基于QFD的装备保障训练效果评估方法研究

冯星杰, 朱建冲

(1.海军工程大学 管理工程系,湖北 武汉 430033; 2.中国人民解放军73228部队,浙江 杭州 311113)

基于QFD的装备保障训练效果评估方法研究

冯星杰1,2, 朱建冲1

(1.海军工程大学 管理工程系,湖北 武汉 430033; 2.中国人民解放军73228部队,浙江 杭州 311113)

针对部队装备保障训练评估的方法简单、标准不统一、缺乏实战背景等问题,提出了一种以作战任务需求为牵引的装备保障训练计划制定方法,将部队作战需求层次化,在作战任务行动需求和装备保障能力之间建立直接的映射。采用质量屋技术具体构建了由作战任务到装备保障能力指标的关系矩阵,并综合考虑保障能力指标之间的制约关系对矩阵进行了精确修正。以作战任务需求为中心,建立了任务满足度评价矩阵,综合关系矩阵和训练考核成绩向量形成最终的训练效益评价结果,从而将装备保障训练评估与作战需求有机结合。通过仿真验证了基于QFD(质量功能展开)理论的装备保障训练质量评估技术的有效性,装备保障训练效果评估方法也可用于分析原有训练计划的不足,解决部队训练计划的优化问题。

质量功能展开; 质量屋; 装备保障

1 引 言

装备保障训练效果评估主要是以部队行动任务为中心,不同的行动任务对部队装备保障能力的要求有所不同,需要对部队装备保障训练能力进行定量分析和定量计算,从而评估不同行动任务条件下部队装备保障能力的适应性,这有助于发现不同行动任务条件下部队装备保障能力训练的需求特征这样可以牢牢把握不同行动任务条件下部队装备保障训练的重点,为科学评估装备保障训练实效和后期训练计划调整优化提供参考,从而提高训练效果。

装备保障训练评估可以鉴定一支部队的训练效果的好坏,并以此总结出平时装备保障训练过程中成功的经验和失败的教训,为日后不断提高装备保障训练水平提供了一种有效的手段。装备保障训练评估的对象主要是装备保障训练效果,是部队管理行为中不可或缺的一部分。

在装备保障训练效果评估的研究领域中,苏祥定[1]对部队军事训练进行了评估和分析;徐文涛[2]对作战部队基层军官岗位培训效果进行了评估;陈春良[3]对装甲装备质量进行了深度的分析。可以从中看出,装备保障训练评估具有以下几个特点:

(1) 完整性。装备保障训练评估要求单位或者个人在完成了所有大纲规定的训练内容的情况下才能进行。

(2) 严格性。装备保障训练的评估结果,必须严格按照训练大纲严格规定的训练评定标准,大纲的评估结果一般不会根据年度的不同而有所调整。

(3) 科学性。训练大纲规定中对于训练的评估标准,是军内外各类专家及部队通过长期开展训练的经验总结各项数据科学统筹而得出来的[1]。

从文献中也可以看出,目前装备保障训练评估存在评估方法科学性较弱的问题,我军对于部队训练评估一直处在探索的阶段,评估的方法的科学性还不够强,尤其是有些单位甚至会生搬硬套外军的评估方法,而这些方法并不适合本单位的实际情况,并且缺乏统一的评估标准,训练效果评估流程不完善等问题[2]。由此可以看出,没有建立完善的训练评估流程,对于训练评估的影响非常大。针对目前装备保障评估存在的问题,本文将质量功能展开方法(QFD)运用于部队装备保障训练效果评估。Bob King发表了《用一半的时间做更好的设计》、L.Sullivan发表的《质量机能展开》以及Don.Clausing与J.Hauser发表的《质量屋》。由此可以看出质量功能展开对于产品设计评估具有较高的效益,可以大大提高部队装备保障训练的效果。

综合上述分析,本文建立了一个合理完善的训练评估流程,可以从各个方面对训练进行实时的监控,能够很好地把握训练发展的动向,及时发现并解决训练中存在的问题,为下一步工作的顺利开展打下基础,有效提升了部队战斗力。

2 质量功能展开(QFD)理论基础

质量功能展开(Quality Function Deployment,QFD)最早是由赤尾洋二[4]在1966年提出的,并相继被松下电器、丰田公司、Kayaba液压设备公司等多家公司所采用,用于降低新产品的开发成本,缩短产品开发周期[5]。

QFD在80年代中期传入美国,之后传入欧洲。随后,其它许多公司比如IBM、AT&T、惠普等也相继尝试了QFD技术。QFD在上世纪90年代初传入中国,目前浙江大学QFD研究所已经发展成为世界上规模最大的QFD研究基地,并多次被列入国家重大基金研究计划[6]。

QFD的核心内容是通过满足客户需求为目标,在产品的开发设计等阶段考虑制造问题,尽量将产品生产开发过程中可能遇到的问题提前揭露出来,从而将客户的需求可以很好地融入产品的设计过程中去,并最终完成客户的需求转换,提高生产质量。通过研究“做什么”和“怎么做”,将“模糊”的客户需求转化成为容易理解的产品特性或指标,并将其应用到产品的开发和设计中去,使所开发的产品能够充分符合客户需求[3]。

目前QFD技术分析主要有两种模式[7]:赤尾模式和四阶段模式。赤尾模式是由赤尾洋二提出的综合性质量部署框架,采用了矩阵展开框架,可以保证客户的需求体现在产品开发的过程中。四阶段模式[3]是现在公认的比较简洁明了的模式,四阶段模式是美国供应商协会(ASI)所提倡的,瀑布式的分解更加清晰明了易于理解,可以更好的对产品进行开发和控制。四阶段模式[8-9]如图1所示:

图1 QFD四阶段模式Fig.1 QFD four stages pattern

质量屋是一种具体在实现产品开发中需求转换的工具。质量屋的雏形为质量表,由于质量表的样子很像一座房屋,因此被形象地称为质量屋(House Of Quality)。

质量屋主要包括以下几个部分[10],如图2所示。

图2 HOQ结构图Fig.2 HOQ structure diagram

3 装备保障训练效果评估方法

依据QFD理论和质量屋的产品设计方法已被实践证明是十分有效的,其过程是以客户需求为出发点,将用户需求与产品性能之间建立映射关系,综合权衡和评价产品设计的特性和性能,最终形成产品设计方案对客户需求满足程度的评价结果;该过程与装备保障训练效果评估问题的解决流程有相似之处,故本文考虑以该方法为基础,从部队作战任务需求为出发点,采用QFD理论和质量屋方法建立任务需求与装备保障能力之间的映射,综合评价装备保障训练的质量,形成对装备保障能力相对于任务需求满足程度的评价结果,采用该评价方法可避免部队装备保障训练的盲目性,为有针对性指导训练提供重要参考,使其更适应部队作战的需要。

本文将基于质量功能展开QFD及其核心工具质量屋技术HOQ提出部队装备保障训练效果的评估模型。通过这一方法可以分析部队可能面临的任务和行动任务,将部队装备保障能力需求层次化,在作战任务行动需求和装备保障能力之间建立直接的映射,进而分析得到部队装备保障训练满足任务需求的情况,从而根据部队所面临的行动任务对部队装备保障训练效果进行有效地跟踪、控制和分析。

在装备保障训练评价质量屋中[3,11],左墙为部队可能担负的任务行动需求,其需求权重通过调研及AHP方法获得;天花板是为了满足任务需求,通过装备保障训练获得的保障能力指标;屋顶为能力指标的自相关矩阵,表征了各指标之间的相互影响作用;质量屋的房间为任务需求与保障能力之间的关系矩阵,用于建立需求与能力之间的映射;质量屋的地板为现有装备的固有能力特征参数,为任务需求满足程度的计算提供基础;质量屋的右墙为评价矩阵,用于最终评价获取任务需求的满足程度。采用QFD理论和质量屋评估方法,对部队装备保障训练效果评估的过程如图3所示。

图3 装备保障训练效果评估流程示意图Fig.3 Procedure of equipment support training evaluation

如图3所示为装备保障训练效果评估的过程。部队作战任务是部队一切工作的牵引和中心,装备保障训练也是为了这个中心服务的。从训练效果、保障能力和行动任务三者的关系来看,行动任务是装备保障的终极目的,换句话说,保障作战任务的顺利完成是衡量装备保障是否有效的唯一标准;保障能力可以理解为评判部队完成装备保障工作的质量高低,可以从具体的装备方面对能力层次进行细分,比如机动能力、通讯能力等等;训练效果则是对装备保障部队和分队训练水平的评价,它是对训练成绩数据的进一步综合和整理,是对训练质效的最直接的衡量。由三方面因素的内涵分析,可以这样认为:行动任务作为部队的主要存在价值体现,其需求决定了保障能力的内容,而保障能力的衡量指标则是训练效果直接联系的,三者是紧密联系的,并且可以通过数学方法形成完整的映射关系。

第一步,确定部队行动任务。QFD在系统工程中是满足“客户”的需求,对于部队而言,其应用需求在于保证作战任务和行动的成功实施,确定目前部队装备保障所担负的主要行动任务,作为质量屋的输入。由于各个部队所在的地理位置不同,气候、水文、地形、社会环境等因素也区别很大,上级赋予的任务各不相同,为研究部队任务对装备保障训练评价的影响,必须对部队担负的任务进行研究。

第二步,确定目标任务的权重。通过层次分析法(AHP)得出部队主要涉及任务的权重,权重的大小标志着部队所参与任务的比例的大小,如:部队所担负的任务分为任务一、任务二、任务三,其权重分别为0.1、0.3、0.6,可以看出任务一在部队所有参与任务中的比例最小,而任务三则是最大。权重用矩阵W=(W1,W2,……,Wn-1,Wn)表示。

第三步,建立评估指标。评估指标是通过咨询军内外装备领域相关专家及部队司令机关和装备部门的调查研究,对特定武器装备系统能力进行进一步划分,进而获得装备系统的具体性能指标体系。

第四步,建立装备保障能力指标之间的关系矩阵。装备保障能力指标之间的关系矩阵是用来表示各指标之间的相互关系,即相互影响程度,能够反映出当一项指标能力变化时对其它指标能力的影响。装备保障能力指标之间的相互关系主要存在正相关、负相关以及不相关这三种关系。正相关是指当一个装备保障能力指标特征变强时,另一个装备保障能力指标也同时会变强,通常用0～1之间的数来表示。负相关是指当一个装备保障能力指标变强时,另一个装备保障能力指标则会变弱,通常用-1～0之间的数来表示。不相关则用数字0来表示。用关系矩阵A来表示:

(1)

第五步,建立装备保障能力指标与部队行动任务之间的关系矩阵。该矩阵用于描述装备保障能力指标与部队行动任务的相关程度,即不同指标对于任务的影响。不同任务行动对于不同装备保障能力的依赖程度是不同的,如:在突击作战中,部队对某装备的行动能力要求比例较高,需要该装备具有较强的突击能力来完成作战任务;但在阵地作战中,部队则会要求同一装备在防护能力上更具优势,而对于行动能力的要求则不会那么高。这就要求装备保障部队需要根据实战要求,按照各项系统指标对该任务影响的强弱对装备进行保障,一般分为极强相关、强相关、一般相关、弱相关和不相关,依次用“☆”“△”“□”“○”“◎”表示,分别取值9,5,3,1,0表示[11]。得到关系矩阵:

(2)

第六步,原始的关系矩阵D仅表征了任务需求与保障能力之间的关系,却没有考虑保障能力指标之间的相互关系,而保障能力指标之间可能会存在促进或者互斥等相关性,这对于最终计算任务需求满足度都是有影响的。为了体现这种影响,需要建立相关性矩阵A对关系矩阵D进行修正,以获得修正后的矩阵,经过关系矩阵A修正后的矩阵由D*表示:

(3)

第七步,计算各任务的满足程度。依据修订后的关系矩阵D*,一级指标的评价结果R=(r1,r2,r3,…,rn)。R为系统的能力指标,表示具体装备的固有特性满足部队行动任务需求度的程度,通过部队装备训练考核得出。建立部队任务与装备保障能力的映射,通过将其关系矩阵相乘,就可以得出各个目标的满足程度F:

(4)

第八步,计算所有任务满足度,通过将各目标满足度与任务权重向量相乘,即可得到质量屋的输出,即总的任务满足度F*:

(5)

本文首先采用专家评分法对部队装备保障训练效果进行评价是由于许多军事专家对部队训练了解比较深入,可以根据多年的部队经验对训练效果进行评价,对于部队训练效果的提升具有一定的帮助和参考。但是由于人为因素所占比重较大,每一位专家不可能对训练的所有方面都把控到位,因此评价就存在片面性和局限性,这时候就需要进行复杂的数据分析和处理,使训练效果评价得到进一步的细化和完善,从而使训练评价更具备科学性,为日后训练的开展提供更好更全面的帮助。

4 装备保障训练效果评估实例

4.1 行动任务需求分析

某部为我军XX地区的主要作战力量,可能执行的任务行动有:机动突击行动、防空作战行动等,由于该集团军地处XX省,降水丰沛、河湖密布、地震多发,因此可能担负抗震救灾、抗洪抢险等一系列非战争军事行动。

通过进一步调研以及咨询部队作战训练部门,结合个人对作战及装备保障相关理论的分析,最终确定如下六项作为某部担负的主要任务:机动突击行动、防空作战行动、登陆联合作战行动、封锁控制行动、城市作战行动及非战争军事行动,下面将以此为基础对装备保障训练评估进行实例研究。

4.2 目标任务权重确定

本文就某部所担负行动的装备保障任务为基础,并通过AHP法确定行动任务的权重。在课题研究过程中,通过咨询部队相关人员及专家,对某部担负的各项任务重要程度进行调查,根据专家打分法,得出指标的判断矩阵如表1所示。

表1 指标判断矩阵

0.596517 0.160362 1.562558]T

W=[0.047667 0.178114 0.387 646

0.099419 0.026 727 0.260426]T

即,各任务指标权重为:

机动突击行动的权重为:W1=0.047667;

防空作战行动的权重为:W2=0.178114;

登录联合作战行动的权重为:W3=0.387646;

封锁作战行动的权重为:W4=0.099419;

城市作战行动的权重为:W5=0.026727;

非战争军事行动的权重为:W6=0.260426。

(4) 一致性检验。为了验证运用AHP法得到的基本结论是否合理,可利用方根法求出最大特征值以及其对应的特征向量。

首先,计算判断矩阵的最大特征根λmax:

[0.2870 1.1604 2.5128

0.6255 0.1635 1.7069]T

其中,n为体系中指标个数。

其次,计算一致性指标CI:

平均一致性指标RI如表2所示。由表2可知,当n=6时,RI=1.2494。

最后计算CR=CI/RI=0.066613/1.2494=0.053<0.1,表明该判断矩阵具有满意一致性,则W=[0.047667,0.178114,0.387646,0.099149,0.026727,0.260426]T可以作为权重向量。

部队装备保障训练所涉及的行动任务见表3,权重的大小标志着部队所参与任务的比例大小。

表2 平均随机一致性指标

表3 任务描述及权重

4.3 保障能力指标建立

为建立部队装备保障训练能力评估指标体系,对某部的主战武器进行调研和分析,根据某型装备的具体系统特征,结合部队作战对武器装备的能力需求,将部队装备保障能力评估指标划分为:推进系统抢修能力、武器系统抢修能力、通讯系统抢修能力、防护系统抢修能力、电器系统抢修能力。本文将装备保障能力分为这五个指标的原因在于,这些指标在实战中对装备能力发挥的影响较大,比如推进系统决定了一个装备的行动能力,一旦推进系统受损,将会大大降低装备的行动能力,这在进攻战中是非常不利的,因此就需要强调部队对推进系统的维修能力;再比如通讯系统决定了装备对其他装备的联系,一旦通讯系统损坏,将无法与外界取得联系,这在联合作战中影响是巨大的,因此对通讯系统的维修能力是不可忽视的。

4.4 保障能力指标相关矩阵

通过咨询部队训练及装备保障部门相关人员,本文认为各保障能力指标之间的相关性较弱,故相关矩阵近似为单位阵,也可在计算中忽略,故本例中不予讨论相关矩阵。

4.5 任务适应性矩阵

本例中通过专家打分法对不同任务对于不同系统特征的关系进行区分,关系矩阵的数据见表4。

表4 关系矩阵数据

从表4中可知,机动突击行动与推进系统的关系极强相关,与武器系统和电器系统的关系为强相关,与通讯系统的关系为一般相关,与防护系统的关系为弱相关。防空作战行动与推进系统和防护系统的关系为不相关,与武器系统的关系为极强相关,与通讯系统和电器系统的关系为强相关。登陆联合作战行动与推进系统、武器系统和电器系统的关系为强相关,与通讯系统的关系为极强相关,与防护系统的关系为弱相关。封锁控制行动与推进系统和电器系统的关系为弱相关,与武器系统的关系为一般相关,与通讯系统和防护系统的关系为强相关。城市作战行动与推进系统、通讯系统和防护系统的关系为一般相关,与武器系统和电器系统的关系为强相关。非战争军事行动与推进系统和通讯系统的关系为强相关,与武器系统的关系为不相关,与防护系统的关系为极强相关,与电器系统的关系为一般相关。

建立的部队装备保障训练效果评估的质量屋如图4所示。

图4 装备保障训练效果评估质量屋Fig.4 HOQ of equipment support training

根据表4得到关系矩阵如下:

(6)

对关系矩阵(3)进行修订,得到修订后的关系矩阵D*,由于A为单位阵,故在本例中D*=D。

4.6 任务满足度分析

根据公式4,计算各任务满足程度。部队平时训练及考核得出的某装备子系统的保障能力为R,则各个目标的满足程度F:

(7)

通过F可以看出,部队某装备在登陆联合作战行动当中的满足程度最高,而在封锁控制行动当中的满足程度最低。通过数字可以清晰地反映出,在部队某装备的保障训练当中,参与登陆联合作战行动的装备维修保障能力最强,而参与封锁控制行动的装备维修保障能力相对较弱,需要在之后的装备保障训练过程中进行强化。

所有任务的满足度数值:

(8)

为整体评价现有装备保障能力对作战任务行动的满足程度,需要确定最理想状态下装备保障能力的满足度数值,当所有子系统的保障能力达到最大值时,依据上述方法计算满足度数值是25,由此可得最终的满足程度为:

通过最终满足程度可以看出,67.49%这个得分并不算高,主要是由于该装备在防空作战行动、封锁控制行动和城市作战行动的装备保障维修能力发挥不足所导致的总体分数不高。通过验证可以得出该部队在日后的装备保障训练过程中,需要加强这几方面的训练能力,通过加强对装备保障能力的提高,从而为增强部队的总体战斗能力提供保障。

5 总 结

本文主要介绍了部队装备保障训练评估的特点及其目前存在的问题,深入分析了质量功能展开的特点及相关应用,探索了基于QFD理论的装备保障训练评估方法,并利用该方法对某部队的装备保障训练进行评估,验证了该方法有效地解决了目前部队装备保障训练评估过程中存在的方法简单、标准不统一、流程不完善等问题,可以有效、全面地分析部队装备保障训练的效果,并发现训练过程中需要加强的训练内容,为提高部队装备保障训练效率提供重要参考。

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冯星杰 男(1991-),福建省厦门人,硕士研究生,主要研究领域为装备保障指挥。

朱建冲 男(1964-),江苏省启东人,教授,主要研究方向为部队装备保障。

Research of Evaluation Method for Equipment SupportTraining Achievement and Effect

FENGXingjie1,2,ZHUJianchong1

(1.Department of Management Science,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China; 2.No.73228 Troop of PLA,Hangzhou 311113,China)

An equipment support training plan making method based on the mission needs is put forward to solve the problems of simple method,inconsistent standard and lacking of combat background.This method established the hierarchical mission requirement,direct mapping between the mission requirement and the equipment support capability.The House of Quality (HOQ) technology is applied to form the relation matrix between the mission and equipment support capability indice,and the matrix is precisely adjusted according to the restrictive relations among the support capability indice.Equipment support training evaluation and mission requirement are organicly combined by constructing mission-need-centered evaluation matrix,comprehensive relationship matrix and training assessment vector as the final training evaluation result.The efficiency of the QFD theory based equipment support training evaluation is verified and the deficiency of the original plan can also be analyzed through the equipment support training assessment method so that the the plan of army training can be well improved.

QFD; HOQ; equipment support

F 253.4

A