改進性維修效果模糊綜合評價

羅九林，郭　鎮，李愛民，鄧正春

(1.裝甲兵工程學院 技術保障工程系，北京　100072；2.石家莊陸軍指揮學院 軍事訓練系，石家莊　100072)

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改進性維修效果模糊綜合評價

羅九林1，郭鎮1，李愛民1，鄧正春2

(1.裝甲兵工程學院 技術保障工程系，北京100072；2.石家莊陸軍指揮學院 軍事訓練系，石家莊100072)

摘要：為解決改進性維修效果評價過程主觀因素較強、評價權重不一致等實際問題，建立了模糊綜合評價模型；通過分析改進性維修效果評價的主要指標，建立可靠性、維修性指標模型，應用模糊綜合評價法進行評價，對其適用性進行分析，并進行示例驗證；該方法能準確得到改進性維修效果的量化數值和評價結果，可為改進性維修效果評價提供理論支持。

關鍵詞：改進性維修；效果；模糊綜合評價

本文引用格式：羅九林，郭鎮，李愛民，等.改進性維修效果模糊綜合評價[J].兵器裝備工程學報，2016(7):69-73.

Citation format:LUO Jiu-lin，GUO Zhen，LI Ai-min,et al.Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(7):69-73.

模糊綜合評判法是評價標準的常用方法，能夠量化評價中的模糊性問題。本文從改進性維修的根本任務入手，建立了可靠性、維修性評價指標體系，并應用該模糊綜合評價對改進性維修效果進行評價。為改進性維修效果的評價提供一種模型和思路。

1模糊綜合評價

模糊綜合評價[1-2]，是應用模糊數學原理對受多種因素影響的對象進行的一個綜合量化的評價。該方法能夠很好地解決實際應用中出現的模糊性、非確定性問題。

在改進性維修效果評價中，模糊綜合評價能夠針對不同的改進性維修方案和改進前的情況，按照不同的可靠性、維修性指標，通過分析計算得出綜合量化結果，因此運用模糊綜合評價解決改進性維修效果具有很好的可行性。運用模糊綜合評價對改進性維修效果進行評價的流程如圖1所示。

圖1　改進性維修效果評價流程示意圖

1.1模糊綜合評價的基本要素

假設存在n種指標元素u組成指標元素集合U，記為U={u1,u2,…,un}，存在m種評價等級v組成評價等級集合V，記為V={v1,v2,…,vm}。其中，元素u和元素v的個數按照實際情況由人為主觀確定。給定一個U上的模糊向量A，A為模糊評價指標元素權重集合，則在V上存在一個模糊子集B與之對應。并且存在U×V上的一個模糊矩陣R，使B=A·R成立。其中，

B為模糊綜合評價結果集合，記為B=(b1,b2,…,bm)∈F(V)，bj為第j種評價在綜合評價中的比重。

模糊綜合評價框圖如圖2所示。

圖2模糊綜合評價框圖

1.2模糊綜合評價的具體步驟

模糊綜合評價的步驟具體可分為5步：

1) 確定指標元素集合U={u1,u2,…,un}，按照實際情況建立影響評價結果的評價指標元素集合。

2) 確定評價等級集合V={v1,v2,…,vm}，根據具體情況劃分為m個等級。

則(U,V,R)構成了模糊綜合評價模型。

5) 模糊綜合評價。模糊綜合評價結果為指標元素集合的權向量A與模糊矩陣R的合成，即

(1)

2模糊綜合評價模型[3]

2.1單級模糊綜合評價模型

常用的單級模糊綜合評價模型主要有M(∧,∨)模型和M(·,+)模型。

模型Ⅰ：M(∧,∨)模型

(2)

該模型中評價結果bj僅由其中的一個ai與rij確定，即評價結果由主要元素決定。該模型被用于評價受主要元素影響的單一對象。

模型Ⅱ：M(·,+)模型

(3)

該模型的評價結果bj取決于所有元素的影響，能夠對受多元素影響的對象做出綜合的評價結果。結合本文實際，在此采用模型Ⅱ：M(·,+)模型進行模糊綜合評價。

2.2二級模糊綜合評價模型

評價改進性維修效果，要評價設備可靠性、維修性水平，這就需要對不同類別的評價給出合理的權重，因此，在改進性維修評價中需要建立二級模糊綜合評價模型。

二級綜合評價模型為

(4)

其中，A為二級元素的權重集；Ai為一級元素的權重集；Ri為一級元素集與評價集的模糊矩陣；Bi為一級評價模型得出的結果；B為二級評價模型得出的結果。

3改進性維修效果模糊綜合評價[4-5]

評價改進性維修效果主要是對改進部件改進前后的可靠性、維修性進行評價，由于可靠性、維修性相關的指標較多，在評價標準上也具有模糊性，因此采用模糊綜合評價能夠很好的給出量化的評價結果。本文以某大型機械設備為例進行分析建模。

3.1確定可靠性、維修性指標

(5)

(6)

(7)

2) 維修性指標。維修性是指在規定的維修條件下和規定的時間內，按照規定的方法和程序對設備或其部件進行維修時，使其恢復或保持到規定的狀態的能力。維修性指標是描述裝備維修性水平的重要量度，評價改進性維修效果的維修性指標主要包括維修時間，經濟工時，維修費用等。

維修時間：維修時間直接反映出產品的可用度，維修時間越少，產品可用度越高，因此，以維修時間作為評價改進性維修效果的一項重要指標，能夠很好的反映出改進方案的效果。選取平均修復時間(MTTR)和恢復功能任務時間(MTRF)。

維修工時：在產品的實際使用過程中發現，由于特殊的使用環境和一些設計缺陷，使產品在維修過程中耗費了巨大的人力和維修資源，因此，將維修工時作為評價改進性維修效果的一項指標，能夠很好的評價改進方案的合理性。

維修費用：維修費用是工程實際中要關注的重要內容，作為評價改進性維修效果的一項指標，能夠很好的評價出改進方案的可行性。

3.2建立模糊綜合評價的元素集合

按照模糊綜合評價的步驟，首先是建立模糊綜合評價的指標元素集合U。按照第3.1節分類，指標元素集合分為可靠性指標元素集合U1和維修性指標元素集合U2。

(7)

式(7)中，u1為平均首次故障時間；u2為平均故障間隔時間；u3為致命性故障間的任務時間。

(8)

式(8)中，u4為維修時間；u5為維修工時；u6為維修費用。

3.3建立模糊綜合評價的評價集合

評價集合，通常被稱作“備擇集”，是由相關專家對評價對象進行評價所得出的集合V。改進性維修的評價等級選取“優、良、中、差”4個等級，這樣既有利于得出評價結論，又有利于拉開評價結果的檔次，即V={v1,v2,v3,v4}。

3.4建立模糊矩陣

由于文章篇幅原因，選用該型設備某部件的改進性維修效果評價為例進行說明，驗證該評價模型和方法的可行性和有效性。

針對某部件的故障情況，提出了改進性維修的2個方案設計，分別記為原方案、方案1、方案2。通過專家評價打分得到以下數據。

原方案：

可得原方案可靠性指標模糊矩陣R1：

原方案維修性指標模糊矩陣R2：

方案1：

可得方案1可靠性指標模糊矩陣R1：

方案1維修性指標模糊矩陣R2：

方案2：

可得方案2可靠性指標模糊矩陣R1：

方案2維修性指標模糊矩陣R2：

3.5確定權向量

本文采取專家打分的方法由5名專家對各指標權重進行打分，經歸一化處理得到各指標權重，如表1和表2所示。

表1　可靠性指標權重

表2　維修性指標權重

取算術平均值可得，可靠性指標向量A1=(0.396,0.296,0.308)，維修性指標向量A2=(0.408,0.4,0.192)。

3.6改進性維修效果模糊綜合評價

由于選取了可靠性和維修性2類不同評價指標，因此在進行模糊綜合評價時，應當先進行單級模糊綜合評價，再根據兩類指標權重進行二級綜合模糊評價，最后通過對評價等級的賦值處理得出具體量化的評價結果。

1) 單級模糊綜合評價。根據式3可得，原方案，

B1=A1·R1=

(0.591,0.137,0.200,0.069)

B2=A2·R2=

(0.460,0.159,0.141,0.240)

可得，原方案的單級模糊綜合評價矩陣為

方案1：

B1=A1·R1=

(0.691,0.169,0.137,0)

B2=A2·R2=

(0.560,0.159,0.181,0.100)

可得，方案1的單級模糊綜合評價矩陣為

方案2：

B1=A1·R1=

(0.721,0.170,0.069,0.040)

B2=A2·R2=

(0.660,0.140,0.140,0.060)

可得，方案2的單級模糊綜合評價矩陣為

2) 二級綜合模糊評價。考慮改進性維修的目的是提高裝備的可靠性和維修性，二級權重的取值為A=(0.6，0.4)。根據式4可得二級評價結果。

原方案：

B=A·R=

(0.539,0.146,0.176,0.137)

方案1：

B=A·R=

(0.639,0.165,0.155,0.040)

方案2：

B=A·R=

(0.670,0.158,0.097,0.048)

為進一步得到具體量化的直觀評價結果，采取對評價等級賦值的方法進行處理。按照工程實際對評價等級進行賦值，“優”=“90”，“良”=“80”，“中”=“60”，“差”=“40”。

分別計算出各方案模糊綜合評價結果：

原方案：

F=0.539×90+0.146×80+0.176×60+

0.137×40=76.23

方案1：

F=0.639×90+0.165×80+0.155×60+

0.040×40=81.61

方案2：

F=0.670×90+0.158×80+0.097×60+

0.048×40=80.68

通過評價結果可知，按照方案1和方案2進行改進性維修都能取得良好的效果，方案1優于方案2。

4結束語

運用模糊綜合評價對改進性維修效果進行評價，綜合了可靠性指標和維修性指標等多種評價元素，減少了人為主觀的判斷，通過對需改進部件和各改進方案的綜合分析得出具體量化結果，能夠直觀的反映改進性維修效果。該方法對改進性維修效果的評價有重要的參考價值。

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(責任編輯唐定國)

收稿日期：2015-10-10；修回日期：2016-01-05

作者簡介：羅九林(1966—)，男，副教授，主要從事裝備維修保障研究。

doi:10.11809/scbgxb2016.07.016

中圖分類號：E237; F272.92

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)07-0069-05

Fuzzy Synthetical Evaluation on Effect of Corrective Maintenance

LUO Jiu-lin1，GUO Zhen1，LI Ai-min1，DENG Zheng-chun2

(1.Department of Technical Repair Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2.Department of Militaryl Training, Shijiazhuang Army Command College, Shijiazhuang 100072, China)

Abstract:To abstain the subjectivity and different variable weight in evaluation on the effect of corrective maintenance, the fuzzy synthetical evaluation model was established. Through analyzing the important index of corrective maintenance effect evaluation, and establishing the reliability and maintenability index model, we used fuzzy synthetical evaluation to evaluate and analyzed adaptability and carried out verification by case. The model can acquire precious quantities data and evaluation result of corrective maintenance effect. It provides theory basis for corrective maintenance effect evaluation.

Key words:corrective maintenance; effect; fuzzy synthetical evaluation

【后勤保障與裝備管理】