航天裝備在役考核評(píng)估方法研究

楊 萍，秦留洋，韓惠婕

（1.北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京 100094；2.北京航天測(cè)控技術(shù)有限公司，北京 100041）

0 引言

航天裝備研制技術(shù)要求高、成本高、周期長(zhǎng)，可靠性要求高，生產(chǎn)數(shù)量少，技術(shù)狀態(tài)變化快，因此科研試驗(yàn)性強(qiáng)［1］。航天裝備在役考核指的是在航天裝備列裝服役期間，為檢驗(yàn)“裝備滿足部隊(duì)作戰(zhàn)使用與保障要求的程度”所進(jìn)行的持續(xù)性的試驗(yàn)鑒定活動(dòng)。在役考核重點(diǎn)跟蹤掌握部隊(duì)裝備使用、保障、管理情況，完成在性能試驗(yàn)和作戰(zhàn)試驗(yàn)階段難以考核的內(nèi)容，促進(jìn)裝備的升級(jí)改進(jìn)。

在役考核的性質(zhì)和階段決定了對(duì)其分析評(píng)估的側(cè)重點(diǎn)與裝備研制和驗(yàn)證階段是不同的，主要聚焦于兩個(gè)方面。首先需要將裝備置于完整的作戰(zhàn)／保障的體系之下，注重全面、多維度的指標(biāo)考核。另外評(píng)估的關(guān)鍵問題是 “裝備是否能夠有效形成和保持既定的作戰(zhàn)使用能力，是否滿足服役要求”。

為解決上述在役考核關(guān)注的重難點(diǎn)，聚焦于航天裝備這一特定的領(lǐng)域，本文通過(guò)梳理航天裝備在役考核分析評(píng)估的評(píng)估重點(diǎn)，綜合分析層次分析法、模糊分析法、灰度關(guān)聯(lián)法等多種分析評(píng)估方法，在歸納對(duì)比多種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)的前提下，提出一種改良的層次灰色評(píng)估法，對(duì)航天裝備在役考核任務(wù)進(jìn)行全面、綜合的分析評(píng)估。

1 航天裝備在役考核評(píng)估

航天裝備指的是以衛(wèi)星為核心的空間裝備及以功能邏輯為依據(jù)構(gòu)建的有機(jī)整體（如星座）。航天裝備廣泛應(yīng)用于各種軍民領(lǐng)域，為國(guó)防發(fā)展、國(guó)民經(jīng)濟(jì)等保駕護(hù)航。為實(shí)現(xiàn)航天裝備的功能最大化發(fā)揮，對(duì)在軌服役的航天裝備進(jìn)行在役考核成為了航天裝備使用應(yīng)用和維護(hù)期間的重要工作，對(duì)航天裝備的運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)支援能力等指標(biāo)驗(yàn)證具有重要意義。

1.1 裝備在役考核關(guān)鍵問題

航天裝備在役考核是推進(jìn)航天裝備發(fā)展和應(yīng)用的重要手段，為此需要深入研究在役考核的特點(diǎn)。航天裝備在役考核具有 “平戰(zhàn)一體化、試戰(zhàn)一體化、天地一體化、虛實(shí)一體化、全軍一體化、軍民一體化”等六大一體化特點(diǎn)，決定了其組織實(shí)施涉及范圍廣，難度大，需要加強(qiáng)組織管理和綜合評(píng)估工作，確保在役考核能順利、高效地實(shí)施。在役考核階段的關(guān)鍵問題是裝備是否能夠有效形成和保持既定的作戰(zhàn)使用能力，滿足服役要求［2］。

結(jié)合在役考核的階段性特點(diǎn)，總結(jié)了裝備在役考核的關(guān)注側(cè)重點(diǎn)，為在役考核綜合評(píng)估的指標(biāo)體系建立提供了基礎(chǔ)。圖1為航天裝備在役考核的關(guān)注側(cè)重點(diǎn)。

圖1 航天裝備在役考核關(guān)注點(diǎn)

圖2 航天裝備在役考核指標(biāo)體系

1.2 航天裝備在役考核指標(biāo)

在役考核的內(nèi)容應(yīng)能夠反映影響裝備戰(zhàn)斗力發(fā)揮的關(guān)鍵問題或困擾裝備建設(shè)的實(shí)際問題。結(jié)合在役考核的階段性特點(diǎn)和功能定位，對(duì)于在役考核試驗(yàn)的綜合評(píng)估主要關(guān)注部隊(duì)適用性、質(zhì)量穩(wěn)定性、裝備經(jīng)濟(jì)性、裝備適配性、裝備適編性和作戰(zhàn)（保障）效能等6個(gè)方面［3-7］。

根據(jù)系統(tǒng)性、層次性、可測(cè)性、一致性、簡(jiǎn)明性和獨(dú)立性6項(xiàng)指標(biāo)選取原則，選取多層次、多方面的指標(biāo)，建立航天裝備在役考核評(píng)估模型。對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行分析檢驗(yàn)，確立評(píng)估模型。包括：

1）特征屬性分析：確定各指標(biāo)的本質(zhì)屬性；

2）滿足原則分析：判斷指標(biāo)體系的可用度；

3）信息來(lái)源分析：確定指標(biāo)參數(shù)值的科學(xué)有效性；

4）權(quán)重計(jì)算分析：確定指標(biāo)對(duì)總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度；

5）標(biāo)準(zhǔn)化分析：實(shí)現(xiàn)指標(biāo)間的可比性。

針對(duì)航天裝備的實(shí)際應(yīng)用情況，充分考慮不同的層級(jí)特點(diǎn)，航天裝備在役考核綜合評(píng)估的指標(biāo)體系對(duì)上述6個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化和完善。本文對(duì)其定義為4 個(gè)主要方面，分別為作戰(zhàn)效能、體系適應(yīng)性、作戰(zhàn)適用性和在役適用性。

1）作戰(zhàn)效能：是指航天裝備在實(shí)際使用條件下完成作戰(zhàn)（保障）任務(wù)時(shí)，發(fā)揮有效作用的程度。是裝備體系的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。反映了航天裝備滿足典型任務(wù)要求的可能程度；

2）體系適應(yīng)性：針對(duì)體系評(píng)估的特殊要求，設(shè)計(jì)體系適應(yīng)性指標(biāo)。是指在典型作戰(zhàn)場(chǎng)景下，航天裝備單裝或系統(tǒng)完成體系作戰(zhàn)使命任務(wù)時(shí)，起到的作用；

3）作戰(zhàn)適用性：是指航天裝備在列裝使用部隊(duì)后，處于實(shí)際使用環(huán)境條件下，滿足部隊(duì)訓(xùn)練和作戰(zhàn)使用要求的程度；

4）在役適用性：是在役考核階段的特殊指標(biāo)，綜合考慮裝備系統(tǒng)的在役特性，對(duì)系統(tǒng)可用性、可靠性等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在裝備實(shí)際服役階段判斷系統(tǒng)令人滿意地投人外場(chǎng)使用并維持自身預(yù)定性能的程度。

在役適用性包含了裝備經(jīng)濟(jì)性（最大化裝備應(yīng)用效能，同時(shí)最小化應(yīng)用成本）、適配性（保證裝備體系有機(jī)融合、力量倍增的重要因，是衡量各構(gòu)成要素之間的匹配程度的重要指標(biāo)和依據(jù)）和適編性（裝備編配是否與部隊(duì)現(xiàn)行編制契合，部隊(duì)等裝備使用機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員編配、職責(zé)分工與裝備能否有機(jī)融合）等多重指標(biāo)。

航天裝備在役考核綜合評(píng)估結(jié)果由各上述各指標(biāo)綜合計(jì)算得到。

2 傳統(tǒng)評(píng)估方法的應(yīng)用與局限

裝備綜合能力的評(píng)價(jià)評(píng)估方法，根據(jù)其參評(píng)因素的選擇、指標(biāo)權(quán)重的確定、數(shù)學(xué)計(jì)算方法的應(yīng)用等維度的區(qū)別和不同，在當(dāng)前階段，主要包括層次分析法、模糊評(píng)判法、主成分分析法、灰色聚類法等［8-10］。

2.1 層次分析法

層次分析法是一種多目標(biāo)決策方法，是將主觀判斷客觀化的多維決策分析方法［11-13］。層次分析法建立一個(gè)描述系統(tǒng)功能或特征的內(nèi)部獨(dú)立的層次結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩兩比較因素的相對(duì)重要性，構(gòu)造上層某要素對(duì)下層相關(guān)元素的權(quán)重判斷矩陣。通過(guò)將決策問題的元素逐層逐級(jí)進(jìn)行分解（自上而下），以指定的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行逐層逐級(jí)的綜合（自下而上），以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的完成指標(biāo)的綜合評(píng)估和決策的方法。層次分析法具有實(shí)用性、系統(tǒng)性、簡(jiǎn)潔性等優(yōu)點(diǎn)。

因判斷矩陣不一致，單一應(yīng)用層次分析法會(huì)產(chǎn)生多次調(diào)整和檢驗(yàn)過(guò)程，涉及眾多復(fù)雜計(jì)算，存在一定的缺陷。

2.2 主成份分析法

在綜合評(píng)估過(guò)程中，影響評(píng)估結(jié)果的成分分量繁雜眾多，每個(gè)變量都在不同程度上反映了所研究問題的某些信息。然而各個(gè)分量的影響程度也不盡相同，在兼顧評(píng)估效率和準(zhǔn)確率的前提下，通過(guò)對(duì)成分集 “降維”的方法，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)綜合指標(biāo)的方法稱為主成分分析法。

主成分分析法雖然可以降低變量的維度，然而航天裝備在役考核的綜合評(píng)估難以對(duì)指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的析分簡(jiǎn)化，定量定性評(píng)估因素復(fù)雜、參數(shù)繁瑣。另外但是主成分分析法僅應(yīng)用于靜態(tài)情況下的參數(shù)計(jì)算和分析評(píng)估，無(wú)法在動(dòng)態(tài)情況下對(duì)航天裝備的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行處理，難以適應(yīng)航天裝備動(dòng)態(tài)評(píng)估的需求［14-15］。

2.3 模糊評(píng)判法

模糊評(píng)判法是對(duì)受多個(gè)因素影響的事物做出全面有效的一種綜合評(píng)價(jià)方法。基于模糊數(shù)學(xué)理論中的模糊隸屬度相關(guān)概念，將復(fù)雜多元的評(píng)價(jià)過(guò)程量化［16］。

模糊評(píng)判法在使用過(guò)程中要求分析者能準(zhǔn)確地給出各指標(biāo)的模糊隸屬度函數(shù)，而模糊隸屬關(guān)系和量化函數(shù)的準(zhǔn)確性與適應(yīng)性在現(xiàn)階段缺乏相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)人員的條件下難以保證，實(shí)際應(yīng)用相當(dāng)困難和死板，存在一定的缺陷。

2.4 灰色聚類法

灰色聚類法作為一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法，通過(guò)分析系統(tǒng)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)指標(biāo)的綜合評(píng)判?；疑P(guān)聯(lián)度是表征指標(biāo)因素之間關(guān)系的重要度量，通過(guò)判定多因素的大小順序或強(qiáng)弱關(guān)系，形成灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，反應(yīng)各評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)參考對(duì)象的距離［17-19］，從而判定指標(biāo)因素的綜合情況。

灰色聚類法通過(guò)創(chuàng)建并分析灰色關(guān)聯(lián)矩陣，將指標(biāo)因素和評(píng)價(jià)對(duì)象聚集為若干可定義類別，通過(guò)對(duì)己知信息的集成開發(fā)和挖掘，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)。正確把握和描述系統(tǒng)運(yùn)行行為和演化規(guī)律。

在實(shí)際應(yīng)用中，灰色聚類法也存在一定的不足?；疑u(píng)估模型的開發(fā)和應(yīng)用，需要大量的借助專家資源，根據(jù)專家的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)指標(biāo)確定權(quán)重，會(huì)產(chǎn)生明顯的主觀性偏差。

3 層次灰色評(píng)估法

由上述分析可知，傳統(tǒng)的單一評(píng)估方法難以直接應(yīng)用于航天裝備的在役考核綜合評(píng)估的領(lǐng)域。本文通過(guò)綜合層次分析法和灰度關(guān)聯(lián)聚類法，提出一種改良的層次灰色評(píng)估法?；谪S富的專家知識(shí)，采用一種自主迭代權(quán)重向量生成方法，實(shí)現(xiàn)權(quán)重的自適應(yīng)生成和優(yōu)化迭代。更為科學(xué)地對(duì)航天裝備在役考核進(jìn)行綜合分析和評(píng)估。

層次灰色評(píng)估法首先對(duì)航天裝備在役考核的核心指標(biāo)參數(shù)因素進(jìn)行分析，然后通過(guò)層次分析法確定各因素的權(quán)重集，再根據(jù)灰色評(píng)估模型，聯(lián)合運(yùn)用灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)量化比較指標(biāo)，對(duì)航天裝備在役考核進(jìn)行總體評(píng)估。具體過(guò)程如圖3所示。

圖3 層次灰色評(píng)估法流程

1）確定評(píng)價(jià)因素集與評(píng)級(jí)等級(jí)。各指標(biāo)均是由底層指標(biāo)綜合而來(lái)，指標(biāo)的下級(jí)指標(biāo)作為該指標(biāo)的評(píng)價(jià)因素集被賦予權(quán)重?？杀硎緸閁＝｛u1，u2，…，uN｝；

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)是定性指標(biāo)時(shí)，需通過(guò)制定指標(biāo)評(píng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將其轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)。采用評(píng)價(jià)標(biāo)度對(duì)指標(biāo)進(jìn)行相對(duì)性歸一化計(jì)算。評(píng)價(jià)標(biāo)度是各個(gè)因素的相對(duì)重要程度，本文采用9 級(jí)標(biāo)度法，可以得到更加精確的權(quán)重計(jì)算結(jié)果。表1為標(biāo)度含義說(shuō)明；

表1 9值標(biāo)度法含義說(shuō)明

2）確定中間層和指標(biāo)層權(quán)重。利用層次分析法（AHP）確定權(quán)重集，首先構(gòu)造評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣，并對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。以評(píng)價(jià)因素級(jí)U為行列，構(gòu)建相對(duì)權(quán)重矩陣A。規(guī)定矩陣元素aij為評(píng)價(jià)因素ui相對(duì)于uj的相對(duì)標(biāo)度。不難發(fā)現(xiàn)，A為N階正互反方陣。即滿足：

然后確定評(píng)估指標(biāo)結(jié)構(gòu)體系中各個(gè)層次相對(duì)于上一層的權(quán)重集。運(yùn)用AHP確定權(quán)重集可以減少依靠專家經(jīng)驗(yàn)賦權(quán)法的主觀性，提高所確定權(quán)重集的客觀準(zhǔn)確性。

計(jì)算歸一化權(quán)重值。根據(jù)相對(duì)權(quán)重矩陣計(jì)算下一層指標(biāo)對(duì)于上一層指標(biāo)的重要性權(quán)重AW＝λmaxW。λmax是A的最大特征根，ω為與其對(duì)應(yīng)的特征向量。根據(jù)A的階數(shù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，對(duì)通過(guò)檢驗(yàn)的特征向量進(jìn)行歸一化處理，得到最終的歸一化權(quán)重向量。

3）組織專家組打分并確定樣本矩陣。組織評(píng)價(jià)專家組按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)航天裝備在役考核的綜合指標(biāo)參數(shù)情況，對(duì)作戰(zhàn)效能、體系適應(yīng)性、作戰(zhàn)適用性和在役適用性等指標(biāo)進(jìn)行基于專業(yè)知識(shí)和功能、任務(wù)等綜合因素的評(píng)估，得到評(píng)估樣本矩陣。假設(shè)第k個(gè)評(píng)估專家對(duì)指標(biāo)Cij給出的評(píng)分為dijk，得到該系統(tǒng)的評(píng)估樣本矩陣D：

4）確定評(píng)價(jià)灰類和白化權(quán)函數(shù)。鑒于評(píng)價(jià)專家在認(rèn)識(shí)水平上的差異，評(píng)估樣本矩陣僅僅反映一個(gè)指標(biāo)灰數(shù)的白化值。需要確定評(píng)估灰類，即確定其等級(jí)數(shù)、灰數(shù)及灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)。由于采用9值標(biāo)度法，含有5個(gè)主要的標(biāo)度值，因此分為5種評(píng)價(jià)灰類。

設(shè)第一種評(píng)估灰類e＝1，灰數(shù)?1∈［5，∞），白化權(quán)函數(shù)為：

設(shè)第二種評(píng)估灰類e＝2，灰數(shù)?2∈［0，4，8］，白化權(quán)函數(shù)為：

設(shè)第三種評(píng)估灰類e＝3，灰數(shù)?3∈［0，3，6］，白化權(quán)函數(shù)為：

設(shè)第四種評(píng)估灰類e＝4，灰數(shù)?4∈［0，2，4］，白化權(quán)函數(shù)為：

設(shè)第五種評(píng)估灰類e＝5，灰數(shù)?5∈［0，2，4］，白化權(quán)函數(shù)為：

5）求解灰色評(píng)價(jià)系數(shù)。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Cij屬于第e個(gè)評(píng)價(jià)灰類的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)記為xije，有：

式中，q為打分專家人數(shù)；fe為灰類e的白化權(quán)函數(shù)。屬于各個(gè)評(píng)價(jià)灰類的總灰色評(píng)價(jià)系數(shù)記為Xij，則有：

6）求解灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量及權(quán)矩陣。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Cij第e個(gè)評(píng)價(jià)灰類的灰色評(píng)價(jià)權(quán)為rije＝xije／Xij，Cij對(duì)各灰類的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量為rij。綜合權(quán)向量得到權(quán)矩陣為：

7）計(jì)算灰色綜合評(píng)價(jià)向量。用綜合權(quán)重評(píng)價(jià)集A與灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣R進(jìn)行運(yùn)算，求出灰色綜合評(píng)價(jià)向量：

8）求解綜合灰色評(píng)價(jià)值。對(duì)灰色綜合評(píng)價(jià)向量σ作進(jìn)一步單值處理，得到評(píng)估對(duì)象的綜合灰色評(píng)價(jià)值V，進(jìn)而得到各評(píng)價(jià)灰類等級(jí)類屬性U，從而求出綜合評(píng)價(jià)值：V＝σUT。

9）根據(jù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估航天裝備在役考核綜合指標(biāo)。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分等級(jí)和評(píng)價(jià)灰類的劃分結(jié)果，確定航天裝備在役考核綜合指標(biāo)各等級(jí)的綜合評(píng)價(jià)值范圍。

4 系統(tǒng)驗(yàn)證

為實(shí)現(xiàn)對(duì)層次灰色評(píng)估法在航天裝備在役考核過(guò)程中應(yīng)用的驗(yàn)證，基于自主研發(fā)的航天裝備在役考核綜合考核評(píng)估系統(tǒng)，采用基于該方法的綜合評(píng)估功能，分別對(duì)典型定量和定性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。選取人機(jī)結(jié)合性指標(biāo)作為定性指標(biāo)評(píng)估裝備的在役適應(yīng)性，選取質(zhì)量穩(wěn)定性指標(biāo)作為定量自閉啊評(píng)估裝備的作戰(zhàn)效能。

4.1 指標(biāo)參數(shù)處理

指標(biāo)評(píng)估過(guò)程中，需要對(duì)不同意義、不同量綱的指標(biāo)進(jìn)行去量綱化歸一標(biāo)準(zhǔn)處理，從而實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的綜合。根據(jù)指標(biāo)的意義和評(píng)估需求，不同指標(biāo)項(xiàng)歸一化遵循不同的標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)估中大量要素雖然可以定量描述，但由于影響裝備性能的各種要素的測(cè)試項(xiàng)目和量綱各不相同，數(shù)值量級(jí)相差也很大，所以綜合前必須將各種定量要素進(jìn)行統(tǒng)一量綱處理，才能進(jìn)一步比較綜合。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)量綱化處理，首先要明確各性能要素要求量值（即期望值），然后通過(guò)正確、合理的無(wú)量綱化模型，獲得各要素?zé)o量綱化評(píng)估值。該無(wú)量綱化評(píng)估值反映了各項(xiàng)要素的實(shí)際量值滿足需求的程度。

4.1.1 直線型模型

當(dāng)參數(shù)值有一最大允許值，且參數(shù)值越接近其最大允許值，對(duì)裝備質(zhì)量影響越大時(shí)，直線型模型可表示為：

x為參數(shù)值，x0參數(shù)最大允許值。

4.1.2 折線型模型

參數(shù)有上下限要求且參數(shù)處于邊限附近時(shí)質(zhì)量狀態(tài)較差采用折線型模型的無(wú)量綱化模型來(lái)分段處理：

x為參數(shù)值，x1、x2為參數(shù)技術(shù)要求值。

4.1.3 升半柯西分布模型［20］

參數(shù)有下限要求且實(shí)測(cè)值越小時(shí)質(zhì)量狀態(tài)越差，此時(shí)可采用升半柯西分布模型：

x為參數(shù)值，a參數(shù)技術(shù)要求值。

所有的多層指標(biāo)體系均有其下層指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和。表2給出典型案例中體系級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和單裝級(jí)的指標(biāo)體系和計(jì)算模型。

表2 相對(duì)權(quán)重信息采集表

4.2 定量指標(biāo)評(píng)估計(jì)算

選取質(zhì)量穩(wěn)定性作為代表性定量指標(biāo)，裝備質(zhì)量穩(wěn)定性通過(guò)核心參數(shù)的質(zhì)量穩(wěn)定性進(jìn)行表征。應(yīng)用層次分析法和解析法對(duì)多參數(shù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估計(jì)算。

對(duì)于特定參數(shù)θ，θ′0，θ0，θi分別為各參數(shù)的穩(wěn)定性要求值、出廠測(cè)試值和歷次新測(cè)值。根據(jù)不同參數(shù)的特性分4類計(jì)算其比值M。

K0，K′0，c分別為已知常數(shù)，M（φi）為已得出的和該參數(shù)相關(guān)的參數(shù)比值（選取的典型參數(shù)均相互獨(dú)立的情況系，M（φi）退化為0）。以廠家測(cè)試時(shí)間為0，其歷次測(cè)試時(shí)間為累加的天數(shù)ti，則有M（ti）＝kti。采用最小二乘法擬合得到：

則其穩(wěn)定性評(píng)估參數(shù)為：

其中：Tmax和Tmin分別為穩(wěn)定期的研制要求中的上下限，Es為穩(wěn)定性的下限評(píng)估值。

按照航天裝備參數(shù)數(shù)據(jù)體系進(jìn)行單參數(shù)穩(wěn)定性評(píng)估后，采用層次分析法，對(duì)各參數(shù)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行自適應(yīng)生成和驗(yàn)證，然后進(jìn)行逐層分析計(jì)算。

4.3 定性指標(biāo)計(jì)算

定性指標(biāo)計(jì)算中，需要應(yīng)用層次灰色評(píng)估法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行專家采集、歸一化處理和校驗(yàn)。采用9值標(biāo)度法和5級(jí)灰類進(jìn)行評(píng)估處理，對(duì)以人機(jī)結(jié)合性為代表的定性指標(biāo)進(jìn)行量化聚類和綜合評(píng)估。

首先分解人機(jī)結(jié)合性指標(biāo)為7個(gè)要素，然后根據(jù)要素的相對(duì)重要性進(jìn)行矩陣化處理和排列，如表2所示。

由專家對(duì)指標(biāo)相對(duì)重要性進(jìn)行打分排序（a11-a77），獲取判斷矩陣：

為后續(xù)的綜合加權(quán)計(jì)算提供依據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)用層次單排序法對(duì)權(quán)重進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，并賦予給相應(yīng)的指標(biāo)。

層次單排序法即通過(guò)上述矩陣的特征轉(zhuǎn)換與一致性校驗(yàn)，獲取自適應(yīng)的歸一化權(quán)重參數(shù)。具體方法如下：

根據(jù)上述判斷矩陣計(jì)算下一層指標(biāo)對(duì)于上一層指標(biāo)的重要性權(quán)重，計(jì)算判斷矩陣的特征根和特征向量。計(jì)算判斷矩陣D滿足：

其中：λmax是判斷矩陣D的最大特征根，w為與其對(duì)應(yīng)的特征向量。

在完成計(jì)算之后，進(jìn)行一致性檢查，對(duì)權(quán)重向量矩陣的一致性按照下式進(jìn)行檢查：

其中：n為矩陣階數(shù)，根據(jù)矩陣階數(shù)的差異，RI取值如表3所示。

表3 RI取值表

在完成權(quán)重的配置之后，定性指標(biāo)的計(jì)算采用調(diào)查問卷方法?；趯＜医?jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，為航天裝備的核心軟件的人機(jī)結(jié)合性進(jìn)行打分。表4 說(shuō)明了調(diào)查問卷的填報(bào)格式模板。

表4 專家滿意度調(diào)查表

對(duì)于單項(xiàng)定性指標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中航天裝備的工作情況和效能表現(xiàn)，由領(lǐng)域?qū)＜野凑丈媳硭募?jí)模糊度評(píng)價(jià)的劃分填寫調(diào)查問卷。采用模糊層次分析法進(jìn)行最終指標(biāo)的計(jì)算。

在獲取模糊隸屬度函數(shù)（包括優(yōu)良中差的正向和負(fù)向隸屬度）之后，對(duì)于人機(jī)結(jié)合性綜合指標(biāo)，通過(guò)模糊處理，每個(gè)指標(biāo)每一次的試驗(yàn)結(jié)果都可以轉(zhuǎn)化為模糊向量：

j＝1～ji表示指標(biāo)i的試驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本集。定性指標(biāo)向量Fji只有一個(gè)元素不為0，為1。于是可對(duì)各指標(biāo)的各次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合，形成評(píng)價(jià)向量：

各個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)向量合并在一起，構(gòu)成高層指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣P，于是高層指標(biāo)的聚合評(píng)價(jià)結(jié)果為E＝WP。

在完成綜合分析評(píng)估之后，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行回溯分析，對(duì)評(píng)估過(guò)程、評(píng)估模型、數(shù)據(jù)內(nèi)容等進(jìn)行復(fù)盤，發(fā)現(xiàn)問題、完善方案、更新裝備，實(shí)現(xiàn)完整的閉環(huán)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)太空戰(zhàn)略的逐步深入，航天裝備體系的逐漸完善，對(duì)核心裝備的在役考核階段的分析評(píng)估也越來(lái)越重要。本文重點(diǎn)圍繞航天裝備在役考核評(píng)估的關(guān)鍵問題，結(jié)合航天裝備的重點(diǎn)功能應(yīng)用，創(chuàng)建多層級(jí)在役考核評(píng)估指標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地評(píng)估裝備的綜合表現(xiàn)，摸清裝備在部隊(duì)服役期間的真實(shí)情況和底數(shù)，驗(yàn)證裝備各類效能和適用性提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。通過(guò)綜合比對(duì)多種評(píng)估方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改良的灰色層次評(píng)估法，融合了灰度關(guān)聯(lián)聚類和層次分析法的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了航天裝備在役考核的綜合評(píng)估，輔助相關(guān)人員和單位發(fā)覺影響裝備任務(wù)能力的制約因素或問題，特別是影響裝備使用性能發(fā)揮的裝備質(zhì)量問題、編配問題和保障問題等在役考核關(guān)注的核心問題，以及裝備使用效益的經(jīng)濟(jì)性問題等，支撐裝備研制開發(fā)、改進(jìn)升級(jí)、使用維護(hù)等全壽命周期的決策。