姜相爭(zhēng)，劉鐵林，崔帥博，李凱

（1.陸軍工程大學(xué) 石家莊校區(qū)，河北 石家莊 050000；2.邯寶鋼鐵有限公司，河北 邯鄲 056010）

0 引言

裝備保障能力需求分析是裝備保障力量建設(shè)與運(yùn)用的前提和基礎(chǔ)。隨著裝備保障向智能化、專(zhuān)業(yè)化、精細(xì)化方向不斷發(fā)展，亟需通過(guò)運(yùn)用合理的方法確定裝備保障能力需求，促進(jìn)裝備保障質(zhì)量和效益的提升。目前，保障能力需求論證主要采用的質(zhì)量功能展開(kāi)方法QFD（quality function deployment）存在主觀(guān)性強(qiáng)、可靠性差等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足當(dāng)前裝備保障智能化建設(shè)對(duì)需求分析的精準(zhǔn)化要求［1-3］。為改善需求論證環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，本文在對(duì)傳統(tǒng)QFD 分析方法改進(jìn)和優(yōu)化的基礎(chǔ)上，采用基于灰色關(guān)聯(lián)分析的質(zhì)量功能展開(kāi)方法GQFD（grey quality function deployment），通過(guò)構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)一步降低主觀(guān)因素對(duì)分析結(jié)果帶來(lái)的影響，從更客觀(guān)的角度對(duì)智能化裝備保障能力需求進(jìn)行探索，使得到的結(jié)論更加客觀(guān)、準(zhǔn)確、可靠。

1 智能化裝備保障“任務(wù)-能力”分析

裝備保障是為作戰(zhàn)服務(wù)的，這就決定了裝備保障需求分析必須以作戰(zhàn)任務(wù)為需求源，以作戰(zhàn)任務(wù)分析為邏輯起點(diǎn)，按照“作戰(zhàn)任務(wù)分析-裝備保障任務(wù)分析-裝備保障能力需求分析”的邏輯主線(xiàn)展開(kāi)?；谏鲜鏊悸?，運(yùn)用IDEF（ICAM DEFinition method）方法，遵循一定的準(zhǔn)則從高層到低層對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解，建立如圖1 所示的智能化裝備保障需求分析模型。在需求分析過(guò)程中，根據(jù)特定的智能化作戰(zhàn)任務(wù)，結(jié)合作戰(zhàn)與保障的內(nèi)在邏輯關(guān)系，依次通過(guò)各任務(wù)分析環(huán)節(jié)，確定智能化裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)和裝備保障能力需求指標(biāo)，作為需求分析的落腳點(diǎn)。智能化裝備保障能力分析是整個(gè)分析過(guò)程的目的與核心，各環(huán)節(jié)的分析活動(dòng)都是圍繞這個(gè)核心服務(wù)的。在智能化作戰(zhàn)任務(wù)分析和裝備保障任務(wù)分析中，生成作戰(zhàn)和保障任務(wù)清單，為抽象出智能化裝備保障能力需求奠定基礎(chǔ)。

圖1 智能化裝備保障需求分析模型Fig.1 Intelligent equipment support demand analysis model

作戰(zhàn)任務(wù)是保障需求產(chǎn)生的根源。深入分析智能化作戰(zhàn)任務(wù)，針對(duì)特定作戰(zhàn)環(huán)境下的安全威脅，依據(jù)軍事規(guī)則、戰(zhàn)略意圖和作戰(zhàn)想定，通過(guò)作戰(zhàn)任務(wù)的分解，得到智能化作戰(zhàn)任務(wù)清單。裝備保障任務(wù)在具體作戰(zhàn)行動(dòng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)映射方法實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)任務(wù)向保障任務(wù)的有效轉(zhuǎn)化，其關(guān)鍵是建立對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系，最終確定智能化裝備保障任務(wù)清單。

裝備保障能力分析的關(guān)鍵是將裝備保障任務(wù)需求轉(zhuǎn)化為裝備保障能力需求。在確定任務(wù)需求矩陣和能力需求矩陣的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用GQFD 的映射分析方法，得到任務(wù)需求與能力需求之間的灰關(guān)聯(lián)矩陣和任務(wù)需求重要度，用灰關(guān)聯(lián)矩陣替代經(jīng)典QFD 方法中的關(guān)聯(lián)矩陣，構(gòu)建基于灰關(guān)聯(lián)矩陣的“裝備保障任務(wù)-裝備保障能力”質(zhì)量屋（如圖2 所示），確定二者之間的映射關(guān)系，再結(jié)合傳統(tǒng)的QFD分析法進(jìn)行質(zhì)量功能展開(kāi)，確定裝備保障能力需求指標(biāo)的重要度排序［4-5］。

圖2 是典型的質(zhì)量屋模型，主要用于量化描述任務(wù)需求與能力指標(biāo)之間的關(guān)系。其中，模型左墻矩陣表示任務(wù)需求集，是模型的輸入部分；右墻任務(wù)需求指標(biāo)重要度表示對(duì)需求集的權(quán)重分配；天花板矩陣表示保障能力指標(biāo)集，是經(jīng)過(guò)分析得出的；屋頂相互關(guān)系矩陣表示保障能力指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系；房間灰色關(guān)聯(lián)矩陣表示任務(wù)需求指標(biāo)與能力需求指標(biāo)之間的關(guān)系；地板能力指標(biāo)重要度表示經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的保障能力指標(biāo)的權(quán)重比例，是模型的輸出部分。質(zhì)量屋模型的計(jì)算是將右墻任務(wù)指標(biāo)重要度的每一個(gè)元素與房間相互關(guān)系矩陣中的每個(gè)元素相乘后相加，結(jié)果即為地板能力需求指標(biāo)重要度，用百分?jǐn)?shù)表示，某項(xiàng)得分越高表示該指標(biāo)的重要度越大［6-7］。

圖2 “裝備保障任務(wù)-裝備保障能力”質(zhì)量屋模型Fig.2 “Equipment support task-equipment support capability”HOQ model

2 GQFD 分析方法介紹

2.1 GQFD 方法流程及與QFD 方法的區(qū)別

GQFD 方法的基本流程是：系統(tǒng)輸入裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)、裝備保障能力需求指標(biāo)以及專(zhuān)家對(duì)二者的打分；通過(guò)構(gòu)建灰關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析；根據(jù)任務(wù)需求指標(biāo)優(yōu)勢(shì)的序關(guān)系確定其重要度；依據(jù)灰關(guān)聯(lián)矩陣和任務(wù)需求重要度構(gòu)建“任務(wù)-能力”質(zhì)量屋；運(yùn)用傳統(tǒng)的QFD 方法計(jì)算出能力需求指標(biāo)重要度。其需求分析過(guò)程如圖3 所示。

圖3 基于GQFD 的需求分析過(guò)程圖Fig.3 Demand analysis process diagram based on GQFD

GQFD 與QFD 的主要區(qū)別是確定關(guān)聯(lián)矩陣的流程不同［8］。QFD 方法是專(zhuān)家先對(duì)裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)進(jìn)行打分，通過(guò)層次分析法、Delphi 專(zhuān)家調(diào)查法或加權(quán)平均法，確定裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)重要度，然后直接對(duì)裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)與裝備保障能力需求指標(biāo)之間的相關(guān)程度進(jìn)行打分，確定“裝備保障任務(wù)-裝備保障能力”的關(guān)聯(lián)矩陣；GQFD 方法是專(zhuān)家分別對(duì)裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)和裝備保障能力需求指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立打分，經(jīng)過(guò)一系列的灰關(guān)聯(lián)分析處理，確定灰關(guān)聯(lián)矩陣和裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)的重要度權(quán)值。需要明確的是，灰關(guān)聯(lián)分析是通過(guò)對(duì)裝備保障能力的相關(guān)指標(biāo)特征和因素進(jìn)行灰關(guān)聯(lián)度計(jì)算，并作灰關(guān)聯(lián)排序，進(jìn)而確定關(guān)鍵特征和因素［9-11］?；谊P(guān)聯(lián)分析模型屬于序關(guān)系模型，其原理是根據(jù)指標(biāo)特征數(shù)據(jù)的序列幾何形狀的相似程度，對(duì)其關(guān)聯(lián)緊密程度進(jìn)行分析，分析的著眼點(diǎn)是特征數(shù)據(jù)大小所代表的序關(guān)系［12］。

2.2 GQFD 方法的計(jì)算過(guò)程

GQFD 方法的計(jì)算過(guò)程是在傳統(tǒng)QFD 方法的基礎(chǔ)上，構(gòu)建灰關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)能力需求指標(biāo)進(jìn)行重要度排序，具體的計(jì)算步驟如下［13-14］：

設(shè)Xi=(xi(1)，xi(2)，…，xi(n))，（i=1，2，…，s）為任務(wù)需求指標(biāo)序列；Yj=(yj(1)，yj(2)，…，yj(n))，（j=1，2，…，m）為能力需求指標(biāo)序列，n為專(zhuān)家數(shù)，εij為Xi與Yj的灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)度，rij為Xi與Yj的灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)，ρij為Xi與Yj的灰色綜合關(guān)聯(lián)度。

（1）計(jì)算灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)度εij

式中：上標(biāo)“0”表示該數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)始點(diǎn)零化的處理（始點(diǎn)零化具體是指每行的數(shù)減去該行的第1 個(gè)數(shù)）。Xi與Yj的灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)度為

（2）計(jì)算灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)度rij

式中：上標(biāo)“0′”表示該數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)初值化之后再進(jìn)行始點(diǎn)零化處理（初值化具體是指每行的數(shù)除以該行的第1 個(gè)數(shù)）。Xi與Yj的灰色相對(duì)關(guān)聯(lián)為

（3）計(jì)算灰色綜合關(guān)聯(lián)矩陣Ψ

Xi與Yj的灰色綜合關(guān)聯(lián)度為ρij=θεij+(1 -θ)rij，一般取θ=0.5，按照上述公式計(jì)算，得到灰色綜合關(guān)聯(lián)矩陣為

（4）計(jì)算任務(wù)需求指標(biāo)重要度權(quán)值λ

若?k，t∈{1，2，…，s}，滿(mǎn)足ρkj≥ρtj，j=1，2，…，m，則稱(chēng)Xk優(yōu)于Xt，記為Xk＞Xt；

若?k，t∈{1，2，…，s}，滿(mǎn)足=1，2，…，m，則稱(chēng)Xk準(zhǔn)優(yōu)于Xt，記為Xk≥Xt。

據(jù)此，可以得到任務(wù)需求指標(biāo)Xi的重要度排序（序 關(guān)系）為Xa°Xb°Xc°Xd…，°∈{ ＞，≥}，其中，a，b，c，d，…分別屬于（1，2，3，…，s）中的某一項(xiàng)，然后求其重要度權(quán)值。

在任務(wù)需求Xi的重要度由大到小的排列中，若處于位置l的需求指標(biāo)優(yōu)于處于位置l+1 的需求指標(biāo)，即Xil＞Xi(l+1)，則任務(wù)需求的重要度權(quán)值為

若處于位置l的需求指標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于處于位置l+1的需求指標(biāo)，即Xil≥Xi(l+1)，則任務(wù)需求的重要度權(quán)值為

式中：μ為任務(wù)需求重要度分辨因子，0 ≤μ≤1。μ越大，表示優(yōu)勢(shì)程度越大，分辨重要度能力越強(qiáng)，通常情況下，可取μ=0.5。在確定灰關(guān)聯(lián)矩陣和任務(wù)需求指標(biāo)重要度權(quán)值后，利用傳統(tǒng)的QFD 分析方法，得到關(guān)鍵能力指標(biāo)重要度排序。

3 GQFD 方法在能力需求分析過(guò)程中的應(yīng)用

3.1 智能化裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)確定

裝備保障任務(wù)是為有效完成作戰(zhàn)任務(wù)服務(wù)的，是從作戰(zhàn)任務(wù)角度提出的。智能化戰(zhàn)場(chǎng)是人機(jī)主導(dǎo)、虛實(shí)結(jié)合、信息對(duì)抗、新質(zhì)毀傷的陸戰(zhàn)形態(tài)，戰(zhàn)場(chǎng)空間逐步向宏觀(guān)和微觀(guān)兩級(jí)拓展。根據(jù)對(duì)新時(shí)期作戰(zhàn)任務(wù)的分析，按照文中第2 部分“任務(wù)-能力”的分析過(guò)程，智能化裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)主要包括：裝備智能調(diào)配、信息智能處理、指揮智能決策、物資智能統(tǒng)籌、智能維修檢測(cè)、物資無(wú)人配送等6 類(lèi)裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)［15-16］（見(jiàn)表1）。裝備保障任務(wù)需求對(duì)應(yīng)的是質(zhì)量屋中的用戶(hù)需求，是根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)確定的裝備保障實(shí)際需求，是質(zhì)量屋最原始的輸入內(nèi)容，也是驅(qū)動(dòng)GQFD 方法得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。

表1 智能化裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)Table 1 Demand indicators for intelligent equipment support tasks

3.2 智能化裝備保障能力需求指標(biāo)確定

根據(jù)智能化裝備保障任務(wù)，對(duì)完成任務(wù)所需要的智能化裝備保障能力進(jìn)行分析。通過(guò)將裝備保障任務(wù)指標(biāo)需求轉(zhuǎn)化為保障能力指標(biāo)需求，其關(guān)鍵是確定任務(wù)與能力之間的映射關(guān)系。一個(gè)保障任務(wù)可能對(duì)應(yīng)一種或多種智能化裝備保障能力，也可能多個(gè)保障任務(wù)對(duì)應(yīng)一種保障能力。根據(jù)智能化裝備保障任務(wù)需求分析，智能化裝備保障能力需求指標(biāo)主要包括：智能維修保障、智能運(yùn)輸保障、智能指揮決策、智能信息共享、信息傳輸處理、態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)感知等6 項(xiàng)裝備保障能力需求指標(biāo)［17］（見(jiàn)表2）。

表2 智能化裝備保障能力需求指標(biāo)Table 2 Intelligent equipment support capability demand indicators

3.3 智能化裝備保障能力需求分析

依據(jù)智能化裝備保障能力指標(biāo)要求，從科研院所、裝備生產(chǎn)/使用單位、裝備機(jī)關(guān)等裝備保障部門(mén)遴選15 位工作經(jīng)驗(yàn)豐富、知識(shí)儲(chǔ)備專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家，采取問(wèn)卷調(diào)查、集中會(huì)審等方式，按照?qǐng)D3 所示的過(guò)程分別對(duì)智能化裝備保障任務(wù)需求和能力需求指標(biāo)進(jìn)行打分、計(jì)算、分析。依據(jù)上述分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)的裝備保障的任務(wù)需求指標(biāo)Xi=(Xi(1)，Xi(2)，…，Xi(15))，(i=1，2，…，6)，裝備保障能力需求指標(biāo)Yj=(Yj(1)，Yj(2)，…，Yj(15))，(j=1，2，…，6)，即n=15，s=6，m=6，采用1～9 級(jí)標(biāo)度法，分別對(duì)其進(jìn)行重要度打分（見(jiàn)表3）。

表3 專(zhuān)家打分表Table 3 Expert scoring sheet

根據(jù)公式（9），利用Matlab 可得裝備保障任務(wù)Xi和裝備保障能力Yj的灰色關(guān)聯(lián)矩陣為

經(jīng)計(jì)算可得

從而可得出裝備保障任務(wù)需求指標(biāo)序關(guān)系為X2≥X3≥X6≥X1≥X4≥X5；根據(jù)式（11），取μ=0.5，求得Xi的絕對(duì)權(quán)值λi為

（λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6）=（2.5，5.5，4.5，1.5，0.5，3.5），將灰色綜合關(guān)聯(lián)矩陣ψ與Xi的絕對(duì)權(quán)值(λ1，λ2，λ3，λ4，λ5，λ6)填入質(zhì)量屋，按照傳統(tǒng)QFD 方法，計(jì)算可得智能化裝備保障能力需求指標(biāo)Yj的重要度，如表4 所示。

從表4 中可以看出，Y5＞Y3＞Y6＞Y4＞Y2＞Y1，即智能化裝備保障能力需求指標(biāo)Y5最為關(guān)鍵，Y3次之，Y1最弱。也就是說(shuō)，在6 項(xiàng)智能化裝備保障能力需求指標(biāo)中，信息智能處理能力最為關(guān)鍵，智能指揮決策能力次之。需要指出的是，在智能化裝備保障過(guò)程中，側(cè)重于對(duì)信息的智能處理與運(yùn)用，而在信息化裝備保障階段側(cè)重于信息的搜集與傳輸，這符合當(dāng)前智能化裝備保障發(fā)展規(guī)律，能夠?yàn)橹悄芑b備保障力量建設(shè)提供參考和技術(shù)指導(dǎo)。

表4 智能化裝備保障“任務(wù)需求-保障能力”質(zhì)量表Table 4 Intelligent equipment support"mission requirements-support capability" quality

4 結(jié)束語(yǔ)

裝備保障能力需求分析對(duì)裝備保障力量的建設(shè)與完善起著導(dǎo)向、牽引、檢驗(yàn)和增益的作用，直接影響著裝備保障效能的發(fā)揮。本文根據(jù)對(duì)QFD 方法的改進(jìn)，提出了基于GQFD 的智能化裝備保障能力需求分析的質(zhì)量控制方法，并將GQFD 方法應(yīng)用到需求的權(quán)重計(jì)算和最優(yōu)目標(biāo)選取過(guò)程中，建立了基于灰關(guān)聯(lián)分析的智能化裝備保障能力需求分析的質(zhì)量屋，得到了智能化裝備保障能力需求指標(biāo)重要度排序，為基于能力的智能化裝備保障力量建設(shè)提供了理論與決策支持。