基于專家打分法的自航水雷使用可用度評估方法

郭東旭，侯發林

(中國人民解放軍 91388部隊，廣東 湛江 524022)

0 引言

自航水雷是海軍攻防封鎖作戰的常規戰略武器裝備，常年擔負戰備值班任務，因此要求其隨時應處于良好技術狀態。戰備完好性是指裝備在平時和戰時使用條件下，能隨時開始執行預定任務的能力[1]，它是在編實力、可用性、保障性等的函數，裝備戰備完好性是非常重要的性能參數。在衡量裝備戰備完好性時需考慮裝備及其使用特點、可靠性、維修性、保障性，以及保障資源的數量與配置等方面，它是一個裝備評估的綜合性指標，也是對裝備系統進行效能分析和綜合保障分析的基礎性指標[1]。

裝備使用可用度是指與能工作時間和不能工作時間有關的一種可用性參數[2]，是衡量裝備戰備完好性的重要指標之一。

1 自航水雷壽命周期任務剖面分析

水雷屬于平時長期貯存，戰時一次布放使用的武器裝備，自航水雷更是具有技術準備要求高、儲存條件要求高、航行時間長、航程遠、使用環境復雜、水下服役環境惡劣等技術特點。為有效評估自航水雷裝備的戰備完好性，需從其全壽命剖面分析入手，即分析其從工廠交付到壽命終結期間所發生的事件情況。典型自航水雷全壽命周期剖面如圖1所示。

2 使用可用度參數分析

根據《GJB 451A—2005ZZ 可靠性維修性保障性術語》的有關定義，使用可用度的度量方法為產品的能工作時間與能工作時間+不能工作時間的和之比。使用可用度全面考慮了產品的工作時間、待機時間、修復性維修時間、預防性維修時間、保障資源延誤時間和管理延誤時間，能最客觀真實地反映裝備的戰備完好性特點，可有效評估武器裝備可隨時遂行任務的能力[3]。因此可把使用可用度作為度量自航水雷戰備完好性的指標。一般情況下使用可用度可表示為[4]

(1)

式中：TO為工作時間；TN為戰備值班時間；Tp為預防性維修總時間；TC為修復性維修總時間；TDT為保障資源延誤和管理延誤時間之和。

若自航水雷全年正常擔負戰備任務時，其使用可用度可轉化為

(2)

式中：T為1年的日歷時間總小時數；TP為平均年預防性維修總小時數；TC為平均年修復性維修總小時數；TDT為平均年保障延誤總小時數。

進一步分解后，TC、TDT表達式為

(3)

(4)

式中：TW為平均年工作總小時數；MTBF為平均故障間隔時間；MTTR為平均故障修復時間；MLDT為平均故障保障延誤時間；k為1年平均因開機工作發生的故障次數占總次數的比值[5]。

綜合后，使用可用度可用下式表達：

(5)

3 自航水雷使用可用度評估模型

3.1 專家打分法

專家打分法又稱為德爾菲法，是一種評估領域常用的方法，它組織若干對被評估裝備熟悉的專家，依靠其經驗、知識和個人價值觀確定指標權重，并通過一定方式對指標權重獨立發表見解，并用統計方法做適當處理[6]。其具體做法如下[7]：

1)組織r個專家，對每個指標影響因素Xj(j=1,2,…,n)的權重進行估計，得到各指標影響因素權重的估計值ωk1,ωk2,…,ωkn(k=1,2,…,r)；

3.2 自航水雷使用可用度影響因素分析

按照相似水中兵器裝備作為基準，使用相似裝備類比分析法可確定某自航水雷使用可用度指標的影響因素。假設我們已有一種在役的A型自航水雷，現在又列裝一種新型自航水雷B型，A型水雷已有大量的部隊實際使用數據證明其可基本滿足部隊使用可用度水平，現在我們需要評估B型水雷的使用可用度。通過技術分析，我們發現A型和B型水雷從結構原理、材料、使用方法等方面均有一定相似性，則可認為兩型水雷為相似產品。我們以A型水雷為基準，用A型、B型水雷的實際使用數據來分析B型水雷使用可用度的影響因素。

1)自航水雷的使用強度。使用強度越大，則使用可用度越低；假設A型水雷年均使用as條次，B型水雷年均使用bs條次，則專家可根據as和bs的數值比例關系判斷B型水雷和A型水雷的使用強度相比的差別程度：bs>as表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低；bs

2)自航水雷的技術復雜程度。復雜程度越高，則使用可用度越低；假設A型水雷應用新技術程度為aj，B型水雷應用新技術程度為bj，則專家可根據aj和bj的強弱關系判斷B型水雷和A型水雷的使用強度相比的差別程度，bj>aj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷低，bj

3)自航水雷的可靠性增長改進程度。程度越高則使用可用度越高；假設根據壽命、存儲可靠性、平均故障間隔時間等數據統計分析，A型水雷可靠性、維修性綜合水平為ak，B型水雷可靠性、維修性綜合水平為bk，則專家可根據bk相比ak提高了多大程度判斷B型水雷和A型水雷的使用強度相比的差別程度：bjaj表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高；bj=aj表示B型水雷使用可用度與A型水雷相當。

4)自航水雷的使用維修保障能力，能力越強則使用可用度越高。假設根據平均故障維修時間等數據統計分析，A型水雷使用維修保障能力水平為ar，B型水雷使用維修保障能力水平為br，則專家可根據br相比ar的大小關系判斷B型水雷和A型水雷的使用強度相比的差別程度，brar表示B型水雷使用可用度相比A型水雷高，br=ar表示B型水雷使用可用度與A型水雷相當。

根據A型水雷和B型水雷使用可用度4個方面影響因素差別程度，以A型水雷4方面的程度為基準，專家可以從優、良、中、差4個等級檔次判斷B型水雷相比A型水雷在4個影響因素所達到的程度，并進行打分。

3.3 確定自航水雷使用可用度各影響因素的權重

推選n位專家對某自航水雷使用可用度AO的各影響因素的影響程度進行打分，并由此分別計算各因素的權重系數[8]。分數等級按分值分為(4,3,2,1)，分數值越高則影響越大。故各因素的權重系數為

式中：n為專家數量；qij為打分值。

3.4 統計計算專家打分情況

首先，確定對前述各影響因素打分的評分等級為4等，分別為100、75、50、25，對應優、良、中、差[7]。由選定的專家根據影響因素對使用可用度的影響原則分別對各個因素打分，計算各因素得分平均值：

(i=1,2,…,n;j=1,2,3,4;Qij=[100,75,50,25])

該自航水雷使用可用度指標的綜合得分為

其使用可用度指標評估值可用下式計算得出：

4 評估模型演示

假設某自航水雷使用可用度指標的目標值為0.95，評估者推選5位專家對其指標評估值進行打分，打分統計為表1、表2，其中μ1、μ2、μ3、μ4分別代表使用強度、復雜程度、改進程度、使用維修保障能力4個影響因素。

表1 自航水雷使用可用度影響因素權重打分

表2 自航水雷使用可用度影響因素打分

對上述打分情況進行統計計算，各影響因素權重系數分別為：ω1=0.254 9，ω2=0.235 3，ω3=0.274 5，ω4=0.235 3。

各因素的得分平均值為：δ1=55，δ2=75，δ3=85，δ4=75。

該自航水雷使用可用度綜合得分為：C=72.647 0。

則該自航水雷使用可用度指標的評估值為

此次評估過程證實該自航水雷滿足其使用可用度指標要求。

5 結束語

自航水雷使用可用度是其戰備完好性衡量參數之一，反映了自航水雷的綜合保障效能。基于專家打分法的評估模型演示案例的結果表明該評估模型方法可行、結論科學，可有效應用于自航水雷使用可用度評估工作，可為自航水雷綜合保障效能評估提供理論依據和方法參考。