装备保障方案综合评价系统运用分析*

陈宇奇，付勃，赵潇童

(1.军械工程学院，河北 石家庄 050003；2.中国人民解放军驻119厂军事代表室，辽宁 沈阳 110000)

装备保障方案综合评价系统运用分析*

陈宇奇1，付勃1，赵潇童2

(1.军械工程学院，河北 石家庄 050003；2.中国人民解放军驻119厂军事代表室，辽宁 沈阳 110000)

装备保障方案综合评价系统的构建是为了科学合理地对装备保障方案进行权衡分析和优化筛选，在详细阐明该系统特征和功能的基础上，通过组织多名专家协同，运用该系统针对具体装备保障方案开展评价工作，验证了基于装备方案综合评价系统进行装备保障方案评价的可行性，找出了下一步该系统的改进之处。

装备保障方案；综合评价；评价系统；专家协同；运用验证；可行性

0 引言

装备保障是战斗力的重要支柱，是提高装备完好性的重要基础。装备保障方案综合评价系统(equipment support concept comprehensive evaluating system，ESCCES)从装备保障方案的制订、评价与优选出发，采用人机结合、从定性到定量的综合集成研讨思想，以科学地制定装备保障方案、提高装备综合保障能力为目标，将与装备保障相关的各种影响因素以及分析方法综合起来，形成一个保障方案评价分析研讨环境，为快速制定合理的装备保障方案提供技术手段。

装备保障方案的评价[1-3]具有复杂性、动态性、模糊性，需要借助长期保障工作实践积累的经验，将感性认识上升为科学的、量化的描述。而综合研讨技术有效地将专家体系、机器体系、知识体系相结合，将专家群体头脑中的知识经验及决策支持所需的数据库、模型库、方法库、知识库与问题库有机地连接成一个整体。研讨过程不仅是专家的定性知识和定量变量之间的转化过程，而且是分析人员的知识同计算机系统的数据、模型和知识不断交互的过程，还是研讨人员群体智慧的结合和综合。

借鉴综合集成研讨厅思想所开发的装备保障方案综合评价系统，是综合集成研讨技术在装备保障方案评价领域的一个应用，而国内外对于综合集成研讨厅[4]的运用，在军事领域的研究主要还是侧重于作战指挥和装备论证这2个方面，对于针对装备保障方案综合评价的相关研究较为少见。美国兰德公司20世纪80年代起开始发展研制“兰德战略评估系统”(RSAS)[5]，该系统主要用于进行军事-政治对抗模拟，通过系统构建起的相应模型，实现人人、人机、机机的战争对抗训练，并被广泛用于研究军事力量平衡、国防规划和军备控制等战略决策问题，并于20世纪90年代在RSAS的基础上又进而开发了JICM(joint integrated contingency model)仿真系统，用于美国国家政策研究[6]。

国内主要以国防大学为主研制了一系列名为“决胜”的战略对抗演习系统，有效地将对抗融入到训练中，通过协作和研讨甚至相互对抗，有效提升战略决策训练质量[7-11]。

本文针对原型系统的具体运用[12]示例，对运用综合集成研讨思想进行装备保障方案综合评价的合理性和可行性进行验证，并找出目前系统存在的不足，为下一步的改进工作奠定基础。

1 系统特征

装备保障方案综合评价系统是支持装备保障专家进行装备保障方案研讨的核心支撑系统，主要用于支持装备保障方案的评价、选优、优化。为了能够使各个领域专家围绕装备保障方案相关研讨问题充分发挥个人知识和经验，充分凝聚专家群体创新性智慧，提供完善的综合集成研讨功能。因此，装备保障方案综合评价系统应具备以下特征：

(1) 人机结合，相辅相成

系统中参与装备保障方案综合评价的用户一般是从事装备保障方面工作的资深人员，也熟悉这类问题的科学分析方法，能够把握装备保障整体需求，从而准确地完成评价工作。方案评价项目的参与者在系统内现有科学决策方法的引导下，借助知识体系和机器体系对保障方案进行有目的地研讨，同时探索评价的新方法、新思路，反馈到系统中提高系统应用能力。

(2) 综合集成，重在创新

“综合集成(metasynthesis)[13-14]”是在系统中把与评价任务相关的各种要素合理有效的整合起来，通过先集成再综合的方法，产生更高层次的知识，在原有的基础上实现创新。因此，装备保障方案综合评价系统在涵盖原有评价方法和思路的基础上，还会辅助专家找出解决此类问题的新方法和新思路，对系统自身进行升级。

(3) 集体研讨，互相协作

由于装备保障方案综合评价可能会涉及到维修、弹药、运输等诸多业务活动的问题，必须集合群体的智慧和知识，因此用户需要通过交流观点、互相激发、分工作业等活动，完成综合评价任务。在研讨的过程中，系统需要为用户提供必要的功能支持，达到人机协作和人人协作的效果。

(4) 反复迭代，不断进化

对于装备保障方案综合评价系统的构建必然是一个长期的过程，这就要求该系统是开放式的，且可反复迭代并不断进化，可以随着决策研讨问题的增多和使用人次的增多，能够不断的积累相关基础数据信息、知识、模型等，能够将专家决策思维方法等进行全程记录，积累问题的处理模式，从而使得系统能够逐步增长和自我完善。

2 系统功能

装备保障方案综合评价系统是由研讨流程管理子系统、群决策支持子系统、辅助决策子系统和数据管理子系统等4部分组成。系统模块组成如图1所示。

2.1 研讨流程管理子系统

为了将评价问题中涉及的专家、决策工具、模型方法、数据信息、问题、决策活动等异构资源有效地组织起来，创建研讨流程模型并合理驱动是研讨流程管理子系统的重要任务，其主要组成和功能如下：

图1 系统功能模块组成图Fig.1 Function modules of the system

(1) 研讨流程规划工具

研讨秘书根据具体的评价项目运用流程规划工具创建可视化的流程模型，其中操作包括对相关研讨活动节点图元的添加、删除、移动、关联和属性设置，为决策活动节点配置参与研讨的专家和相应的评价指标子树等，并以流程库方式对不同流程进行存储和管理，为其他评价项目提供流程模板。

(2) 研讨流程驱动引擎

驱动控制研讨流程，进行流程实例的创建、激活、挂起、终止和完成等动作，根据研讨活动间的逻辑关系进行即时转换，同时对流程进行监控显示，使用户时刻掌握研讨流程的进展情况。以便适时参与与自己相关的研讨活动，完成作业。

2.2 群决策支持子系统

群决策支持子系统为研讨专家提供研讨环境和访问相关数据信息、模型、工具等资源的接口，为研讨组织者提供收集意见、观点汇聚、意见收敛的软件工具，其主要组成和功能如下：

(1) 群决策客户端环境

用户通过群决策环境了解当前流程执行情况和与自己相关的研讨任务，在研讨活动中通过该环境中统一的调用接口使用各类模型工具，完成各自评价任务。该环境还提供不同的数据访问接口方便专家对所需的装备保障仿真数据、装备保障资料等信息进行查看。

(2) 群决策工具集

群决策工具集为研讨专家提供一些具有规范接口的用于发表意见、交互观点的工具，例如专家运用电子白板进行观点交流、文件和数据的分发共享等，该工具集随着时间的推移将不断扩充。

(3) 专家意见收敛工具集

该工具集主要用于专家意见的收集、聚类和收敛等。对于装备保障方案评价而言，对保障方案的指标体系评分和专家观点是评价最终结论的两大组成部分，通过相应的评分工具组织专家对不同评价指标子树进行评分，形成评分结果。另外通过采用投票等工具完成专家最终意见的整理，最终完成对保障方案的综合评价。

2.3 辅助决策子系统

辅助决策子系统用于为参加装备保障方案研讨的专家提供信息、数据、模型等多方面的辅助决策支持，充分发挥计算机系统在计算能力和数据存储、处理和检索方面的优势，其主要组成和功能如下：

(1) 数据信息查询工具

装备保障方案数据信息查询工具用于向参加研讨的专家提供基础数据信息查询服务，主要包括作战想定信息、装备保障方案信息、装备使用任务信息、装备保障对象信息、装备保障系统信息、装备保障仿真信息及装备保障相关文献资料等。

(2) 仿真结果可视化工具

装备保障仿真运行可得出一系列参数，如装备能执行任务率、使用可用度、任务完成概率等，这些参数中有的是总任务平均得出的，有的是阶段任务完成时产生的，该工具采取不同的可视化方法对其进行合理设计，为不同专家展示不同的数据内容，辅助评价工作进行。

(3) 模型辅助分析工具

根据评价任务需要，为研讨专家提供一系列的模型工具，如保障需求计算工具、保障能力预计工具、人员人力需求计算工具等，辅助研讨专家完成对某些观点的验证。

(4) 保障方案对比分析工具

装备保障方案组成复杂，无法直观对待评价保障方案和备选保障方案进行有效比较，借助系统中特定的对比分析工具，对保障方案的相应部分进行逐一比较，如保障资源消耗量的对比可通过相应图表形式进行可视化展现。

2.4 数据管理子系统

数据管理子系统提供给研讨组织用户使用，用于在研讨前完成对数据库的管理维护，完成研讨所需的各类数据信息准备。其主要组成和功能如下：

(1) 研讨任务数据管理

一次研讨即为一个研讨任务。系统支持研讨任务的新建、研讨任务和专家分组关联关系的建立、研讨任务的目的输入、研讨任务和保障方案的关联关系建立等。

(2) 专家库管理

系统对专家基本信息进行全面管理，如姓名、职务、年龄、单位、专业特长等。另外，应支持对专家在研讨任务中的角色管理，包括设置专家在研讨中的分组、角色(组长/组员)、意见权重等。

(3) 保障方案库管理

系统对于需要进行研讨的装备保障方案进行形式化表示，并入库存储用于专家在研讨过程中进行查询分析。

(4) 参数体系管理

鉴于装备保障方案的组成结构较为复杂，具有多个层级、多种组成要素，对保障方案的评价也需要考虑资源约束、费效比、保障效果、时间约束等多重评价标准，需要考虑维修保障能力、弹药保障能力、器材保障能力等因素，所以系统支持采用图形化的方式，建立和管理具有复杂树状结构的指标体系，并对指标体系的权重进行管理。

(5) 数据信息库管理

对装备保障方案综合评价所需的各类数据信息进行有效管理，提供入库、数据信息的增删改等服务，保证评价数据信息的准确性和全面性。

(6) 用户权限管理

对装备保障方案综合评价系统中各类用户操作使用权限进行管理，在综合评价工作的不同阶段赋予各类用户必要的权限，保证综合评价工作的顺利进行。

3 运用案例分析

(1) 研讨主题

本次研讨的主题是：利用装备保障方案综合评价系统，组织专家针对某部队装备保障方案的完整性、合理性、有效性进行评价。

研讨前需要准备的数据：作战想定；作战装备保障方案；作战装备保障方案评价标准；作战装备保障方案仿真结果数据。

(2) 研讨角色划分

共有1名主持人、7名专家、1名秘书参与研讨活动。其身份情况见表1。

表1 参与评价人员列表Table 1 Personnel list of evaluation

(3) 研讨流程

该部队装备保障方案研讨的流程如图2所示。

(4) 评价指标体系

在本应用中，主要从装备保障方案的完整性、合理性、有效性3个方面对保障方案进行评价。其顶层评价指标体系如图3所示。

图2 该部队装备保障方案研讨流程Fig.2 Equipment support scheme discussion process of the army

图3 该部队装备保障方案评价顶层评价指标体系Fig.3 Top level evaluation index system of the army equipment support scheme

1) 装备保障方案完整性评价体系

装备保障方案完整性评价体系如图4所示。

结构完整性的影响因素如表2所示。

内容规范性的影响因素如表3所示。

2) 装备保障方案合理性评价体系

装备保障方案合理性评价体系如图5所示。

其中，装备保障方案合理性评价体系中各评价指标的评判准则如图6～13所示。

图4 装备保障方案完整性评价体系Fig.4 Integrity evaluation system of equipment support scheme

结构完整性要求结构完整性影响因素保障指挥结构完整性保障指挥关系,保障指挥机构编组,配置和转移等保障力量部署结构完整性保障力量部署形式与地域,保障任务与力量区分等维修保障结构完整性维修保障关系,维修力量的配置地域与编组,维修保障配套措施等器材保障结构完整性器材保障关系,器材库配置地域与编组,器材的筹措、储备和补充等弹药保障结构完整性弹药保障关系,弹药库配置地域与编组,弹药管理等运力保障结构完整性运力编组,运力实施等防卫保障结构完整性防卫任务,防卫区划分,防卫力量编组与配置,防卫措施与方法等通信保障结构完整性通信任务,通信力量编组,通信方式等

表3 内容规范性影响因素Table 3 Influence factors of the contents specification

3) 装备保障方案有效性评价体系

装备保障方案有效性评价体系分为综合保障能力参数和3个系统的参数，如图14所示。

该指标体系的评判准则是由仿真运行后每一参数的具体取值及它们之间的相互影响关系所确定，在此不作赘述。

4) 评价方法选取

在进行装备保障方案完整性评价时，这里主要运用Delphi法，通过设计调查问卷，组织专家对完整性指标进行相应打分。最后结合专家的业务权重和领导权重，计算出对装备保障方案完整性的最终分值，并运用专家加权平均值、偏度值和峰度值检查专家意见的分歧情况，保证意见的一致性和数据的可信性。

在进行装备保障方案合理性评价时，这里采取改进的模糊综合评判法[15-18]，其具体做法如下：

1) 权重确定

对于每一个中间层(一级)指标，建立底层(二级)指标对他的影响，该影响通过专家的比较得到，每个专家的评判结果构成一个矩阵，即建立评判矩阵。

(1)

以保障指挥顺畅性为例，n的取值为5，z为1。则其中专家k给出的结果建立的判断矩阵为

(2)

图5 装备保障方案合理性评价体系Fig.5 Rationality evaluation system of equipment support scheme

表4 随机一致性指标R.ITable 4 Random consistency index R.I

如果每位专家的评判矩阵一致性都可接受，则每位专家的初始权向量构成初始权重矩阵为

(3)

以保障指挥顺畅性为例，则其初始权重矩阵为

(4)

由于专家在评判过程中带有很强的主观因素，为了弱化专家主观因素的影响，在确定指标权重值的过程中引入专家权重，则最终指标的权重为

(5)

式中：向量P为专家权重向量；向量W为指标最终的权向量。

2) 模糊映射确定

模糊映射是指建立指标集到评语集的数学关系模型，常用f表示。f的确定是进行评价的关键，通过f建立指标的模糊评判矩阵，进而实现评价。

图6 保障指挥要求评价体系评判准则Fig.6 Evaluation criteria of support command requirements

图7 保障力量部署要求评价体系评判准则Fig.7 Evaluation criteria of support forces deployment requirements

图8 维修保障要求评价体系评判准则Fig.8 Evaluation criteria of maintenance support requirements

图9 器材保障要求评价体系评判准则Fig.9 Evaluation criteria of material support requirements

确定模糊映射f常用的手段是通过统计的方式或者借助专家经验的方式。采用问卷调查的形式，借助专家的经验建立指标集到评语集的模糊映射。其基本步骤如下：

首先，确定评语集。本文中将评语集V设置为V={优，良，中，差}。

其次，向专家发送调查问卷。请专家对底层指标属于“优、良、中、差”的等级进行判断，分别统计选择“优、良、中、差”的专家的人数。

最后，确定映射f。设参与调查的专家人数为M，对于某一指标，选择“优、良、中、差”的人数分别为a，b，c，d，显然a+b+c+d=M。则建立的模糊映射如图15所示。

图10 弹药保障要求评价体系评判准则Fig.10 Evaluation criteria of ammunition support requirements

图11 运力保障要求评价体系评判准则Fig.11 Evaluation criteria of transport support requirements

图12 防卫保障要求评价体系评判准则Fig.12 Evaluation criteria of defense support requirements

图13 通信保障要求评价体系评判准则Fig.13 Evaluation criteria of communication support requirements

图14 装备保障仿真评估参数体系Fig.14 Evaluation parameter system of equipment support simulation

图15 模糊映射图Fig.15 Fuzzy mapping figure

3) 模糊评判矩阵构建

对于二级指标，建立如下的模糊评判矩阵为

(6)

式中：Ri为第i个一级指标的模糊评判矩阵；m为对应第i个顶层指标中包含的二级指标的个数。评价体系中包含了保障指挥渠道畅通等8各一级指标，则i=1，2，…，8，j表示评价等级，本文中评语集中有4个等级，则j=1，2，3，4。

(7)

式中：xj为选择j等级的专家数；M为专家总数。

以保障指挥顺畅性为例，其中包含了保障指挥关系完备明确等5个二级指标。则建立的模糊评判矩阵为

由权重计算方法，确定二级指标的权重向量为

(8)

式中：Wi为一级指标中所包含的二级指标的权重向量，以指标保障指挥渠道顺畅为例，则i为1，m为5。

保障指挥渠道顺畅等一级指标评判向量为

式中：ri1，ri2，…，ri4分别为保障指挥渠道顺畅等一级指标，在评语集中各评价等级所占的百分比，利用最大隶属度原则，结合给出的评语集，可以得到反映专家评审团对保障指挥渠道顺畅等各一级指标评价结果。

4) 模糊评价算子确定

针对不同的问题，所采用的模糊评价算子不尽相同。本文提出了一种基于“加权和”概念的评价算子，对最后的评价结果进行综合。

(9)

式中：W表示保障指挥顺畅等8个一级指标的权重向量。

(10)

式中：R为装备保障方案合理性评判矩阵装备。

保障合理性的综合评价结果B为

(11)

式中：r1，r2，r3，r4分别为装备保障方案合理性在评语集中各评价等级所占的百分比，最后利用最大隶属度原则，结合给出的评语集，可以得到反映专家评审团对装备保障方案合理性的评价结果。

在进行装备保障方案有效性评价时，这里主要以前期开发的装备保障仿真系统给出的一系列仿真结果作为评价依据，在本文不予赘述。

(5) 研讨过程

1) 任务背景介绍

主持人通过电子白板发布研讨任务，专家浏览相关资料，随后秘书启动研讨流程，组织专家进行保障方案评价工作。

2) 发布相关信息

研讨开始后，专家通过电子白板展开第一轮的研讨工作，形成初步的共识并制定相应的研讨方案，如图16所示。

3) 确定问题分解策略和专家分组

通过初步研讨，通过投票等方法形成研讨任务的分解策略和人员分工安排，如图17所示。

4) 子任务专家讨论

在总体研讨之后，秘书通过推进研讨流程，使得专家进入各小组研讨空间针对各自任务展开进一步研讨，通过查看相应信息资料和仿真数据、整体研讨、运用模型验证结论等活动，在研讨完成后依据研讨形成的评价指标体系对保障方案的相应模块进行打分，如图18所示。

图16 专家针对研讨任务开展讨论Fig.16 Experts to discuss the task for discussion

图17 秘书发起针对问题分解策略的投票Fig.17 Secretary initiated a vote on the problem decomposition strategy

图18 专家基于评价体系对方案进行评分Fig.18 Experts grading the scheme based on the evaluation system

5) 形成子任务结论

在评分结束后依据专家权重形成最终的评分结果，并组织专家进行讨论形成本组研讨的最终结论并由秘书进行记录整理。

6) 汇总形成研讨结论

在各组都完成研讨工作后，由秘书对各组形成的结论进行整理和总结，并生成意见汇总表，待主持人审批后发布给专家们查看，如图19所示。

图19 主持人审批秘书提交的专家研讨意见汇总Fig.19 Host reviewed and approved the results of discussion opinions

4 结束语

通过组织7名专家进行面向某部队装备保障方案的方案评价研讨活动，对装备保障方案综合评价系统的功能进行了全面的检验，对装备保障方案评价活动的组织流程、评价指标体系进行了验证。该运用示例证明，装备保障方案综合评价系统能够支撑多名专家在分布式环境下进行的装备保障方案评价活动，通过流程牵引和群决策工具的支持，保证了方案评价活动的科学性、规范性、有效性；通过为专家提供大量的数据信息、知识经验、模型等辅助决策支持，较好地体现了人机结合的综合集成研讨厅思想。

同时通过案例验证，也反映出了方案综合评价系统所存在的一些不足之处，主要包括：为专家提供的数据可视化辅助决策能力不足，群决策工具集有待进一步丰富，辅助决策的模型、工具还急需扩充等，有待在日后的研究工作中完善提高。

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Application Analysis of Comprehensive Evaluation System for Equipment Support Scheme

CHEN Yu-qi1，FU Bo1，ZHAO Xiao-tong2

(1.Ordnance Engineering College，Hebei Shijiazhuang 050003，China；2.Military Representative Office of PLA in 119 Factory，Liaoning Shenyang 110000，China)

The comprehensive evaluation system for equipment support scheme is designed to analyze and optimize the equipment support scheme scientifically and reasonably. Based on the detailed description of the features and functions of the system, through a number of experts coordination, using the system to carry out the evaluation of specific equipment support program, the feasibility of the equipment support scheme is verified, and the improvement of the system for the next step is found.

equipment support concept；comprehensive evaluation；evaluation system；expert synergy；application verification；feasibility

2016-07-12；

2016-09-30

陈宇奇(1992-)，男，山东烟台人。硕士生，研究方向为装备维修保障理论与应用

通信地址：264000 山东省烟台市芝罘区东山街道长生西路37号 E-mail：475809936@qq.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2017.03.025

TB114.3

A

1009-086X(2017)-03-0155-12