船员岗位操作能力综合评估方法研究∗

胡锦晖 胡大斌 肖剑波

（海军工程大学武汉430033）

船员岗位操作能力综合评估方法研究∗

胡锦晖 胡大斌 肖剑波

（海军工程大学武汉430033）

针对船员考核评估体系中评估因素权重确定问题，研究了评估权重的计算方法，提出了基于模糊综合层次分析法与熵值法的组合评估权重确定方法。在此基础上，建立了船员岗位操作能力多级综合评估模型，并结合某岗位操作能力评估进行了实例分析。结果表明，该方法合理可行，为各种训练系统的考核评估工作提供了有益借鉴。

岗位操作；评估；层次分析法

Class NumberTP391.9

1 引言

随着海军武器装备建设步伐加快及技术现代化，各种设备的复杂程度和维护管理难度在不断地加大，对船员的技术能力、专业知识水平以及故障处理能力等的要求越来越高。不论是在实船上，还是在模拟训练系统上进行操作训练，最终都需要建立公正、合理、高效的船员考核评估系统。传统的船员培训及考核方法已经很难满足需求。因此，必须研究船员岗位操作评估方法，以实现考核评估的合理性及科学性。

目前，一些主要依靠人的主观定性评估的考核方式，其主观性较强，不利于培训教学效率和质量的提升。而且，当船员数量多、层次不同时，如何有针对性地开展教学培训和考核评估活动，就成为一个需要系统而全面研究的问题。

本文以某型船舶机电岗位人员的操作能力评估为目标，通过构建考核评估体系及组合评估权重确定方法，研究船员岗位操作能力考核综合评估方法。

2 考核评估体系及模型的建立

考核评估体系是考核评估的基础，客观、合理的评估体系可以提高船员的培训效率和训练效果。考核评估体系的建立，必须综合分析决定船员操作训练水平的多个因素，通过对多个因素的信息加以综合整理，得到一个评估指标体系。船员考核评估体系建立的基本过程如图1所示。

通常，岗位操作能力评估模型可分为操作管理、故障处理和心理评估等模型，其中，操作管理又可分为操作正确度评估、参数控制水平评估、系统参数报警评估和操作时机评估等子模型。

图1考核评估体系建立的基本方法

3 评估权重的确定

在考核评估体系中，可采用多个因素评估船员的岗位操作能力，而各个因素对体现船员素质的作用并不是同等重要的。为了体现各个评估因素在评估指标体系中的作用地位以及重要程度，引入权重的概念。权重是以某种数量形式，对比各种因素相对重要程度的量值。权重的确定方法可分为主观赋权法和客观赋权法两类。

主观赋权法由某领域的专家结合实际经验对评估指标进行主观判断确定权数，综合评估得到各指标的权重。主观赋权法主要有专家调查法、相邻比较法、两两赋值法、二项系数法、层次分析法等。主观赋权法的权重确定基础是相关领域专家的经验知识，指标权重分配的结果与选择的专家不同而相差较大，使得权重确定的主观随意性较大。

客观赋权法是根据评估指标的历史数据及指标与指标和评估结果的关系进行综合评估确定权重。客观赋权法主要有最小二乘法、本征向量法、最大熵技术法、主成分分析法、多目标规划法等。客观赋权法采用各指标在实际决策中的实际数据得到权重，具有较强的理论依据，但由于不考虑决策人员的主观判断，得到的指标权重可能脱离实际情况。

针对主、客观权重确定方法的优缺点，为兼顾专家决策，同时又力争降低权重确定的主观随意性，可将评估权重由主观赋权法与客观赋权法相结合进行确定。

4 基于模糊层次分析法与熵值法的组合权重确定方法

4.1 模糊层次分析法

层次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）是对复杂多目标决策问题的本质和影响因素分析的基础上，将一些定性且不易量化的因素进行量化，为评判与决策提供依据。对于评判因素存在的模糊性，层次分析法没有进行考虑，影响了判断结果的准确性。

模糊层次分析法（Fuzzy Analysis Hierarchy Pro⁃cess，FAHP）结合了模糊数学理论和层次分析方法的思想，采用模糊判断矩阵实现多目标决策问题由定性向定量转换，简化了评判因素相对重要性的难度，提高了评判决策的合理性。本文选用一种基于三角模糊数互补判断矩阵的方法，来确定船员岗位操作能力评估因素的权重系数。FAHP的基本步骤如下：

1）根据问题的总目标，建立系统的递阶层次结构模型；

2）由专家对评价指标及对象进行两两比较，构造比较模糊判断矩阵；

3）一致性判断，调整不一致的模糊判断矩阵使其满足要求；

4）求解两素评价因素的相对权重，并计算每层评价因素对于总目标的权重。

4.2 基于FAHP的评估因素主观权重系数确定

采用FAHP的基本思想和方法，对船员岗位操作能力评估因素权重系数进行逐步确定。

1）建立船员考核评估FAHP层次结构模型。

结合FAHP与操作能力考核评估体系，以某机电岗位为例，建立岗位操作能力层次分析简化模型，如表1所示。

2）模糊判断矩阵的建立。

采用FAHP构造模糊判断矩阵，对评估因素的判断结果一般是模糊数或区间数。为了更好地体现主观评估人员对于评估因素间重要关系的理解，通过与相关领域专家沟通，通过三角模糊数对评估因素进行FAHP标度，可以利用三角函数的中值较好的体系评估因素相互比较的最可能关系，将模糊判断矩阵中的元素以三角模糊数来表示。

根据三角模糊数建立的模糊判断矩阵中，三角模糊数的中值确定了评估因素相互之间最可能的重要程度关系，两个评估因素之间相对重要程度的范围用三角模糊数的上下界表示，建立模糊判断矩阵的中值选取依据表2所示的模糊标度。

表1 船员岗位操作能力层次分析模型

表20 .1～0.9标度的含义

三角模糊数的中值的确定主要根据相关领域具有丰富经验知识的专家，中值确定后，即可确定三角模糊数的上下界，从而建立评估目标的模糊综合判断矩阵。如表3的第三行第一列的元素表示评估因素U2（动力系统操作管理水平）与U1（理论知识水平）相比明显重要（中值0.7），重要程度的范围为0.65～0.75。

本文选取在某型舰船机电部门具有较长工作经历的船员，在充分了解研究问题意义和方法后，根据表2的模糊标度，构造各评估因素两两比较的判断矩阵。部分模糊判断矩阵如表3～7所示。

表3 船员岗位操作能力评估判断矩阵

表4 动力系统操作管理水平判断矩阵

表5 心理素质判断矩阵

表6 柴油发电机系统判断矩阵

表7 岗位设备操作管理判断矩阵

3）权重系数计算方法。设三角模糊互补判断矩阵A=() aijm×m，其中aij=(lij，mij，uij)， aji=(lji，mji，uji)，且lij+lji=mij+mji=uij+uji=1，uij≥mij≥lij，i，j∈N。论文采用文献［7］推导出了求解三角模糊数互补判断矩阵权重的置信度排序方法。

计算概率矩阵：

专家模糊评判矩阵：

计算出全部调整判断矩阵F=(bijsij)m×m，根据需要将F调整为模糊互补判断矩阵：

在求解评估因素的权重时，首先检验调整判断矩阵的一致性，如果不满足，则进行一致性调整。达到一致性要求后，计算合成矩阵

根据文献［8］，计算评估因素的权重

应用以上权重系数计算方法，对某型舰船机电部门经验丰富船员的模糊判断矩阵，进行相应的数学处理与计算，得到各指标权重系数。

4.3 基于熵值法的客观权重确定

熵权法确定评估因素权重基本步骤如下：假设评估体系中存在m个评估因素，针对n个评估对象的原始数据矩阵为A=(aij)m×n，对数据进行标准化处理得到数据标准化矩阵R=(rij)m×n，将标准矩阵进行归一化处理，计算第j项评估因素下第i评估对象因素值的比重：

计算第j项评估因素的熵值ej：

式中，k＞0，ln为自然对数，ej≥0。

计算第j项评估因素的差异系数：

求得第j项评估因素的权重为：

根据式（6）～式（9）计算出船员任职能力评估因素权重。

4.4 组合权重的确定

设wˉ为组合权重，w为模糊层次分析法确定的评估权重，v为熵值法确定的评估权重，α为主观偏好系数，β为客观偏好系数，采用线性加权的方法确定评估的组合权重，即

以主、客观权重与组合权重的偏差平方和最小建立目标函数为

联立式（10）及式（12），解得α=0.55，β=0.45。因此，各评估因素的组合权重为

5 多级模糊综合评估方法

本文采用模糊综合评估法，主要应用模糊数学理论，依据评估体系的评估因素，确定一系列的隶属度函数，计算评估人员任职能力的各个隶属度，最后计算出评估人员的最终成绩。

首先建立机电部门战位任职能力层次评估模型，将评估因素集U中的因素，分为若干个子集

式中，ukm为Uk的因素。

确定评价集，记为V={v1，v2，…，vm}。影响船员任职能力评估的因素集中的任一因素，属于评价等级的程度构成一个模糊集合，其隶属函数取值于［0,1］区间。根据隶属度的大小，规定：

依据建立的岗位操作能力评估模型，求出船员考核评估的每个评估因素对各个评价等级相应的隶属度，并对每个评估因素进行单因素评估，依次建立反映船员岗位操作能力的评估因素集U和评价集V的单因素评判矩阵。设第i个因素的单因素评估为Ri={} ri1，ri2，…，rin，rij表示第i个因素的评价对于第j个等级的隶属度，建立评估因素的单因素综合评估矩阵，即

式中，Rk中第i列Rki反映的是船员考核评估的第i个因素对于评价集中各等级的隶属度。

建立船员岗位操作能力评估因素之间的权重分配，这些权重构成一个模糊向量

依此，可以建立船员考核评估的每个子因素集Uk的权重并构成模糊向量

式中，wki表示第i个评估因素uki所对应的权重，归一化条件为

式中，wi为第k个因素集Uk所对应的权重，归一化条件为

通过权矩阵Wk与模数关系矩阵Rk的复合运算得到一级模糊综合评估为

式中，“°”为模糊合成运算符。船员岗位操作能力评估需要兼顾所有评估因素的影响，论文模糊综合评估均采用加权平均模型，则有

由一级模糊综合评估结果得到Bk计算出评估因素集U={u1，u2，…，uk}的单因素判断矩阵

则对评估因素集U代表的机电部门人员战位岗位操作能力的综合评估为

式中，bi为评判集V中的因子Vi的隶属度。

6 计算实例

以某舰船机电岗位操作能力评估为例，其主要岗位职责有：

1）管理右柴油机及其辅助系统、车钟；

2）在舰船处于通气管状态时实施速潜，停止右柴油机、在柴油机控制台上关闭柴油机进排气系统所有舌阀、打开燃油系统均压阀和补重水阀；

3）在适当时候将柴油机及其辅助系统恢复到规定状态，检查集控室右舷水密性。

根据岗位操作能力评估体系，建立该岗位操作能力评估的综合评估模型，如图2所示。图中最高层为机电部门轮机班长岗位操作能力综合评估U。使岗位操作能力评估的最终结果量化，为任职决策提供了判断依据。中间层从总体上对轮机班长岗位操作能力和素质进行划分，每一类指标根据要求，再逐级拓展下一级中间层，形成递阶性层次结构。最底层为具体的参数指标，是岗位操作能力评估的基础。鉴于篇幅限制，仅以动力系统操作管理水平评估为例。

图2岗位操作能力评估的综合评估模型

1）评估权重确定

请多位部门领域专家对该岗位操作能力评估中各要素进行评估。基于组合权重的确定方法，计算出评估的各级指标的权重。给出计算结果如下：

战术操演操作因素权重为

w1=(0.2352，0.2060，0.1981，0.3607)

全系统操演操作因素权重为

w2=(0.2603，0.2280，0.2193，0.2924)

部门操演操作因素权重为

w3=(0.2723，0.2383，0.2291，0.2602)

岗位操作管理因素权重为

w4=(0.3095，0.2442，0.2348，0.2116)

二级模糊综合评判权重为

W=(0.1754，0.2129，0.2296，0.3821)

2）岗位操作能力综合评估

由前面分析可得，轮机班长岗位操作能力中动力系统操作管理水平模糊综合评估的论域集可按如下方式选用：

在构成岗位操作能力评估体系的因素集U中，各个因素在评估中具有不同的重要程度。根据前面的计算，得出该岗位操作能力中动力系统操作管理水平的各级指标的权重。针对每一个评估因素进行评判，以确定评估因素对评价集元素的隶属程度。

在某次岗位操作能力评估中，抽取了一位评估人员的评估结果，单因素综合评估矩阵如下：

根据一二级模糊综合评价矩阵关系，求单因素评估矩阵Bi=mi°Ri，根据加权平均模糊形式，模糊子集bj的计算公式为

因此，一级综合评估结果为

建立总评估矩阵R

根据公式B=W°R，求得该岗位操作能力综合评估矩阵

对进行归一化处理，得

根据船员岗位操作能力评估指标体系，用模糊矩阵分析理论将考核评估结果进行量化，可以算得分数。量化处理常用方法是各个等级实行记分制，如“5分制”或“100分制”。

7 结语

针对机电岗位考核评估体系中评估因素重要程度不同，研究了评估权重的确定方法，并提出了基于模糊综合层次分析法与熵值法的组合评估权重确定方法，给出了机电岗位操作能力评估因素权重计算结果，相比于单一主、客观赋权法，组合评估权重更加合理。基于评估权重研究，研究了机电岗位操作能力的综合评估方法，建立了多级综合评估模型，并结合机电岗位操作能力评估实例进行了分析，验证了考核评估模型的合理性。

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Method of Comprehensive Evaluation for Crew Post Operational Capability

HU JinhuiHU DabinXIAO Jianbo
（Naval University of Engineering，Wuhan430033）

Aiming at the problem of determining evaluation factor weight in the evaluation system of crew members，the calcu⁃lation method of evaluation factor weight is studied.The combination of fuzzy analytic hierarchy process and entropy value method to determine the weight values is proposed.Based on this，the multi-level comprehensive evaluation model of crew post operational ca⁃pability is built.An example of evaluation of some post operational capability is analyzed.The results prove that this method is rea⁃sonable and feasible.It can provide useful reference for evaluation of various training system.

post operation，evaluation，hierarchy process

TP391.9

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.07.011

2017年1月17日，

2017年2月27日

胡锦晖，男，博士研究生，讲师，研究方向：舰船动力装置自动化与仿真、优化与设计、自动控制。