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基于AHP-CRITIC的裝備質(zhì)量基因要素信息篩選研究

2021-06-28 05:27戰(zhàn)希臣楊睿英
科學(xué)與信息化 2021年17期
關(guān)鍵詞:賦權(quán)主觀權(quán)重

戰(zhàn)希臣 楊睿英

海軍航空大學(xué) 山東 煙臺(tái) 264001

引言

隨著裝備信息化建設(shè)步伐的進(jìn)一步加快,如何高效提取質(zhì)量信息,已經(jīng)成為擺在我們面前的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。影響裝備質(zhì)量的因素復(fù)雜多樣,其中,影響裝備質(zhì)量的主要因素具有遺傳性和本質(zhì)性特征,對(duì)裝備質(zhì)量特性的形成具有決定性作用,這些主要因素稱(chēng)為基因要素。質(zhì)量基因要素是指在裝備全壽命周期中,對(duì)裝備質(zhì)量產(chǎn)生決定性作用且具有一定遺傳特性的一系列關(guān)鍵指標(biāo)[1]。在對(duì)裝備質(zhì)量進(jìn)行跟蹤管理的過(guò)程中,只要掌握了質(zhì)量基因要素,也就掌握了裝備的整體質(zhì)量狀況。可見(jiàn),如何在影響裝備質(zhì)量的諸多因素中篩選出決定性影響因素——質(zhì)量基因要素,是至關(guān)重要的。裝備質(zhì)量基因要素信息篩選的過(guò)程,實(shí)際上就是將影響裝備質(zhì)量的所有重要因素進(jìn)行全面分析,找出其中對(duì)質(zhì)量影響最顯著且具備遺傳特性的因素?;贏HP-CRITIC建模則是篩選基因要素信息的有效方法。

1 裝備質(zhì)量主要因素指標(biāo)體系構(gòu)建

按照現(xiàn)代質(zhì)量管理理論,質(zhì)量主要受到五個(gè)因素的影響,即我們通常所說(shuō)的“4M1E”,它們是人(Man)、機(jī)器設(shè)備(Machine)、材料(Material)、方法(Method)以及環(huán)境(Environment)[2]。結(jié)合裝備的實(shí)際研制生產(chǎn)和使用情況,其質(zhì)量主要因素可以歸結(jié)為以下七個(gè)方面:人員因素、生產(chǎn)設(shè)備因素、產(chǎn)品原材料因素、技術(shù)工藝因素、環(huán)境因素、資金保障因素和質(zhì)量信息管理因素。其中人員因素主要包括管理決策能力、人員技術(shù)水平、人員實(shí)際操作能力、人員工作疏漏等指標(biāo);生產(chǎn)設(shè)備因素主要包括設(shè)備工作精度、設(shè)備完好率、設(shè)備配套率等指標(biāo);產(chǎn)品原材料因素主要包括原材料合格率、元器件質(zhì)量、備件質(zhì)量等指標(biāo);技術(shù)工藝因素主要包括科研水平、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程、工藝要求等指標(biāo);環(huán)境因素主要包括生產(chǎn)環(huán)境和使用環(huán)境等指標(biāo);資金保障因素主要包括資金落實(shí)情況和資金費(fèi)效比等指標(biāo);信息管理因素主要包括質(zhì)量信息收集、質(zhì)量信息處理、質(zhì)量信息可靠性、質(zhì)量信息使用率等指標(biāo)。這些指標(biāo)綜合構(gòu)成裝備質(zhì)量主要因素指標(biāo)體系。通過(guò)對(duì)以上質(zhì)量因素進(jìn)一步細(xì)化分析,可以得到質(zhì)量因素的二級(jí)指標(biāo),構(gòu)建一個(gè)比較完整的裝備質(zhì)量指標(biāo)體系。

2 質(zhì)量基因要素信息的AHP-CRITIC篩選模型

要實(shí)現(xiàn)裝備質(zhì)量基因要素信息的有效篩選,需要對(duì)所有質(zhì)量指標(biāo)因素進(jìn)行賦權(quán)排序。賦權(quán)法通常有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩大類(lèi)。AHP(層次分析法)是常用的主觀賦權(quán)法之一,它主要依靠主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行優(yōu)劣排序,所需數(shù)據(jù)量小,耗時(shí)少,但卻存在受主觀因素影響大,且難以處理因素眾多、規(guī)模較大的問(wèn)題。CRITIC(標(biāo)準(zhǔn)間沖突性相關(guān)性賦權(quán)法)是一種客觀賦權(quán)法,它從數(shù)據(jù)內(nèi)部的相關(guān)性和對(duì)比性入手,能有效彌補(bǔ)AHP法的不足。將AHP-CRITIC相結(jié)合,既可以發(fā)揮裝備研制和使用人員的主觀經(jīng)驗(yàn),又能夠充分挖掘裝備質(zhì)量各項(xiàng)數(shù)據(jù)本身的作用,能較為客觀準(zhǔn)確地反映裝備質(zhì)量因素的重要程度。構(gòu)建裝備質(zhì)量基因要素信息的AHP-CRITIC篩選模型是十分必要的[3]。

2.1 以AHP法確定主觀權(quán)重

AHP即層次分析法,在對(duì)復(fù)雜決策問(wèn)題的本質(zhì)、影響因素以及內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析后,構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型,利用較少的定量信息,把決策思維過(guò)程數(shù)學(xué)化,從而為求解多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題,提供了一種簡(jiǎn)便的決策方法[4]。

根據(jù)AHP法確定主觀權(quán)重

2.2 以CRITIC法確定客觀權(quán)重

CRITIC法在確定指標(biāo)的客觀權(quán)數(shù)時(shí)以?xún)蓚€(gè)基本概念為基礎(chǔ):一是對(duì)比強(qiáng)度,它表示同一指標(biāo)各個(gè)評(píng)價(jià)方案取值差距大小,以標(biāo)準(zhǔn)差的形式來(lái)表現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)差越大各方案取值差距越大,權(quán)重越高。二是評(píng)價(jià)指標(biāo)間的沖突性,指標(biāo)間沖突性用相關(guān)系數(shù)來(lái)表示。若兩指標(biāo)有較強(qiáng)的正相關(guān),說(shuō)明這兩個(gè)指標(biāo)沖突性較低,權(quán)重越低。CRITIC法在考慮指標(biāo)變異性大小的同時(shí)兼顧指標(biāo)間相關(guān)性,完全利用數(shù)據(jù)自身的客觀屬性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),是一種比熵權(quán)法和標(biāo)準(zhǔn)離差法更好的客觀賦權(quán)法。

根據(jù)CRITIC法確定客觀權(quán)重

2.3 計(jì)算合成權(quán)重并確定質(zhì)量基因要素

根據(jù)求得的某階段裝備各要素合成權(quán)重,可以篩選出其中權(quán)值較大的、對(duì)裝備整體質(zhì)量水平影響較大的那些因素。同時(shí),還應(yīng)考慮那些能夠?qū)ρb備全壽命周期各階段產(chǎn)生更多影響并具有更明顯的遺傳效應(yīng)的因素,在權(quán)值之和超過(guò)0.9的部分質(zhì)量因素中,可以根據(jù)德?tīng)柗品ǖ榷ㄐ苑治龇椒?,進(jìn)一步篩選出遺傳效應(yīng)顯著性更高的質(zhì)量因素,也就是某階段該裝備的質(zhì)量基因要素。

3 實(shí)例分析

以某型裝備為例,根據(jù)前文構(gòu)建的裝備質(zhì)量指標(biāo)體系和篩選模型,進(jìn)行質(zhì)量基因要素的篩選。

3.1 主觀權(quán)重計(jì)算

邀請(qǐng)?jiān)谠撗b備研制和使用方面有較多經(jīng)驗(yàn)的20名專(zhuān)家,針對(duì)裝備質(zhì)量指標(biāo)體系,依據(jù)1-9標(biāo)度法對(duì)質(zhì)量主要因素即一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行打分,得到判斷矩陣:

圖1 主觀權(quán)重計(jì)算結(jié)果

3.2 客觀權(quán)重計(jì)算

根據(jù)在該裝備生產(chǎn)廠不同車(chē)間實(shí)地調(diào)研以及詢(xún)問(wèn)部分專(zhuān)家意見(jiàn)的情況,綜合整理了6份質(zhì)量指標(biāo)樣本,指標(biāo)為前文確定的人員因素、生產(chǎn)設(shè)備因素、產(chǎn)品原材料因素、技術(shù)工藝因素、環(huán)境因素、資金保障因素和質(zhì)量信息管理因素,共計(jì)7個(gè)指標(biāo)。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,得到指標(biāo)矩陣:

求出各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差、相關(guān)系數(shù)、信息量,最終求得客觀權(quán)重為:

計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 CRITLC權(quán)重計(jì)算結(jié)果

3.3 組合權(quán)重計(jì)算與基因要素篩選

由已經(jīng)求得的質(zhì)量因素主觀權(quán)重Wz與客觀權(quán)重Wk,根據(jù)式(16)算出合成權(quán)重:

對(duì)該權(quán)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析,按降序排列后,發(fā)現(xiàn)其前6個(gè)權(quán)值數(shù)據(jù)和達(dá)到0.929,超過(guò)了0.9的預(yù)期閾值。因此,我們舍棄最小的1個(gè)權(quán)重值對(duì)應(yīng)的指標(biāo),篩選出人員因素、生產(chǎn)設(shè)備因素、產(chǎn)品原材料因素、技術(shù)工藝因素、資金保障因素和質(zhì)量信息管理因素這6個(gè)指標(biāo)。

運(yùn)用德?tīng)柗品?,邀?qǐng)對(duì)某型裝備科研領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)比較豐富的20名專(zhuān)家,針對(duì)已經(jīng)篩選出的6個(gè)指標(biāo),對(duì)這些指標(biāo)在裝備全壽命周期中的長(zhǎng)期作用進(jìn)行調(diào)研。經(jīng)過(guò)三輪的意見(jiàn)綜合與專(zhuān)家反饋,最終篩選出人員因素、生產(chǎn)設(shè)備因素、產(chǎn)品原材料因素、技術(shù)工藝因素、質(zhì)量信息管理因素這5個(gè)指標(biāo),即某型裝備在該階段的質(zhì)量基因要素。

4 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)階段裝備質(zhì)量管理中,要提高工作效率、更好地掌握裝備質(zhì)量動(dòng)態(tài)情況,就勢(shì)必要在煩冗復(fù)雜的質(zhì)量指標(biāo)因素中化繁為簡(jiǎn),提取主要因素。裝備質(zhì)量基因要素信息篩選工作正是基于此思路展開(kāi)的。本文提出了基于AHP-CRITIC組合賦權(quán)并結(jié)合德?tīng)柗品ǘㄐ苑治龅暮Y選方法,為裝備質(zhì)量基因要素信息篩選提供了理論依據(jù)和實(shí)用方法,為裝備質(zhì)量動(dòng)態(tài)評(píng)估與跟蹤管理以及信息系統(tǒng)的構(gòu)建打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

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