淺析多源數(shù)據(jù)融合方法的發(fā)展趨勢及研究意義

關(guān)矗

摘 要：由于科技領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，使得我國武器裝備也產(chǎn)生飛躍的邁步，裝備性能大幅度提升，制造成本也與之驟升，研究表明數(shù)據(jù)融合方法可將裝備在不同階段的數(shù)據(jù)融合起來以達(dá)到降低成本、縮短研制時間等目的。本文通過剖析裝備維修性多源數(shù)據(jù)的含義及特點，推測數(shù)據(jù)融合方法的發(fā)展趨勢，并對其研究意義進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：裝備維修性;數(shù)據(jù)融合;研究意義;發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.216

0 引言

維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時，保持和恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力，是設(shè)計武器裝備時所需考慮的必要屬性，也是裝備能否出色完成作戰(zhàn)任務(wù)的決定性因素，其中規(guī)定條件包含維修地點、維修人員技術(shù)水平、維修工具設(shè)備等，以維修技術(shù)相關(guān)文件所規(guī)定選用的方法和維修過程為依據(jù)確定所采用的程序和方法。從設(shè)計到裝備部隊服役中各個試驗階段所獲取的維修性數(shù)據(jù)，是衡量裝備維修性水平的重要依據(jù)，也是研究裝備性能的必要條件。通過該數(shù)據(jù)可以全域考察裝備是否符合設(shè)計需求，便于辨別查找維修性設(shè)計所存在的缺陷。而多源數(shù)據(jù)融合則利用計算機對多種來源、多種形式的數(shù)據(jù)采取某種適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚?，以實現(xiàn)對綜合信息的充分利用。采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，可以使裝備在各個階段獲得的維修性數(shù)據(jù)（如仿真數(shù)據(jù)、研制階段數(shù)據(jù)等）與現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過這種擴大數(shù)據(jù)量的措施來實現(xiàn)可信度更高的維修性評估與驗證。

1 研究背景

研制新型裝備時，各國已經(jīng)把焦點放置于對裝備維修性的探索中，以此來獲取更高質(zhì)量水平的裝備，確保裝備在服役階段能發(fā)揮出較好的性能。

裝備一般都是一整套復(fù)雜的產(chǎn)品或者系統(tǒng)，尤其是隨著高新科技廣泛的應(yīng)用，裝備各項性能得到提升，使其制造成本驟升，系統(tǒng)也更加復(fù)雜，因此其維修試驗次數(shù)十分具有局限性，存在裝備在某個試驗階段只有一兩次試驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，這使得對裝備維修性的評價不客觀、不科學(xué)、可信度低、不能精確體現(xiàn)裝備維修性的真實水平。對裝備進(jìn)行大量的試驗，會增加裝備的磨損程度，導(dǎo)致人力物力資金的浪費，同時會加長裝備的研制時間，延遲列裝部隊時間。長期以來，驗證評估裝備維修性主要還是依據(jù)國軍標(biāo)中的有關(guān)辦法，即以大容量試驗數(shù)據(jù)作為評估支撐，這顯然對于只有小子樣試驗數(shù)據(jù)的復(fù)雜精密裝備是不切合實際的。多源數(shù)據(jù)融合可以結(jié)合前期收集獲取的數(shù)據(jù)和少量現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計評判和推測以擴大數(shù)據(jù)容量，從而解決數(shù)據(jù)樣本小、結(jié)論可信度低的問題。

2 發(fā)展趨勢

基于數(shù)據(jù)融合方法具備大幅度縮減裝備的研制成本與時間，有效解決時間緊、任務(wù)重等多方面難題的優(yōu)點，研究人員將進(jìn)一步深入探索數(shù)據(jù)融合方法的適用性，實現(xiàn)與不同領(lǐng)域的結(jié)合。

（1）數(shù)據(jù)融合將廣泛用于各個學(xué)科研究領(lǐng)域，為工程項目的實踐提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。目前，數(shù)據(jù)融合方法已經(jīng)在電路故障診斷、預(yù)測裝備剩余壽命等領(lǐng)域得以應(yīng)用，并取得較好成績，突顯出該融合技術(shù)的重要性。

（2）數(shù)據(jù)融合方法綜合化和創(chuàng)新化。目前數(shù)據(jù)融合方法種類有限，且各自均有一定的缺陷，因此創(chuàng)新適用范圍廣，融合精度高的融合方法會成為研究人員下一步的任務(wù)和方向。較為常見的融合方法有貝葉斯法、相關(guān)函數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)法、D-S證據(jù)法。

（3）基于貝葉斯、D-S證據(jù)、最大熵估計等融合方法建立的數(shù)據(jù)融合模型精度會成為下一步研究的熱點和焦點，如何提取主要或有效數(shù)據(jù)或剔除失效、干擾、異常數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)融合預(yù)處理技術(shù)將成為改善融合精度的關(guān)鍵點。

3 研究意義

裝備維修性多源數(shù)據(jù)融合方法主要是解決樣本量不足的問題。由于維修性大綱和國軍標(biāo)明確要求對裝備維修性驗證需要數(shù)據(jù)樣本量不得少于30個，但由于時間緊、任務(wù)重等多方面影響因素，一般情況下獲取不到足夠的樣本量，通過對數(shù)據(jù)融合方法的研究，可以充分利用前一階段所獲取的數(shù)據(jù)，從而擴充數(shù)據(jù)樣本量，提升維修性驗證精度，相較于傳統(tǒng)的維修性驗證方法，避免裝備磨損嚴(yán)重等情況，縮短研制周期和減少研制經(jīng)費。對于裝備維修性的設(shè)計漏洞可以提出優(yōu)化改進(jìn)等措施，以滿足提升武器裝備性能的目的具有重要意義。

充分利用多時空多源頭所獲取的維修性數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合，處理和分析，可以實現(xiàn)對裝備維修性的驗證評估更為完整、精確、其評估結(jié)果具有較高的可信性。在面對復(fù)雜裝備系統(tǒng)卻只有小字樣數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以提升其維修性驗證評估的可信性。融合方法也為充分綜合各階段試驗數(shù)據(jù)夯實了理論基礎(chǔ)，進(jìn)而有效的融合多源數(shù)據(jù)，研究和改進(jìn)裝備的性能參數(shù)，并且對裝備性能進(jìn)行測評其是否符合設(shè)計需求。綜上所述，對多源數(shù)據(jù)融合方法的研究具有重要的理論貢獻(xiàn)與應(yīng)用價值。