军用飞机大修效率评估方法*

蔡忠义，陈云翔，朱亚明，康海滨

（1.空军工程大学装备管理与安全工程学院，西安　710051；2.解放军第93256部队，沈阳　110043；3.西安飞行学院，陕西　户县　710306）



军用飞机大修效率评估方法*

蔡忠义1，陈云翔1，朱亚明2，康海滨3

（1.空军工程大学装备管理与安全工程学院，西安710051；2.解放军第93256部队，沈阳110043；3.西安飞行学院，陕西户县710306）

摘要：针对航空修理工厂大修效率难以评估的问题，首次提出了军用飞机大修效率评估方法。根据飞机大修工作特点，系统分析了飞机大修效率影响因素，建立了飞机大修效率评估指标体系；运用信息熵理论和灰色系统理论，构建出基于熵权和灰色聚类的评估指标赋权模型；结合实例验证了方法的正确性。

关键词：飞机大修，效率评估，指标体系，熵权，灰色聚类

0　引言

军用飞机大修是指按照技术标准对飞机进行全面恢复技术状态的修理，是飞机装备最高等级的、技术最复杂的修理［1］。随着航空装备的快速发展，飞机修理将呈现出“品种多、批量集中、发展不均衡”的格局，如何评估现有军用飞机的大修效率，最大限度挖掘大修厂修理潜能，科学论证未来空军大修厂建厂建线能力需求是当前亟需解决的问题。

开展大修效率评估研究主要解决两方面问题，一是评估指标体系构建，二是评估指标赋权与评估信息集结。目前国内对于大修效率评估方面研究所见甚少，但相关或相似领域的研究可为本文的研究提供参考。文献［2］对航空装备大修质量评价开展了研究，但所构建的评价指标过于模糊，适用性不强。文献［3］采用模糊AHP方法对雷达装备大修能力进行评估，但其指标赋权过于主观，难以保证指标赋权结果的客观合理。文献［4-6］对装备维修保障能力或效能评估进行了研究，其指标体系构建和指标赋权方法可为论文的研究提供一定的参考。

基于上述考虑，本文在实地调研和统计分析的基础上，运用先进的管理理论、生产管理控制技术、综合评价方法等，提出军用飞机大修效率评估方法。

1　飞机大修效率影响因素分析

通过检索国内外大量航修资料，结合对航空修理工厂实地调研，总结出评价大修效率的4个宏观指标，即修理资源、修理质量、修理任务、器材保障，进一步细化分解为具体的二级影响因素，从而建立飞机及发动机大修效率影响因素多级递阶关系图（见图1）。

图1　飞机大修效率影响因素多级递阶图

1.1修理资源

修理资源是指实施飞机及发动机大修生产过程中所涉及到的基础设施、工装设备以及人力等，是飞机及发动机大修生产活动中的重要“投入”，在飞机及发动机大修效率影响因素中占主导地位。其中，基础设施配置情况一般用主厂房利用率、机位占用率来度量；人力配置效率一般用工时利用率、工时定额完成率来度量；工装设备配置效率一般用设备完好率、设备利用率来衡量。

1.2修理质量

修理质量是从“效果”的角度来反映飞机及发动机大修效率的高低。按大修阶段划分，修理质量可分为大修过程质量和售后服务情况。其中，大修过程质量主要通过测量或检验各个修理阶段的返工事件数、人为差错率、一次提检合格率、周检合格率、试飞合格率等指标来体现出来；售后服务情况一般用返厂架数、大修质量问题服务率来度量。

1.3承担的修理任务

修理任务是从满足飞机及发动机大修需求与能力要求的角度来影响大修效率。在保证修理质量的情况下，相同时间内航空修理工厂承担的飞机及发动机修理任务越多，可以认为其飞机及发动机大修效率越高。按飞机及发动机装备特点和机体结构划分，可分为整机修理任务和部附件修理能力。其中，整机修理任务从总体上反映大修厂的任务完成情况，主要是通过年修理量、产能符合率、大修周期、在厂周期、延迟出厂架（台）数、修理周期等指标来体现或影响飞机及发动机大修效率；部附件修理任务主要是通过部附件按期修竣率、外委件修理周期、落实加改装时限等指标来体现或影响飞机及发动机大修效率的。

1.4器材筹措与供应

器材筹措与供应是顺利实施飞机及发动机大修生产的重要技术保障。器材筹措与供应工作的好坏，会对修理阶段工期产生直接影响，进而影响飞机及发动机大修效率。及时准确地提供大修生产所需的各类器材，可以有效避免因缺器材而导致的停工，从而缩短飞机及发动机大修周期，提高大修效率与效益。器材筹措与供应工作主要通过自制件与外购件比例、关键器材采购周期等指标来反映大修效率的。

2　飞机大修效率评估指标体系

根据飞机及发动机大修生产工作实际，综合考虑飞机及发动机大修效率影响因素，从资源配置、修理质量、修理任务和器材保障这4个方面来建立一级指标，并进一步细化分解为可定量描述的二级指标，从而构建出结构合理、体系完善的飞机及发动机大修效率评估指标体系（见表1）。

表1　飞机大修效率评估指标体系

（续表1）

3　基于熵权和灰色聚类的指标赋权模型

对于多个备选方案，不仅要将各个备选方案的信息集结为一个定量的指标，而且要将多个专家的赋权结果最终集结为群体赋权的结果［7-8］。因此，本文提出了一种将信息熵赋权和灰色关联聚类赋权相结合的多指标赋权模型。

3.1群组灰色聚类分析

假设在某一准则下，由m个专家组成的专家群对n个评估指标组成的评估对象集进行评价。已知专家k给出的判断矩阵为Ak，经归一化处理后，得到评估对象集的排序向量为，其中：

由专家群给出的判断矩阵经归一化处理得到的排序向量可以构造出矩阵R：

R=［U1，U2，…，Um］

对于任意两个专家i与j给出的排序向量Ui与Uj，用灰色系统理论中的灰色关联度［9］来度量专家之间给出的判断信息的相似程度，即Ui，Uj（i≤j）之间的灰色绝对关联度eij为：

其中：

取定阈值θ∈［0，1］，当eij≥θ（i≠j）时，就可以认为Ui，Uj具有同类特性，即专家i与j可以聚为一类。当阈值θ越接近1，则专家群组的分类就越细。

3.2基于熵权的指标赋权分析

群组中专家权重分为两方面：一是意见相近的专家聚为同一类的类间权重；二是专家自身所在的类别的类内权重。

3.2.1类间权重

假设m个专家被分为t类且专家k所在类中包含φk（φk≤m）个专家，则记λk为专家k所在类的类间权重，则有：

3.2.2类内权重

根据信息论中对信息熵的描述［10］，m个专家组成的群组中专家k的排序向量所蕴含的信息熵可以表示为：

设αk为专家k所在类的类内权重，则可表示为：

则专家群中专家k的总权重ηk可表示为：

因此，评估对象集中各个指标权重所组成的权重向量W可以表示为：

通过上述指标赋权模型，可求出飞机大修效率评估指标体系中各级指标权重。

4　基于线性加权的指标集结模型

通过对待评估飞机大修厂的实地调研，收集相关评估指标信息后，获取各个二级指标经一致化和无量纲化处理后的评估值Cij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），提出采用线性加权法对各级指标向上一级进行集结，即

式中：wi为一级指标权重；wij为对应的二级指标权重；C为大修效率评估值。

5　实例分析

根据文中所提出的军用飞机大修效率评估方法，对分布在不同地域且修理同型飞机的3个大修厂的飞机大修效率进行评估。

引用文献［8］中的赋权方法来对飞机大修效率评估指标体系中的4个一级指标进行评价，可得4个一级指标的权重向量为：

W=（0.304 0.146 0.354 0.196）

同理，可求得二级指标的权重（见表2）。通过对待评估大修厂的实地调研，根据所收集到的相关指标信息，经指标类型的一致化和无量纲化后，得到各厂的二级指标评估值（见表2），由式（9）将各级指标评价信息集结为最终的飞机大修效率评估值。从表2可以看出，C厂的大修效率总体上是最强，A、B厂大修效率偏弱。为提升该型飞机的大修效率，应重点加强A、B厂的大修效率建设投入。

表2　飞机大修效率评估信息集结

（续表2）

6　结论

针对目前空军航空修理工厂大修效率难以评估的问题，本文首次提出了军用飞机大修效率评估方法，建立了结构合理、体系完善的评估指标体系，构建了基于熵权和灰色聚类的指标赋权模型和基于线性加权的指标集结模型，并结合实例分析，验证了方法的创新性和正确性，说明本文具有较好的工程应用价值，对于指导未来空军航空装备修理系统能力建设具有重要的指导意义。

参考文献：

［1］中国人民解放军空军装备技术部.空军航空工程辞典［M］.北京：中国科学技术出版社，1998.

［2］徐吉辉，杨斌，邱健.基于模糊综合的航空装备大修质量评价研究［J］.航空维修与工程，2010，55（2）：227-230.

［3］黄晓军.运用模糊AHP的雷达基地级修理能力综合评估［J］.空军雷达学院学报，2008，21（2）：87-89.

［4］齐健，王新阁，郑刚.航空兵飞机团机务保障能力评估指标体系［J］.装备制造技术，2010，37（4）：139-141.

［5］左学胜，屈洋.基于任务分析的装备保障能力评估研究［J］.现代防御技术，2014，42（4）：154-159.

［6］祝华远，王利明，纪云飞.军用飞机保障特性综合评估方法［J］.兵工自动化，2014，33（9）：42-44.

［7］岳超源.决策理论与方法［M］.北京：科学出版社，2003：192-206.

［8］蔡忠义，陈云翔，徐吉辉.基于熵权的群组灰色聚类决策法［J］.电光与控制，2012，19（3）：44-46.

［9］刘思峰，党耀国，方志耕.灰色系统理论及其应用［M］.北京：科学出版社，2010：73-88.

［10］傅祖芸.信息论［M］.北京：电子工业出版社，2007：18-37.

Method on Overhaul Efficiency Evaluation of Military Aircraft

CAI Zhong-yi1，CHEN Yun-xiang1，ZHU Ya-ming2，KANG Hai-bin3
（1. School of Materiel Management & Safety Engineering，Air Force Engineering University，Xi’an 710051，China；2. Unit 93256 of PLA，Shenyang 110043，China；3. Xi’an Flight College，Huxian 710306，China）

Abstract：Aim at the problem that overhaul efficiency of aviation overhaul factory cannot be evaluated，the paper first put forward the method on overhaul efficiency evaluation of military aircraft. According to the work feature of aircraft overhaul，affecting factors of aircraft overhaul efficiency are analyzed. The index system of overhaul efficiency evaluation of military aircraft is built. The evaluation index weight model based on entropy weight and grey cluster is constructed by using the theory of information entropy and grey system. The applicability and validity of the method is verified by an actual example.

Key words：aircraft overhaul，efficiency evaluation，index system，entropy weight，grey cluster

中图分类号：V1

文献标识码：A

文章编号：1002-0640（2016）05-0116-05

收稿日期：2015-04-29修回日期：2015-05-18

*基金项目：“十二五”国防预研基金资助项目（51327020104）

作者简介：蔡忠义（1988-），男，湖北武汉人，博士生。研究方向：装备RMS，装备维修保障。