基于TOPSIS法的裝備綜合水平評(píng)估研究

周澤云,王　斌,孫劍橋,陳財(cái)森,鄭顯柱,童繼鳳

(裝甲兵工程學(xué)院 科研部，北京　100072)

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基于TOPSIS法的裝備綜合水平評(píng)估研究

周澤云,王斌,孫劍橋,陳財(cái)森,鄭顯柱,童繼鳳

(裝甲兵工程學(xué)院 科研部，北京100072)

摘要：在分析裝備調(diào)配保障原則和TOPSIS法原理基礎(chǔ)上，建立了部隊(duì)裝備綜合水平評(píng)估模型，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了綜合評(píng)估系統(tǒng)，并以裝備滿編率、完好率和新裝備占比構(gòu)建指標(biāo)體系進(jìn)行了評(píng)估檢驗(yàn)，為裝備調(diào)配保障方案優(yōu)化提供了有效手段，對(duì)提高裝備調(diào)配保障能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞：TOPSIS；裝備綜合水平；評(píng)估

本文引用格式：周澤云,王斌,孫劍橋,等.基于TOPSIS法的裝備綜合水平評(píng)估研究[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016(6):102-106.

Citationformat:ZHOUZe-yun,WANGBin,SUNJian-qiao,etal.ResearchofEquipmentOverallLevelEvaluationBasedonTOPSIS[J].JournalofOrdnanceEquipmentEngineering,2016(6):102-106.

裝備調(diào)配保障，通常包括裝備的申請(qǐng)、補(bǔ)充、調(diào)撥供應(yīng)、換裝、調(diào)整、交接、退役、報(bào)廢和儲(chǔ)備等工作[1]，是裝備保障活動(dòng)的重要組成部分，是裝備維修、器材供應(yīng)等其他裝備保障活動(dòng)的基礎(chǔ)，是信息化條件下我軍建設(shè)、訓(xùn)練和作戰(zhàn)的客觀要求。

根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)需求，組織調(diào)配保障工作的計(jì)劃、指揮、組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，使有限的裝備資源得以科學(xué)配置，并發(fā)揮最佳軍事經(jīng)濟(jì)效益，是裝備調(diào)配保障工作的必須遵循的重要原則和目標(biāo)。裝備調(diào)配保障的核心是實(shí)現(xiàn)裝備科學(xué)配置與合理調(diào)控。而基于裝備實(shí)力數(shù)據(jù)對(duì)部隊(duì)裝備綜合水平進(jìn)行評(píng)估，優(yōu)先保障綜合水平較低的單位，是裝備調(diào)配保障計(jì)劃擬制過(guò)程的一條重要原則。

TOPSIS(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoanIdealSolution)法由C.L.Hwang和K.Yoon于1981 年首次提出。TOPSIS法作為系統(tǒng)工程中有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用方法，由于對(duì)樣本資料無(wú)特殊要求，使用靈活簡(jiǎn)便，目前已經(jīng)在軍事、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域的評(píng)價(jià)和決策方面得到廣泛應(yīng)用[2]。本文基于TOPSIS法進(jìn)行裝備綜合水平評(píng)估，實(shí)現(xiàn)水平優(yōu)劣排序，可以為裝備調(diào)配保障計(jì)劃的擬制提供有效支撐。

1　裝備調(diào)配保障的原則

裝備調(diào)配保障必須以軍委制定的軍事戰(zhàn)略方針為指導(dǎo)，既要充分考慮部隊(duì)的編制體制和擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)任務(wù)，又要考慮裝備資源的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和動(dòng)員情況。裝備調(diào)配保障應(yīng)當(dāng)根據(jù)任務(wù)需要和實(shí)際保障能力，嚴(yán)格執(zhí)行裝備體制和編配標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行計(jì)劃管理制度。

裝備調(diào)配保障計(jì)劃，要在遵循上級(jí)計(jì)劃要求基礎(chǔ)上，充分考慮部隊(duì)裝備調(diào)配保障申請(qǐng)，根據(jù)部隊(duì)的裝備調(diào)配需求，結(jié)合保障可能，完成擬制工作。其主要內(nèi)容包括：擬調(diào)配裝備的種類、型號(hào)規(guī)格、數(shù)量，調(diào)配的組織領(lǐng)導(dǎo)及保障力量的編組和使用，調(diào)配的時(shí)機(jī)、手段和方式，調(diào)配的運(yùn)輸、技術(shù)、安全保障，調(diào)配過(guò)程中出現(xiàn)意外情況的應(yīng)變方案，以及調(diào)配完成時(shí)限等。

要順利完成裝備調(diào)配保障任務(wù)，取得理想的保障效果，就要堅(jiān)持統(tǒng)籌考慮、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、統(tǒng)一計(jì)劃、突出重點(diǎn)的原則。裝備調(diào)配保障是一項(xiàng)有目標(biāo)、有步驟、有標(biāo)準(zhǔn)、有秩序的工作過(guò)程，從計(jì)劃制定開(kāi)始就應(yīng)該充分考慮科學(xué)統(tǒng)籌，加強(qiáng)整體調(diào)控能力，按照編制體制標(biāo)準(zhǔn)，使有限武器裝備和部隊(duì)官兵充分融合，提高軍隊(duì)這一個(gè)大系統(tǒng)的整體效能。同時(shí)，因?yàn)橘Y源有限，必須做到統(tǒng)籌兼顧，既要優(yōu)先保障重點(diǎn)部隊(duì)、重點(diǎn)方向的任務(wù)和需求，確保齊裝滿編和配套，適時(shí)予以補(bǔ)充更新，同時(shí)又要兼顧其他部隊(duì)以及院校、科研機(jī)構(gòu)等的訓(xùn)練、執(zhí)勤、教學(xué)、試驗(yàn)的基本需求[3]。

在裝備資源有限的條件下，如何確定擬調(diào)配裝備的種類、型號(hào)規(guī)格和數(shù)量，最大化的發(fā)揮裝備的軍事經(jīng)濟(jì)效益，顯得尤為重要。擬制裝備調(diào)配保障計(jì)劃時(shí)，首先需要重點(diǎn)考慮所屬部隊(duì)的編制標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)量和品質(zhì)狀況和新裝備占比情況。

首先，實(shí)施裝備調(diào)配保障，需要考慮所屬部隊(duì)的裝備編制標(biāo)準(zhǔn)。《裝備條例》規(guī)定：“武器裝備的配備應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照編制執(zhí)行?！边@是武器裝備調(diào)配應(yīng)遵循的最基本的原則。部隊(duì)擔(dān)負(fù)的任務(wù)決定了武器裝備的編制標(biāo)準(zhǔn)。各級(jí)機(jī)關(guān)在擬制裝備調(diào)配保障計(jì)劃時(shí)，要以上年度武器裝備實(shí)力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以所屬單位武器裝備的編制種類、數(shù)量和配備標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。調(diào)配保障必須基于數(shù)量，但對(duì)數(shù)量的要求并非多多益善，而應(yīng)是適量。若調(diào)配量多于需求量即達(dá)到超飽和狀態(tài)，在平時(shí)，不僅會(huì)增加基層部(分)隊(duì)管理負(fù)擔(dān)，而且會(huì)造成裝備物資的閑置浪費(fèi)；在戰(zhàn)時(shí)，會(huì)增加部隊(duì)的裝備攜行量和運(yùn)行量，影響部隊(duì)的快速機(jī)動(dòng)。因此，在調(diào)配保障過(guò)程中，既要防止部隊(duì)缺編，同時(shí)也必須堅(jiān)決防止和克服超編制補(bǔ)充情況出現(xiàn)，即補(bǔ)充裝備超出所屬單位武器裝備的編配范圍或高出編配標(biāo)準(zhǔn)[4]。

第二，實(shí)施裝備調(diào)配保障，需要考慮所屬部隊(duì)的裝備品質(zhì)情況。擔(dān)負(fù)相同任務(wù)的部隊(duì)，在滿編率相同的情況下，裝備品質(zhì)狀況較好的部隊(duì)顯然作戰(zhàn)能力要強(qiáng)。部隊(duì)在遂行任務(wù)和進(jìn)行裝備日常管理過(guò)程中，可能由于發(fā)生事故或者保養(yǎng)保修不到位，導(dǎo)致裝備技術(shù)狀況水平低下，尚未達(dá)到退役報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，卻又不具備正常遂行任務(wù)的能力。因而，這些裝備雖然沒(méi)有核減裝備實(shí)力，但是已經(jīng)影響到部隊(duì)作戰(zhàn)能力的發(fā)揮。而且，有些部隊(duì)的裝備技術(shù)狀況水平低下，通過(guò)維修已經(jīng)無(wú)法恢復(fù)其正常的作戰(zhàn)性能，只能安排更新。

第三，實(shí)施裝備調(diào)配保障，需要考慮新裝備占比情況。當(dāng)前軍隊(duì)處于全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械化并向信息化轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期，部隊(duì)武器裝備的機(jī)械化、信息化水平和新技術(shù)的應(yīng)用水平都在一定程度決定了部隊(duì)的作戰(zhàn)能力水平。一般來(lái)說(shuō)，新一代裝備的機(jī)動(dòng)力、火力、通信能力和人與裝備融合水平都強(qiáng)于老裝備。因而，實(shí)施裝備調(diào)配保障時(shí)，在優(yōu)先考慮重點(diǎn)任務(wù)部隊(duì)、缺編部隊(duì)時(shí)，還需要重點(diǎn)考慮新裝備少、老裝備多的部隊(duì)。

綜上所述，在擬制裝備調(diào)配保障計(jì)劃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先根據(jù)所屬部隊(duì)擔(dān)負(fù)的任務(wù)情況，以裝備編制標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)量、品質(zhì)狀況和新裝備占比情況為依據(jù)，對(duì)部隊(duì)裝備綜合水平進(jìn)行評(píng)估。在擔(dān)負(fù)相同任務(wù)的部隊(duì)中，將裝備資源優(yōu)先安排給裝備綜合水平較低的部隊(duì)。

2　TOPSIS法原理與計(jì)算步驟

2.1TOPSIS法原理

TOPSIS就是根據(jù)有限評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有對(duì)象進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣評(píng)價(jià)。

TOPSIS法的原理是：通過(guò)構(gòu)造“正理想解”與“負(fù)理想解”來(lái)對(duì)多個(gè)決策方案進(jìn)行排序?！罢硐虢狻笔且环N假設(shè)的最佳方案，它的各個(gè)屬性(指標(biāo))值都達(dá)到候選方案中的最佳值?！柏?fù)理想解”是一種假設(shè)的最差方案，它的各個(gè)屬性值都達(dá)到候選方案中的最差值。通過(guò)計(jì)算每個(gè)方案與正理想解、負(fù)理想解之間的加權(quán)距離，得出該方案與正理想解的接近程度，最終通過(guò)對(duì)接近程度排序來(lái)評(píng)價(jià)方案優(yōu)劣。

2.2計(jì)算步驟

具體計(jì)算步驟為[2]：

① 構(gòu)建方案矩陣。設(shè)擬評(píng)估方案集為S=(S1，S2,…,Sm),指標(biāo)集為P=(P1,P2,…,Pn)，方案Si對(duì)Pj指標(biāo)的值記為xij(i=1,2,…,m; j=1,2,…,n)，形成方案決策矩陣X。

(1)

② 建立標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣。為了消除各指標(biāo)量綱不同對(duì)方案決策帶來(lái)的影響，需要決策矩陣進(jìn)行無(wú)量化處理，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化矩陣Y。

(2)

其中，如果Pi為效益型指標(biāo)

如果Pi為成本型指標(biāo)

③ 構(gòu)建加權(quán)方案決策矩陣。將標(biāo)準(zhǔn)化矩陣與各指標(biāo)的權(quán)重相乘，得到加權(quán)決策矩陣Z。

(3)

其中 zij=wjzij, i=1,2,…,m; j=1,2,…,n。

本文中W=(w1,w2,…,wn)，暫通過(guò)專家評(píng)分構(gòu)建。

④ 確定正理想解和負(fù)理想解。根據(jù)加權(quán)決策矩陣，確定正理想解E+與負(fù)理想解E-。

(4)

(5)

⑤ 計(jì)算方案到正負(fù)理想解的距離。在計(jì)算與正理想解和負(fù)理想解的距離時(shí)，本文采用歐氏距離，其計(jì)算公式如下：

(6)

(7)

⑥ 計(jì)算每個(gè)方案到正理想解的貼近度。

(8)

Ci的值域?yàn)閇0,1]，Ci越接近1，表示該方案越接近最優(yōu)方案；反之，Ci越接近0，表示該方案越接近最劣方案。最終根據(jù)Ci值的大小降序排序，得到方案集評(píng)價(jià)結(jié)果。

3　TOPSIS法評(píng)估管理系統(tǒng)

當(dāng)前TOPSIS法在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是應(yīng)用過(guò)程中，大多還是基于手工計(jì)算，部分通過(guò)Matlab計(jì)算，文獻(xiàn)[5-6]基于Excel可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化計(jì)算，自動(dòng)化程度均較低，運(yùn)用不太方便。為了降低TOPSIS法應(yīng)用難度，進(jìn)一步推廣該方法，筆者設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了TOPSIS法評(píng)估管理系統(tǒng)。

3.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能主要包括評(píng)估方案集管理和方案明細(xì)管理兩部分。

評(píng)估方案集管理主要提供方案的增加、刪除、修改等功能，方案明細(xì)管理提供評(píng)估指標(biāo)管理、方案數(shù)據(jù)集管理和方案評(píng)估功能，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等操作，并能輸出評(píng)估結(jié)果。

3.2數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

表1　方案集主表

表2　指標(biāo)體系

表3　方案名稱

表4　方案明細(xì)

3.3界面設(shè)計(jì)

① 方案集管理

對(duì)方案集主要信息進(jìn)行管理，提供增加、刪除、保存功能。

圖1　方案集管理

② 評(píng)估指標(biāo)管理

對(duì)單個(gè)方案采用的評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行管理，提供增加、刪除和修改功能。指標(biāo)類型為下拉控件，值域?yàn)樾б嫘秃统杀拘?。指?biāo)權(quán)重為數(shù)值型，輸入后自動(dòng)進(jìn)行歸一化處理，填入右側(cè)列。

圖2　評(píng)估指標(biāo)管理

③ 數(shù)據(jù)集管理

對(duì)單個(gè)方案的數(shù)據(jù)集進(jìn)行管理，提供待評(píng)數(shù)據(jù)的增加、刪除和修改功能，并提供方案評(píng)估功能。評(píng)估時(shí)，先基于待評(píng)方案生成加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣，將其顯示在下方表格中，然后計(jì)算每個(gè)方案到正理想解的貼近度。在加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣中，計(jì)算生成正理想解和負(fù)理想解，分別以紅色和綠色為背景進(jìn)行標(biāo)示。

圖3　數(shù)據(jù)集管理

④ 評(píng)估結(jié)果管理

將評(píng)估結(jié)果顯示在表格控件中，列出各方案到正理想解和負(fù)理想解的歐氏距離，各方案與到正理想解的貼近度，并基于貼近度降序排列。最優(yōu)方案排序?yàn)?，次之向后排列。復(fù)制功能可以將評(píng)估結(jié)果格式化后輸出到剪切板。

圖4　評(píng)估結(jié)果管理

4　評(píng)估分析

4.1構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)裝備調(diào)配保障工作必須遵循的原則，設(shè)定部隊(duì)裝備實(shí)力評(píng)價(jià)指標(biāo)為裝備滿編率、完好率和新裝備占比。指標(biāo)權(quán)重集暫采用專家打分法確定為{0.4,0.3,0.3}。

4.2錄入數(shù)據(jù)集

表5　初始方案矩陣

4.3方案評(píng)估

表6　加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

表7　評(píng)估結(jié)果

綜上，部隊(duì)5的裝備綜合水平最高，部隊(duì)4的裝備綜合水平最差。在擬制裝備調(diào)配保障計(jì)劃時(shí)，可以據(jù)此對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化?？梢园才叛b備綜合水平較低的部隊(duì)將品質(zhì)量等級(jí)較低、技術(shù)落后、超編的裝備優(yōu)先退役報(bào)廢，再向其補(bǔ)充新裝備，縮小同類部隊(duì)的裝備綜合水平差距。

裝備調(diào)配保障計(jì)劃擬制完成后，可以生成計(jì)劃落實(shí)后的裝備實(shí)力數(shù)據(jù)，再一次對(duì)裝備綜合水平進(jìn)行評(píng)估，比較計(jì)劃落實(shí)前后的部隊(duì)裝備綜合水平排序，以此來(lái)評(píng)估計(jì)劃的效益。

5　結(jié)束語(yǔ)

基于TOPSIS法對(duì)部隊(duì)裝備綜合水平進(jìn)行評(píng)估，可以有效解決裝備調(diào)配保障計(jì)劃擬制困難的問(wèn)題，在很大程度上為裝備調(diào)配保障計(jì)劃的優(yōu)化提供了手段，對(duì)裝備調(diào)配保障工作具有重要的意義。

本文構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，權(quán)重基于專家打分法產(chǎn)生，主觀因素對(duì)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生的影響較大。文獻(xiàn)[7]等對(duì)TOPSIS法進(jìn)行了改進(jìn)，尤其是文獻(xiàn)[8]完全基于方案數(shù)據(jù)計(jì)算權(quán)重，進(jìn)一步提高了科學(xué)性。

在后續(xù)工作中，可以進(jìn)一步完善軟件功能，采用多種方式獲得評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，提高評(píng)價(jià)的客觀性。在指標(biāo)類型中可以增加區(qū)間型指標(biāo)，滿足對(duì)區(qū)間型指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的需要。此外，可以將所使用的軟件修改為中間件，留出輸入接口和輸出接口，供其他軟件調(diào)用，充分發(fā)揮TOPSIS法的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]余高達(dá),趙潞生.武器裝備學(xué)[M].北京:國(guó)防大學(xué)出版社,2000.

[2]王忠寶.基于TOPSIS的滄東電廠冷卻系統(tǒng)效率提升方案研究[D].保定:華北電力大學(xué),2014.

[3]焦秋光.軍事裝備管理學(xué)[M].北京:軍事科學(xué)出版社出版，2003.

[4]鄭懷洲,陸凱.軍事裝備管理學(xué)[M].北京:裝備指揮技術(shù)學(xué)院，2000.

[5]閔祥云,應(yīng)用EXCEL進(jìn)行TOPSIS綜合評(píng)價(jià)[J].疾病控制雜志,2003(5):252-253.

[6]高永,王玖,石德文.加權(quán)TOPSIS法綜合評(píng)價(jià)在Excel中的實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì),2007(8):428-429.

[7]李虎雄.改進(jìn)的TOPSIS法在計(jì)算機(jī)綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2012(6):138-141.

[8]夏璐,高虹霓.基于熵權(quán)和改進(jìn)TOPSIS法的裝備費(fèi)效評(píng)估[J].四川兵工學(xué)報(bào),2009(6):41-43.

(責(zé)任編輯唐定國(guó))

doi:10.11809/scbgxb2016.06.024

收稿日期：2015-12-19；修回日期：2016-01-25

作者簡(jiǎn)介：周澤云(1979—)，男，碩士，主要從事裝備保障信息化研究。

中圖分類號(hào)：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-2304(2016)06-0102-05

ResearchofEquipmentOverallLevelEvaluationBasedonTOPSIS

ZHOUZe-yun,WANGBin,SUNJian-qiao,CHENCai-sen,ZHENGXian-zhu,TONGJi-feng

(DepartmentofScienceResearch,AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072,China)

Abstract:Based on the analysis of equipment allocation support principle and TOPSIS principle, the equipment overall level estimation model was established, and comprehensive evaluation models were set up and were estimated and verified by setting the index system with complated and perfectable rate of equipment support and the rate of new equipment, which provides effective methods for the optimization of equipment allocation scheme and has great significant for improving the equipment allocation capability.

Key words:TOPSIS; overall level of equipment; evaluation