基于FAHP的两栖装甲装备备件需求预测模型∗

王 宝谭 鹏陈武锦张 峥都 东

（1.海军航空大学 烟台 264001）（2.31432部队 沈阳 110000）（3.92510部队 湛江 524000）（4.91980部队 烟台 264001）

1 引言

某型两栖装甲装备是我国研制的新型两栖装甲装备，是我两栖装甲部队渡海登岛、抗登陆作战及海上反恐作战的主要利器。该型两栖装甲装备的备件保障工作，是陆战两栖装甲部队装备保障的重要组成部分，直接影响装备战技术性能的良好性，也是保持和恢复部队战斗力的一项基本要素。该型两栖装甲装备良好的战技术性能、相对完善的维护保养体系及调整后的组织结构和备件保障方式，对备件保障工作提供了有力的支撑；同时，对备件的预测配置提出了更高的要求。

模糊层次分析法（Fuzzy Analytical Hierarchy Process，FAHP）是由层次分析法（Analytic Hierarchy Pmcess，AHP）改进得到的分析模型。其特点在于能够克服人的主观偏好的影响，避免做出矛盾判断，计算更加简便实用。基本步骤是：建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序、层次总排序、一致性检验。由于影响该型两栖装甲装备备件品种确定的因素较多，且不易量化，运用经典数学方法难以精确定量和分析判定。采用FAHP方法对该型两栖装甲装备备件品种进行分析可以保证分析的准确性和合理性［1～4］。

2 确定评语集与评价因素集

2.1 确定评语集

评语集是对评估对象做好的各评语的集合，通常用V表示。某种零部件是否需要备件，实质上是看设置该类备件的效果如何。如效果好，则应设置为备件；否则就不必设置。根据实际需要将评语划分为有限个等级，为细化效果，评语集可选择为V={V1，V2，V3，V4，V5｝=｛效果很好，效果较好，效果一般，效果较差，效果很差｝［5～6］。

2.2 明确评价因素集

根据对影响装备备件品种确定的因素分析，可设定评价因素集为U={U1，U2，U3，U4，U5｝=｛关键性，故障性，非故障性，可更换性，经济性，获得难度｝。

3 确定各评价因素权重

3.1 确定模糊判断矩阵A

以上一层的某一元素作为评判准则，对下一层的要素进行两两比较来确定矩阵的各个元素。在分析装备备件品种确定的影响因素时，评价因素可视为单层，判断矩阵A中的元素aij，表示从该类备件的设置效果角度考虑元素的相对重要性，则模糊判断矩阵可表示为［7］

为使任意两个评价因素的相对重要程度得到量化，可采用表1所示的0.1～0.9标度法进行数量标度。

表1 重要程度标度表

备注：反比较是指若元素Ui与元素Uj相比较得到判断aij，则元素Uj与元素Ui相比较得到的判断就是aji=1-aij。

3.2 构造模糊一致判断矩阵A

具体方法如下：

进行如下数学变换：

3.3 计算指标权重

将式（7）带入式（5），整理得到：

由此得到各评价指标的权重值。

3.4 评价因素模糊矩阵与综合评判矩阵

单因素评价是确定某一影响因素对不同评价的隶属度。运用Delphi法，根据各个专家对某一评价因素所选取的不同评判值，来确定此因素的综合评价隶属度向量。例如5个人对关键性进行评判：1人选效果很好，2人选效果较好，2人选效果一般，1人选效果较差，1人选效果很差，则关键性的综合评价隶属度向量以单因素评价法确定的隶属度向量作为行向量即可构成模糊矩阵R(k)，如式（9）所示［9～10］：

确定出隶属度向量以后，可根据评价因素集V中各指标权重向量W，计算综合评判矩阵B。综合评判的结果可由式（10）得到：

3.5 评判结果分析

经过计算得到综合评判矩阵B后，根据最大隶属度法则可以得到设置某类备件的效果。效果一般的零部件，则应结合备件数量计算结果和费用分析结果进一步判定是否作为备件处理，将取得最大评判指标Vmax=max{ }V1V2V3V4V5相对应的评语集元素作为评判结果。具体的流程见图1。

图1 基于FAHP的两栖装甲装备备件品种确定流程

4 算例分析

濒海训练场地距离营区较远，训练周期较长，后续保障困难，需准确预测训练携行备件品种，以提高装备训练的备件保障率。选取两栖装甲装备的操纵系统的部件备件做为研究对象，进行品种分析。

以两栖装甲装备上的两种易损耗部件（转向控制盒、液压油泵）为例，对这两种部件设置为装备训练携行保障的备件的效果进行评判，并将结果与实际进行比较［11～13］。故障模式和原因总结见表2。

表2 两栖装甲装备易损耗部件的故障模式及原因

首先，通过专家打分综合方法，对评价因素集对于目标评语集的相对重要性进行评分，采用0.1～0.9标度法，得到模糊判断矩阵A，见表3。

表3 模糊判断矩阵A

由式（2）、（3）得到模糊一致判断矩阵，见表4。

表4 模糊一致判断矩阵A（k）

其次，选取15位专家分别对部件的各评价因素进行评判，结果见表5、表6。

表5 转向控制盒因素评判表

表6 液压油泵因素评判表

通过分析表5、表6，可得到转向控制盒与液压油泵的隶属度模糊矩阵分别为

再次，分别代入式（10），可得到转向控制盒对应的综合评判矩阵B1如式（11）所示：

液压油泵对应的综合评判矩阵B2如式（12）所示：

5 结语

本文结合面向任务的两栖装甲装备备件保障特点，对携行备件品种确定展开了相关研究。分析了影响两栖装甲装备备件需求的内在、环境、机械等方面的因素，结合任务，对濒海、山岳丛林和寒区训练的备件需求进行了具体分析；提出了一种基于模糊层次分析法的两栖装甲装备携行备件品种确定方法，通过案例分析，确定了濒海训练操纵系统携行备件的品种，印证了方法的可行性。