舰船装备论证方案经济性模糊评价与决策

马学军，张怀强，程郢瑞

(海军工程大学 装备经济管理系，湖北 武汉 430033)

舰船装备论证方案经济性模糊评价与决策

马学军，张怀强，程郢瑞

(海军工程大学 装备经济管理系，湖北 武汉 430033)

针对舰船装备论证方案的经济性评价与决策问题，从系统效能、费用、时间和风险4个方面建立一套全面而系统的评价指标体系。在对各类指标进行模糊化处理的基础上，构建舰船装备经济性的模糊综合评价模型，实现对论证方案经济性的全方位权衡与评价，可为论证方案的评价与决策提供一定参考。

论证方案；指标体系；模糊综合评价；舰船装备

0 引 言

随着舰船装备在现代战争中的作用和地位日渐凸显，现代舰船装备的结构日趋复杂，综合性能不断提高，同时其造价和维修保障费用也越来越高。在满足作战需求的前提下提高舰船装备的经济性，对于提高经费使用效益、实现舰船装备的可持续发展具有重要意义。舰船装备经济性的提高，关键在于论证。在舰船装备论证阶段对各备选方案进行经济性评价，关键是要综合考虑各种影响因素以建立合理的评价指标体系，在进行综合权衡分析的基础上，最终选出最优方案。

舰船装备经济性评价是一项复杂的系统工程，特别是在装备论证阶段，存在诸多不确定性因素。因此通过引入模糊理论，运用模糊数学的相关理论和方法，采用模糊综合评价法(The Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE)，可以充分考虑不可量化因素的影响，并能较好地解决指标不易量化、具有不确定性和模糊性等问题[1]，最终实现论证方案的综合分析与评价。

1 评价指标的选取

现代舰船装备大量采用新材料、新技术和新工艺，其研制周期越来越长，研制风险不断增大，稍有不慎，就可能由于进度拖延或风险过大而扩大费用需求，使舰船装备的经济性大打折扣，甚至导致费用超标和研制项目的失败。文献[2]提出在进行装备经济性评估时综合考虑费用、效能、时间3个因素。本文认为，对于舰船装备这类复杂大型装备的论证方案进行经济性评价，费用不再是唯一的考虑因素，而是应从舰船装备全系统、全寿命角度出发，将舰船装备的系统效能作为评价前提，将寿命周期费用作为评价基础，将寿命周期作为评价重点，将研制风险作为评价关键，以此确保最终方案具有“高质量”的经济性。

效能是评价舰船装备论证方案经济性的前提。在对舰船装备论证方案进行经济性评价的过程中，效能是基本前提，由于进行投资的目的就是获得具备一定效能的舰船装备以满足任务需求，钱花的值不值，研制装备的效能能否满足预期，这是进行费用决策时必须关注的焦点。如果脱离效能这一基本前提来评估论证方案的经济性，必然使舰船装备的经济性评价失去其最基本的意义。

费用是评价舰船装备论证方案经济性的基础。根据装备经济性的定义，装备的经济性是通过论证研制而赋予装备的一种固有属性，可用对各种资源的耗费数量来描述[3]。舰船装备对资源的消耗主要外在表现形式为费用，即装备寿命周期发生的费用状况是装备经济性的具体表现，各类舰船装备虽然使命任务各不相同，效能有高有低，寿命周期有长有短，但是费用却一直伴随着其寿命周期的始终，因此费用是进行舰船装备论证方案经济性评价的基础。

时间是评价舰船装备论证方案经济性的重点。现代舰船属于大型复杂武器装备，其全寿命周期跨度长达几十年，特别是研制周期，已成为舰船装备论证研制过程中各方都十分关注的问题[4]，因此分析舰船装备的费用和效能时必须要考虑时间因素的影响。一方面，费用的发生随着时间的推移而慢慢累积，费用的计算需要考虑资金的时间价值，另外时间跨度不同或者投资强度不同，经济性也会大不一样。另一方面，舰船装备随着时间的推移，由于其技术状态的变化必然会导致系统效能的变化，而且不同时期的军事需求也会发生变化，舰船装备效能满足军事需求的程度也会不同。

风险是评价舰船装备论证方案经济性的关键。舰船装备集机械、电子、现代光学和信息科学为一体，其复杂程度日益提高，且伴随着“三新”的应用，导致舰船装备研制阶段的不确定性因素增多。如果对研制风险的评估不够充分或者仅仅是被动地进行风险管理，必将会推迟研制或生产进度，使得采办项目经费反而会由于风险控制的代价不降反增，最终将会导致经费与需求的不匹配[5]。因此，通过将风险纳入早期论证方案经济性的评价范围，可以进一步认清方案的可行性和不确定性，从而确保预期费用目标、效能目标和进度目标的顺利实现。

在广泛征求专家意见的基础上，本文建立的舰船装备经济性评价指标体系如图1所示。

图1 舰船装备论证方案经济性综合评价指标体系Fig.1 Economic evaluation index system of demonstration programs of ship equipment

2 评价指标的模糊化处理

在舰船装备经济性评价指标体系中，效能、费用和周期类指标属于定量指标，可用解析方法得到[6]。但由于其量纲和函数关系不同，不具有可比性，各指标的含义不同，对指标的要求也不同，有的要求越大越好(效能类指标)，有的要求越小越好(费用类指标)，有的要求适中(部分周期类指标)，因此首先应对指标进行模糊化处理。舰船装备经济性评价涉及到多层次的因素集，为了实施多级模糊综合评价，可引入满意度概念，即以实际值相对于理想值来说，其满意程度或匹配程度。对于取值要求越大越好的指标，令

式中，pm为要求取值越大越好的指标值；Qmax为指标理想最大值；Qmin为指标理想最小值。类似可处理要求越小越好的指标。

对于要求适中的指标，令

对于其他不能用精确数学表达式表示的定性指标(部分风险类指标)，可首先建立评语集，然后采用专家评分法来确定它们的取值。这里假设评语集为V={优 良 中 差}，专家对某个指标进行打分后，根据各因素的专家评语百分比得到评语矩阵

式中rij为对第i个因素推荐第j种评语的专家百分比。

采用层次分析法确定各评价因素的权重Z=(z1,z2,…,zn)，进一步求得模糊综合评价集合T=Z·R=(t1,t2,t3,t4)，对T作归一化处理后得到T′，至此得出各评价结果隶属于评语集的隶属度。为了对定性指标进行量化比较，可对该类指标进行如下模糊处理[7]：

Sm=100×W·(T′)T。

式中W=(W1,W2,W3,W4)为评价集等级权重向量，W可为任一递减数列。

3 评价模型的建立

3.1 用层次分析法确定指标权重

层次分析法可以将决策者的专业知识和经验判断充分予以量化，克服其他方法的弊端，尤其对于解决难以量化处理的方案选择、决策和评估问题具有良好的适用性[8]。采用层次分析法确定各评价指标对应于上一层的相对重要性的权值的步骤如下：

1)对同一层次的指标关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造判断矩阵；

2)计算判断矩阵的最大特征值λmax和最大特征值的特征向量；

3)对最大特征值的特征向量进行归一化处理得到权向量A；

4)进行一致性检验。

3.2 进行模糊综合运算

为进行模糊综合评价，可将匹配要求看作是一模糊集合概念，指标满意度看作是模糊隶属度。在对各指标进行模糊化处理并确定其权重的基础上，根据舰船装备经济性评价指标体系，建立三级模糊综合评价模型，各级模糊综合评价模型如下：

1)一级模糊综合评价模型

式中：N为一级指标的个数；Bi为第i个一级指标的综合评价值。

2)二级模糊综合评价模型

式中：ni为第i个一级指标所包含的二级指标个数；Bini为第i个一级指标中的第ni个二级指标的综合评价值。

3)三级模糊综合评价模型

Bij=Aij·Rij，i=1,2,…,N，j=1,2,…,ni。

式中Rij为三级指标模糊化处理后的值。

4 实例分析

运用上述指标权重确定方法和模糊处理方法，假设得到某型舰船2种设计方案及指标权重值如表1所示。

表1 舰船装备论证方案经济性模糊综合评价

根据评价结果可知，方案1的装备经济性为0.8078，较为满意；方案2的装备经济性为0.7790，基本满意。舰船经济性设计方案1优于方案2。

5 结 语

本文针对舰船装备论证方案的经济性评价与决策问题，建立了一套较为系统而全面的经济性综合评价指标体系，在对不同类型的指标进行量化的基础上，进一步建立了舰船装备论证方案经济性的模糊综合评价模型，可以为论证方案的经济性评价与决策提供有益参考。但在具体评价过程中，还有许多问题有待进一步深入研究，如定性指标的量化、指标权重的确定等，这些问题直接关系到评价结果的有效性，需要对此开展深入研究。

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A fuzzy-based economic evaluation and decision-making model of demonstration programs of ship equipment

MA Xue-jun,ZHANG Huai-qiang,CHENG Ying-rui

(Department of Equipment Economics and Management,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China)

In order to solve the economic evaluation and decision-making of demonstration programs of ship equipment, an integrated and systematic evaluation index system was proposed, which was constructed from four aspects of the effectiveness index, the cost index, the time index and the risk index. On the basis of fuzzy processing of various indexes, a fuzzy comprehensive evaluation model of economics was established which can realize a comprehensive balance and evaluation of demonstration programs and provide a useful reference for the evaluation and decision-making of demonstration programs.

demonstration programs;index system;fuzzy comprehensive evaluation;ship equipment

2013-05-02；

2013-05-31

马学军(1990-)，男，硕士研究生，研究方向为装备经济管理。

C931

A

1672-7649(2014)07-0146-04

10.3404/j.issn.1672-7649.2014.07.031