焦庆龙，徐 达

（陆军装甲兵学院，北京100072）

0 引言

性能试验作为当前我军装备试验的基础性试验环节，其目的是对装备的战术技术性能进行考核，并有计划地开展多项试验科目，如可靠性试验、维修性试验和测试性试验等。其中维修性试验验证的目的是全面考核装备的维修性是否真正地满足了规定的维修性要求，并为后续的维修性评价提供数据支撑。性能试验阶段装备维修性定性指标综合评价作为该阶段维修性评价的部分内容，其评价结果是否准确、合理，对于装备维修性设计质量以及结构设计方案的评定具有重要影响。

近年来，装备维修性定性指标综合评价引起了许多学者的高度关注，目前已经应用的方法有模糊综合评价法［1］、解释结构模型［2］、灰色系统理论［3］和改进云重心法［4］等。上述方法效果明显，具有很好的参考价值，但对于如何解决评价过程中多个赋权者参与及其给出的指标权重集成的问题，并未给出有效的建议。在装备维修性定性指标多属性综合评价研究方面，徐达等人［5-6］采用TOPSIS算法和VIKOR算法对装备的不同设计方案进行排序，为实现维修性设计方案优选提供了有效的决策方法。但对于装备的性能试验而言，此时，装备的设计方案在经前期的科研试验鉴定后已经确定，并很难再进行较大幅度的更改。因此，多属性综合评价方法并不适用于性能试验阶段装备维修性定性指标综合评价。

针对上述问题，本文以处于性能试验阶段的装甲车辆为研究对象，提出了一种基于组合赋权法与物元可拓模型的维修性定性指标综合评价方法。该方法首先基于组合赋权法将不同权重决策者给出的赋权向量进行集成，以期综合权重的合理性。并建立综合评价的物元可拓模型，从而实现了对装甲车辆维修性定性指标的单项评价与综合评价。

1 装甲车辆维修性定性评价指标体系

建立装甲车辆维修性定性评价指标体系应遵循建立通用装备维修性定性评价指标体系的原则。同时，应具备较强的针对性，能够对装甲车辆维修性定性指标进行有效核查。在结合维修性的相关国军标以及课题组前期研究成果的基础上，所建立的装甲车辆维修性定性评价指标体系，如图1所示。

在维修性试验中，通常是采用核对表对各维修性定性指标进行逐项核查，进而实现指标验证。对于装甲车辆而言，其包含多个子系统，如武器系统、火控系统、传动系统和动力系统等。因此，各维修性定性指标的核对表中应包含目标子系统的该项指标核查条目。以部分核对表中动力系统的核查项目为例，“设计简易性”核对表中应含有“动力舱与车体连接件的结构设计是否较为简易？”等条目，“视觉可达性”核对表中应含有“在光线充足的条件下吊舱时，动力舱与车体的连接件是否全部可见？”等条目，“模块化”核对表中应含有“动力舱的各部件是否可以模块化拆卸？”等条目。

图1 装甲车辆维修性定性评价指标体系

2 指标综合赋权

性能试验是由订购方领导和组织的，订购方对于不同型号的装甲车辆在性能试验中维修性试验的相关情况较为熟悉。与此同时，部队作为装甲车辆的使用方，其所属的修理营（连），处在基层级维修保障的一线，对于装甲车辆在部队使用阶段所暴露的有关维修性的相关问题则比较了解。鉴于此，为了采纳使用方的意见，进而使性能试验阶段维修性定性指标综合评价能够更加贴近部队的使用需求，所制定的指标综合赋权步骤为先由订购方与使用方分别基于层次分析法［7］进行独立赋权，而后通过组合赋权法将双方给出的指标权重进行集成。

2.1 独立赋权

层次分析法是一种被广泛采用的指标权重计算方法，具有系统、简便、实用性强等优点，能够有效解决多指标、多准则条件下的复杂系统决策问题。层次分析法是在对指标的重要度进行相互比较的基础上，进而构建重要度判断矩阵，求取该矩阵的最大特征值，并在该矩阵满足一致性检验条件的情况下，对最大特征值所对应的特征向量进行归一化处理，进而得到指标的权重向量。

以订购方赋权为例，首先根据“1～9”重要度标度表（可参见文献［7］表5-3）对指标间的重要度比较结果进行判断，得到矩阵AD：

采用MATLAB求取AD的最大特征值max，若max满足一致性检验条件：

式中，CI为一致性指标。

式中，RI为平均随机一致性指标；CR为随机一致性比率。

对于所构建的装甲车辆维修性定性评价指标体系，当n=2、3和8时，RI的取值分别为0、0.52和1.42。特别地，当n=2时，AD和AS总会满足一致性检验条件，则可不必进行一致性检验。

2.2 权重集成

由于对不同阶段的装甲车辆维修和保养情况了解不尽相同，使得订购方与使用方对于指标间的相对重要度判断可能会存有不同的意见。对于同一指标集，当W和S中元素的数值大小排序相同时，表明两方对于指标的重要度判断意见一致，则应使综合权重向量V中元素的数值大小排序与W和S中元素的数值大小排序一致。同时，也应避免在V中出现重要度排名靠前和靠后的指标的权重过大和过小的情况。当两方给出的W和S中元素的数值大小排序不相同时，则应对W和S进行有效“平衡”。有鉴于此，则W和S的集成方法为［8］：

式中，vi、wi和si分别为V、W和S中指标i的权重。

3 装甲车辆维修性定性指标综合评价的物元可拓模型

物元可拓理论［9］是系统评价的重要方法之一，已广泛应用于多领域的综合评价问题［10-12］，但在维修性定性指标综合评价研究方面应用较少。在将维修性各定性指标视为装甲车辆的特征时，则可将该理论用于本文的研究工作。依据该理论建立装甲车辆维修性定性指标综合评价的物元可拓模型：

3.1 构建评价的经典域物元和节域物元

经典域物元是指根据事物不同特征的量值，进而将其划分为不同的评价等级，并确定不同评价等级中各特征的量值范围，即：

节域物元是指不同特征的全部评价等级的总体量值范围，即：

3.2 确定评价的关联函数

关联函数是用来判定事物各特征隶属于不同评价等级的程度，是物元可拓模型中的“桥梁”。即通过关联函数实现了定量数据与定性概念的有效关联，进而能够对评价等级进行判定。对于装甲车辆维修性定性指标综合评价而言，关联函数可定义为：

3.3 确定维修性定性指标综合评价的等级

在组合赋权法与物元可拓模型分别求取U所属各特征的综合权重及关联度向量的基础上，进而确定U的关联度向量：

式中，L（U）为U的关联度向量；X为U所属特征相对于U的权重向量；G（E）为U所属特征的关联度矩阵，即：

4 应用实例

指标层各指标的评分结果，如表1所示。

结合本文第3节所建立的装甲车辆维修性定性指标综合评价的物元可拓模型，可将经典域物元划分为5个评价等级，分别为：优秀＜90，100＞，良好＜80，90＞，中等＜70，80＞，差＜60，70＞，较差＜0，60＞。则经典域物元R1～R5、节域物元RZ和待评价物元R0分别如下：

表1 指标层各指标评分结果

以u1为例，订购方与使用方给出的u1所属指标的重要度判断矩阵、权重向量和关联度向量求取结果如下：

其余指标的各型权重与关联度向量的详细计算过程，本文不再具体给出。指标层各指标的权重与评价等级计算结果如表2所示（表2中i∈[1，8]），准则层各指标和目标层指标的关联度向量、权重与评价等级计算结果分别如表3和4所示。

表2 指标层各指标的权重与评价等级

表3 准则层各指标的关联度向量、权重与评价等级

表4 目标层指标的关联度向量、权重与评价等级

由表3和表4可知，该型装甲车辆的维修性［15］定性指标综合评价等级为“良好”，这是由于该型装甲车辆采用了较为新颖的技术理念进行设计。同时，在车辆设计与研制阶段，技术人员更加注重解决历史型号装甲车辆在性能试验和部队使用中所暴露和反馈的有关维修性设计方面的问题，这些问题均在该型装甲车辆的结构设计与设计阶段的维修性分析过程中得到了有效的解决。使得修理分队在结合以往修理经验的基础上，对该型装甲车辆的维修性定性指标给予了较高的评价。

值得注意的是，“维修人体工程”这一指标的评价等级为“中等”。这是由于在本次性能试验中，主要考核该型装甲车辆底盘部分的可靠性，且底盘部分的大部分部组件重量较重，通常得由多人协同才能够完成修理。与此同时，由于连续的可靠性试验，使得部分部组件在出现故障后常出现“拆不下来”的情况，且受污染情况较为严重，在开展修理之前需花费较长时间进行污垢清理，才能使工具与紧固件紧密接触，进而致使由于底盘结构布局所致的蹲姿和跪姿的维修时间较长，人体感觉劳累。此外，修理分队给出以下维修性设计改进意见：1）进一步对百叶窗进行轻量化设计。2）适量增设动力舱的安装提示标志，目的是防止人为操作失误所致的部件损伤和维修返工。

5 结论

本文针对装备性能试验的特点，提出了一种基于组合赋权法与物元可拓模型的装甲车辆维修性定性指标综合评价方法。该方法能够根据订购方与使用方对于指标相对重要度的判断意见，给出较为理想的综合赋权结果，对于有效平衡和保留两方的指标赋权意见具有明显的优势。并在此基础上引入物元可拓理论，通过所构建的物元可拓模型将定量的维修性定性指标核查结果与定性评价等级紧密关联，实现了对装甲车辆维修性定性指标的综合评价。实例应用结果表明该方法科学、合理，能够为开展装甲车辆维修性试验与评定工作提供辅助决策。