基于模糊綜合評價的現役武器裝備質量評價

代海飛，劉小方，肖志誠

(第二炮兵工程大學，西安 710025)

在武器裝備的全壽命周期過程中，質量評價工作發揮著非常重要的作用。通過對武器裝備合理地實施質量評價，一方面可以有效掌握該武器裝備的質量狀況，為實現基于狀態的測試提供決策依據［1］;另一方面通過對同類型不同批次的武器裝備進行綜合評價，橫向和縱向進行比較，為部隊在作戰訓練中選擇使用可靠的裝備和對首長機關制定戰略決策提供重要的參考依據。

目前由于高精尖技術在現役武器裝備不斷應用，使武器裝備的復雜程度不斷提高，這對武器裝備質量狀態的判斷提出了更高的要求;在當前武器裝備質量評價工作中，對其各要素的評價大都是人工憑經驗進行估計判斷。所以為滿足軍隊發展需求，武器裝備的質量評價工作需要不斷地進行改進和提高。本文通過采用改進層次分析法和多級模糊綜合評判法，能夠合理地構建指標體系和建立評估模型，基本實現了對復雜武器系統各級的質量狀態的綜合評價，較好地處理和解決了這一問題，該方法更加具合理性和科學性。

1 武器裝備質量評價模型

1.1 構建指標體系

武器裝備的評價是多層次、多因素的綜合評價。其主體是上級或本級評價機構和專業評價人員，客體大都是由機、電、液多系統集成的復雜系統和結構［2-3］。武器裝備評價指標體系，是武器裝備質量評價對象系統的結構框架，是綜合反映說明武器裝備技術狀態、發展趨勢的一組具有內在聯系的要素。

本文基于武器裝備質量評價工作的復雜性、評價內容的抽象性、評價標準的相對性等特點，對評價指標體系進行構建。以某型導彈為例，從分析導彈的系統結構入手，分析了導彈的組成系統及各系統的具體組成儀器設備，構建出基于系統結構的評價指標體系，如圖1 所示。其中U＊＊代表二級以下指標。

圖1 某型導彈質量評價指標體系

1.2 改進的層次分析法

為了較好地實現對現役武器裝備的質量評價，科學合理地對武器裝備的各要素進行權重分配十分重要。在建立武器裝備質量評價指標體系后，運用層次分析法確定各指標的權重，但是由于人的判斷具有片面性，對兩兩結果的比較缺少客觀一致性，因此在采用AHP 法時通常需要一致性檢驗。若不能通過檢驗，傳統的做法是憑著大致的估計來調整判斷矩陣，甚至需要各專家重新評價。為了改進這一不足，本文利用最優傳遞矩陣，對層次分析法進行改進，使之自然滿足一致性要求，便于實現質量評價計算機程序化。直接求出各指標的權重，這種改進的層次分析法記為IAHP(improved analysis hierarchy process)法［4-5］。

改進的層次分析法的步驟如下:

1)構建初始判斷矩陣A

設“導彈質量”評價指標體系指標集合為U ={U1，U2，U3，U4}，由對Gi和Gj互相比較，從而得出判斷矩陣A =［aij］，其中

以“制導系統U1”為例，專家對5 項指標的評價得出判斷矩陣:

2)求解對應A 的反判斷矩陣B，B =lgA(bij=lgaij，?i，j);則A(1)的反對稱矩陣B(1)=lgA(1)

3)再由cij=，?i，j 求解B 的最優傳遞矩陣C

4)由于總體標準差σij均小于1，所以由A*= 10cij得:

5)用方根法求得A*的特征值=(0.881 8 0.132 4 0.313 9 0.088 3 0.313 9)，歸一化后得到U1各項指標的權重ω1=(0.509 6 0.076 5 0.181 4 0.051 0 0.181 4)。

用同樣的方法可得到其他各指標的權重，如圖1 所示。

2 多級模糊綜合評判法

2.1 選取模糊綜合評判的原因

在現實生活中，對某一對象的評價需要考慮多個因素和多級指標，根據這些因素對評價對象的影響程度，得出合理的評價結果。現有的評價方法，尚不能完全地實現對復雜對象做出客觀、實際的綜合評價，針對這一問題，引入一種比較有效的數學方法—多級模糊綜合評判法。

多級模糊綜合評判法主要用于復雜(系統)的綜合評判，原則是將評判因素按相關屬性從高層向低層逐級分解和細化，使其因素形成多層次的隸屬關系，然后從最低層向最高層逐層地使用單層次綜合評判算法進行評判，直至最高層(評判對象)得到評判結論為止。概括起來，多級模糊綜合評判法是在考慮多種因素的影響下，運用模糊數學工具對事物進行綜合性的評價。

現役武器裝備的結構非常復雜，影響武器裝備質量的因素相當得多。以導彈武器系統為例，主要由制導系統、動力系統、戰斗部、彈體結構4 個指標組成，每一級指標又是由多級子指標和多級因素構成，若只用一種指標去衡量過于片面，概括不了整體;在眾多指標中，有些指標往往具有不同的層次，直接比較得不出合理的評判結果。這時必須采用多級綜合評判法［6］。

2.2 模糊綜合評判的基本步驟

1)建立評判對象的因素集;

2)根據評判因素的重要性，確定各評判因素的權重;

3)建立模糊綜合評判的模型評判集，采取適當方法確定最低評判因素的隸屬度;

4)對每個因素逐級做出模糊綜合評判，采用所選擇的模糊算子進行模糊綜合評判;

5)每個因素反應了評價對象的某種屬性，結合評判矩陣，可進一步得到二級評判向量，以此類推，最終獲取評價對象的綜合評價結果。

3 評價過程

3.1 模糊綜合評價

1)一級模糊綜合評價

首先，將評價等級劃分為5 級，V ={很好，較好，一般，差，很差};然后，邀請10 名專家打分，對每一具體評價對象的每項指標根據經驗和看法進行認定，在打分表上對應等級處打“√”，再通過多位專家調查表的匯總，如表1 所示;最后，求得單因素評判矩陣。

表1 導彈質量專家評價表

以“制導系統”為例，通過專家打分，獲得評判矩陣

然后，由上述改進層次分析法可得“制導系統”權重系數矩陣ω1

計算“制導系統”評價要素綜合評價矩陣U1

同理可以計算出其他子系統的評價矩陣:

2)二級模糊綜合評價矩陣

首先，建立“導彈質量”評價要素集U

然后，建立“導彈質量”評價要素模糊矩陣R

由上述改進層次分析法得到“導彈質量”評價要素權重系數矩陣:

最后，計算“導彈質量”評價要素綜合評價矩陣U，如圖2 所示。

3.2 評價結果及分析

建立“導彈質量”的評價集為:V = {很好，較好，一般，差，很差}，參考圖2，根據最大隸屬度法［7］，認為該導彈的質量評價結果為“較好”。若對不同質量等級的導彈按照不同的測試周期進行測試，本方法可以為實現基于狀態的測試提供決策依據。通過將評價集數量化為:V={1，0.9，0.7，0.5，0.2}，用百分制表示綜合質量S，則本次綜合質量的評價得分為:S=VU* 100 =84.48。利用此分值可以為對不同的導彈的質量進行橫向和縱向比較，為部隊作戰訓練中對裝備的選擇使用和對武器裝備等級的劃分提供參考。

圖2 導彈質量綜合評價值向量分布

4 結束語

本文以某型導彈為例，構建了質量的綜合評價模型，并運用改進層次分析法和多級模糊綜合評價法定量評價了某型導彈的質量，方法科學易用，便于操作。提出的思想和方法可以推廣應用到其他武器裝備的質量評價，但是對于不同的武器裝備有不同的系統結構，相應的質量模型也必須修改。

［1］甘茂功，徐緒森.維修性工程［M］.北京:國防工業出版社，1991.

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［4］彭紹雄，薄延珍，李學園，等.技術成熟度評價方法在導彈武器系統中的應用［J］.艦船電子工程，2011，31（8）:157-160.

［5］韓慶元，湯軍社，王紅艷.基于改進AHP 的供應商評價與選擇研究［J］. 企業管理與信息化，2009，11（38）:1-14.

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