计开发了TOPSIS法评估管理系统。

3.1系统功能设计

系统功能主要包括评估方案集管理和方案明细管理两部分。

评估方案集管理主要提供方案的增加、删除、修改等功能，方案明细管理提供评估指标管理、方案数据集管理和方案评估功能，可以实现相关数据的增加、删除、修改等操作，并能输出评估结果。

3.2数据表设计

表1　方案集主表

表2　指标体系

表3　方案名称

表4　方案明细

3.3界面设计

① 方案集管理

对方案集主要信息进行管理，提供增加、删除、保存功能。

图1　方案集管理

② 评估指标管理

对单个方案采用的评估指标进行管理，提供增加、删除和修改功能。指标类型为下拉控件，值域为效益型和成本型。指标权重为数值型，输入后自动进行归一化处理，填入右侧列。

图2　评估指标管理

③ 数据集管理

对单个方案的数据集进行管理，提供待评数据的增加、删除和修改功能，并提供方案评估功能。评估时，先基于待评方案生成加权标准化决策矩阵，将其显示在下方表格中，然后计算每个方案到正理想解的贴近度。在加权标准化决策矩阵中，计算生成正理想解和负理想解，分别以红色和绿色为背景进行标示。

图3　数据集管理

④ 评估结果管理

将评估结果显示在表格控件中，列出各方案到正理想解和负理想解的欧氏距离，各方案与到正理想解的贴近度，并基于贴近度降序排列。最优方案排序为1，次之向后排列。复制功能可以将评估结果格式化后输出到剪切板。

图4　评估结果管理

4　评估分析

4.1构建评价指标

根据装备调配保障工作必须遵循的原则，设定部队装备实力评价指标为装备满编率、完好率和新装备占比。指标权重集暂采用专家打分法确定为{0.4,0.3,0.3}。

4.2录入数据集

表5　初始方案矩阵

4.3方案评估

表6　加权标准化决策矩阵

表7　评估结果

综上，部队5的装备综合水平最高，部队4的装备综合水平最差。在拟制装备调配保障计划时，可以据此对方案进行优化。可以安排装备综合水平较低的部队将品质量等级较低、技术落后、超编的装备优先退役报废，再向其补充新装备，缩小同类部队的装备综合水平差距。

装备调配保障计划拟制完成后，可以生成计划落实后的装备实力数据，再一次对装备综合水平进行评估，比较计划落实前后的部队装备综合水平排序，以此来评估计划的效益。

5　结束语

基于TOPSIS法对部队装备综合水平进行评估，可以有效解决装备调配保障计划拟制困难的问题，在很大程度上为装备调配保障计划的优化提供了手段，对装备调配保障工作具有重要的意义。

本文构建评价指标时，权重基于专家打分法产生，主观因素对评估结果产生的影响较大。文献[7]等对TOPSIS法进行了改进，尤其是文献[8]完全基于方案数据计算权重，进一步提高了科学性。

在后续工作中，可以进一步完善软件功能，采用多种方式获得评价指标权重，提高评价的客观性。在指标类型中可以增加区间型指标，满足对区间型指标进行评价的需要。此外，可以将所使用的软件修改为中间件，留出输入接口和输出接口，供其他软件调用，充分发挥TOPSIS法的作用。

参考文献：

[1]余高达,赵潞生.武器装备学[M].北京:国防大学出版社,2000.

[2]王忠宝.基于TOPSIS的沧东电厂冷却系统效率提升方案研究[D].保定:华北电力大学,2014.

[3]焦秋光.军事装备管理学[M].北京:军事科学出版社出版，2003.

[4]郑怀洲,陆凯.军事装备管理学[M].北京:装备指挥技术学院，2000.

[5]闵祥云,应用EXCEL进行TOPSIS综合评价[J].疾病控制杂志,2003(5):252-253.

[6]高永,王玖,石德文.加权TOPSIS法综合评价在Excel中的实现[J].中国卫生统计,2007(8):428-429.

[7]李虎雄.改进的TOPSIS法在计算机综合评价中的应用[J].微电子学与计算机,2012(6):138-141.

[8]夏璐,高虹霓.基于熵权和改进TOPSIS法的装备费效评估[J].四川兵工学报,2009(6):41-43.

(责任编辑唐定国)

doi:10.11809/scbgxb2016.06.024

收稿日期：2015-12-19；修回日期：2016-01-25

作者简介：周泽云(1979—)，男，硕士，主要从事装备保障信息化研究。

中图分类号：TP393

文献标识码：A

文章编号：2096-2304(2016)06-0102-05

ResearchofEquipmentOverallLevelEvaluationBasedonTOPSIS

ZHOUZe-yun,WANGBin,SUNJian-qiao,CHENCai-sen,ZHENGXian-zhu,TONGJi-feng

(DepartmentofScienceResearch,AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072,China)

Abstract:Based on the analysis of equipment allocation support principle and TOPSIS principle, the equipment overall level estimation model was established, and comprehensive evaluation models were set up and were estimated and verified by setting the index system with complated and perfectable rate of equipment support and the rate of new equipment, which provides effective methods for the optimization of equipment allocation scheme and has great significant for improving the equipment allocation capability.

Key words:TOPSIS; overall level of equipment; evaluation