基于模糊综合评价法的装备定性指标评价问题研究

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基于模糊综合评价法的装备定性指标评价问题研究


  1. 郭华 2.张莹

  2. 1.国防大学联合勤务学院(北京)100089; .军事科学院系统工程研究院(北京)100020

摘要:装备效能评估问题一直是装备试验工作关注的重点问题,本文提出一种基于模糊综合评价法的装备定性指标评价方法,通过“确定两集”、“确定权重”、“建立单项评价矩阵”、“计算综合评价向量”的方法步骤进行装备定性指标评价的方法阐述。最后,根据装备人机适用性评估实例验证,得出该方法可以有效应用于装备试验设计中的结论。

关键词:模糊综合评价法 装备试验 评价 指标

一、问题描述

装备试验鉴定工作开展以来,装备效能和性能评估方法问题一直是当前研究的重点工作,尤其是定性指标的量化问题一直是难点。为提升装备定性指标评价的科学性,本文采用模糊综合评价法对装备定性指标进行评估。模糊定量评价法对评价对象及评价方案的优劣程度用优、良、差等模糊概念来表达了,它可以处理用其它方法无法处理的模糊信息。采用模糊综合评价的方法评价装备定性指标,对于提高装备试验科学水平具有重要作用。

二、定性指标量化模型和方法

在日常的装备试验实践过程中,往往要考虑多种不同的影响因素。有些影响因素可以用定量的方法进行量化处理,而有些因素只能用模糊的语言进行描述,如装备人机适用性中的舒适性、操控性和可达性等。模糊综合评价法就是针对这种情况而提出来的一种定性定量相结合的评价方法,它基于美国学者扎德提出的模糊数学概念,用模糊数学中的隶属度概念量化人对对象系统中各要素感觉好或者不好的程度,然后在对对象的各个主要要素进行重要性判断的基础上,给出各个因素的权重,运用模糊运算模型得到综合评价结果。

(一)确定评价指标集和评价等级集

1.评价指标集

评价指标体系是由表征评价对象各方面特性及其相互联系的多个指标,所构成的具有内在结构的有机整体。以评价装备人机适用性为例,构建指标体系如下图:

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2.评价等级集

心理学家米勒经过试验表明,在对不同的物体进行辨别时,普通人能够正确区别的等级在5级到9级之间,确定评判等级可用V表示:

V={v1,v2,…,vm};

比如,当评价装备人机适用性指标的评价等级为5时,评语级

V={优,良,中,可,差}。

(二)确定指标权重

指标权重是指标在整个指标体系中相对重要度的量数,亦称指标的权系数或权值。确定指标权重的方法通常采用专家打分法,在这里不过多赘述。针对评价装备人机适用性指标权重这一问题,根据专家打分情况统计(表1),经过按行求和和归一化处理得出权重向量:W=(0.25,0.4,0.35)。

表1:

评价

指标

专家打分情况

专家1

专家2

专家3

专家4

专家5

操控性

5.5

4.5

6

5

4

舒适性

8

9

8.5

7.5

7

可达性

6

8

8

7

6

注:这里使用1-10之间的数作为量化分数。

(三)建立单项评价矩阵

组织装备使用人员对系统指标进行评判,假设装备使用人员对评判等级V的评判频数为U={u1,u2,…,um},也就是说U为评价人员认为评价指标属于评价等级V的程度,一般使用统计法获得。定义U为系统指标对评判等级的V的隶属度向量,进而构建出评价指标的隶属度向量矩阵,用R表示。


6133272c4bb78_html_f1c037e68c4e0b8c.gif

(四)计算综合评价向量

根据模糊综合评价法中的综合计算方法,得出模糊综合评价的综合评价向量:

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在模糊综合评价中,模糊算子6133272c4bb78_html_4e0b31bc9a551588.gif 的选择应根据具体情况而定。装备人机适用性是多种因素影响的综合体现,因此,采用加权平均算子作为模糊算子。它对所有因素以权重大小均衡兼顾,考虑各因素起作用的情况, 比较适合于要求整体指标的情况。

进行综合评价,得到综合评价向量S

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三、计算实例

应用上述模糊综合评价方法和因素权重确定方法,对某型装备的人机适用性指标进行评估,可得到对应的评价矩阵和权重向量,如表2所示。

表2:

评价

内容

评价

指标

权重

评判等级

人机适用性

操控性

0.25

0.2

0.4

0.3

0.1

0

舒适性

0.40

0.1

0.2

0.4

0.2

0.1

可达性

0.35

0

0.3

0.2

0.4

0.1


其评价矩阵:6133272c4bb78_html_de587e785ac2228c.gif

根据专家打分,各指标权重向量W=(0.25,0.40,0.35)。

那么其综合评价向量:6133272c4bb78_html_4b17f5acb98128c5.gif 根据最大隶属度该型装备人机适用性评价等级为中,因此该型装备的人机适用性有待加强。

为将得到的结论量化,将上述结论进行单值化处理转化为通常采用的百分制形式,将评价等级中每个等级设立相应的量化分值:V={100,90,80,70,60}

评判等级

百分制

100

90

80

70

60

该装备人机结合性的综合评价分值为 81.05,效能评价等级为中。

四、结论

本文通过对装备定性指标的系统分析 ,建立了科学的综合评价指标体系,提出基于模糊综合评价的装备定性指标评估方法,对装备人机结合性进行全面、准确、综合的定量评价。该方法综合考虑定性指标的主观性问题,较好地解决了装备效能评估定性指标中存在不确定性的问题。采用方法模型和实例验证相结合的方法,使该模型更便于理解。根据装备人机适用性评估实例验证,该方法可以有效应用于装备试验设计中。

由于装备试验鉴定定性指标体系复杂,本文仅以一级指标为例进行模糊综合评价,遇到评价指标多层的情况,也可应用此方法计算出一级综合评价向量而后计算上一级综合评价向量,进而得出结论。


参考文献:

[1]毕文豪、张安、王安丽.基于模糊综合评价的光电对抗装备效能评估[J].火力与指挥控制,2013(4):60-63

[2]王丰、郭凌、姚大红.军事后勤装备模糊综合评价[J].系统工程理论与实践,1999(11):65-70