基于变异系数-集对分析的航材保障效能评估模型

任佳成,徐常凯,陈 博

(空军勤务学院,江苏 徐州221000)

0 引 言

航材保障是航空兵部队技术保障的物资基础,没有可靠的物资保障,无法实现航空兵的技术保障。航材保障决定了飞机在规定的时间内,是否具有实际的军事能力,对空军武器装备战斗力的生成,起着至关重要的作用。因而,航材保障的效能直接影响武器装备的作战效能。

1 航材保障效能评估指标体系

航材保障效能评估指标,应根据国家有关部门提出的技术指标和统计办法,结合实际保障的特点,制定出航材保障效能评估指标体系。航空兵部队的航材保障效能评估指标可分为军事指标、经济指标和管理指标等若干一级指标,每个一级指标又对应相应的二级指标。以这些评估指标为基础,建立反映这些关键因素的递阶层次的指标评估体系[1-3],如表1所示。

2 基于变异系数-集对分析的航材保障效能评估模型

2.1 变异系数法确定指标权重[4]

变异系数(CV),该参数反映的是需求量变的不规则性。CV值越高,需求量的变化性越大。变异系数法(CVM)是利用各指标所包含的信息来计算指标权重的。它是一种客观赋权法,可以集中反映客观差异程度和对其他指标的影响程度,更加尊重原始数据,避免了人为因素对指标权重的影响。

对无量纲化处理后的评估矩阵X=(xij)m×n,计算均值为第i项指标的均值:

标准差:

各项指标的变异系数公式为:

式中:Vi为第i项指标的变异系数,也称为标准差系数;σi为第i项指标的标准差。

各项指标的权重为:

2.2 集对分析法[5-7]

集对分析是一种确定不确定系统同异反定量分析的系统分析方法。在具体问题背景下,对集对在某一特性上的联系进行分类定量刻画,以联系度表示集对的辩证关系:

式中:a,b,c分别称为集对的同一度、差异度和对立度,a,c相对确定;i,j分别为差异度和对立度的相应系数,规定i∈[-1,1],j=-1。

联系度的意义是在某一问题背景下,对集对中两集合的联系进行相对确定和相对不确定的辩证定量刻画。其中三者满足归一化条件,故有:

将评估问题记为G=(S,E,ω,X),其中S={s1,s2,…,sm},表示参与评估的单位集,sk为第k个单位;E={e1,e2,…,en}表示评估指标集,er为第r个指标,考虑评估指标集E中评估指标的特点,记E1为效益型指标,即指标数值越大,对于评估结果越有益的指标;E2为成本型指标,即指标数值越大,对于评估结果越有害的指标;ω=(ω1,ω2,…,ωn)表示指标权重集,ωr为评价指标er的权重,为决策矩阵,其中xkr为单位sk关于评价指标er的指标值。为在同一空间内进行分析,由各指标的指标值确定最优评价集U=(u1,u2,…,un)和最劣评价集V=(v1,v2,…,vn),其中,ur,vr分别表示评价指标er的最优和最劣指标值。比较区间的选定涉及到评价指标的类型,对于er∈E1,比较区间为[vr,ur];对于er∈E2,比较区间为[ur,vr]。最优和最劣评价集U,V共同构成了比较空间[V,U]。

3 实例分析

为了检验本文模型与方法的科学有效性,现对A、B、C、D、E 5个场站进行航材保障效能评估。

针对上文建立的指标体系,通过数据分析,获得了表2所示数据。

表2 航材保障效能指标数据表

通过整理获得如下矩阵数据:

则最理想方案为:R0=C={99.33,99.13,3.82,3.54,246.86,17.19,68,3,100}。

显然效益值指标:航材供应良好率C1,航材供应满足率C2,航材资金利用率C5,修复航材利用率C7,航材送修率C9都是越大越好。

而成本值指标:单位飞行小时航材费用C3,年度航材消耗价值总额C4,未消耗航材占比C6,平均待修时间C8都是越小越好。

在方案评估优选的问题中,只需讨论其他方案与构造的理想方案各指标的接近程度(联系度),即只讨论同一度,不讨论差异度和对立度。形成联系矩阵R就是计算被评估方案Ri(i=1,2,…n)与理想方案指标值r0j的同一度。

由于a+b+c=1,因此在求解同一度a=S/N时,由较小的数除以较大的数,即:

因而,联系矩阵为:

根据之前建立的基于变异系数的权重模型[8],对处理后的评估矩阵R′,计算均值、标准差、变异系数和相应指标的权重,得表3数据。

表3 指标权重表

指标权重wj=(0.003,0.001,0.114,0.188,0.075,0.130,0.052,0.430,0.007)。

通过结合指标权重系数与同一度,即加权合成,运用集对分析的评估模型[9-10],计算公式如下:

yi=(3.806,3.525,9.201,4.563,3.327),因而max yi=y3=9.201。

所以C单位的航材保障效能更高,而且效能值明显优于其他单位。

4 结束语

结合评估结果,机关部门可对各单位航材保障工作给出一个全面、科学、合理的评价,考察其保障效能状况,进一步分析工作中存在的问题以及取得的成绩,总结经验,奖优惩劣,以促进保障工作水平的提高,更好地完成保障任务。对保障效能的情况有了更加直观的认识,为下一步寻找保障中存在的问题指明了方向,为提高保障能力提供了可参考的科学依据,并证明了该方法的有效性。