【装备理论与装备技术】
当前的舰船装备管理环境日趋复杂,装备流程化[1]、精细化[2]、信息化[3]以及动态管理[4]趋势愈发明显,但对舰船装备管理情况的检查还比较片面,存在检查标准固定、检查结果静态等问题,针对装备检查中存在的问题,设计一种新的装备检查方法很有必要。本文根据当前装备管理的特点,建立了新的装备动态检查流程,综合考虑舰船整个装备检查周期或者整个任务周期内不同状态下的装备管理工作,对多个时间点的装备管理情况进行检查,同时融入舰船所处状态对装备检查结果带来的影响,将不同时间点的装备检查结果进行信息集结。
为了体现时间因素和状态因素对装备检查的影响,每一次装备检查的结果都会对时间和舰船状态2个因素赋予权重,再将装备检查结果、时间权、状态权三者进行信息集结,因此,装备检查结果权重的设置以及信息集结方式是得到最终综合评价值的两大必须解决的难题,本文也将对这两大问题进行研究分析。
为了形成科学、合理的装备动态检查综合评价值,本文参考动态综合评价方法作为信息集结的工具。动态综合评价方法考虑时间因素对评价结果的影响,1988年美国著名的心理学家Yager[5]提出了有序加权平均(OWA)算子;郭亚军教授等[6]在OWA算子的基础上,提出时序加权平均(TOWA)算子;易平涛等[7]针对区间数不确定值的评价问题,从随机模拟的视角讨论该问题的随机聚合求解方法及评论;张秦在文献[8]中引入广义灰色的概念,建立了基于广义灰色激励因子的多元不确定性指标动态综合评价模型;侯芳等在文献[9]中结合激励评价,对于具有一定规模的群组评价问题,引入了预置群体的概念,提出了具有预置群体激励特征的群组评价方法。综合国内外的研究来看,动态综合评价广泛应用于经济运行与管理决策,目前的研究也没有涉及到如何对状态因素进行信息集结。
基于前人研究的基础上,本文对装备检查的现状进行简要分析,提出动态检查方法对当前装备检查方法进行优化,同时提出CTOWA算子对时间、舰船状态以及装备检查结果进行信息集结,充分考虑舰船装备管理实际,对状态因子和时间因子的权重设置进行了分析,形成装备动态检查综合评价结果,并将其应用于某次舰船装备检查,对于舰船的装备管理水平进行了更好的衡量。
海军在长期的军事实践中明确了将舰船人员状态划分为STA、STB以及STC 3种状态(STA等为代称),STA状态下的舰船主要进行演习演练、执行护航等任务,按纲严格训练;STB状态下舰船主要进行训练,为进入STA状态做准备;STC状态下舰船主要进行人员的休整以及舰船装备的修理等工作。舰船基于不同的人员状态执行不同的装备管理策略,在不同人员状态下装备管理工作的侧重点也有所不同,即装备管理要素在不同人员状态下会发生改变。装备管理要素的变化引导着装备管理策略的调整,而装备管理策略的调整引领装备检查方式的改变。
当前的装备检查没有针对性[10],将全舰的装备检查工作集中在一个时间点进行,对不同的舰船采用同一套检查方法和标准进行检查,以直观的分数来体现该时间点的装备管理效果,检查范围全面细致,检查方式偏向静态检查,检查注重管理结果,忽视管理过程。如图1所示。然而随着海军实力的增长,舰船更新换代快、所处海区环境各有差异、所执行的任务周期及任务强度更是大相径庭,传统的检查方式与海军舰船装备高强度作战运用、装备全过程管理、全员参与等特点之间存在明显的差距,显然已经不适用于舰船所表现出来装备检查需求。
图1 当前装备检查流程框图
针对传统的装备检查方法难以满足舰船当前装备检查的新需求,本文针对当前舰船装备管理实际提出装备动态检查的方法,引入元评价理论[11-12]以及动态综合评价方法,使舰船的装备检查工作更加科学全面。
舰船分为STA、STB以及STC 3种状态,在舰船装备的全寿命周期,所有的装备管理工作都集中在港岸、海上、工厂3个场所进行,舰船的训练任务总的来说可以分为执行任务、进行训练、人员装备休整以及修理。
本文提出的动态检查是指针对舰船人员状态以及训练任务的不同建立不同的装备检查方案,检查舰船在一段时期内或者一个任务训练周期内不同时间点的装备管理实现结果以及装备管理实行过程,最后综合多次装备检查的结果得到一段时期或者一个任务训练周期内的综合检查结果,其过程如图2所示。
图2 舰船装备动态检查过程框图
动态检查以舰船进行自查为主,上级部门定期或者随机检查为辅的方式进行。舰船在不同人员状态以及不同训练任务下有着不同的装备管理活动,其管理策略也会进行一定的调整;动态检查要求对装备进行管理时,针对管理的过程不仅要留下文书资料等纸面材料,还要有相应管理实行过程的视频、照片等,作为进行管理过程检查的依据。
在对舰船的装备管理活动进行动态检查时,首先根据舰船训练任务以及人员状态建立符合舰船实际的装备检查方案,方案包括检查主体、检查目的、检查对象、检查指标、指标权重系数,检查标准由海军统一规定。舰船根据建立的不同检查方案在一定的检查周期内进行多次检查,检查不仅包括检查装备管理的实现效果,还有装备管理的实行过程,检查范围为与完成训练或任务密切相关的装备管理情况,检查重点为管理工作的完成情况、装备的技术状态数据、舰员的能力素质等,检查方式为动态检查与静态检查相结合。检查完成后,舰船对自查中所暴露出来的问题要进行总结,同时将检查结果保存好。
编队根据舰船建立的检查方案对舰船自查结果从检查组织、检查方案以及检查的结果及效用3个角度进行元评价分析,得到舰船装备自查修正结果,编队的元评价分析是指各舰船对所属装备自查时所建立的动态检查方案与舰船实际的匹配度以及动态检查结果的信度与效度进行二次评价。编队在进行元评价分析时,首先要明确进行动态检查元评价的目的以及动态检查元评价的客体;然后对装备检查结果的信度进行分析,对于装备检查结果信度不可靠的舰船直接认定为装备检查不合格;对于信度可靠的舰船确定动态检查元评价的评价维度及标准;通过对元评价信息进行收集与整理进行元评价分析和总结,元评价分析主要是按照设计好的元评价维度与标准对元评价客体进行分析;最后对舰船装备自查结果进行分析和修正,如图3所示。
图3 元评价过程框图
同时编队会对舰船自查没有查到的部分建立检查方案进行检查,得到编队的装备检查结果。编队在进行元评价分析和检查时会对检查结果进行相应的处理,使检查结果能够在同一维度上进行比较,在此不做赘述。
由于动态检查要求不只对单个时间点的装备管理活动进行检查,且舰船也会进行多次自查,所以动态检查会得到舰船在一段任务周期内的装备检查数据,在对这些数据信息进行集结时,本文引入动态综合评价方法对装备检查结果进行集结、分析,建立CTOWA算子对装备检查初始信息进行集结以便进行综合评价,最后对综合评价结果进行排序,综上,装备动态检查过程如图4所示。
图4 动态检查流程框图
郭亚军[5]在OWA算子的基础上,对按大小排序赋权的OWA算子改为以时间因素赋权,考虑不同时间点内评值的重要性,提出TOWA算子。
令N={1,2,…,n},称[ui,ai]为TOWA对,其中i∈N,ui为时间诱导分量,ai为数据分量,定义TOWA算子为
(1)
其中,W=(w1,w2,…,wn)T为时间权向量,满足wj∈[0,1],且为第j时刻的静态综合评价值,则称F是n维TOWA算子。
将舰船的人员状态、执行的训练任务、所处的装备管理环境等对舰船产生的影响统称为舰船所处状态ci,综合考虑舰船活动场所,将舰船状态细分为N种小状态,假设被评价舰船有n艘,评价指标为m个。
由于指标类型存在差异,为了便于进行信息集结,在元评价中已对所有数据进行一致化、标准化处理[13],
由于舰船所处状态和时间对装备检查会产生影响,而当前的信息集结算子全都不能反映状态因素的影响。为了更加合理的体现舰船所处状态和时间对舰船装备管理活动的影响,对舰船的装备管理工作有一个全面的评价,本文在考虑状态以及时间因素的情况下,提出CTOWA信息集结算子。
定义 令N={1,2,…,n}, j∈N;A={1,2,…,N},i∈A;在评价周期内,称舰船所处的cik状态为状态因子,表示舰船在i状态下的第k个任务状态;uij为ci状态下的时间分量;aij为数据分量,定义CTOWA集结算子为
(2)
其中, V=(v11,v12,…v21,…vNk)为状态向量,vik∈[0,1],且为时间权向量,wij∈[0,1]且为ci状态下第j时刻的静态综合评价值。
在CTOWA集结算子中,将舰船所处的状态作为一个优先级比时间更高的影响因子,在先行确定状态因子权重的基础上,再确定时间因素的权重,与动态检查更加匹配。
舰船装备管理活动受很多因素的影响,在动态检查方法中,状态因子的影响因素包括舰船人员状态、舰船状态持续时间、训练任务强度、装备管理环境。对状态因子来说,状态持续时间越长,状态因子的权重应该越大;任务强度越高,装备管理环境越恶劣,状态因子的权重应该越小;STA状态下状态因子应最小,STC状态应最大。
为了便于确定状态因子,引入强度因子λ,则有λ∈[0,1],且假设任务持续时间为t,评价周期为T,则有
(3)
为了对强度因子进行量化,下面对人员状态αi、装备管理环境εi以及训练任务βi分别进行赋值。
5.1.1 人员状态
舰船在各个人员状态下的人员、技术齐全程度不同,STA状态下的配置最为齐全,人员要求最高;STC状态下的人员在位率要求最低,人员合格率要求最低,在此基础上,对人员状态赋值如表1所示。
表1 舰船人员状态赋值
人员状态分值STA状态1STB状态1.2STC状态1.5
5.1.2 装备管理环境
舰船装备管理环境只需考虑港岸以及海上2种,港岸的装备管理环境好于海上的装备管理环境,由于装备管理环境并没有明确的等级划分,对其赋予分值范围,在评价时该具体分值由编队决定(分值只取小数点后一位),其分值范围赋值如表2所示。
表2 装备管理环境赋值
装备管理环境分值海区环境恶劣1~1.3海区环境正常1.4~1.7港岸1.8
5.1.3 训练任务
舰船在执行任务或者进行训练时,舰员工作强度较大,对应于该状态下的状态因子应较小。同样对其赋予分值范围,在评价时该具体分值由编队决定(分值只取小数点后一位),对其赋予分值范围如表3所示。
表3 训练任务分值
训练任务强度分值等级范围强度大1~1.3强度正常1.4~1.6修理休整1.8
通过对3个影响因素进行赋值可以用量化的形式表示强度因子,引入作为强度系数,则有
(4)
将作归一化处理,可得
(5)
其中,表示舰船在一段评价周期T内的所有强度系数之和。
在状态因子这一优先级较高的因素确定之后,时间权向量W的确定便成为最后一个问题,其确定的方法有熵值规划法[6,14]、最小方差法[15]等。时间权是指在评价中对不同时刻的重视程度,有“厚古薄今”思想和“厚今薄古”思想以及同等看重评价周期内的所有数据等思想,进行综合评价时,可以根据实际情况来选择相应的方法和理念,本文主要介绍熵值规划法,引入时间度θ和时间权熵δ,时间权确定模型如下:
(6)
(7)
根据管理者或者决策者对不同时刻的重视程度,赋予时间度(0,1)区间内的值,然后根据如下模型求解:
(8)
综上,动态检查方法归纳如下:首先舰船根据实际情况建立相应的装备动态检查方案,并进行自查;舰船自查完成后,编队对舰船自查进行元评价分析,得到舰船自查修正结果,并对舰船自查未查到部分建立装备检查方案进行检查,得到编队装备检查结果; 将所有检查结果根据建立的CTOWA信息集结算子对数据信息进行集结; 根据舰船所处状态的时间长度以及执行任务时的舰船状态,根据式(3)~式(5),确定各舰船的状态因子cik; 结合决策者的评价思想以及舰船实际情况,明确时间权确定的方法,根据式(6)~式(8)确定被评价对象各状态下的时间权向量W;根据式(2)得到各舰船最终的综合评价值F (cik,uij,aij);根据各舰船综合评价值的大小对被评价对象进行排序。
为验证可行性,本文以A、B、C等6艘舰船为研究对象,选取部分装备在一段时间内多个时间点的装备管理实践信息,同时结合舰船训练任务、人员状态以及装备管理环境建立装备检查方案得到初始检查结果作为舰船的自查结果。咨询有关专家进行元评价分析并对没有选取的部分装备在编队层面建立各舰船在各状态下的装备检查方案,得到检查修正结果以及未检查部分的专家评价结果,检查修正结果作为舰船装备自查修正结果,将专家评价结果作为编队检查结果,将2个评价结果进行相应的数据处理后舰船装备管理静态综合评价值(出于保密性考虑,略去原始数据),A、B、C等6艘舰船的静态综合评价值bij分别如表4~表9。
表4 A舰静态综合评价值
c1c2At1t2t3t1t2t3t4t5t6858175878888869084
表5 B舰静态综合评价值
c1c2c4Bt1t2t3t1t2t3t4t1t2848687758082869290
表6 C舰静态综合评价值
c2c3c4Ct1t2t3t4t1t2t1t28586848587889089
表7 D舰静态综合评价值
c3c5Dt1t2t3t4t1t2t3t4t5768185808491817584
表8 E舰静态综合评价值
c3c5c7Et1t2t3t4t1t2t3t1t2t389828480847786878378
表9 F舰静态综合评价值
c2c5c6Ft1t2t3t1t2t3t4t1t2t378859181798684788689
根据各舰船所处状态时间以及状态强度,结合式(2)、式(3)和式(4)得到各舰船的状态因子如表10。
表10 各舰状态因子值
c1c2c3c4c5c6c7A0.3450.655-----B0.410.46-0.13---C-0.230.390.38---D--0.724-0.276--E--0.296-0.486-0.218F-0.432--0.3940.174-
根据评价者的意向,并结合式(5)~式(7),得到各舰船在各状态下的时间权重如表11、表12。
表11 各舰不同状态下时间权重值(移动)
c1c2c3c4A(0.154,0.292,0.554)(0.103,0.123,0.146,0.174,0.207,0.247)--B(0.438,0.324,0.238)(0.461,0.276,0.165,0.098)-(0.8,0.2)C-(0.045,0.106,0.252,0.597)(0.7,0.3)(0.9,0.1)D--(0.597,0.252,0.107,0.044)-E--(0.146,0.199,0.276,0.379)-F-(0.766,0.188,0.046)--
表12 各舰不同状态下时间权重值
c5c6c7D(0.396,0.257,0.167,0.109,0.070)--E(0.427,0.325,0.248)-(0.154,0.292,0.554)F(0.567,0.259,0.119,0.055)(0.826,0.147,0.027)-
根据式(1),结合表4~表12,得到各舰的动态综合评价值如表13所示。
从表13可以看出:在动态管理模式下的装备管理水平为C舰>A舰>B舰>E舰>F舰>D舰,虽然6艘舰船在不同的状态、不同的任务环境下,但是通过状态因子的度量可以将6艘舰船的装备管理工作较为科学合理统一到一个尺度上,改进了传统的装备检查只在一个时间点用一种标准进行度量的不足。同时,动态检查是对装备管理的过程以及结果进行全方面的检查,与传统的检查方式相比,增加了对管理过程的考量。在动态检查下,即便舰船所处状态没有发生改变,不同时刻的装备管理水平有着不同的重要程度。有的舰船虽然某种状态下的静态评价值不高,但可能是其在该种状态下的训练任务强度大,海区环境较为恶劣,装备管理开展较为困难,可以通过状态因子的权衡反映了其装备管理工作处于一个正常的水平,同时可以将舰船的装备管理与任务实际情况结合,更加符合舰船装备动态检查的需要,使舰船间的横向对比更加公平合理。
表13 舰船动态综合评价值
舰船动态综合评价值排序A83.9792B83.0333C87.7061D80.0096E82.0974F80.3605
本文针对当前舰船装备检查方法难以适应装备检查需求问题,提出了一种新的动态检查方法。该方法与传统的装备检查方法的不同之处在于:该方法可以匹配舰船在不同环境下装备管理多变性、复杂性的特点,可以综合比较多艘舰船的装备管理水平,比较符合当前舰船装备管理的实际;考虑了状态和时间因素对于装备检查的影响,决策者和评价者可以根据舰船所处状态和任务复杂度更好地判断舰船的装备管理水平,避免了通过一套尺度对所有舰船的装备管理工作进行评判;在状态因子下引入时间参数,决策者和评价者能利用不同时刻的评价信息,对其赋予权重,从而对舰船的装备管理作出全面的评价。
[1] ZHU S J.Process management of warship equipment support[J].Chinese Journal of Ship Research,2016(04):71-75.
[2] 傅健,王明为,阮旻智.舰船装备舰员级维修精细化管理研究[J].兵器装备工程学报,2017(08):76-80.
[3] 张晶.IETM在舰船装备日常管理中的应用研究[J].工业控制计算机,2013, 26(04):100-101.
[4] 丛涵夫,胡涛,杨春辉.基于兵力状态的舰艇装备动态管理模式设计[J].海军大连舰艇学院学报,2019,42 (01):19-23.
[5] YAGER R R.On ordered weight averaging aggregation operators in multi-criteria decision making[J].IEEE Trans on Systems,Man,and Cybernetics, 1988,18(01):183-190.
[6] 郭亚军,姚远,易平涛.一种动态综合评价方法及应用[J].系统工程理论与实践,2007(10):154-158.
[7] 易平涛,李伟伟,郭亚军.动态不确定评价问题的随机聚合求解及应用[J].系统工程理论与实践,2019,39(05):1278-1286.
[8] 张秦,方志耕,蔡佳佳,等.基于广义灰色激励因子的多源不确定性指标动态综合评价模型研究[J].系统工程与电子技术,2019,41(03):586-593.
[9] 侯芳,刁鹏.具有预置群体激励特征的群组评价方法[J].系统工程理论与实践,2019,39(08):2116-2125.
[10] 刘小华.军械装备检查考评指标体系的构建[J].化学工程与装备,2016(01):159-161.
[11] SCRIVEN M.An Introduction to Meta evaluation[J].Educational Product Report,1969(02):36-38.
[12] 周立尧,刘小方,王亚光.导弹部队作战单元保障能力评估[J].兵工自动化,2020,39(09):54-58.
[13] 程启月.评测指标权重确定的结构熵权法[J].系统工程理论与实践,2010,30(07):1225-1228.
[14] 张发明.综合评价基础方法及应用[M].北京:科学出版社,2018.
[15] 郭亚军,唐海勇,曲道钢.基于最小方差的动态综合评价方法及应用[J].系统工程与电子技术,2010,32(06):1225-1228.
Citation format:FU Dingliang, YANG Bo, YANG Chunhui, et al.Research on Comprehensive Evaluation of Warship Equipment Dynamic Inspection[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2021,42(06):106-112.