基于AHP-CRITIC的装备质量基因要素信息筛选研究

战希臣 杨睿英

海军航空大学 山东 烟台 264001

引言

随着装备信息化建设步伐的进一步加快，如何高效提取质量信息，已经成为摆在我们面前的重大现实问题。影响装备质量的因素复杂多样，其中，影响装备质量的主要因素具有遗传性和本质性特征，对装备质量特性的形成具有决定性作用，这些主要因素称为基因要素。质量基因要素是指在装备全寿命周期中，对装备质量产生决定性作用且具有一定遗传特性的一系列关键指标[1]。在对装备质量进行跟踪管理的过程中，只要掌握了质量基因要素，也就掌握了装备的整体质量状况。可见，如何在影响装备质量的诸多因素中筛选出决定性影响因素——质量基因要素，是至关重要的。装备质量基因要素信息筛选的过程，实际上就是将影响装备质量的所有重要因素进行全面分析，找出其中对质量影响最显著且具备遗传特性的因素。基于AHP-CRITIC建模则是筛选基因要素信息的有效方法。

1 装备质量主要因素指标体系构建

按照现代质量管理理论，质量主要受到五个因素的影响，即我们通常所说的“4M1E”，它们是人(Man)、机器设备(Machine)、材料(Material)、方法(Method)以及环境(Environment)[2]。结合装备的实际研制生产和使用情况，其质量主要因素可以归结为以下七个方面：人员因素、生产设备因素、产品原材料因素、技术工艺因素、环境因素、资金保障因素和质量信息管理因素。其中人员因素主要包括管理决策能力、人员技术水平、人员实际操作能力、人员工作疏漏等指标；生产设备因素主要包括设备工作精度、设备完好率、设备配套率等指标；产品原材料因素主要包括原材料合格率、元器件质量、备件质量等指标；技术工艺因素主要包括科研水平、技术标准、工艺流程、工艺要求等指标；环境因素主要包括生产环境和使用环境等指标；资金保障因素主要包括资金落实情况和资金费效比等指标；信息管理因素主要包括质量信息收集、质量信息处理、质量信息可靠性、质量信息使用率等指标。这些指标综合构成装备质量主要因素指标体系。通过对以上质量因素进一步细化分析，可以得到质量因素的二级指标，构建一个比较完整的装备质量指标体系。

2 质量基因要素信息的AHP-CRITIC筛选模型

要实现装备质量基因要素信息的有效筛选，需要对所有质量指标因素进行赋权排序。赋权法通常有主观赋权法和客观赋权法两大类。AHP（层次分析法）是常用的主观赋权法之一，它主要依靠主观评价进行优劣排序，所需数据量小，耗时少，但却存在受主观因素影响大，且难以处理因素众多、规模较大的问题。CRITIC（标准间冲突性相关性赋权法）是一种客观赋权法，它从数据内部的相关性和对比性入手，能有效弥补AHP法的不足。将AHP-CRITIC相结合，既可以发挥装备研制和使用人员的主观经验，又能够充分挖掘装备质量各项数据本身的作用，能较为客观准确地反映装备质量因素的重要程度。构建装备质量基因要素信息的AHP-CRITIC筛选模型是十分必要的[3]。

2.1 以AHP法确定主观权重

AHP即层次分析法，在对复杂决策问题的本质、影响因素以及内在关系等进行深入分析后，构建一个层次结构模型，利用较少的定量信息，把决策思维过程数学化，从而为求解多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题，提供了一种简便的决策方法[4]。

根据AHP法确定主观权重

2.2 以CRITIC法确定客观权重

CRITIC法在确定指标的客观权数时以两个基本概念为基础：一是对比强度，它表示同一指标各个评价方案取值差距大小，以标准差的形式来表现，标准差越大各方案取值差距越大，权重越高。二是评价指标间的冲突性，指标间冲突性用相关系数来表示。若两指标有较强的正相关，说明这两个指标冲突性较低，权重越低。CRITIC法在考虑指标变异性大小的同时兼顾指标间相关性，完全利用数据自身的客观属性进行科学评价，是一种比熵权法和标准离差法更好的客观赋权法。

根据CRITIC法确定客观权重

2.3 计算合成权重并确定质量基因要素

根据求得的某阶段装备各要素合成权重，可以筛选出其中权值较大的、对装备整体质量水平影响较大的那些因素。同时，还应考虑那些能够对装备全寿命周期各阶段产生更多影响并具有更明显的遗传效应的因素，在权值之和超过0.9的部分质量因素中，可以根据德尔菲法等定性分析方法，进一步筛选出遗传效应显著性更高的质量因素，也就是某阶段该装备的质量基因要素。

3 实例分析

以某型装备为例，根据前文构建的装备质量指标体系和筛选模型，进行质量基因要素的筛选。

3.1 主观权重计算

邀请在该装备研制和使用方面有较多经验的20名专家，针对装备质量指标体系，依据1-9标度法对质量主要因素即一级指标进行打分，得到判断矩阵：

图1 主观权重计算结果

3.2 客观权重计算

根据在该装备生产厂不同车间实地调研以及询问部分专家意见的情况，综合整理了6份质量指标样本，指标为前文确定的人员因素、生产设备因素、产品原材料因素、技术工艺因素、环境因素、资金保障因素和质量信息管理因素，共计7个指标。对原始数据进行无量纲化处理，得到指标矩阵：

求出各指标的标准差、相关系数、信息量，最终求得客观权重为：

计算结果如表1所示。

表1 CRITLC权重计算结果

3.3 组合权重计算与基因要素筛选

由已经求得的质量因素主观权重Wz与客观权重Wk，根据式（16）算出合成权重：

对该权重数据进行分析，按降序排列后，发现其前6个权值数据和达到0.929，超过了0.9的预期阈值。因此，我们舍弃最小的1个权重值对应的指标，筛选出人员因素、生产设备因素、产品原材料因素、技术工艺因素、资金保障因素和质量信息管理因素这6个指标。

运用德尔菲法，邀请对某型装备科研领域经验比较丰富的20名专家，针对已经筛选出的6个指标，对这些指标在装备全寿命周期中的长期作用进行调研。经过三轮的意见综合与专家反馈，最终筛选出人员因素、生产设备因素、产品原材料因素、技术工艺因素、质量信息管理因素这5个指标，即某型装备在该阶段的质量基因要素。

4 结束语

在现阶段装备质量管理中，要提高工作效率、更好地掌握装备质量动态情况，就势必要在烦冗复杂的质量指标因素中化繁为简，提取主要因素。装备质量基因要素信息筛选工作正是基于此思路展开的。本文提出了基于AHP-CRITIC组合赋权并结合德尔菲法定性分析的筛选方法，为装备质量基因要素信息筛选提供了理论依据和实用方法，为装备质量动态评估与跟踪管理以及信息系统的构建打下了坚实的理论基础。