基于QFD的裝備保障訓練效果評估方法研究

馮星杰, 朱建沖

(1.海軍工程大學 管理工程系,湖北 武漢 430033; 2.中國人民解放軍73228部隊,浙江 杭州 311113)

基于QFD的裝備保障訓練效果評估方法研究

馮星杰1,2, 朱建沖1

(1.海軍工程大學 管理工程系,湖北 武漢 430033; 2.中國人民解放軍73228部隊,浙江 杭州 311113)

針對部隊裝備保障訓練評估的方法簡單、標準不統一、缺乏實戰背景等問題,提出了一種以作戰任務需求為牽引的裝備保障訓練計劃制定方法,將部隊作戰需求層次化,在作戰任務行動需求和裝備保障能力之間建立直接的映射。采用質量屋技術具體構建了由作戰任務到裝備保障能力指標的關系矩陣,并綜合考慮保障能力指標之間的制約關系對矩陣進行了精確修正。以作戰任務需求為中心,建立了任務滿足度評價矩陣,綜合關系矩陣和訓練考核成績向量形成最終的訓練效益評價結果,從而將裝備保障訓練評估與作戰需求有機結合。通過仿真驗證了基于QFD(質量功能展開)理論的裝備保障訓練質量評估技術的有效性,裝備保障訓練效果評估方法也可用于分析原有訓練計劃的不足,解決部隊訓練計劃的優化問題。

質量功能展開; 質量屋; 裝備保障

1 引 言

裝備保障訓練效果評估主要是以部隊行動任務為中心,不同的行動任務對部隊裝備保障能力的要求有所不同,需要對部隊裝備保障訓練能力進行定量分析和定量計算,從而評估不同行動任務條件下部隊裝備保障能力的適應性,這有助于發現不同行動任務條件下部隊裝備保障能力訓練的需求特征這樣可以牢牢把握不同行動任務條件下部隊裝備保障訓練的重點,為科學評估裝備保障訓練實效和后期訓練計劃調整優化提供參考,從而提高訓練效果。

裝備保障訓練評估可以鑒定一支部隊的訓練效果的好壞,并以此總結出平時裝備保障訓練過程中成功的經驗和失敗的教訓,為日后不斷提高裝備保障訓練水平提供了一種有效的手段。裝備保障訓練評估的對象主要是裝備保障訓練效果,是部隊管理行為中不可或缺的一部分。

在裝備保障訓練效果評估的研究領域中,蘇祥定[1]對部隊軍事訓練進行了評估和分析;徐文濤[2]對作戰部隊基層軍官崗位培訓效果進行了評估;陳春良[3]對裝甲裝備質量進行了深度的分析。可以從中看出,裝備保障訓練評估具有以下幾個特點:

(1) 完整性。裝備保障訓練評估要求單位或者個人在完成了所有大綱規定的訓練內容的情況下才能進行。

(2) 嚴格性。裝備保障訓練的評估結果,必須嚴格按照訓練大綱嚴格規定的訓練評定標準,大綱的評估結果一般不會根據年度的不同而有所調整。

(3) 科學性。訓練大綱規定中對于訓練的評估標準,是軍內外各類專家及部隊通過長期開展訓練的經驗總結各項數據科學統籌而得出來的[1]。

從文獻中也可以看出,目前裝備保障訓練評估存在評估方法科學性較弱的問題,我軍對于部隊訓練評估一直處在探索的階段,評估的方法的科學性還不夠強,尤其是有些單位甚至會生搬硬套外軍的評估方法,而這些方法并不適合本單位的實際情況,并且缺乏統一的評估標準,訓練效果評估流程不完善等問題[2]。由此可以看出,沒有建立完善的訓練評估流程,對于訓練評估的影響非常大。針對目前裝備保障評估存在的問題,本文將質量功能展開方法(QFD)運用于部隊裝備保障訓練效果評估。Bob King發表了《用一半的時間做更好的設計》、L.Sullivan發表的《質量機能展開》以及Don.Clausing與J.Hauser發表的《質量屋》。由此可以看出質量功能展開對于產品設計評估具有較高的效益,可以大大提高部隊裝備保障訓練的效果。

綜合上述分析,本文建立了一個合理完善的訓練評估流程,可以從各個方面對訓練進行實時的監控,能夠很好地把握訓練發展的動向,及時發現并解決訓練中存在的問題,為下一步工作的順利開展打下基礎,有效提升了部隊戰斗力。

2 質量功能展開(QFD)理論基礎

質量功能展開(Quality Function Deployment,QFD)最早是由赤尾洋二[4]在1966年提出的,并相繼被松下電器、豐田公司、Kayaba液壓設備公司等多家公司所采用,用于降低新產品的開發成本,縮短產品開發周期[5]。

QFD在80年代中期傳入美國,之后傳入歐洲。隨后,其它許多公司比如IBM、AT&T、惠普等也相繼嘗試了QFD技術。QFD在上世紀90年代初傳入中國,目前浙江大學QFD研究所已經發展成為世界上規模最大的QFD研究基地,并多次被列入國家重大基金研究計劃[6]。

QFD的核心內容是通過滿足客戶需求為目標,在產品的開發設計等階段考慮制造問題,盡量將產品生產開發過程中可能遇到的問題提前揭露出來,從而將客戶的需求可以很好地融入產品的設計過程中去,并最終完成客戶的需求轉換,提高生產質量。通過研究“做什么”和“怎么做”,將“模糊”的客戶需求轉化成為容易理解的產品特性或指標,并將其應用到產品的開發和設計中去,使所開發的產品能夠充分符合客戶需求[3]。

目前QFD技術分析主要有兩種模式[7]:赤尾模式和四階段模式。赤尾模式是由赤尾洋二提出的綜合性質量部署框架,采用了矩陣展開框架,可以保證客戶的需求體現在產品開發的過程中。四階段模式[3]是現在公認的比較簡潔明了的模式,四階段模式是美國供應商協會(ASI)所提倡的,瀑布式的分解更加清晰明了易于理解,可以更好的對產品進行開發和控制。四階段模式[8-9]如圖1所示:

圖1 QFD四階段模式Fig.1 QFD four stages pattern

質量屋是一種具體在實現產品開發中需求轉換的工具。質量屋的雛形為質量表,由于質量表的樣子很像一座房屋,因此被形象地稱為質量屋(House Of Quality)。

質量屋主要包括以下幾個部分[10],如圖2所示。

圖2 HOQ結構圖Fig.2 HOQ structure diagram

3 裝備保障訓練效果評估方法

依據QFD理論和質量屋的產品設計方法已被實踐證明是十分有效的,其過程是以客戶需求為出發點,將用戶需求與產品性能之間建立映射關系,綜合權衡和評價產品設計的特性和性能,最終形成產品設計方案對客戶需求滿足程度的評價結果;該過程與裝備保障訓練效果評估問題的解決流程有相似之處,故本文考慮以該方法為基礎,從部隊作戰任務需求為出發點,采用QFD理論和質量屋方法建立任務需求與裝備保障能力之間的映射,綜合評價裝備保障訓練的質量,形成對裝備保障能力相對于任務需求滿足程度的評價結果,采用該評價方法可避免部隊裝備保障訓練的盲目性,為有針對性指導訓練提供重要參考,使其更適應部隊作戰的需要。

本文將基于質量功能展開QFD及其核心工具質量屋技術HOQ提出部隊裝備保障訓練效果的評估模型。通過這一方法可以分析部隊可能面臨的任務和行動任務,將部隊裝備保障能力需求層次化,在作戰任務行動需求和裝備保障能力之間建立直接的映射,進而分析得到部隊裝備保障訓練滿足任務需求的情況,從而根據部隊所面臨的行動任務對部隊裝備保障訓練效果進行有效地跟蹤、控制和分析。

在裝備保障訓練評價質量屋中[3,11],左墻為部隊可能擔負的任務行動需求,其需求權重通過調研及AHP方法獲得;天花板是為了滿足任務需求,通過裝備保障訓練獲得的保障能力指標;屋頂為能力指標的自相關矩陣,表征了各指標之間的相互影響作用;質量屋的房間為任務需求與保障能力之間的關系矩陣,用于建立需求與能力之間的映射;質量屋的地板為現有裝備的固有能力特征參數,為任務需求滿足程度的計算提供基礎;質量屋的右墻為評價矩陣,用于最終評價獲取任務需求的滿足程度。采用QFD理論和質量屋評估方法,對部隊裝備保障訓練效果評估的過程如圖3所示。

圖3 裝備保障訓練效果評估流程示意圖Fig.3 Procedure of equipment support training evaluation

如圖3所示為裝備保障訓練效果評估的過程。部隊作戰任務是部隊一切工作的牽引和中心,裝備保障訓練也是為了這個中心服務的。從訓練效果、保障能力和行動任務三者的關系來看,行動任務是裝備保障的終極目的,換句話說,保障作戰任務的順利完成是衡量裝備保障是否有效的唯一標準;保障能力可以理解為評判部隊完成裝備保障工作的質量高低,可以從具體的裝備方面對能力層次進行細分,比如機動能力、通訊能力等等;訓練效果則是對裝備保障部隊和分隊訓練水平的評價,它是對訓練成績數據的進一步綜合和整理,是對訓練質效的最直接的衡量。由三方面因素的內涵分析,可以這樣認為:行動任務作為部隊的主要存在價值體現,其需求決定了保障能力的內容,而保障能力的衡量指標則是訓練效果直接聯系的,三者是緊密聯系的,并且可以通過數學方法形成完整的映射關系。

第一步,確定部隊行動任務。QFD在系統工程中是滿足“客戶”的需求,對于部隊而言,其應用需求在于保證作戰任務和行動的成功實施,確定目前部隊裝備保障所擔負的主要行動任務,作為質量屋的輸入。由于各個部隊所在的地理位置不同,氣候、水文、地形、社會環境等因素也區別很大,上級賦予的任務各不相同,為研究部隊任務對裝備保障訓練評價的影響,必須對部隊擔負的任務進行研究。

第二步,確定目標任務的權重。通過層次分析法(AHP)得出部隊主要涉及任務的權重,權重的大小標志著部隊所參與任務的比例的大小,如:部隊所擔負的任務分為任務一、任務二、任務三,其權重分別為0.1、0.3、0.6,可以看出任務一在部隊所有參與任務中的比例最小,而任務三則是最大。權重用矩陣W=(W1,W2,……,Wn-1,Wn)表示。

第三步,建立評估指標。評估指標是通過咨詢軍內外裝備領域相關專家及部隊司令機關和裝備部門的調查研究,對特定武器裝備系統能力進行進一步劃分,進而獲得裝備系統的具體性能指標體系。

第四步,建立裝備保障能力指標之間的關系矩陣。裝備保障能力指標之間的關系矩陣是用來表示各指標之間的相互關系,即相互影響程度,能夠反映出當一項指標能力變化時對其它指標能力的影響。裝備保障能力指標之間的相互關系主要存在正相關、負相關以及不相關這三種關系。正相關是指當一個裝備保障能力指標特征變強時,另一個裝備保障能力指標也同時會變強,通常用0～1之間的數來表示。負相關是指當一個裝備保障能力指標變強時,另一個裝備保障能力指標則會變弱,通常用-1～0之間的數來表示。不相關則用數字0來表示。用關系矩陣A來表示:

(1)

第五步,建立裝備保障能力指標與部隊行動任務之間的關系矩陣。該矩陣用于描述裝備保障能力指標與部隊行動任務的相關程度,即不同指標對于任務的影響。不同任務行動對于不同裝備保障能力的依賴程度是不同的,如:在突擊作戰中,部隊對某裝備的行動能力要求比例較高,需要該裝備具有較強的突擊能力來完成作戰任務;但在陣地作戰中,部隊則會要求同一裝備在防護能力上更具優勢,而對于行動能力的要求則不會那么高。這就要求裝備保障部隊需要根據實戰要求,按照各項系統指標對該任務影響的強弱對裝備進行保障,一般分為極強相關、強相關、一般相關、弱相關和不相關,依次用“☆”“△”“□”“○”“◎”表示,分別取值9,5,3,1,0表示[11]。得到關系矩陣:

(2)

第六步,原始的關系矩陣D僅表征了任務需求與保障能力之間的關系,卻沒有考慮保障能力指標之間的相互關系,而保障能力指標之間可能會存在促進或者互斥等相關性,這對于最終計算任務需求滿足度都是有影響的。為了體現這種影響,需要建立相關性矩陣A對關系矩陣D進行修正,以獲得修正后的矩陣,經過關系矩陣A修正后的矩陣由D*表示:

(3)

第七步,計算各任務的滿足程度。依據修訂后的關系矩陣D*,一級指標的評價結果R=(r1,r2,r3,…,rn)。R為系統的能力指標,表示具體裝備的固有特性滿足部隊行動任務需求度的程度,通過部隊裝備訓練考核得出。建立部隊任務與裝備保障能力的映射,通過將其關系矩陣相乘,就可以得出各個目標的滿足程度F:

(4)

第八步,計算所有任務滿足度,通過將各目標滿足度與任務權重向量相乘,即可得到質量屋的輸出,即總的任務滿足度F*:

(5)

本文首先采用專家評分法對部隊裝備保障訓練效果進行評價是由于許多軍事專家對部隊訓練了解比較深入,可以根據多年的部隊經驗對訓練效果進行評價,對于部隊訓練效果的提升具有一定的幫助和參考。但是由于人為因素所占比重較大,每一位專家不可能對訓練的所有方面都把控到位,因此評價就存在片面性和局限性,這時候就需要進行復雜的數據分析和處理,使訓練效果評價得到進一步的細化和完善,從而使訓練評價更具備科學性,為日后訓練的開展提供更好更全面的幫助。

4 裝備保障訓練效果評估實例

4.1 行動任務需求分析

某部為我軍XX地區的主要作戰力量,可能執行的任務行動有:機動突擊行動、防空作戰行動等,由于該集團軍地處XX省,降水豐沛、河湖密布、地震多發,因此可能擔負抗震救災、抗洪搶險等一系列非戰爭軍事行動。

通過進一步調研以及咨詢部隊作戰訓練部門,結合個人對作戰及裝備保障相關理論的分析,最終確定如下六項作為某部擔負的主要任務:機動突擊行動、防空作戰行動、登陸聯合作戰行動、封鎖控制行動、城市作戰行動及非戰爭軍事行動,下面將以此為基礎對裝備保障訓練評估進行實例研究。

4.2 目標任務權重確定

本文就某部所擔負行動的裝備保障任務為基礎,并通過AHP法確定行動任務的權重。在課題研究過程中,通過咨詢部隊相關人員及專家,對某部擔負的各項任務重要程度進行調查,根據專家打分法,得出指標的判斷矩陣如表1所示。

表1 指標判斷矩陣

0.596517 0.160362 1.562558]T

W=[0.047667 0.178114 0.387 646

0.099419 0.026 727 0.260426]T

即,各任務指標權重為:

機動突擊行動的權重為:W1=0.047667;

防空作戰行動的權重為:W2=0.178114;

登錄聯合作戰行動的權重為:W3=0.387646;

封鎖作戰行動的權重為:W4=0.099419;

城市作戰行動的權重為:W5=0.026727;

非戰爭軍事行動的權重為:W6=0.260426。

(4) 一致性檢驗。為了驗證運用AHP法得到的基本結論是否合理,可利用方根法求出最大特征值以及其對應的特征向量。

首先,計算判斷矩陣的最大特征根λmax:

[0.2870 1.1604 2.5128

0.6255 0.1635 1.7069]T

其中,n為體系中指標個數。

其次,計算一致性指標CI:

平均一致性指標RI如表2所示。由表2可知,當n=6時,RI=1.2494。

最后計算CR=CI/RI=0.066613/1.2494=0.053<0.1,表明該判斷矩陣具有滿意一致性,則W=[0.047667,0.178114,0.387646,0.099149,0.026727,0.260426]T可以作為權重向量。

部隊裝備保障訓練所涉及的行動任務見表3,權重的大小標志著部隊所參與任務的比例大小。

表2 平均隨機一致性指標

表3 任務描述及權重

4.3 保障能力指標建立

為建立部隊裝備保障訓練能力評估指標體系,對某部的主戰武器進行調研和分析,根據某型裝備的具體系統特征,結合部隊作戰對武器裝備的能力需求,將部隊裝備保障能力評估指標劃分為:推進系統搶修能力、武器系統搶修能力、通訊系統搶修能力、防護系統搶修能力、電器系統搶修能力。本文將裝備保障能力分為這五個指標的原因在于,這些指標在實戰中對裝備能力發揮的影響較大,比如推進系統決定了一個裝備的行動能力,一旦推進系統受損,將會大大降低裝備的行動能力,這在進攻戰中是非常不利的,因此就需要強調部隊對推進系統的維修能力;再比如通訊系統決定了裝備對其他裝備的聯系,一旦通訊系統損壞,將無法與外界取得聯系,這在聯合作戰中影響是巨大的,因此對通訊系統的維修能力是不可忽視的。

4.4 保障能力指標相關矩陣

通過咨詢部隊訓練及裝備保障部門相關人員,本文認為各保障能力指標之間的相關性較弱,故相關矩陣近似為單位陣,也可在計算中忽略,故本例中不予討論相關矩陣。

4.5 任務適應性矩陣

本例中通過專家打分法對不同任務對于不同系統特征的關系進行區分,關系矩陣的數據見表4。

表4 關系矩陣數據

從表4中可知,機動突擊行動與推進系統的關系極強相關,與武器系統和電器系統的關系為強相關,與通訊系統的關系為一般相關,與防護系統的關系為弱相關。防空作戰行動與推進系統和防護系統的關系為不相關,與武器系統的關系為極強相關,與通訊系統和電器系統的關系為強相關。登陸聯合作戰行動與推進系統、武器系統和電器系統的關系為強相關,與通訊系統的關系為極強相關,與防護系統的關系為弱相關。封鎖控制行動與推進系統和電器系統的關系為弱相關,與武器系統的關系為一般相關,與通訊系統和防護系統的關系為強相關。城市作戰行動與推進系統、通訊系統和防護系統的關系為一般相關,與武器系統和電器系統的關系為強相關。非戰爭軍事行動與推進系統和通訊系統的關系為強相關,與武器系統的關系為不相關,與防護系統的關系為極強相關,與電器系統的關系為一般相關。

建立的部隊裝備保障訓練效果評估的質量屋如圖4所示。

圖4 裝備保障訓練效果評估質量屋Fig.4 HOQ of equipment support training

根據表4得到關系矩陣如下:

(6)

對關系矩陣(3)進行修訂,得到修訂后的關系矩陣D*,由于A為單位陣,故在本例中D*=D。

4.6 任務滿足度分析

根據公式4,計算各任務滿足程度。部隊平時訓練及考核得出的某裝備子系統的保障能力為R,則各個目標的滿足程度F:

(7)

通過F可以看出,部隊某裝備在登陸聯合作戰行動當中的滿足程度最高,而在封鎖控制行動當中的滿足程度最低。通過數字可以清晰地反映出,在部隊某裝備的保障訓練當中,參與登陸聯合作戰行動的裝備維修保障能力最強,而參與封鎖控制行動的裝備維修保障能力相對較弱,需要在之后的裝備保障訓練過程中進行強化。

所有任務的滿足度數值:

(8)

為整體評價現有裝備保障能力對作戰任務行動的滿足程度,需要確定最理想狀態下裝備保障能力的滿足度數值,當所有子系統的保障能力達到最大值時,依據上述方法計算滿足度數值是25,由此可得最終的滿足程度為:

通過最終滿足程度可以看出,67.49%這個得分并不算高,主要是由于該裝備在防空作戰行動、封鎖控制行動和城市作戰行動的裝備保障維修能力發揮不足所導致的總體分數不高。通過驗證可以得出該部隊在日后的裝備保障訓練過程中,需要加強這幾方面的訓練能力,通過加強對裝備保障能力的提高,從而為增強部隊的總體戰斗能力提供保障。

5 總 結

本文主要介紹了部隊裝備保障訓練評估的特點及其目前存在的問題,深入分析了質量功能展開的特點及相關應用,探索了基于QFD理論的裝備保障訓練評估方法,并利用該方法對某部隊的裝備保障訓練進行評估,驗證了該方法有效地解決了目前部隊裝備保障訓練評估過程中存在的方法簡單、標準不統一、流程不完善等問題,可以有效、全面地分析部隊裝備保障訓練的效果,并發現訓練過程中需要加強的訓練內容,為提高部隊裝備保障訓練效率提供重要參考。

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馮星杰 男(1991-),福建省廈門人,碩士研究生,主要研究領域為裝備保障指揮。

朱建沖 男(1964-),江蘇省啟東人,教授,主要研究方向為部隊裝備保障。

Research of Evaluation Method for Equipment SupportTraining Achievement and Effect

FENGXingjie1,2,ZHUJianchong1

(1.Department of Management Science,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China; 2.No.73228 Troop of PLA,Hangzhou 311113,China)

An equipment support training plan making method based on the mission needs is put forward to solve the problems of simple method,inconsistent standard and lacking of combat background.This method established the hierarchical mission requirement,direct mapping between the mission requirement and the equipment support capability.The House of Quality (HOQ) technology is applied to form the relation matrix between the mission and equipment support capability indice,and the matrix is precisely adjusted according to the restrictive relations among the support capability indice.Equipment support training evaluation and mission requirement are organicly combined by constructing mission-need-centered evaluation matrix,comprehensive relationship matrix and training assessment vector as the final training evaluation result.The efficiency of the QFD theory based equipment support training evaluation is verified and the deficiency of the original plan can also be analyzed through the equipment support training assessment method so that the the plan of army training can be well improved.

QFD; HOQ; equipment support

F 253.4

A