基于GQFD的装备综合保障能力需求分析

邱雄飞，张桦，李明雨，赵润泽

(1.陆军工程大学石家庄校区 装备指挥与管理系，河北 石家庄 050003；2.陆军步兵学院石家庄校区 军政训练系，河北 石家庄 050200)

随着现代战争不断变化,战场环境愈加复杂,战场规模逐渐扩大,作战强度愈发剧烈,对后勤保障提出了更加严格的要求[1]。装备综合保障能力关乎部队作战能力,其能力好坏直接影响战场局势的走势甚至战争的胜负,是部队战斗力生成的重要支撑[2]。

在装备建设发展中,综合保障能力需求分析是一个复杂的过程。随着信息技术的发展,各类新型装备也逐渐配发部队,随之而来的装备综合保障也变得愈加复杂化、专业化和智能化,亟需采用科学合理的方法确定装备综合保障能力需求,进而提升装备综合保障效益。相比于传统质量功能展开(quality function deployment,QFD)方法,基于灰关联分析的质量功能展开(grey quality function deployment,GQFD)不仅具有传统QFD以质量为抓手、以需求为牵引等特点,还能通过构建灰色关联矩阵最大程度地降低人为主观因素带来的影响,使得分析结果更加确信、可靠[3]。运用GQFD对装备综合保障能力进行分析,得到装备综合保障能力需求重要度排序,对于提高装备综合保障能力具有重要的现实意义。

1 方法简介

1.1 QFD方法

质量功能展开(QFD)作为一种需求转化方法,以顾客的需求为根本出发点,运用系统化、标准化的方法进行分析,从而生产出符合顾客要求的产品[4]。目前已经被广泛应用于国防和军队建设事业中。现代作战离不开后勤保障强有力的支援,装备综合保障作为其中一个重要环节,自然也发挥着不可替代的作用[5]。QFD的核心模型是“质量屋”(house of quality,HOQ),质量屋各部分组成如图1所示。

在需求分析过程中,质量屋可以进行层级映射,上一个质量屋的指标对应下一个质量屋的需求。装备综合保障能力需求分析与产品设计类似,都是由需求来驱动,从定性到定量,由模糊到具体,从任务需求的语言性描述到装备综合保障能力的确定[6]。本质上讲QFD是一种需求转化方法,将装备综合保障能力视为QFD方法中的“产品”,以作战任务需求为输入,经过质量屋的层级映射,得到装备综合保障能力需求,其过程如图2所示。

1.2 GQFD方法

质量屋模型的关键是确定关联矩阵[7]。在确定指标与需求之间关联矩阵时,传统的QFD方法是通过层次分析法、专家打分法或加权平均法等直接对装备综合保障任务需求进行打分,确定指标重要度,然后根据经验再对装备综合保障任务需求指标以及能力需求指标之间的相关程度打分确定关联矩阵[8],这种方法存在较多主观因素影响,得到的结果并不客观。针对此项不足,在确定关联矩阵时引入灰关联分析法,能够有效减少主观因素带来的影响。

GQFD是将灰关联分析与传统QFD方法有机结合在一起而衍生的一种分析方法[9],通过邀请一些专家分别对装备综合保障任务需求指标和能力指标进行独立打分,减少相互之间的影响,然后结合灰关联分析法确定灰关联矩阵,用灰关联矩阵代替QFD中的关联矩阵[10],经过处理最终得到装备综合保障能力需求指标重要度。需要注意的是,灰关联分析是指对装备综合保障能力的影响因素进行处理求得灰关联度和排序结果的过程,通过对数据比较来判断各因素之间的关联程度,能够较好地减少人为主观因素的影响[11]。相比而言,通过GQFD得到的结果就更加客观、可信。

2 GQFD分析流程

2.1 GQFD分析思路

基本思路：输入装备综合保障任务需求指标和能力需求指标以及专家对其二者的打分情况,利用灰关联矩阵求解装备综合保障任务需求的优势,再根据装备综合保障任务需求指标优势明确其重要度,凭借前期构建的质量屋模型,依据QFD求得装备综合保障能力需求的重要度,如图3所示。

2.2 GQFD求解步骤

在传统QFD的基础上,结合灰色系统理论求出灰关联矩阵,这是GQFD的关键所在。

假设保障任务需求序列为Ai=(ai(1),ai(2),…,ai(n)),i=1,2,…,s,s代表保障任务需求数量;那么同理设保障能力序列为Bj=(bj(1),bj(2),…,bj(n)),j=1,2,…,m,m代表保障能力需求数量,n为专家数。在以下公式中,上标为“0”的数据表示该数据是经过始点零化处理得到的,定义εij是Ai与Bj的灰色绝对关联度,γij是Ai与Bj的灰色相对关联度,ρij是Ai与Bj的灰色综合关联度。具体计算步骤如下[12-13]：

1)求解灰色绝对关联度εij：

(1)

(2)

(3)

式中：|Asi|表示第i项管理任务序列经过始点零化处理累加生成数的绝对值;|Bsj|表示第j项管理能力序列经过始点零化处理累加生成数的绝对值;|Bsj-Asi|为对应元素的绝对差值[14]。则灰色关联度为

(4)

2)求解灰色相对关联度γij：

(5)

(6)

(7)

则灰色相对关联度为

(8)

3)求解灰色综合关联矩阵：

(9)

式中,ρij=θεij+(1-θ)γij,一般情况下取θ=0.5。

3 实例应用分析

3.1 装备综合保障任务需求指标

依据保障任务和装备自身特点,可将装备综合保障任务需求指标划分为人员保障、设备保障、制度保障、维修保障、研制保障以及安全保障,具体如表1所示。

表1 装备综合保障任务需求

3.2 装备综合保障能力需求指标

根据装备综合保障任务,分析完成任务所需要的综合保障能力。综合保障能力涉及各方面指标,可能一项保障任务就需要一种或者多种保障能力来完成,也可能一种保障能力完成多项保障任务[15]。结合保障任务和保障能力的映射关系,综合相关领域专家的意见建议,将保障能力需求指标划分如表2所示。

表2 装备综合保障能力需求

3.3 GQFD需求分析

通过以上分析得到装备综合保障任务需求和能力需求指标内容,邀请部队、科研机构以及院校16名专家对装备综合保障任务需求和能力需求按照1～9标度法对两者重要度进行打分,具体打分如表3所示。

表3 专家打分表

将数值代入式(1)～(8),由MATLAB计算得到中间计算εij和γij。经过求解式(9),得到灰色综合关联矩阵ψ：

表4 装备综合保障“任务-能力”质量表

为了验证GQFD方法的可靠性,将本文实例运用QFD方法和专家判断法进行比较,得到分析结果如图4所示。

通过分析表4和图4能够看到,GQFD方法得到的结果中,装备综合保障能力重要度排序为B6≥B4≥B2≥B5≥B3≥B1,表示协同配合能力最重要,其次是维护修理能力、指挥决策能力、战场感知能力、信息处理能力、快速机动能力。而QFD方法和专家判断法得到的结果不一致,其中QFD方法得到指挥决策能力最重要,专家判断法得到战场感知能力最重要,很大程度上是因为有主观因素的影响。不难得出,现代条件的装备综合保障,特别是高新技术装备的加入,更加注重一体化保障和系统保障,使得装备综合保障更加侧重协同配合方面的能力,GQFD方法得到的分析结果与当前装备保障发展规律相吻合,能够为下一步装备综合保障相关研究提供一定的参考。

4 结束语

针对装备综合保障能力需求分析问题,开展了基于GQFD的装备综合保障能力需求分析研究。在借鉴以往经验的基础上,结合相关领域专家意见以及装备本身特点构建了装备综合保障能力需求分析质量屋模型,引入灰关联分析确定灰关联矩阵,并最终通过实例分析得出保障任务和保障能力需求重要度排序,较好地解决了在需求分析过程中主观因素影响大、可靠性不强等问题。研究分析得到的结果,验证了该法具有一定的可行性和有效性。