基于灰色局势决策的航空弹药保障装备备件品种确定方法

周一鸣，王 茜，荣鹏辉，贾东凯

(1.空军勤务学院，江苏 徐州 221000；2.解放军93038部队，吉林 通化 135300)

基于灰色局势决策的航空弹药保障装备备件品种确定方法

周一鸣1，王 茜1，荣鹏辉1，贾东凯2

(1.空军勤务学院，江苏 徐州 221000；2.解放军93038部队，吉林 通化 135300)

航空弹药保障装备备件品种复杂，数量众多，因此要选取合理的备件品种，进行科学有效的配置。分析了备件品种选择的几个主要影响因素:关键性、可靠性、可维修性、经济性，利用灰色局势决策法对确定备件品种进行了定量分析, 并给出了具体的实例。结果表明灰色局势决策法能够全面地考虑各种因素的影响，避免备件制定的主观性。

航空弹药；保障装备；备件；品种确定；数学模型；灰色局势决策

0 引 言

航空弹药保障装备备件是指在航空弹药保障装备使用与维修中用于替换已损坏或即将损坏的零件、部(组)件的供应物资[1]。航空弹药保障装备器材是军队“两成两力”(成体系、成建制产生保障能力以及作战能力)建立的物质保障基础，是装备保持优良工作水平、提升保障装备再生能力的有力保证，深刻地影响着装备在战时和平时的保障[2]。所以深化对备件的研究, 构建合理、科学的配置方式, 对提升备件保障工作的经济性、军事性有着重要的意义。航空弹药保障装备备件的配置包含品种以及数量的确定, 其中品种的选定是备件配置研究的基础。备件品种的确定是科学预测备件需求量的前提，备件品种确定的准确、合理与否将直接影响到备件的保障效果。

1 航空弹药保障装备配置备件的原则

在确定航空弹药保障装备备件配备种类之前，必须要明确航空弹药保障装备配置备件的原则，即何种装备需要配置备件、配置的备件具有哪些性质，具体细则如下：

(1) 配置备件主要依据备件的技术寿命、经济寿命以及自然寿命综合评价。

(2) 贮存周期长、可靠性较高的装备，在寿命以内通常不配置备件，例如弹翼、弹头壳体等。

(3) 大件组合体、难以更换、价格昂贵的装备在一定时间内不配置备件，例如发动机等。

(4) 机械以及电子设备、元器件、零部件，须对其易出故障的环节设置备件。

(5) 具有较短贮存周期以及无法维修的设备，应设置备件，例如火工品、电池以及灌封后的电子设备。

(6) 分解再装过程中的替换件和消耗品，贮存过程中容易失效的部件等，例如润滑剂、减振垫、紧固件、垫圈等[1]。

2 灰色局势决策法

灰色局势决策法[3-4]是灰色理论体系中的重要一环，是在多个对策、多种目标和多个时间下的科学决策，是指决策模型中包含灰元，或者在普通决策模型与灰色模型相结合的条件下进行的决策。决策是指根据特定的事件，在众多措施中遴选出最优的过程，一般含有事件、对策、效果和过程4个目标，其中将事件和对策的二元组合定义为局势。以灰色环境为背景是灰色局势决策方式的前提，根据灰色生成方式，通过对含有随机性的数据列进行效果测度分析，最终获取最优的决策[5-6]。

2.1 灰色局势决策法的基本概念

(1) 局势：令ai为被决策的事件，bj为ai的第j个对策，则定义bj和ai的二元组合为局势，记作sij=(ai,bj)=(事件，对策)。例如“配置备件”为事件a，有备件b1，备件b2，备件b3等几种备件备选，则有s1，s2，s3等几种局势：s1=(a,b1)=(配置备件，b1)；s2=(a,b2)=(配置备件，b2)；s3=(a,b3)=(配置备件，b3)。

(2) 目标：用来评估局势优劣的依据和规定称作目标。在确定备件品种的过程中，通常权衡的目标为关键性目标、可靠性目标、可维修性目标以及经济性目标。

(3) 效果样本：在特定的目标下局势的数据特征，称作局势的效果样本。例如，在配置备件局势中s1=(a,b1)=(配置备件，b1)，如果备件b1的价格是500元/件，那么局势s1在经济性目标下的效果测度等于500。

(4) 目标极性：在特定的目标下的效果样本，对其数值大小的偏好称作该目标的极性。目标极性主要包括：极大值极性、极小值极性、适中值极性。

极大值极性表示目标下的效果样本取值越大越好，即效果样本值越大则越接近目标，那么该目标称作正极性目标或者极大值目标。比如在配置备件决策中，关键性目标和可维修性目标都是极大值目标，因为关键度和最长修复时间(MTTR)都是越大越好，备件关键度越高，备件的平均修复时间越长，说明该种备件越需要配置。

极小值极性表示目标下效果样本取值越小越好，即效果样本值越小越接近目标，那么该目标称作负极性目标或者极小值目标。在配置备件决策中，可靠性目标是极小性目标，因为如果备件可靠性越高，平均故障间隔时间越长，说明该种备件越不需要配置。

适中值极性表示在某个目标下的效果样本取值，不能过大同时也不能过小，而是偏向于取一个适中值，那么这个目标称作中极性目标或适中值目标。在配置备件决策中，选定经济性目标是适中值目标，因为配置备件的终极目标就是在一定的经费保障下，最大限度地满足装备对备件的需求。

将局势、目标和样本统称为灰局势决策的三要素。

(5) 效果测度

(1)

(2)

(3)

式中：u0为适中值。

(4)

2.2 备件品种确定的灰局势决策模型

备件品种确定的灰局势决策运算模型主要包括五大步骤[8]：

步骤1：确定事件、对策、局势、目标。

(1) 事件

在备件品种决策中，配置备件为事件a。

(2) 对策

“对策”指配备不同种类的备件，如：

对策1(记备件品种为b1)：配备备件b1；

对策2(记备件品种为b2)：配备备件b2；

对策3(记备件品种为b3)：配备备件b3。

(3) 局势

s1=(a,b1)=(配置备件，b1)；

s2=(a,b2)=(配置备件，b2)；

s3=(a,b3)=(配置备件，b3)。

(4) 目标

根据专家建议，在备件品种决策时，选定备件的关键性、可靠性、可维修性和经济性指标作为目标。并根据专家打分法确定这4项因素的权重为(0.19，0.40，0.23，0.18)。

目标1：关键性；

目标2：可靠性；

目标3：可维修性；

目标4：经济性。

步骤2：确定局势的效果样本。

(1) 目标1(关键性)

(2) 目标2(可靠性)

(3) 目标3(可维修性)

(4) 目标4(经济性)

步骤3:确定目标的极性，作效果测度变换。根据以上的分析可知，关键性目标为极大值目标，可靠性目标为极小值目标，可维修性目标为极大值目标，经济性目标为适中值目标。

(1) 关键性目标

关键性目标的效果测度表达式：

(5)

(2) 可靠性目标

可靠性目标的效果测度表达式：

(6)

(3) 可维修性目标

可维修性目标的效果测度表达式：

(7)

(4) 经济性目标

经济性目标的效果测度表达式：

(8)

式中：u0为指定的适中值。

步骤4：计算各局势的统一测度si：

步骤5：选取满意局势。

(9)

所得的满意局势即为应配备的备件品种。

3 实例分析

根据航空弹药保障装备配置备件的原则，对某弹药检测设备的电子插件进行分析。给定如下A、B、C、D 4种备件，它们的关键性、可靠性、可维修性和经济性指标如表1所示。

表1 备件各项指标参数值

(1) 事件：配置备件为事件；对策：配置不同的备件A、B、C、D为对策；局势：s1=(a,A)、s2=(a,B)、s3=(a,C)、s4=(a,D)。

(4) 计算局势的统一测度

局势s1=(a,A)的统一测度:

局势s2=(a,B)的统一测度:

局势s3=(a,C)的统一测度:

局势s4=(a,D)的统一测度:

(5) 找出满意局势

通过分析部队备件保障情况及向有关方面专家咨询，考虑备件A是应配备的一种备件。这和通过采用灰色局势决策方法得到的结果是一致的，说明应用于备件品种确定的灰色局势决策方法是可行的。

4 结束语

和传统方法对比，灰色局势决策法在备件品种的选择确定中不但权衡了各局势的效果，而且避免了通过以往经验来决策的缺陷，得到了多个方案的综合效果测度，保证了航空弹药保障装备备件品种确定的可靠性和合理性。在实践运用过程中，装备备件各项指标的权重存在着一定的偏差，由于权重的差异，其运算结果也会出现一定的差别。

[1] 任风云，王茜.机载弹药保障装备[D].徐州：空军勤务学院，2013.

[2] 周一鸣，王茜，杨硕.动态灰色模型在航空弹药维修器材消耗规律中的应用[J].物流科技，2017，40(7)：135-137.

[3] 邓聚龙.灰理论基础[M].武汉:华中科技大学出版社，2002.

[4] 刘思峰，谢乃明.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社，2008.

[5] 杨宇飞，汪洋，许劲松.基于灰色局势决策的炮兵火力计划方案优选[J].舰船电子工程，2010，30(9)： 62-64.

[6] 李云峰，王瑞林，贾云非.基于灰色局势决策的备件品种级别配置[J].火力与指挥控制，2011，36(11)：184-185.

[7] 郑炳贤，薛培生.基于灰色局势决策法的备件品种确定方法[J].江苏航空，2011(4)：30-31.

[8] 邓立杰，程中华，高勇，等.基于灰色局势决策的维修工具品种整合[J].兵工自动化，2014，33(5)：22-24.

DeterminationMethodofSparePartVarietiesforAirAmmunitionSupportEquipmentBasedonGreySituationDecision-making

ZHOU Yi-ming1,WANG Qian1,RONG Peng-hui1,JIA Dong-kai2

(1.Air Force Logistics College,Xuzhou 221000,China; 2.Unit 66382 of PLA,Tonghua 135300,China)

Both the variety and quantity of air ammunition support equipment spare parts are various,so it's necessary to select the reasonable variety of spare parts and deploy them scientifically and effectively.This paper analyzes several main influence factors for variety selection of spare parts such as criticality, reliability,maintainability and economy,uses grey situation decision-making method to analyze the determination of spare part varieties quantitatively,and gives the specific examples. Results show that the grey situation decision-making method can consider the influence of various factors fully,and avoids the subjectivity of spare parts determination.

air ammunition;support equipment；spare part;variety determination;mathematical model;grey situation decision-making

TJ07

A

CN32-1413(2017)05-0056-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.05.012

2017-09-11