基于GQFD的裝備綜合保障能力需求分析

邱雄飛，張樺，李明雨，趙潤澤

(1.陸軍工程大學石家莊校區 裝備指揮與管理系，河北 石家莊 050003；2.陸軍步兵學院石家莊校區 軍政訓練系，河北 石家莊 050200)

隨著現代戰爭不斷變化,戰場環境愈加復雜,戰場規模逐漸擴大,作戰強度愈發劇烈,對后勤保障提出了更加嚴格的要求[1]。裝備綜合保障能力關乎部隊作戰能力,其能力好壞直接影響戰場局勢的走勢甚至戰爭的勝負,是部隊戰斗力生成的重要支撐[2]。

在裝備建設發展中,綜合保障能力需求分析是一個復雜的過程。隨著信息技術的發展,各類新型裝備也逐漸配發部隊,隨之而來的裝備綜合保障也變得愈加復雜化、專業化和智能化,亟需采用科學合理的方法確定裝備綜合保障能力需求,進而提升裝備綜合保障效益。相比于傳統質量功能展開(quality function deployment,QFD)方法,基于灰關聯分析的質量功能展開(grey quality function deployment,GQFD)不僅具有傳統QFD以質量為抓手、以需求為牽引等特點,還能通過構建灰色關聯矩陣最大程度地降低人為主觀因素帶來的影響,使得分析結果更加確信、可靠[3]。運用GQFD對裝備綜合保障能力進行分析,得到裝備綜合保障能力需求重要度排序,對于提高裝備綜合保障能力具有重要的現實意義。

1 方法簡介

1.1 QFD方法

質量功能展開(QFD)作為一種需求轉化方法,以顧客的需求為根本出發點,運用系統化、標準化的方法進行分析,從而生產出符合顧客要求的產品[4]。目前已經被廣泛應用于國防和軍隊建設事業中。現代作戰離不開后勤保障強有力的支援,裝備綜合保障作為其中一個重要環節,自然也發揮著不可替代的作用[5]。QFD的核心模型是“質量屋”(house of quality,HOQ),質量屋各部分組成如圖1所示。

在需求分析過程中,質量屋可以進行層級映射,上一個質量屋的指標對應下一個質量屋的需求。裝備綜合保障能力需求分析與產品設計類似,都是由需求來驅動,從定性到定量,由模糊到具體,從任務需求的語言性描述到裝備綜合保障能力的確定[6]。本質上講QFD是一種需求轉化方法,將裝備綜合保障能力視為QFD方法中的“產品”,以作戰任務需求為輸入,經過質量屋的層級映射,得到裝備綜合保障能力需求,其過程如圖2所示。

1.2 GQFD方法

質量屋模型的關鍵是確定關聯矩陣[7]。在確定指標與需求之間關聯矩陣時,傳統的QFD方法是通過層次分析法、專家打分法或加權平均法等直接對裝備綜合保障任務需求進行打分,確定指標重要度,然后根據經驗再對裝備綜合保障任務需求指標以及能力需求指標之間的相關程度打分確定關聯矩陣[8],這種方法存在較多主觀因素影響,得到的結果并不客觀。針對此項不足,在確定關聯矩陣時引入灰關聯分析法,能夠有效減少主觀因素帶來的影響。

GQFD是將灰關聯分析與傳統QFD方法有機結合在一起而衍生的一種分析方法[9],通過邀請一些專家分別對裝備綜合保障任務需求指標和能力指標進行獨立打分,減少相互之間的影響,然后結合灰關聯分析法確定灰關聯矩陣,用灰關聯矩陣代替QFD中的關聯矩陣[10],經過處理最終得到裝備綜合保障能力需求指標重要度。需要注意的是,灰關聯分析是指對裝備綜合保障能力的影響因素進行處理求得灰關聯度和排序結果的過程,通過對數據比較來判斷各因素之間的關聯程度,能夠較好地減少人為主觀因素的影響[11]。相比而言,通過GQFD得到的結果就更加客觀、可信。

2 GQFD分析流程

2.1 GQFD分析思路

基本思路：輸入裝備綜合保障任務需求指標和能力需求指標以及專家對其二者的打分情況,利用灰關聯矩陣求解裝備綜合保障任務需求的優勢,再根據裝備綜合保障任務需求指標優勢明確其重要度,憑借前期構建的質量屋模型,依據QFD求得裝備綜合保障能力需求的重要度,如圖3所示。

2.2 GQFD求解步驟

在傳統QFD的基礎上,結合灰色系統理論求出灰關聯矩陣,這是GQFD的關鍵所在。

假設保障任務需求序列為Ai=(ai(1),ai(2),…,ai(n)),i=1,2,…,s,s代表保障任務需求數量;那么同理設保障能力序列為Bj=(bj(1),bj(2),…,bj(n)),j=1,2,…,m,m代表保障能力需求數量,n為專家數。在以下公式中,上標為“0”的數據表示該數據是經過始點零化處理得到的,定義εij是Ai與Bj的灰色絕對關聯度,γij是Ai與Bj的灰色相對關聯度,ρij是Ai與Bj的灰色綜合關聯度。具體計算步驟如下[12-13]：

1)求解灰色絕對關聯度εij：

(1)

(2)

(3)

式中：|Asi|表示第i項管理任務序列經過始點零化處理累加生成數的絕對值;|Bsj|表示第j項管理能力序列經過始點零化處理累加生成數的絕對值;|Bsj-Asi|為對應元素的絕對差值[14]。則灰色關聯度為

(4)

2)求解灰色相對關聯度γij：

(5)

(6)

(7)

則灰色相對關聯度為

(8)

3)求解灰色綜合關聯矩陣：

(9)

式中,ρij=θεij+(1-θ)γij,一般情況下取θ=0.5。

3 實例應用分析

3.1 裝備綜合保障任務需求指標

依據保障任務和裝備自身特點,可將裝備綜合保障任務需求指標劃分為人員保障、設備保障、制度保障、維修保障、研制保障以及安全保障,具體如表1所示。

表1 裝備綜合保障任務需求

3.2 裝備綜合保障能力需求指標

根據裝備綜合保障任務,分析完成任務所需要的綜合保障能力。綜合保障能力涉及各方面指標,可能一項保障任務就需要一種或者多種保障能力來完成,也可能一種保障能力完成多項保障任務[15]。結合保障任務和保障能力的映射關系,綜合相關領域專家的意見建議,將保障能力需求指標劃分如表2所示。

表2 裝備綜合保障能力需求

3.3 GQFD需求分析

通過以上分析得到裝備綜合保障任務需求和能力需求指標內容,邀請部隊、科研機構以及院校16名專家對裝備綜合保障任務需求和能力需求按照1～9標度法對兩者重要度進行打分,具體打分如表3所示。

表3 專家打分表

將數值代入式(1)～(8),由MATLAB計算得到中間計算εij和γij。經過求解式(9),得到灰色綜合關聯矩陣ψ：

表4 裝備綜合保障“任務-能力”質量表

為了驗證GQFD方法的可靠性,將本文實例運用QFD方法和專家判斷法進行比較,得到分析結果如圖4所示。

通過分析表4和圖4能夠看到,GQFD方法得到的結果中,裝備綜合保障能力重要度排序為B6≥B4≥B2≥B5≥B3≥B1,表示協同配合能力最重要,其次是維護修理能力、指揮決策能力、戰場感知能力、信息處理能力、快速機動能力。而QFD方法和專家判斷法得到的結果不一致,其中QFD方法得到指揮決策能力最重要,專家判斷法得到戰場感知能力最重要,很大程度上是因為有主觀因素的影響。不難得出,現代條件的裝備綜合保障,特別是高新技術裝備的加入,更加注重一體化保障和系統保障,使得裝備綜合保障更加側重協同配合方面的能力,GQFD方法得到的分析結果與當前裝備保障發展規律相吻合,能夠為下一步裝備綜合保障相關研究提供一定的參考。

4 結束語

針對裝備綜合保障能力需求分析問題,開展了基于GQFD的裝備綜合保障能力需求分析研究。在借鑒以往經驗的基礎上,結合相關領域專家意見以及裝備本身特點構建了裝備綜合保障能力需求分析質量屋模型,引入灰關聯分析確定灰關聯矩陣,并最終通過實例分析得出保障任務和保障能力需求重要度排序,較好地解決了在需求分析過程中主觀因素影響大、可靠性不強等問題。研究分析得到的結果,驗證了該法具有一定的可行性和有效性。