基于专家打分法的自航水雷使用可用度评估方法

郭东旭，侯发林

(中国人民解放军 91388部队，广东 湛江 524022)

0 引言

自航水雷是海军攻防封锁作战的常规战略武器装备，常年担负战备值班任务，因此要求其随时应处于良好技术状态。战备完好性是指装备在平时和战时使用条件下，能随时开始执行预定任务的能力[1]，它是在编实力、可用性、保障性等的函数，装备战备完好性是非常重要的性能参数。在衡量装备战备完好性时需考虑装备及其使用特点、可靠性、维修性、保障性，以及保障资源的数量与配置等方面，它是一个装备评估的综合性指标，也是对装备系统进行效能分析和综合保障分析的基础性指标[1]。

装备使用可用度是指与能工作时间和不能工作时间有关的一种可用性参数[2]，是衡量装备战备完好性的重要指标之一。

1 自航水雷寿命周期任务剖面分析

水雷属于平时长期贮存，战时一次布放使用的武器装备，自航水雷更是具有技术准备要求高、储存条件要求高、航行时间长、航程远、使用环境复杂、水下服役环境恶劣等技术特点。为有效评估自航水雷装备的战备完好性，需从其全寿命剖面分析入手，即分析其从工厂交付到寿命终结期间所发生的事件情况。典型自航水雷全寿命周期剖面如图1所示。

2 使用可用度参数分析

根据《GJB 451A—2005ZZ 可靠性维修性保障性术语》的有关定义，使用可用度的度量方法为产品的能工作时间与能工作时间+不能工作时间的和之比。使用可用度全面考虑了产品的工作时间、待机时间、修复性维修时间、预防性维修时间、保障资源延误时间和管理延误时间，能最客观真实地反映装备的战备完好性特点，可有效评估武器装备可随时遂行任务的能力[3]。因此可把使用可用度作为度量自航水雷战备完好性的指标。一般情况下使用可用度可表示为[4]

(1)

式中：TO为工作时间；TN为战备值班时间；Tp为预防性维修总时间；TC为修复性维修总时间；TDT为保障资源延误和管理延误时间之和。

若自航水雷全年正常担负战备任务时，其使用可用度可转化为

(2)

式中：T为1年的日历时间总小时数；TP为平均年预防性维修总小时数；TC为平均年修复性维修总小时数；TDT为平均年保障延误总小时数。

进一步分解后，TC、TDT表达式为

(3)

(4)

式中：TW为平均年工作总小时数；MTBF为平均故障间隔时间；MTTR为平均故障修复时间；MLDT为平均故障保障延误时间；k为1年平均因开机工作发生的故障次数占总次数的比值[5]。

综合后，使用可用度可用下式表达：

(5)

3 自航水雷使用可用度评估模型

3.1 专家打分法

专家打分法又称为德尔菲法，是一种评估领域常用的方法，它组织若干对被评估装备熟悉的专家，依靠其经验、知识和个人价值观确定指标权重，并通过一定方式对指标权重独立发表见解，并用统计方法做适当处理[6]。其具体做法如下[7]：

1)组织r个专家，对每个指标影响因素Xj(j=1,2,…,n)的权重进行估计，得到各指标影响因素权重的估计值ωk1,ωk2,…,ωkn(k=1,2,…,r)；

3.2 自航水雷使用可用度影响因素分析

按照相似水中兵器装备作为基准，使用相似装备类比分析法可确定某自航水雷使用可用度指标的影响因素。假设我们已有一种在役的A型自航水雷，现在又列装一种新型自航水雷B型，A型水雷已有大量的部队实际使用数据证明其可基本满足部队使用可用度水平，现在我们需要评估B型水雷的使用可用度。通过技术分析，我们发现A型和B型水雷从结构原理、材料、使用方法等方面均有一定相似性，则可认为两型水雷为相似产品。我们以A型水雷为基准，用A型、B型水雷的实际使用数据来分析B型水雷使用可用度的影响因素。

1)自航水雷的使用强度。使用强度越大，则使用可用度越低；假设A型水雷年均使用as条次，B型水雷年均使用bs条次，则专家可根据as和bs的数值比例关系判断B型水雷和A型水雷的使用强度相比的差别程度：bs>as表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低；bs

2)自航水雷的技术复杂程度。复杂程度越高，则使用可用度越低；假设A型水雷应用新技术程度为aj，B型水雷应用新技术程度为bj，则专家可根据aj和bj的强弱关系判断B型水雷和A型水雷的使用强度相比的差别程度，bj>aj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低，bj

3)自航水雷的可靠性增长改进程度。程度越高则使用可用度越高；假设根据寿命、存储可靠性、平均故障间隔时间等数据统计分析，A型水雷可靠性、维修性综合水平为ak，B型水雷可靠性、维修性综合水平为bk，则专家可根据bk相比ak提高了多大程度判断B型水雷和A型水雷的使用强度相比的差别程度：bjaj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高；bj=aj表示B型水雷使用可用度与A型水雷相当。

4)自航水雷的使用维修保障能力，能力越强则使用可用度越高。假设根据平均故障维修时间等数据统计分析，A型水雷使用维修保障能力水平为ar，B型水雷使用维修保障能力水平为br，则专家可根据br相比ar的大小关系判断B型水雷和A型水雷的使用强度相比的差别程度，brar表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高，br=ar表示B型水雷使用可用度与A型水雷相当。

根据A型水雷和B型水雷使用可用度4个方面影响因素差别程度，以A型水雷4方面的程度为基准，专家可以从优、良、中、差4个等级档次判断B型水雷相比A型水雷在4个影响因素所达到的程度，并进行打分。

3.3 确定自航水雷使用可用度各影响因素的权重

推选n位专家对某自航水雷使用可用度AO的各影响因素的影响程度进行打分，并由此分别计算各因素的权重系数[8]。分数等级按分值分为(4,3,2,1)，分数值越高则影响越大。故各因素的权重系数为

式中：n为专家数量；qij为打分值。

3.4 统计计算专家打分情况

首先，确定对前述各影响因素打分的评分等级为4等，分别为100、75、50、25，对应优、良、中、差[7]。由选定的专家根据影响因素对使用可用度的影响原则分别对各个因素打分，计算各因素得分平均值：

(i=1,2,…,n;j=1,2,3,4;Qij=[100,75,50,25])

该自航水雷使用可用度指标的综合得分为

其使用可用度指标评估值可用下式计算得出：

4 评估模型演示

假设某自航水雷使用可用度指标的目标值为0.95，评估者推选5位专家对其指标评估值进行打分，打分统计为表1、表2，其中μ1、μ2、μ3、μ4分别代表使用强度、复杂程度、改进程度、使用维修保障能力4个影响因素。

表1 自航水雷使用可用度影响因素权重打分

表2 自航水雷使用可用度影响因素打分

对上述打分情况进行统计计算，各影响因素权重系数分别为：ω1=0.254 9，ω2=0.235 3，ω3=0.274 5，ω4=0.235 3。

各因素的得分平均值为：δ1=55，δ2=75，δ3=85，δ4=75。

该自航水雷使用可用度综合得分为：C=72.647 0。

则该自航水雷使用可用度指标的评估值为

此次评估过程证实该自航水雷满足其使用可用度指标要求。

5 结束语

自航水雷使用可用度是其战备完好性衡量参数之一，反映了自航水雷的综合保障效能。基于专家打分法的评估模型演示案例的结果表明该评估模型方法可行、结论科学，可有效应用于自航水雷使用可用度评估工作，可为自航水雷综合保障效能评估提供理论依据和方法参考。