基于隶属度的导弹装备维修保障人员可靠性评估模型

王永安 钟峰 徐扬

（91880部队胶州266300）

基于隶属度的导弹装备维修保障人员可靠性评估模型

王永安 钟峰 徐扬

（91880部队胶州266300）

导弹装备维修保障人员可靠性的评估研究，对于提高导弹装备维修水平和充分发挥人员能力具有重要作用。论文通过使用模糊决策的方法，构建了导弹装备维修保障人员可靠性评估体系，建立了可靠性评估模型，为其可靠性评估提供了定量分析方法。

可靠性；模糊决策；隶属度；评估模型

Class NumberE927

1 引言

人员可靠性分析（Human Reliability Analysis-HRA）是复杂系统可靠性领域的一个极其重要的课题［1～2］，其研究成果对改进人员培训，改善操作规程，保证或提高系统任务可靠性具有重要的指导意义。人员可靠性一直以来是个复杂的问题［3］，而问题复杂的实质在于人的复杂性，即人的时变性、非线性、自适应性对系统可靠性方面的双重作用［4～6］。因此，寻找人员操作导弹维修装备时产生各种故障的原因并对其量化［7～9］，是研究导弹装备维修保障人员可靠性的关键。

2 人员可靠性隶属度确定

2.1 生理素质μ1

生理素质是影响人员可靠性的重要因素，由于导弹装备维修任务的高强度、高要求，人的生理弱点，如记忆力、注意力、反应力等方面的局限性，对其可靠性的影响比较突出。研究表明，随着年龄的增长和生理条件的成熟，人的维修作业可靠性迅速增加，但到30岁左右以后，又开始逐渐减弱，因此年龄x1对人员可靠性隶属函数可描述为

2.2 心理品质μ2

人的维修作业可靠性不仅取决于生理状况，而且在很大程度上取决于其心理品质和作业过程中的心理活动状态。人的心理弱点，如紧张、疲劳、省事、侥幸等心理，常导致人于有意无意中出现差错。人的行为受心理状态影响，当维修人员出现情绪低落时则表现出行动迟缓，维修作业能力下降，对意外的刺激反应不灵敏，甚至手忙脚乱，操作不准确。因此了解和掌握人在维修作业过程中的心理状态，对提高人员可靠性有重大的意义。心理健康一般可用自我评价与组织评价的差距x2来表征，这说明要提高心理健康，既需要自身努力，也需要组织的帮助，以缩小这种差距，它与人的可靠性具有正态分布的性质，其隶属函数为

2.3 知识水平μ3

知识水平高低直接影响着人的功能发挥，主要体现在人感官的反应速度，人脑的信息处理等。人员知识贫乏，可能造成人员的实际动作与客观需求不相符合，不能完全满足维修任务需要，轻则导致差错，重则可能酿成事故。如果人员对导弹维修过程拥有必要的知识，那么在需要时，他就可以进行及时和熟练的调节，以防止故障的出现。人员可靠性与知识水平（专业考核成绩x3）的关系曲线近似呈幂指数型，其隶属函数为

2.4 维修技能μ4

心理学认为，一个没有维修实践的人，对于导弹的各种复杂故障的维修能力就比较差。技能是经过练习而巩固了的操作技术行为方式，它可改善维修人员的生理和心理状况。体力训练不仅能使机体的生化代谢发生适应性改变，而且使机体参与作业活动有很好的持久性。脑力训练能促进脑细胞合成的化学物质增多，还可以使注意力集中、记忆力加强、理解力加深和思维敏锐。熟练效应产生的全身适应性变化，使机体各系统之间更协调，不易产生疲劳或差错，典型的熟练效应曲线表现为指数曲线，它表明随着维修人员熟练程度（可用专业工作时间x4表示）的提高，人员维修作业可靠性将显著增加，因此工龄对人员可靠性隶属函数可描述为

2.5 工作态度μ5

态度是人对客观事物或现象所持有的评价及较稳固的心理倾向，它是一种复杂的内在心理状态和现象。它对行为具有调节、指导和激励功能，并影响人的工作可靠性。态度是人在社会环境中并向社会学习的过程中逐渐形成的，不同的态度不仅影响个人的积极性和作业可靠性，还影响团体中的人际关系。完成任务的责任感在使用心理稳定和主动精神的诸元素中占据非常显著的地位，但是它们之间的关系复杂而又辩证矛盾。责任感可激励使用人员的作业能力，但超出一定限度时，它又可能抑制积极性。实验研究表明，肩负责任时会使神经负荷加重，这是人脑为所肩负的责任所付出的代价。为了提高人员完成任务的可靠水平，应增加训练时间、内容，积累在负有责任的情况下采取有效行为的经验。可见加强教育，提高认识是转变不良态度，形成积极态度的有效途径，因此人的工作态度可由受教育的时间x5来表征，并具有柯西分布的特征，其隶属函数为

2.6 纪律意识μ6

虽然人类的进步源于对未知事物的不断探索，但探索过程中的失误要比模仿过程中的失误多得多，尤其面对维修装备的使用，在缺乏专家和资料的情况下，差错的可能性更大。尽管大部分导弹装备维修工作是按规定的程序进行的，然而程序只是完成任务的手段，人完全可以根据具体情况选择最优的程序，甚至采用创造性的新方法完成任务。因此我们以能否完成使用任务来衡量使用人员的可靠性。研究表明，人的纪律意识与其工作表现（表彰（+）或批评（-）次数x6）有很大的关系，并具有菱形分布特征，其隶属函数为

3 模型建立

假设导弹装备维修保障人员yj(j=1，2，…，n)，对可靠性目标fi(i=1，2，…，6）的相对隶属度为μij(i=1，2，…，6;j=1，2，…，n)。定义导弹装备维修保障人员对每个目标的理想隶属度为g=（g1，g2,…,g6）T，其中gi=1m≤ja≤xn{μij}(i=1，2，…，6)，表示所有人员对第i个目标fi(i=1，2，…，6）的最大相对隶属度。显然，人员yj对每个目标的隶属度越接近g，yj就越优。因此，可用yj偏离g的程度来度量人员可靠性的高低［10～11］。现选取指标为

ωi表示每个目标的权重，易见，对于给定的ωi，fj(ω)越小则yi越优。因为ωi未知，于是，可建立如下形式的模型，即

运用拉格朗日法求得近似目标权重为

最后可得各个人员的隶属度偏差值为

按fj(ω*)，(j=1，2，…，n)从小到大排序即得人员可靠性的优劣排序。

4 应用举例

假设五名某型导弹装备维修保障人员的可靠性数据如表1所示。

表1 人员可靠性分析数据

由各目标隶属度函数，计算可得其目标隶属度矩阵为

则使用人员对每个目标的理想隶属度为g=(0.90，0.71，0.84，0.92，0.83，0.85)T，由式（9）求得各目标权重为ω1*=0.12，ω*2=0.09，ω*3=0.15， ω*4=

0.22 ，ω*5=0.13，ω*6=0.29，代入式（10）得各个人员的隶属度偏差值为f1(ω*)=0.203，f2(ω*)=0.012，f3(ω*)=0.2563，f4(ω*)=0.1179，f5(ω*)=0.1976。所以五个人的可靠性排序为y2＞y4＞y5＞y1＞y3。

5 结语

在未来的军事斗争中，随着导弹装备复杂性的增加和作战环境的恶化，对其维修保障人员的素质与职业适应性提出了全面的要求。要提高导弹装备的整体可靠性，必须对维修保障人员可靠性进行分析研究。本文建立的导弹装备维修保障人员可靠性评估模型，为人员可靠性评估提供了科学、定量的方法，对人员进行择优使用提供了依据。

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Reliability Evaluation Model of Missile Equipment Maintenance Support Personnel Based on Membership Degree

WANG Yong'anZHONG FengXU Yang
（No.91880 Troops of PLA，Jiaozhou266300）

The evaluation study of missile equipment maintenance personnel has an important role to improve the level of missile equipment maintenance and give full play to personnel capabilities.In this paper，the reliability evaluation system of missile equipment maintenance personnel is constructed by using fuzzy decision method，and the reliability evaluation model is established，which provides quantitative analysis method for reliability evaluation.

reliability，fuzzy decision，membership grade，evaluation model

E927

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.06.025

2016年12月17日，

2017年1月20日

王永安，男，高级工程师，研究方向：装备保障。钟峰，男，硕士，工程师，研究方向：装备保障。徐扬，男，工

程师，研究方向：装备保障。