數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價模型*

魏兆磊，陳春良，申 瑩，昝 翔（裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072）

數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價模型*

魏兆磊，陳春良，申 瑩，昝 翔
（裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072）

針對數(shù)字化部隊保障裝備不能較好的執(zhí)行戰(zhàn)時裝備保障任務(wù)，依據(jù)部隊作戰(zhàn)和保障的特點和實際，運用IDEF 3方法形式化描述了作戰(zhàn)和保障任務(wù)基本流程。為了提高指標體系的全面性和適用性，從滿足裝備執(zhí)行作戰(zhàn)和保障任務(wù)需求角度出發(fā)，按照“保障活動-保障能力-保障效果”邏輯關(guān)系逐步分析，在依據(jù)相關(guān)原則和進行重要度、穩(wěn)定度判定的基礎(chǔ)上，確立了數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價指標體系。為提供指標權(quán)重的客觀性和準確性，采用改進的群體層次分析法（IGAHP）對評價指標賦權(quán)。針對評價過程中的模糊性和隨機性，運用云理論實現(xiàn)指標聚合和綜合評價。最后，以某部隊保障裝備為對象進行示例評價，驗證了模型的合理性和適用性。

保障裝備，需求滿足度，評價

0 引言

目前研究成果針對保障裝備的評價指標體系不夠科學(xué)合理，主要是僅從保障裝備的環(huán)境適應(yīng)性可靠性等設(shè)計屬性或者保障裝備的保障效能等角度構(gòu)建評價指標體系，沒有綜合考慮到保障裝備滿足裝備執(zhí)行任務(wù)活動需求［1-3］，也沒有綜合考慮評價過程中主觀性和隨機性等問題。因此，針對以上問題，從保障裝備滿足數(shù)字化部隊執(zhí)行戰(zhàn)時裝備保障任務(wù)活動需求的角度出發(fā)，確立了基于群體層次分析法（IGAHP）與云重心評判法的數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價模型。

1 數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價指標體系構(gòu)建

有效且適用的評價指標體系是科學(xué)合理進行綜合評價的必要條件和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，構(gòu)建數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價指標體系，就是在綜合考慮數(shù)字化部隊?wèi)?zhàn)時裝備保障需求和保障能力生成過程的基礎(chǔ)上，對數(shù)字化部隊保障裝備形成執(zhí)行保障任務(wù)能力的一系列影響因素進行綜合分析，按照其層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，構(gòu)建層次化樹狀結(jié)構(gòu)的指標體系［4-6］，并進行合理賦權(quán)的過程。

1.1 數(shù)字化部隊裝備保障任務(wù)分析

基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)條件的作戰(zhàn)任務(wù)主要是機動作戰(zhàn)，依據(jù)數(shù)字化部隊作戰(zhàn)規(guī)律與實際，借鑒IDEF 3（ICAM DEFINITION METHOD）技術(shù)描述的從開始到結(jié)束過程的任務(wù)剖面［7］如圖1所示。

圖1 作戰(zhàn)任務(wù)剖面

根據(jù)構(gòu)建作戰(zhàn)任務(wù)剖面，按照“保障使命-保障任務(wù)-保障活動”的邏輯關(guān)系，依據(jù)數(shù)字化部隊裝備保障規(guī)律與建制部隊執(zhí)行保障任務(wù)的基本流程，將戰(zhàn)時保障使命任務(wù)逐級細化分解［8］，并利用IDEF 3技術(shù)，對細化后的戰(zhàn)時裝備保障活動進行形式化描述，從而構(gòu)建了戰(zhàn)時裝備保障活動基本流程圖，如圖2所示。

圖2 裝備保障任務(wù)基本流程

圖2描述了裝備保障任務(wù)基本流程，即從開始到結(jié)束的具體任務(wù)中保障單元所完成的各類保障活動順序圖，其中:A-D階段是保障裝備完成保障活動的準備過程，即執(zhí)行保障任務(wù)的輔助過程，主要完成保障裝備戰(zhàn)備等級轉(zhuǎn)換、保障要素集結(jié)、保障要素機動和保障要素展開；E-J階段是保障裝備完成保障活動的主要過程，主要運用信息系統(tǒng)完成保障信息搜集獲取與管理，并據(jù)此進行保障指揮決策與確定保障方案，其他保障單元依據(jù)保障方案進行相應(yīng)的保障活動，并實時共享保障信息，最后完成保障活動，相應(yīng)評估單元進行評估并提出建議。

1.2 評價參數(shù)分析

根據(jù)數(shù)字化部隊裝備保障實際，依據(jù)數(shù)字化部隊?wèi)?zhàn)時裝備保障任務(wù)基本流程圖，按照“保障活動-保障能力-保障效果”邏輯關(guān)系，確立由保障效果構(gòu)成的數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價參數(shù)體系?！氨Ｕ匣顒?保障能力”映射邏輯分析就是準確的描述出完成各保障活動所需的保障能力指標，“保障能力-保障效果”映射邏輯分析就是運用定性與定量相結(jié)合的描述方式確定保障能力水平的大小，“保障活動-保障能力-保障效果”邏輯關(guān)系可能同時存在“一對多”與“多對一”的情況。

在根據(jù)科學(xué)性原則、獨立性原則、可行性原則、一致性原則、主客觀相結(jié)合原則、全面性與代表性相結(jié)合原則、定量與定性分析相結(jié)合原則的基礎(chǔ)上［9］，在確定最終保障效果時，通過對指標進行重要度、穩(wěn)定度判定加以約簡。

首先，利用德爾菲法向相關(guān)領(lǐng)域的N組專家發(fā)放問卷，并依據(jù)指標評分標準對n個指標狀態(tài)進行評分，專家j的評分構(gòu)成了評分集Xj={x1j，x2j，…，xnj}，專家組的評分構(gòu)成了評分集Y={y1，y2，…，yn}，利用在1.3節(jié)部分提出的改進的群體層次分析法（IGAHP）對指標ii賦權(quán)，確定各底層指標相對上一層準則的相對權(quán)重ωi。其中，各指標的狀態(tài)有5種:優(yōu)、良、中、差，分別表征各指標滿足需求的程度，相應(yīng)的為滿足、較好滿足、滿足、基本滿足、不能滿足，對應(yīng)的其打分區(qū)間為 （0.85，1），（0.75，0.85），（0.60，0.75），（0.30，0.60）。

重要度判定（Concernment Estimate）:確定每組內(nèi)指標ii的相對權(quán)重ωi，當(dāng)ωi≤ω*時，舍去第i個指標，通常ω*取0.11；

當(dāng)si≤s*時，舍去第i個指標，通常s*取0.85。

依據(jù)上述方法，確定了由保障效果構(gòu)成的數(shù)字化部隊保障裝備體系綜合評價參數(shù)體系［10］:

①保障裝備作為執(zhí)行戰(zhàn)時裝備保障任務(wù)的實體，其自身的設(shè)計屬性（i1）是保障裝備投入使用后，迅速形成保障效果和發(fā)揮保障能力的重要保證，主要由可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性來表征；

②A-D、J階段保障任務(wù)活動映射為保障裝備的機動能力（i2），機動能力指的是保障裝備對基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)條件下保障過程中機動方式的能力水平，映射后的保障效果指標為快速性、通過性、裝備可運輸性；

③E-F階段保障任務(wù)活動映射為保障裝備的信息應(yīng)用能力（i3），信息應(yīng)用能力指的是保障裝備對信息化戰(zhàn)爭形態(tài)要求的在信息應(yīng)用方面能力水平，映射后的保障效果指標為信息獲取能力、信息實時共享能力、信息管理與控制能力、信息安全能力；

④F-H階段保障任務(wù)活動映射為保障裝備的作業(yè)能力（i4），作業(yè)能力指的是保障裝備對信息化戰(zhàn)爭中完成裝備保障任務(wù)的能力水平，主要由搶救作業(yè)能力、搶修作業(yè)能力、保養(yǎng)作業(yè)能力、野戰(zhàn)供應(yīng)保障能力來表征；

⑤I階段保障任務(wù)活動映射為生存能力（i5），指的是保障裝備可能遇到的各種環(huán)境的作用下能實現(xiàn)其所有預(yù)定功能、性能和不被破壞的能力，主要由防被捕捉性能、防毀傷能力、武器防衛(wèi)性能等參數(shù)來表征。

根據(jù)以上分析結(jié)果確立的3層結(jié)構(gòu)的數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價指標體系如圖3所示。

圖3 數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價指標體系

1.3 基于改進的群體層次分析法（IGAHP）指標權(quán)重確定

為了弱化單個專家評估的隨機性、主觀認識上的不確定性和模糊性對最終評估結(jié)果的影響［11］，在對評價過程中，確立了基于改進的群體層次分析法（IGAHP）指標權(quán)重確定方法。并以“機動能力i2”為準則，以快速性、通行性、裝備可運輸性組成的指標集為例進行指標賦權(quán)的示例分析。

組織裝備保障領(lǐng)域的相關(guān)3組專家對快速性、通行性、裝備可運輸性的指標狀態(tài)對于準則“機動能力i2”的重要度打分，分別構(gòu)造判斷矩陣如表1～表3所示。

表1 判斷矩陣-1

表2 判斷矩陣-2

表3 判斷矩陣-3

使用精度比較高的冪法分別求得這3個判斷矩陣的最大特征根和特征向量，并進行一致性檢驗。即運用公式、R.I.=0.514 9（由于共有3個指標，依據(jù)AHP相關(guān)理論，取R.I.=0.514 9），得到的、Ui、C.R.如下頁表4所示，其中指的是最大特征根、R.I.指的是平均隨機一致性指標，Ui指的是相應(yīng)的指標的特征向量，C.R.指的是一致性檢驗結(jié)果。

表4 判斷矩陣最大特征根、特征向量與一致性檢驗結(jié)果

同理，可得到各評價指標的權(quán)重如表5所示。

表5 評價指標的權(quán)重

2 基于云重心評判法的綜合判定

基于云重心評判法的綜合判定主要包含以下步驟:評語云概念化、指標狀態(tài)值的獲取與云模型化、指標云模型的聚合、評估結(jié)果的確定。

組織4組相關(guān)領(lǐng)域的專家對“優(yōu)、良、中、差”4級指標狀態(tài)評語給出可能的取值區(qū)間值Rji=（Rjimax，Rjimin），在這里假定各專家的權(quán)重一致，輸入逆向云發(fā)生器算法，確定優(yōu)、良、中、差對應(yīng)的云模型特征量化值（Ex，En，He）分別為:（0.882 3，0.050 1，0.006 8）、（0.7598，0.0515，0.0064）、（0.6479，0.0396，0.0057）、（0.5247，0.0605，0.0073）、（0.3659，0.0746，0.0081）。

其中，期望Ex反映了數(shù)域空間中最能夠代表定性概念的點，熵En反映了云滴的取值范圍，超熵He反映云的離散程度和厚度。

同時聘請4組相關(guān)領(lǐng)域的專家（每組專家4人），依據(jù)“優(yōu)、良、中、差”4級狀態(tài)評語，以某數(shù)字化機步師保障裝備為評價對象，針對底層指標狀態(tài)值進行打分，并運用最小二乘法對每組內(nèi)專家的打分數(shù)據(jù)進行聚合處理（假定每個專家的權(quán)重一樣），處理后的專家打分數(shù)據(jù)如表6所示，然后運用云化處理方法，獲得了末級指標度量結(jié)果的每組專家云模型描述值，再運用單一指標云模型的平行聚合式（1）［12］對原始數(shù)據(jù)進行處理得到底層指標狀態(tài)云模型特征量化值表，如下頁表7所示。

表6 處理后的專家打分數(shù)據(jù)

表7 底層指標狀態(tài)云模型特征量化值

依據(jù)表6數(shù)據(jù)，運用多指標云模型的縱向聚合式（2）［13］，可得到綜合評價值的云模型特征量化值（0.668 0，3.9，0.30）。

其中，N指的是專家組數(shù)，ρi指的是各專家的決策權(quán)重系數(shù)，ρi的確定過程參見本文1.3節(jié)內(nèi)容。

其中，N指的是專家組數(shù)，ρi指的是各專家的權(quán)重。

將優(yōu)、良、中、差對應(yīng)的云模型特征量化值與獲得綜合評價結(jié)果（0.668 0，3.9，0.30）輸入正向云發(fā)生器，激活4級評語對應(yīng)的云標尺和一個處于“良”和“中”兩級云標尺之間的評價結(jié)果云，且評價結(jié)果云離“良”云標尺較近，具體如圖4所示。因此，某數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價結(jié)果定性表述為“介于良和中之間，傾向于良”，也可以說數(shù)字化部隊保障裝備能力需求滿足度評價值距離理想解約為0.332［14］。

圖4 評價結(jié)果云與標尺云

根據(jù)以上研究，可知數(shù)字化機步師的保障裝備在一定程度上較好地滿足了基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)條件下的戰(zhàn)時裝備保障需求［15］。但綜合對比分析表5、表6的權(quán)重數(shù)據(jù)和專家打分數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):環(huán)境適應(yīng)性、裝備可運輸性、信息實時共享能力、防被捕捉性能、武器防衛(wèi)性能等方面亟需進一步改善，以提高該單位保障裝備的執(zhí)行任務(wù)能力。

3 結(jié)論

借鑒系統(tǒng)工程思想，從滿足任務(wù)需求的角度出發(fā)，運用了IDEF 3技術(shù)形式化描述了數(shù)字化部隊作戰(zhàn)任務(wù)和保障任務(wù)剖面，按照“保障活動-保障能力-保障效果”邏輯關(guān)系，逐步確立了數(shù)字化部隊保障裝備評價參數(shù)體系，改善了保障裝備綜合評價指標體系的全面性和與保障任務(wù)需求的相關(guān)性；采用改進的群體層次分析法（IGAHP）對評價指標賦權(quán)，充分避免了賦權(quán)過程中專家評估主觀性過強的問題和考慮到了各專家決策權(quán)重的差異性，確保了各指標權(quán)重的客觀性和合理性；運用云重心評判法進行指標聚合與綜合評價，充分利用了各專家評定的差異性，并克服了評價過程中的模糊性和隨機性，從而得出了合理的綜合評價結(jié)果，確立了保障裝備綜合評價有效適用的模型，也可為同類型研究提供參考。

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Research on Capability Requirement Satisfactory Degree Evaluation Model of Support Equipment for Digital Forces

WEI Zhao-lei，CHEN Chun-liang，SHEN Ying，ZAN Xiang
（Academy of Armored Force Engineering，Beijing 100072，China）

Aiming at the status quo that the support equipment can’t well meet the support needs in the information war，the basic process of the operation mission and the support mission is formalized described by using the IDEF 3 method.And the basic process of the operation mission and the support mission is determined by analyzing the laws and reality.On the foundation of analyzing of generation process for the equipment support capability and execution ability，the analysis is conducted according to logic relation of“support activity-supportability-support efficacy.And then the comprehensive index system for the support equipment is constructed.And IGAHP（improved group analytic hierarchy process）is employed to determine weights of the entire evaluation index to avoid the strong the subjectivity and utilize the experts’otherness.Aiming at the fuzziness，randomness and experts’otherness in the evaluation process，the cloud barycenter evaluation method is adopted to make comprehensive evaluation for the support equipment.And the evaluation model example of the support equipment in some digital forces.And It proved feasible and rationality.

support equipment，requirement satisfactory，evaluation

E117

A

1002-0640（2017）03-0090-06

2016-01-11

2016-03-04

武器裝備科研基金資助項目（×××［2015］JC04）

魏兆磊（1988- ），男，山東泰安人，博士研究生。研究方向：裝備保障系統(tǒng)運行與優(yōu)化。