基于DEMATEL設備壽命周期費用影響因素分析

孫林凱，金家善，耿俊豹

（海軍工程大學 船舶與動力學院，湖北 武漢 430003）

影響設備壽命周期費用的因素很多，各因素之間相互影響。能夠確定影響設備壽命周期費用的主要因素，對于設備壽命周期費用估算，以及設備選型意義重大。通過應用DEMATEL方法，對設備壽命周期費用影響因素進行分析，能夠找到各因素之間的因果關系，確定影響設備壽命周期費用的主要因素。

壽命周期費用（英文Life Cycle Cost，縮寫為LCC）是指在預期的裝備壽命周期內(nèi)，為裝備的論證、研制、生產(chǎn)、使用與保障、退役所付出的一切費用之和。

影響LCC的因素很多，如裝備的性能指標、可靠性、維修性、維修保障、資金的時間價值、人員工資水平、備件的價格以及維修管理等。各種因素之間，也會存在一定的關系，相互影響。能夠找到對設備LCC影響較大的重要因素，就可以對重要因素進行權衡與控制，從而到達控制設備LCC的目的，同時也可以根據(jù)主要因素，對設備LCC進行估算，對設備選型有指導意義。

決策試驗與評價實驗室（DEMATEL）是由美國學者提出的運用圖論和矩陣工具進行多因素系統(tǒng)分析的方法。近年來，DEMATEL在因素分析方面，取得了很多應用進展。利用DEMATEL的方法，文獻[1]分析了國防科技工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力影響因素，文獻[2]分析了企業(yè)人力資源聲譽影響因素，文獻[3]分析了綠色物流發(fā)展關鍵因素，文獻[4]分析了煤炭企業(yè)跨區(qū)投資進入模式因素。

本文將DEMATEL方法應用到LCC領域，通過專家對因素間關系的確定，可以計算因素的原因度，確定影響設備LCC的主要因素。

1 DEMATEL因素分析

1.1 DEMATEL的基本思想

DEMATEL分析方法，應用圖論理論、構造因素之間相互影響的有向圖，通過各因素在系統(tǒng)中對其他因素的直接影響矩陣，計算所有因素對其他每個因素的影響度和被影響度。最終計算出所有因素的原因度，找到在系統(tǒng)內(nèi)部起重要作用的因素。

1.2 計算流程

DEMATEL方法的壽命周期費用影響因素分析的具體步驟為[5]：

（1）確定壽命周期費用影響因素。分析影響設備壽命周期費用的因素，確定影響其壽命周期費用的部分因素，根據(jù)這些因素建立初步的指標體系。

（2）確定影響因素之間的相互影響關系。通過專家的集體討論，分析因素之間直接關系，若因素Xi影響因素Xj則在矩陣的第i行，第j列記數(shù)字1，否則記0。分析所有因素，確定直接影響矩陣。

（3）計算綜合影響矩陣。將直接影響矩陣的每個元素，都除以直接影響矩陣的各行元素之和的最大值，得到矩陣X。根據(jù)矩陣X可以計算綜合影響矩陣，具體公式如式（1）所示。

（4）確定影響因素的影響度。設矩陣T中元素為tij。tij表示因素i對因素j的影響的程度。T的每行元素之和，表明這一行所對應的因素對其它因素影響的綜合值，稱為影響度。T的各列元素之和，表明這一列對應因素受到所有其它因素影響的綜合值，稱為被影響度。

因素Xi原因度為Ri=Tr(i)-tc(i)，如果Ri>0，則表明Xi對其它的因素影響大，則該因素為原因因素；如果Ri<0，表明Xi受其它因的因素影響大，則該因素為結果因素。

通過計算，最終可以根據(jù)影響度和被影響度，確定因素之間的關系。這些結果因素是受其他因素影響，在整個因素分析中，不起主導作用，對原因因素進行控制，也能達到對結果因素控制的目的。

1.3 DEMATEL特點分析

DEMATEL分析方法，可以在數(shù)據(jù)缺乏的情況下，依賴于專家的隱性知識進行決策，往往比依賴于顯性知識更可靠。對于復雜的系統(tǒng)，因素眾多，大部分數(shù)學方法無法確定因素之間具體關系，必須借助于專家的經(jīng)驗。得到專家提供的直接影響矩陣，該方法就能夠分析出因素之間錯綜復雜的關系，這些關系包括那些不宜確定的非線性關系，所以比線性分析方法有一定的優(yōu)勢。DEMATEL方法可以應用到很多方面，在分析因素關系時，能確定主要因素，本文應用將該方法對影響LCC的因素進行分析。實例分析。

2 實例分析

通過收集分析，得出某系列船用柴油機的部分影響因素如圖1所示，

圖1 LCC影響因素

圖1中所列舉的12個因素，都會對設備的LCC產(chǎn)生影響，通過DEMATEL的方法，就可以確定這些因素中的主要因素。本例中因素的直接影響關系采用0和1表示，即如果因素Xi對因素Xj有直接影響，則定義aij=1，否則aij=0。

根據(jù)專家調(diào)查，可以得到直接影響矩陣如所示：

根據(jù)式（1）計算綜合影響矩陣T如所示

計算原因度如表1所列。

表1 因素原因度數(shù)據(jù)

從表1中可以分析得X8購置費用、X11故障修理費用和X12計劃維修費用這3個因素的原因度為負，即這3個因素是結果因素，受其他因素的影響比較大，從物理意義的角度分析可知，這3個因素可以由其他因素計算得到，它們之間存在復雜非線性關系，因此在因素分析中，可以將其作為不重要因素。

X9服役年限和X10工作時間，為重要因素，這兩個因素影響柴油機LCC較大，這和設備的性質(zhì)有關，柴油機在使用工程中要消耗燃料，服役年限和工作時間越長，其使用費用必定較大。

X1最大持續(xù)功率，X2燃油耗率，X4平均故障間隔時間，X5平均維修一次平均費用，X6主機整機拆修間隔，X7主機整機拆修一次平均費用，這6個因素也為原因因素，對其他因素有一定的影響，這些因素反映了柴油機的主要指標，對于費用控制及設備選型，也要充分考慮這些因素。

3 結束語

應用DEMATEL方法對影響柴油機的壽命周期費用因素進行分析，可以確定影響其壽命周期費用的主要因素，從而對其主要因素進行控制。在設備選型時，可以首先考慮重要因素，為控制設備LCC和設備選型提供基礎。

[1]章 玲，周德群.基于DEMATEL方法的國防科技工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力影響因素分析[J].科技進步與對策，2008，25(1)：60-62.

[2]梁娟紅，郭 德.基于DEMATEL的企業(yè)人力資源聲譽影響因素研究[J].科學學與科學技術管理，2009，(1)：152-156.

[3]肖丁丁，張文峰.基于DEMATEL方法的綠色物流發(fā)展關鍵因素分析[J].工業(yè)工程，2010，13(1)：52-57.

[4]朱佩楓，周德群，張 浩.基于DEMATEL方法的煤炭企業(yè)跨區(qū)投資進入模式因素分析[J].經(jīng)濟問題探索，2006，(12)：78-83.

[5]楊印生．經(jīng)濟系統(tǒng)定量分析方法[M].長春：吉林科學技術出版社，2001.