基于AHP-CRITIC的裝備質量基因要素信息篩選研究

戰希臣 楊睿英

海軍航空大學 山東 煙臺 264001

引言

隨著裝備信息化建設步伐的進一步加快，如何高效提取質量信息，已經成為擺在我們面前的重大現實問題。影響裝備質量的因素復雜多樣，其中，影響裝備質量的主要因素具有遺傳性和本質性特征，對裝備質量特性的形成具有決定性作用，這些主要因素稱為基因要素。質量基因要素是指在裝備全壽命周期中，對裝備質量產生決定性作用且具有一定遺傳特性的一系列關鍵指標[1]。在對裝備質量進行跟蹤管理的過程中，只要掌握了質量基因要素，也就掌握了裝備的整體質量狀況。可見，如何在影響裝備質量的諸多因素中篩選出決定性影響因素——質量基因要素，是至關重要的。裝備質量基因要素信息篩選的過程，實際上就是將影響裝備質量的所有重要因素進行全面分析，找出其中對質量影響最顯著且具備遺傳特性的因素。基于AHP-CRITIC建模則是篩選基因要素信息的有效方法。

1 裝備質量主要因素指標體系構建

按照現代質量管理理論，質量主要受到五個因素的影響，即我們通常所說的“4M1E”，它們是人(Man)、機器設備(Machine)、材料(Material)、方法(Method)以及環境(Environment)[2]。結合裝備的實際研制生產和使用情況，其質量主要因素可以歸結為以下七個方面：人員因素、生產設備因素、產品原材料因素、技術工藝因素、環境因素、資金保障因素和質量信息管理因素。其中人員因素主要包括管理決策能力、人員技術水平、人員實際操作能力、人員工作疏漏等指標；生產設備因素主要包括設備工作精度、設備完好率、設備配套率等指標；產品原材料因素主要包括原材料合格率、元器件質量、備件質量等指標；技術工藝因素主要包括科研水平、技術標準、工藝流程、工藝要求等指標；環境因素主要包括生產環境和使用環境等指標；資金保障因素主要包括資金落實情況和資金費效比等指標；信息管理因素主要包括質量信息收集、質量信息處理、質量信息可靠性、質量信息使用率等指標。這些指標綜合構成裝備質量主要因素指標體系。通過對以上質量因素進一步細化分析，可以得到質量因素的二級指標，構建一個比較完整的裝備質量指標體系。

2 質量基因要素信息的AHP-CRITIC篩選模型

要實現裝備質量基因要素信息的有效篩選，需要對所有質量指標因素進行賦權排序。賦權法通常有主觀賦權法和客觀賦權法兩大類。AHP（層次分析法）是常用的主觀賦權法之一，它主要依靠主觀評價進行優劣排序，所需數據量小，耗時少，但卻存在受主觀因素影響大，且難以處理因素眾多、規模較大的問題。CRITIC（標準間沖突性相關性賦權法）是一種客觀賦權法，它從數據內部的相關性和對比性入手，能有效彌補AHP法的不足。將AHP-CRITIC相結合，既可以發揮裝備研制和使用人員的主觀經驗，又能夠充分挖掘裝備質量各項數據本身的作用，能較為客觀準確地反映裝備質量因素的重要程度。構建裝備質量基因要素信息的AHP-CRITIC篩選模型是十分必要的[3]。

2.1 以AHP法確定主觀權重

AHP即層次分析法，在對復雜決策問題的本質、影響因素以及內在關系等進行深入分析后，構建一個層次結構模型，利用較少的定量信息，把決策思維過程數學化，從而為求解多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題，提供了一種簡便的決策方法[4]。

根據AHP法確定主觀權重

2.2 以CRITIC法確定客觀權重

CRITIC法在確定指標的客觀權數時以兩個基本概念為基礎：一是對比強度，它表示同一指標各個評價方案取值差距大小，以標準差的形式來表現，標準差越大各方案取值差距越大，權重越高。二是評價指標間的沖突性，指標間沖突性用相關系數來表示。若兩指標有較強的正相關，說明這兩個指標沖突性較低，權重越低。CRITIC法在考慮指標變異性大小的同時兼顧指標間相關性，完全利用數據自身的客觀屬性進行科學評價，是一種比熵權法和標準離差法更好的客觀賦權法。

根據CRITIC法確定客觀權重

2.3 計算合成權重并確定質量基因要素

根據求得的某階段裝備各要素合成權重，可以篩選出其中權值較大的、對裝備整體質量水平影響較大的那些因素。同時，還應考慮那些能夠對裝備全壽命周期各階段產生更多影響并具有更明顯的遺傳效應的因素，在權值之和超過0.9的部分質量因素中，可以根據德爾菲法等定性分析方法，進一步篩選出遺傳效應顯著性更高的質量因素，也就是某階段該裝備的質量基因要素。

3 實例分析

以某型裝備為例，根據前文構建的裝備質量指標體系和篩選模型，進行質量基因要素的篩選。

3.1 主觀權重計算

邀請在該裝備研制和使用方面有較多經驗的20名專家，針對裝備質量指標體系，依據1-9標度法對質量主要因素即一級指標進行打分，得到判斷矩陣：

圖1 主觀權重計算結果

3.2 客觀權重計算

根據在該裝備生產廠不同車間實地調研以及詢問部分專家意見的情況，綜合整理了6份質量指標樣本，指標為前文確定的人員因素、生產設備因素、產品原材料因素、技術工藝因素、環境因素、資金保障因素和質量信息管理因素，共計7個指標。對原始數據進行無量綱化處理，得到指標矩陣：

求出各指標的標準差、相關系數、信息量，最終求得客觀權重為：

計算結果如表1所示。

表1 CRITLC權重計算結果

3.3 組合權重計算與基因要素篩選

由已經求得的質量因素主觀權重Wz與客觀權重Wk，根據式（16）算出合成權重：

對該權重數據進行分析，按降序排列后，發現其前6個權值數據和達到0.929，超過了0.9的預期閾值。因此，我們舍棄最小的1個權重值對應的指標，篩選出人員因素、生產設備因素、產品原材料因素、技術工藝因素、資金保障因素和質量信息管理因素這6個指標。

運用德爾菲法，邀請對某型裝備科研領域經驗比較豐富的20名專家，針對已經篩選出的6個指標，對這些指標在裝備全壽命周期中的長期作用進行調研。經過三輪的意見綜合與專家反饋，最終篩選出人員因素、生產設備因素、產品原材料因素、技術工藝因素、質量信息管理因素這5個指標，即某型裝備在該階段的質量基因要素。

4 結束語

在現階段裝備質量管理中，要提高工作效率、更好地掌握裝備質量動態情況，就勢必要在煩冗復雜的質量指標因素中化繁為簡，提取主要因素。裝備質量基因要素信息篩選工作正是基于此思路展開的。本文提出了基于AHP-CRITIC組合賦權并結合德爾菲法定性分析的篩選方法，為裝備質量基因要素信息篩選提供了理論依據和實用方法，為裝備質量動態評估與跟蹤管理以及信息系統的構建打下了堅實的理論基礎。