基于物元可拓模型的合成旅装备保障能力评估研究

张耀龙，阮拥军，赵陆昊

（陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050003）

0 引言

目前，应用于装备保障能力评估的方法主要包括：数据包络法、ADC 法、主成分分析法、灰色关联度法、模糊综合评估法、人工神经网络法等。主成分分析法对某项能力的分析更为准确，但不能全面反映合成旅装备保障能力整体状况。模糊综合评判法、人工神经网络法可对大量数据进行综合评价，但其评估结果容易出现均质化、差异化不足等缺点。因此，在装备保障能力评估中，应针对具体数据和能力选择相应的评价方法。随着装备保障能力评估工作的发展，评估指标体系中定量指标越来越多，评估标准日趋完善，相较于其他评估方法，物元可拓评价模型在处理多指标综合评价方面的优势愈发明显［1］，特别是针对装备保障能力评估信息数据类别多样，不同模型方法在数据处理过程中有不同特点，但存在的共同问题是主观因素影响较大、原始数据话语权不足。物元可拓模型，能够较好解决复杂不相容问题，特别是在处理不同类型、不同量纲的数据时，有很强的包容性，能够适用于装备保障能力评估数据繁杂的现实情况，减少评估数据处理过程中主观因素的摄入，减少数据处理过程中定量分析的步骤程序，提高数据处理效益，确保评估结果的客观性、权威性。

1 合成旅装备保障能力评估指标体系

1.1 合成旅装备保障能力评估

装备保障能力评估，是运用系统工程学原理、评估学原理等方法，紧贴时代发展要求、装备应用实际以及部队建设的特殊要求，对部队装备保障能力各要素进行信息数据统计、实时检验考核，并通过科学建模推算得出客观综合结论的一系列理论认识和实践检验过程［2］。对当前的装备保障能力进行评估，分析制约装备保障能力发展的瓶颈，是装备保障能力发展进程中的重要环节［3］。根据上述原理，合成旅的装备保障能力评估可以定义为：通过构建合成旅装备保障能力模型，运用科学的数据计算方法，根据评估科目，对合成旅装备保障能力相关构成要素进行综合评价的活动和过程。简而言之，合成旅装备保障能力评估是指对合成旅遂行装备保障任务的能力进行评价的活动和过程。

1.2 评估指标体系

合成旅装备保障能力影响因素包括装备指挥控制水平、装备维修保障水平、装备供应（调配）保障水平以及数据支撑（态势感知）水平4 个方面。

1）装备指挥控制水平，是指装备保障指挥机构在充分理解上级意图、分析判断形势，并对情报信息进行综合分析判断基础上，组织进行的保障筹划、机动部署及装备保障行动调控等活动时的水平。其主要任务包括确定保障方案、编组及部署装备保障力量、调控装备保障行动、协调支援保障力量（含上级支援力量及地方支援力量）、组织战场装备管理等。影响装备指挥控制水平的指标包括：指挥要素构建能力、保障筹划能力、保障行动控制能力、战场装备管理能力、防卫防护能力。

2）装备维修保障水平，是指装备保障力量为使装备保持、恢复良好的技术状态或性能而对装备进行的维护、修理等活动时的水平［4］。合成旅装备维修保障任务主要包括：装备维护保养、装备日常修理、野战抢救抢修机构开设、战场装备抢修、装备抢救后送。战时装备维修保障主要是战场抢修和战场抢救后送。影响装备维修保障水平的指标包括：装备维修准备能力、装备技术准备能力、装备技术检查能力、野战抢修能力、野战抢救能力。

3）装备供应（调配）保障水平，是指装备保障力量为保障部队军事行动中装备、器材及弹药等的需要，而组织与实施的筹措、储备、补给、管理等活动的能力。基本任务包括：编制装备器材保障计划、编制并组织实施筹措计划、野战器材库开设、装备器材供应、弹药的申请筹措、储存保管、技术检测、调整补充、野战弹药库开设和战场管理等。影响装备供应（调配）保障水平的指标包括：野战器材库开设能力、野战弹药库开设能力、物资器材供应保障能力、弹药供应保障能力。

4）装备数据支撑（态势感知）水平，是指装备保障力量通过各种手段和措施对合成旅装备数据、装备保障人员数据、装备保障行动数据进行实时采集、分析处理，并通过保障网链传输给相应装备保障节点以保障支撑相关任务的活动的水平。其主要任务包括：信息网链构建、保障资源数据支撑、保障需求数据支撑以及保障行动数据支撑等。影响装备数据支撑水平的指标包括：保障网链构建能力、保障网链运用能力、保障资源数据支撑能力、保障需求数据支撑能力、保障行动数据支撑能力。

综上所述，对装备指挥控制能力、装备维修保障能力、装备供应保障能力、装备保障数据支撑能力等4 个方面进行分析，构建了合成旅装备保障能力评估指标体系，如下页图1 所示。

图1 合成旅装备保障能力评估指标体系Fig.1 Evaluation indicator system of synthetic brigade equipment support capability

2 物元可拓模型原理和方法

物元可拓模型是将应用数理统计、系统工程学及逻辑学有机结合的综合性方法，其原理是用名称、特征及量值3 个元素来描述事物并建立物元模型，在确定经典域与节域基础上，通过指标关联度表示各元素和集合的关系、综合关联度表示待评物元的评价等级，多用于解决复杂不相容问题，适合多元素评价［5-8］。合成旅装备保障能力评估涉及指标较多，且相互之间不相容，利用物元可拓模型能够解决这一问题，并较全面地实现各级指标的评价。

2.1 构建合成旅装备保障能力物元

式中，R 为n 维合成旅装备保障能力物元；Ri为R的分物元；Xi为关于Di的量值，即各指标在实际评估过程中采集的实际值。

2.2 确定经典域及节域

合成旅装备保障能力的经典域物元矩阵Rp可表示为

2.3 计算关联度

2.4 指标权重的确定

目前通用且方便适用的方法主要是层次分析法（AHP）。本文亦适用层次分析法来确定评估指标的权重［9］，具体步骤如下。

2.4.1 构造判断矩阵

式中，（Bw'）i为向量Bw'的第i 个元素。

2.4.3 判断矩阵的一致性检验

1）一致性指标CI，定义为

2）平均随机一致性指标RI，其数值如表1 所示。

表1 平均随机一致性指标数值Table 1 Average random consistency index values

3）随机一致性指标CR，定义为

一致性检验一般要求CR＜0.10。如果一致性检验结果不满足要求，需要检查判断矩阵中各元素间关系值设定是否合理，然后进行相应调整，使之通过一致性检验，则确定特征向量为该层次的权重。

2.5 确定综合关联度

综合关联度是待评事物物元隶属等级的程度，即

2.6 确定评估等级

3 应用实例

以某中型合成旅参加边境反击作战装备保障演练为对象，组织对其装备保障能力实际水平进行评估。

3.1 构建物元可拓模型

构建合成旅装备保障能力的评估物元模型，R代表合成旅装备保障能力评估模型；M 为该旅装备保障能力评估等级；D 为装备保障能力评估指标；X为每个评估指标对应的水平值域。则该旅装备保障能力物元矩阵为

确定合成旅装备保障能力评估物元模型后，邀请相关专家对演练中的相关数据进行分析研究，给出对应评估指标值，算数平均后，确定待评物元指标的最终值。

3.2 确定节域、经典域

合成旅装备保障能力评估物元模型的节域为评估指标在所有评价等级中取值范围的和。本文合成旅装备保障能力评估各指标的节域设为0～10 分的分值区间。其具体节域为

合成旅装备保障能力评估指标的取值范围为其对应的经典域。基于物元可拓模型进行合成旅装备保障能力评估的关键点在于对评估标准的选定与处理。评估标准散见在相关能力的专业标准及规章制度里，目前尚无统一的评估标准，研究对象不同，评估目标不同，评估标准必然不一致。基于此，为尽量减少盲目性，合理划分评估标准范围，根据合成旅装备保障能力标准只有一个数值，而评估标准一般需要划分为几个区间，可以根据评估指标数据类型对评估等级区间进行划分。一般将标准值适当分别向上和向下延伸作为Ⅱ级，标准值向下延伸值到标准值的半数值区间的值域为Ⅲ级，将0 至标准值的半数值区间的值域作为Ⅳ，将标准值向上延伸的上限值适当加大作为I级，延伸量由专家根据不同指标性质及特征确定［10］。把评估标准分成4 个级别：I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，即优、良、中、差4 个等级。结合物元指标的最终值，可得该合成旅装备保障能力评估物元经典域及实际值，具体如表2 所示。

表2 评估指标的经典域及实际值Table 2 Classical domains and actual values of evaluation indicators

3.3 确定指标权重

对于合成旅装备保障能力评估，根据层次分析法，确定各指标权重，结果如下

第1 层指标的权重：

各级评估指标权重，具体如表3 所示。

表3 各级评估指标权重Table 3 Weights of evaluation indicators for each level

3.4 计算关联度

根据式（1）～式（3）计算各指标的关联度，具体如表4 和表5 所示。

表4 二级指标关联度Table 4 Correlation degree of level-2 indicators

表5 一级指标关联度Table 5 Correlation degree of level-1 indicators

3.5 计算综合关联度

根据式（4），得到综合关联度为

从以上评估结果看，虽然该旅整体装备保障能力属于Ⅱ级，但基本上偏向于较低层次。分析其主要原因为：在信息化作战背景下，保障网链运用能力、需求数据、行动数据感知能力还偏弱，行动控制能力还无法适应瞬息万变的战场节奏，弹药供应保障能力与满足战斗需要还有差距，这些都是该旅在下一步建设及训练过程中需要中重点关注的方向。

3.6 改进建议

由表5 可知，该合成旅装备保障能力中指挥控制能力等级为Ⅱ级，维修保障能力等级为Ⅱ级，供应保障能力等级为Ⅱ级，数据支撑能力等级为Ⅲ级。由表3 可知，保障行动控制能力D13、弹药供应保障能力D34、保障网链运用能力D42、保障需求数据支撑能力D44、保障行动数据支撑能力D45等级为Ⅲ级，即中等，实际是不及格的状态，属于该旅装备保障能力的薄弱环节，需要对其进行改进。

1）对于保障行动控制能力的改进。主要是指挥机构人员要增强作业能力，提高信息流转效率，精通指挥链路使用，明晰行动调控流程，规范行动报文格式，提高特情处置能力。

2）对于弹药供应保障能力的改进。主要是精准计算弹药携运行量、加大量，针对性开展弹药收发技能训练，加强配属弹药前送力量、装备，强化弹药前送防卫防护配置。

3）对于保障网链运用能力的改进。主要是优化指挥层次、规范保障网链运用流程，细化装备保障任务清单，着力增强各群组利用网链系统动态协调保障任务、临机自主调控保障任务的能力。

4）对于保障需求数据支撑能力的改进。主要是规范需求上报流程、上报文书格式，加强数据处理能力，缩短数据处理时间，拓宽数据核准渠道，明确需求数据呈报节点要求。

5）对于保障行动数据支撑能力的改进。主要是畅通数据链路，明确保障行动数据清单，指定具体负责人员，充分利用大数据、云计算等技术，提高装备保障行动状态实时更新能力。

4 结论

本文针对合成旅装备保障能力评估影响指标较多、量化困难的问题，尝试使用基于物元可拓理论的评估方法进行评估。在分析评估影响因素基础上，构建了合成旅装备保障能力评估指标体系，建立了物元可拓评估模型，并针对合成旅装备保障能力评估指标特点确定经典域与节域，运用层次分析法确定评估指标权重，计算了各指标的关联度及综合关联度，最终确定了评估等级，并进行了实例应用分析。

需要注意的是，在适用物元可拓模型进行评估时，由于装备保障能力评估标准本身无等级区间，需要组织专家逐个对指标标准等级区间进行界定，界定基本凭借专家经验，主观因素较多，对评估结果的客观性有一定影响，但是该方法最大程度地利用了基础数据，使其价值得到了最大化。因此，本文认为该方法可以作为合成旅装备保障能力评估实务的备选方法。