基于集对分析的航材应急物流储备元选择

俞魁 崔崇立 董钊才

摘要：本文以集对分析的思想构造了储备元选择的数学模型，通过定量分析，将评价指标的不确定性因素确定下来，从而提高了模型的实践能力。按照定性分析和定量计算的方式详细描述了航材应急物流储备元的组织结构和运行规律，研究成果丰富了航材应急储备的理论，创新了航材应急储备管理方式方法，为提高航材应急保障的反应灵敏度提供了一种新的视角，对提升航材系统执行多样化应急军事任务的能力具有重要的理论和现实意义。

Abstract： This paper constructs a mathematical model of reserve element selection based on the idea of set pair analysis. Through quantitative analysis， the uncertainty factors of evaluation indicators are determined， thereby improving the practical ability of the model. According to qualitative analysis and quantitative calculation， the organization structure and operation rules of the aviation material emergency logistics reserve element are described in detail. The research results have enriched the theory of aviation material emergency storage， innovated the management method of aviation material emergency storage， provided a new perspective for improving the response sensitivity of emergency support for aviation materials， and had important theoretical and practical significance for improving the ability of the aviation material system to perform diversified emergency military tasks.

关键词：航材物流;集对分析;指标体系

Key words： aviation materiel logistics;set pair analysis;index system

中图分类号：E075                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0066-05

0  引言

虽然航材工作者已经将航材的战备储备纳入到工作日程中，但由于目前航材的应急储备体系还不完善、应急储备机制还不健全、应急储备标准还不统一、应急储备方式还不科学、应急储备规模还不合理，因此航材应急保障难于实现其时间效应和空间效应，传统的航材储备思维、方法已不再有效，没有科学合理且弹性很强的航材应急物流储备体系支援，飞机的迅速出动以及高强度飞行将十分困难甚至无法实施。所以，建立合理的航材应急物流储备元评价指标体系，能解决航材应急储备管理存有的缺陷，为提高航材应急储备能力提供理论技术支撑。

1  航材应急物流储备元评价指标体系构建

航材应急物流储备元的评价指标设计必须全面真实地反映航材应急储备的各个细节，以帮助航材决策者对航材的应急储备状态有一个更加清楚直观的认识，从而实现航材应急物流储备元的最优选择。

1.1 指标体系构建原则

1.1.1 全面系统性原则  评价指标体系应该包含对航材应急物流储备元影响较大的主要指标，必须涵盖航材应急储备管理的全过程，全面反映目前航材应急储备的综合水平，以保证评价指标内容的完整性。同时指标体系必须层级合理、结构完善、协调统一，能为储备元的选择提供必要的数据。

1.1.2 简明科学性原则  评价指标体系的大小必须适宜，能够客观如实地反映航材应急物流储备元各分子素，即指标体系设置应有一定的科学性。如果指标体系过大，层次过多、指标过细、势必将决策者的注意吸引到细小的问题上;而指标体系过小、指标层次过少、指标过粗，又不能充分反映航材应急储备现状[1]。

1.1.3 稳定可比性原则  评价指标体系一旦确定，应在一定时期内保持相对稳定，不宜经常变动、频繁修改，在执行一段时间后，如有不妥，经过总结再进行改进和完善[2]。而且不同储备元在同一评价指标体系上的取值区间、单位标准等应相同，相互间应可比或经换算后可比[3]。

1.1.4 可靠易操作原则  航材急物流储备元体系的指标很多，在设置评价指标体系过程中，既要考虑到选择结果的可靠性，又要考虑到掌握運用简单、数据统计容易、计算分析方便，减少求解的复杂度[4]。

1.2 航材应急物流储备元评价指标体系

在对航材应急物流储备元评价过程中，关键的一步就是建立合理的评价指标体系[5]。结合航材应急物流储备元自身的一些特点，在实证基础上，结合专家评估，总结归纳出五大类影响航材应急物流储备元评价的指标，如图1。

该指标体系只是全面反映航材应急物流储备元的基础情况，并不是在任何条件下都必须完全符合所有指标要求，我们需要根据客观环境和主观愿景来筛选具体指标值。比如在执行空军作战任务时，主要考虑的是即时的行为和反应的速度，因此航材的轮换和报废处理成本指标就可以忽略，而这时战备储备航材会消耗，不存在轮换的问题，因此也不需要考虑战备储备航材轮换指标。

2  基于集对分析的航材应急物流储备元评估方法

选择合适的储备元，是关系航材系统应对多样化应急军事任务、执行应急行为的关键问题。现有的经常用到的选择方法有层次分析法、数据包络分析法、理想解法等[6]。这些方法在标度评价指标时使用的多是精确数据，而航材应急物流储备元中包含大量的不确定性和模糊性指标，不可能获得精确数据，航材的决策专家们更偏好于给出模糊语言评价。因此，本文将集对分析的思想运用到航材应急物流储备元的选择中，以此提高选择的合理度。

运用集对分析思想选择航材应急物流储备元，实质就是建立能够客观反映储备元整体效能的各个指标，从这些指标中选择最优值重新构造一个理想的储备元，以此为参照标准，通过评价模型计算出待选储备元各个指标值与理想指标值之间的同一度、差异度和对立度，并按照一定的关系确定这2个集合的拟合度，以拟合度的高低来表达待选储备元的优劣。当然其中的差异度越小，即不确定因素越小，储备元选择的精度越高。

2.1 确定指标相对隶属度

从上文可知，航材应急物流储备元指标的选取既涉及到指标类型的确立问题，也涉及到定性、定量指标的获得问题。因此首先必须针对客观应急环境，对指标的定位问题进行决策，选择合理的能够解决当时应急条件下航材储备问题的指标样本，将航材应急物流储备元备选集记为D={d1，d2，…，dn}，dq为第q个储备元，将评价指标集记为E={e1，e2，…，em}，ep为第p个指标。然后通过统计分析、专家评估、函数计算等方法得出指标样本所有的指标值，由这些值构成航材应急物流储备元决策矩阵，记为

Spq代表第q个储备元的第p项指标值，n为储备元总数，m为指标总数。考虑评价指标集E中评价指标的特点，记E1为效益型指标，既指标数值越大，对评估结果越有益的指标;E2为成本型指标，既指标数值越大，对评估结果越有害的指标。由于指标的类型不统一，体现在数值方面的表达也多种多样，因此难以相互对比，为消除指标量纲和数量级因素的影响，必须对各个指标进行同度量化处理，即

（ep）max，（ep）min，分别为第p个指标的最大值和最小值。上式将所有指标值转化为区间内的效益型指标，从而得到航材应急物流储备元指标相对隶属度特征矩阵，即

2.2 构造理想指标评估值

根据航材应急物流储备元指标相对隶属度特征矩阵，确定最优评价集U={u1，u2，…，um}和最劣评价集V={v1，v2，…，vm}，其中，up，vp分别表示评价指标ep的最优和最劣指标值，因此比较区间为[vp，up]。理想指标评价集即为U。

2.3 构造同异反联系矩阵

2.4 确定各评价指标权重

对于某项指标值p，若各待选应急物流储备元的指标值εpq之间的差距越大，则该指标在综合评价中的作用越大，该指标的权重也越大;反之亦反。因此，可以利用各项指标的差异度对各指标做出权重调整，做到动态赋权。

2.4.1 计算特征指标值εpq在指标ep中的贡献度

2.4.2 对于贡献度包含的信息内容，可用Hp表示所有储备元对第p项指标的贡献总量，计算公式为

2.4.3 计算各指标贡献度的差異系数gp，计算公式为

对于指标ep，εpq的差异系数gp越小，则Hp越大，当εpq完全相等时，Hp=1，此时指标ep无作用;当εpq的差异系数gp越大时，该指标ep对于待选储备元所起的作用也越大。

2.4.4 确定各指标权重ωp，计算公式为

该方法的算法流程如图2所示。

2.5 储备元优劣排序评价

式（9）联系度μ{εpq，up}只是表示应急物流储备元dq关于某一评价指标ep的优劣程度。由于各评价指标对整个储备元的作用有轻重之分，需要以权重系数表示各指标的重要程度，因此储备元体系集{dq}和理想体系集{d0}的联系度为

由于aq、cq是相对确定的，分别表示待选储备元{dq}接近理想储备元{d0}的肯定和否定程度。在相对确定的条件下，将集对势理论[7]进行拓展，定义待选储备元{dq}接近理想储备元{d0}的相对贴近度

相对贴近度λq的值越大，说明待选储备元{dq}越接近理想储备元{d0}，故可根据λq的大小对所有储备元进行优劣排序。

3  实例分析

假设在局部战争条件下，航材管理决策者要对提交的六个航材应急物流储备元进行选择，寻找最优储备方案，并立即组织施行。

3.1 确立航材应急物流储备元评价指标体系

将图1建立的航材应急物流储备元指标体系与担负的航材应急保障任务实情结合起来，确定评价指标体系包含的内容;并通过统计、专家评估、函数计算等方法得到相关指标值，见表1。

3.2 得到航材应急物流储备元指标的相对隶属度

表1的各项性能指标中，交通状况、地理位置、配置区域合理度、仓库容量、储存条件、发展潜力、物资分配合理度、保密意识、防御能力、伪装措施、智能化管理能力、自动化管理能力、精确化管理能力、集装化管理能力、封存包装技术、野战存储条件、机械化管理能力、管理成本、保管成本、装卸搬运成本、封存包装成本、设施设备维护成本、人力资源成本、沟通协调成本、航材维修成本、品种配套率、数量满足率、维修能力属于效益型指标;运输距离、缺货损失成本、风险成本、设施设备折旧成本、缺航材解决时间、机务部门抱怨率属于成本性指标。对所有指标值进行规范化处理，得到在[0，1]区间内的效益型指标，见表2。

3.3 构造理想指标值

由表2可知最优值和最劣值的特征矩阵分别为U=（1，1，…，1）T和V=（0，0，…，0）T，这里可以用V=（0.01，0.01，…，0.01）T代替，并不影响决策判断。因此，理想指标集即为U。

3.4 求联系矩阵

航材应急物流储备元指标集与理想指标集的同一度和对立度见表3。

3.5 求指标权重

将表2中的数据代入式（10）至式13），求解指标的权系数ω。

ω=（0.0214，0.0324，0.0333，0.0213，0.0412，0.0240，0.0280，0.0244，0.0270，0.0430，0.0257，0.0396，0.0224，0.0272，0.0308，0.0247，0.0422，0.0250，0.0238，0.0360，0.0312，0.0333，0.0423，0.0362，0.0323，0.0251，0.0310，0.0213，0.0325，0.0235，0.0313，0.0237，0.0234，0.0193）。

3.6 联系度指标合成及评估结果排序

根据式（14）、式（15）求解综合联系度，即集对分析评价结果，见表4，图3。

对最终评价结果进行分析，可以看到，采用集对分析法得到的六个储备元的评价排序结果为储备元d5>储备元d4>储备元d1>储备元d3>储备元d2>储备元d6。

4  总结

本文确定了一组能够客观反映整体效能的航材应急物流储备元指标，但大多具有不确定性，而集对分析理论主要解决指标模糊的问题，本文就是按照集对分析的思想，构造出表示两个集合贴近程度的数学模型，以此评价储备元的优劣，达到了客观评价、阐释航材应急物流储备元运作原理的效果。建立了航材应急物流储备元的方法模型，并通过一组实例，验证了模型的准确性，为航材保障提供了一个新的思路。

参考文献：

[1]柳燕.风电设备第三方物流商选择评价体系的构建[J].上海大中型电机，2013（03）：78-80.

[2]李彬.天津地區物流企业仓储管理模式研究[D].天津大学，2010.

[3]洪怡恬.仓储企业绩效评价指标体系研究[J].商品储运与养护，2008（06）：69-70，62.

[4]赵媛莉. 基于集对分析的军地一体化应急物资采购供应商选择[C].Information Engineering Research Institute， USA.Proceedings of 2013 International Conference on Social Sciences Research（SSR 2013 V2）.Information Engineering Research Institute， USA：智能信息技术应用学会，2013：98-104.

[5]王勇，张云丰.模糊群决策方法在物流服务商选择中的应用[J].工业工程与管理，2009，14（01）：19-23.

[6]李艳玲.物流金融业务风险研究[D].东华大学，2009.

[7]王帮俊，杨东涛.基于集对分析的军地一体化应急物流供应商评价研究[J].运筹与管理，2012，21（06）：63-67.