基于ANP维修保障系统结构设计影响因素分析*

周辅疆，王斌，陈宏文，顾赟，吴海

（镇江船艇学院，江苏镇江212003）

基于ANP维修保障系统结构设计影响因素分析*

周辅疆，王斌，陈宏文，顾赟，吴海

（镇江船艇学院，江苏镇江212003）

针对装备维修保障系统结构设计影响因素多、设计过程易耦合等问题，提出了一种基于网络分析（ANP）的维修保障系统结构设计影响因素网络模型和方法。首先，以维修保障系统结构设计影响因素定量研究为控制层目标，以作战任务系统、保障对象系统等为网络层的因素集，建立维修保障系统结构设计影响因素的网络模型；其次，运用网络分析方法定量地确定维修保障系统结构设计各个因素的影响综合权重及排序，明确设计时应优先考虑的关键因素。通过具体分析，证明了此方法的正确性和实用性。

网络分析，维修保障系统，结构设计，影响因素

0　引言

信息化条件下的战争中，制订科学合理的装备维修保障方案将影响着整个战争的胜负与进程，而装备维修保障系统结构设计是制订装备保障方案必须首先考虑的问题，其设计的好坏不仅关系到装备保障方案的科学性、合理性，还影响着装备维修保障系统自身保障效能和装备保障能力的发挥。而能否科学地设计系统结构，关键在于是否全面系统定量地分析了结构设计的影响因素。由于结构设计的影响因素众多，关系错综复杂，对结构设计影响程度定量分析很困难，如何定量分析，揭示影响因素相互之间联系是当前亟待解决的问题。

国内外很多学者对网络分析（Analytic Network Process，ANP）与应用研究取得优异的成绩。文献［1-2］对网络分析法的理论和算法进行了全面综述，文献［3-6］对网络分析法在各领域的应用进行了全面综述。理论与实践应用表明，网络分析法对那些复杂系统考虑层次内部元素的依存、上下层元素间反馈影响和定量分析具有极大优势和良好实用效果，所以此方法同样可用于复杂的维修保障系统结构设计影响因素分析问题。

1　影响因素描述

维修保障系统结构是反映装备维修保障系统内保障级别、保障点之间相互关系的内在表现形式，能对系统功能、特性及运行方式进行系统全面的描述。维修保障系统结构设计就是装备保障部门依据各作战单元具体部署和维修保障要求，按照一定的设计原则和科学设计方法，合理地设置系统内各保障点空间位置、确定保障点间保障关系，并对各保障点配置不同种类、不同数量的维修保障单元及分配相应保障任务，从而形成不同维修保障级别的过程。影响维修保障系统结构设计的因素主要有内部系统因素和外部系统因素。其中，内部系统影响因素主要包括维修保障系统自身内部构成要素等，外部系统影响因素主要包括作战任务系统、保障对象系统和其他系统因素等。

1.1外部系统影响因素

维修保障系统结构设计的外部系统影响因素主要体现在对设计有相互影响的作战任务系统、保障对象系统及其他系统，分别以A1、A2、A3表示。作战任务系统影响结构设计的因素主要包括：作战主体、作战指挥机构设置、作战任务方式、作战任务时间、作战任务目的、作战任务空间、作战后勤保障体系等，分别以A11、A12、…、A17表示；保障对象系统影响结构设计的因素主要包括：编制（动用）装备信息、保障对象RM属性、保障对象结构功能信息和装备损坏信息等，分别以A21、A22、A23、A24表示；其他系统影响结构设计的因素主要包括：信息技术的发展及运用、部队编制体制、相关军用标准和纲要、外军保障级别调整的经验，分别以A31、A32、A33、A34表示。

（1）作战主体（A11）。作战主体因素是描述我方作战兵力相关的因素，主要包括：参战军兵种、兵力编成和规模等。

（2）作战指挥机构设置（A12）。作战指挥机构是为适应作战指挥的需要［7］，以指挥员及其指挥机关为主建立起来的指挥组织形式，通常称指挥所。

（3）作战任务方式（A13）。作战任务方式是作战指挥者作战决心的集中体现，其影响结构设计的因素主要包括：作战样式、执行任务方式、作战类型和协同配合方式等。

（4）作战任务时间（A14）。作战任务时间是对作战任务装备保障提出的完成任务时间要求。其影响保障级别设计的主要因素包括：作战开始时间、结束时间、持续时间。作战任务时间为结构设计提出时间的保障要求，设定了时间约束条件。

（5）作战任务目的（A15）。描述作战任务目的的相关参数主要有作战目标和作战效果，而描述作战效果的参数有作战效能和任务完成概率等，不同的作战任务有不同作战效果参数的描述。

（6）作战任务空间（A16）。作战任务空间影响结构设计的因素主要包括：自然环境、人工环境、社会环境、作战区域和作战方向。

（7）作战后勤保障体系（A17）。作战后勤保障体系为维修保障主要提供了运输和油料等保障。而维修物资供应保障包含了对物资的筹集、包装、储备、补充、运输、分发、装卸等具体环节。

（8）编制（动用）装备信息（A21）。编制（动用）装备信息包括：运用装备种类、数量、型号和组合。其中，执行任务的装备种类和型号，决定装备维修层次、保障资源数量等要求。

（9）保障对象RM属性（A22）。保障对象RM属性主要包括保障对象的维修性和可靠性。

（10）保障对象结构功能信息（A23）。保障对象结构功能信息主要包括：装备构成和设计方案（模块化、集成化等）、功能系统主要功能、战技术性能。

（11）装备损坏信息（A24）。装备损坏信息主要包括：装备损坏的种类和数量、损坏程度以及比例分配。

（12）信息技术的发展及运用（A31）。信息技术广泛运用于军事系统，大幅提升了武器系统性能和装备保障效能，同时也促进了战争形态的历史性转变。

（13）部队编制体系（A32）。部队编制体制按照军兵种划分可分为海军、陆军、空军和第二炮兵等4种编制体制。

（14）相关军用标准和装备保障法规（A33）。相关军用标准和装备保障法规包括装备维修保障各种相关维修标准和相关法规，这些标准和法规是部队实施维修保障与训练的基本依据。

（15）外军保障系统调整的经验（A34）。外军保障系统调整的做法和经验教训，是我军研究装备维修保障系统结构设计的重要借鉴。

1.2内部系统影响因素

维修保障系统结构设计内部影响因素包括维修保障系统主要构成要素：维修保障人员、维修保障装备、现有维修保障体制，分别以A41、A42、A43表示。

（1）维修保障人员（A41）。维修保障人员包含维修人员数量、专业种类及技术等级等属性，是结构设计中最关键、最活跃的因素。

（2）维修保障装备（A42）。保障装备是实施快速有效保障的重要手段，也是保障和恢复军队战斗力必不可少的一种装备［8］，其综合性能及信息化程度，直接影响到系统结构的设计。

（3）现有维修保障体制（A43）。维修保障体制是装备保障的组织系统、机构设置和保障人员、保障装备编配的具体规定，是装备保障系统保障级别设计的重要影响因素之一。

2　影响因素网络模型建立与分析

2.1建立网络模型（ANP）

在传统的研究因素当中，大家普遍认为这些因素之间相互独立，不存在耦合关系，而这显然与现实情况相违背。战时维修保障系统结构设计影响因素不仅涉及系统内部的构成要素，而且还涉及系统外部的作战任务系统、保障对象等系统。网络分析法（ANP）能够很好地解决系统元素之间有相互影响关系的问题，因此，应该运用ANP方法进行战时维修保障系统结构设计影响因素的权重计算。在立足于充分考虑到各个因素相互间的影响关系基础上，构建基于ANP结构的维修保障系统结构设计影响因素的网络模型，如图1所示。

模型中，控制层的目标是对维修保障系统结构设计影响因素的研究，在网络层中有作战任务系统、保障对象系统、其他系统和维修系统内部构成要素等4个因素集，每个因素集中都包含相应的二级指标因素，共计18个。指标因素间的连接箭头表示因素之间存在着影响关系，双箭头表示互相反馈关系，当有指向自身的箭头，则表示该因素的下一级指标因素之间存在着相互作用的关系，各因素是相互耦合的。

图1　维修保障系统结构设计影响的ANP模型

2.2影响因素间相互关系分析

1.加强语音训练，为培养学生的自学能力打下基础。首先突出抓好音标和读音规则的复习。因为只有掌握好发音和读音规则，才有可能为今后的学习打下良好的基础并具有初步的自学能力。所以一般都要给学生过一遍音标和读音规则。补语音一般集中在开学后的前几周进行。补完语音后，还要注意进一步对学生进行语调、强读、弱读等训练，力求帮助学生闯过语音、语调关。

对于维修保障系统来讲，其与保障对象系统之间的联系是以作战赋予保障对象的任务为牵引的，作战任务在对保障对象提出配备要求的同时，也为保障对象所要达到的特定军事目标提出了明确的运行要求；而保障对象的使用则牵动了维修保障系统的运行，保障对象在遂行作战任务的过程中，由于本身的质量特性、敌方的作战威胁以及缺乏外部资源等，会产生各种各样的故障、战损以及其他导致保障对象不能执行任务，因而需要维修保障系统对其开展维修保障活动。所以维修保障系统内部的构成要素、作战任务系统、保障对象系统等系统结构设计影响因素之间是相互作用、相互联系的。各因素之间的相互影响关系如表1所示。

表1　维修保障系统结构设计影响因素相互关系

3　基于AN P影响因素权重确定

3.1构建与计算判断矩阵

在ANP网络模型图1中，网络层有元素组A1、A2、A3、A4，其中，各元素组分别含有A11、A12、…、A17、A21、A22、A23、A24、A31、A32、A33、A34、A41、A42、A4元素。以维修保障系统结构设计影响因素关系表1为基础，以结构设计因素影响程度为准则，分别以A11、A12、…、A43为次准则，以1～9的标度法初步确定各两个影响因素关系值，并构建各系统因素相对于次准则的判断矩阵。如以维修保障系统自身内部构成要素为例，分别以维修保障人员A41、维修保障装备A42、现有维修保障体制A43为次准则，经过相关专家认真分析，建立系统内部构成要素之间的判断矩阵，进行一致性检验，并将计算结果进行归一化处理，得出构成要素权重向量矩阵。表2是以A41为次准则的构成要素判断矩阵：

表2　以A41为次准则的构成要素判断矩阵

同样可以分别以A42、A43为次准则形成另外2个构成要素判断矩阵，如表3和表4所示。

表3　以A42为次准则的构成要素判断矩阵

表4　以A43为次准则的构成要素判断矩阵

将各个判断矩阵的权重向量组合，形成以影响程度为准则，系统构成要素的权重向量矩阵Zij，且Zij是列归一化的，如式（1）所示。

3.2建立初始超级矩阵

在维修保障系统结构设计影响因素的网络模型中，唯一的准则是影响因素，所以只存在一个初始超级矩阵，且不是列归一化的非负矩阵。

3.3建立加权矩阵

系统结构设计影响因素的加权矩阵是指在不同准则下各系统之间A1、A2、…、A4相互比较而得到排序向量组成的矩阵。即分别以作战任务系统、保障对象系统、其他系统和维修保障系统为次准则，相互比较系统与系统之间重要程度，构建判断矩阵，再进行一致性检验，如通过检验，则将计算数据进行归一化处理，表5为系统A1为次准则的判断矩阵：

表5　以系统A1为次准则的判断矩阵

然后将各判断矩阵相对排序向量组合，建立权矩阵。按此过程计算得出的权矩阵A如表达式（3）所示：

3.4极限计算及结果分析

表6　维修保障系统结构设计影响因素综合权重及排序

从上述维修保障系统结构设计各影响因素综合权重及排序结果中可知：①维修保障系统自身3个构成要素对系统结构设计影响极大，特别是维修保障人员、维修保障装备的数量和质量决定了系统结构设计的层次数，这也体现了“人”和“保障装备”是战时满足维修保障需求和提高保障效率关键因素的实情。维修保障体制是保障系统进行内部建设和实施维修保障实践活动的基本约束，也是进行结构设计活动的结构框架和根本约束。②在保障对象系统影响结构设计的因素中，动用装备和装备损坏信息所占综合权重比例较大，因影响着结构设计中维修任务种类、数量和比例，决定着维修保障系统结构的保障人员和保障设备的规模，设计时应着重考虑此影响因素。③作战任务系统中作战任务目的和时间，主要对保障对象提出配备和保障要求，也为其所要达到的特定军事目标提出了明确的运行要求，是维修保障系统结构设计的需求牵引。④部队编制体制的影响因素综合权重排序比较靠前，表明战时维修保障系统结构设计要与现有的部队编制体制相适应，编制体制决定着保障级别的层数。

4　结论

面对维修保障系统结构设计影响因素定量分析的现实问题，本文运用网络分析（ANP）方法，构建维修保障系统结构设计影响的ANP模型，分析各因素相互影响、反馈以及综合因素对结构设计的复合作用，通过建立与计算各影响因素的判断、初始和加权矩阵，确定相应的综合权重和结构设计时优先重点考虑的关键因素，为后续制订科学合理的维修保障系统的结构设计研究指明了正确方向。

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［2］孙宏才，田平，王莲芬.网络层次分析法与决策科学［M］.北京：国防工业出版社，2011.

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［4］张迪，郭齐胜，李智国.基于ANP的武器装备体系有限层次评估方法［J］.系统工程与电子技术，2015，12（4）：817-824.

［5］赵战彪，黄小龙，陈春良.基于ANP的装备保障转型影响因素分析［J］.军械工程学院学报，2013，6（2）：21-25.

［6］王海丹，王立欣，史宪铭.基于网络分析法的弹药生产响应能力影响因素［J］.装甲兵工程学院学报，2011，6（2）：26-30.

［7］余高达，黄成林.战役装备保障学［M］.北京：国防大学出版社，2002.

［8］李永霖，王威，胡斌.基于ANP的船舶主机维修性评估研究［J］.四川兵工学报，2015，36（5）：94-97.

［9］孔令茂，牛跃峰.战术装备保障学［M］.北京：国防大学出版社，2002.

Influencing Factors Analysis of Equipment Maintenance Support System Structure Design Based on ANP

ZHOU Fu-jiang，WANG Bin，CHENHong-wen，GU Yun，WU Hai
（Zhenjiang Watercraft College，Zhenjiang 212003，China）

With respect to external and internal factors influencing equipment maintenance support system structure design and coupling process，the paper proposes a method and a network model of factors influencing equipment maintenance support system structure design.Firstly，it establishes the network model of factors influencing equipment maintenance support system structure design with the controlling goal of quantificational research on the factors and with the factors aggregation of combat mission system，support object and so on.Secondly，it adopts the method of Analytic Network Process to ascertain the weigh and sequence of influencing factors and pivotal factors of preferential advisement. According to analyze the example，it proves the correctness and effectiveness of the proposed method.

analytic network，maintenancesupportsystem，structuredesign，influencingfactor

TP311

A

1002-0640（2016）10-0098-05

2015-08-13

2015-09-19

军队技术基础课题基金资助项目（××字第2011759）

周辅疆（1975-），男，湖南衡阳人，博士。研究方向：船艇装备保障。