中国指挥与控制学会会刊 
载人航天技术成为军事力量的重要增长点,承载着新使命、新任务、新职能,是科技发展的里程碑。虽然我国载人航天技术日臻成熟,然而受外界关键技术的封锁限制,我国载人航天技术还缺少国际合作共享研究环境,尤其是维修保障能力方面还亟须寻求客观评估方法。本文通过验证探索提升路径,制定针对性的意见建议,以更好地服务于载人航天技术的发展。
1 载人航天器维修保障能力评估指标体系构建
选择科学全面的指标体系是载人航天器维修保障能力评估的核心基础,直接决定评估结果的可信度与工程应用价值。
1.1 载人航天维修保障能力评估指标选取原则
指标体系的构建需要遵循系统方法论,具体原则包括:
(1)系统性原则。应当建立一套系统的指标体系,以便更好反映载人航天器维修保障工作的性质、特征和内在联系,从而更好开展评估。
(2)完整性原则。在评估指标选取上,既要能够准确地反映载人航天器维修保障的实际情况,又要全面客观地描述指标的全貌概况,确保指标的完整性和准确性。
(3)独立性原则。为便于研究,要保证载人航天器维修保障能力评价指标要素的相对独立性。
(4)规范性原则。载人航天器属于装备范畴,尽可能采用适用于该领域的具有较强通用性、规范性、标准性的指标,便于后续数据采集、整理和分析等。
1.2 载人航天器维修保障能力评估指标初选
(1)指标初选的参照依据。① 依据参考文献。包括CNKI、Web of Science和图书馆期刊、论文、年鉴、报纸、专利、研讨会、学术会议、专著和统计报告等,通过搜索关键词“载人航天”“维修保障”“评估”进行文献查阅和要点摘取,总结归纳影响载人航天维修保障的影响因素,进行指标的选取,尽可能做到覆盖全面、可行可用。② 依据专家经验。利用实习培训、参观见习、电话访谈等时机,采取问卷调查、专家打分等方法,邀请载人航天、维修保障、效能评估各领域专家进行评估指标体系构建,重点完成指标的选取和筛选,确保指标选取更贴切实际,科学可靠。③ 依据高校丰富资源。在确定载人航天器维修保障能力评价指标时,依托高校专家团队对指标体系构建原则、实施流程、评估方法进行指导,以确保指标构建的完整性和有效性。
(2)指标选取的实施过程。① 确定问卷调查主体。采取现地邀请、问卷送达、发函问询等方式,邀请载人航天、维修、保障、评估等领域的12名专家参与问卷调查。共发放问卷12份,回收有效问卷12份,回收率100%。② 问卷信度验证。采用Cronbach’s a信度系数法[3]对此次问卷调查的信度进行分析研究,其设定值介于[0,1]之间。若Cronbach’s a信度系数值低于0.6值说明信度较低,需要重新编写问卷调查;若Cronbach’s a信度系数值高于0.6,说明问卷调查可用。发放问卷测试2次,统计Cronbach’s a信度系数值为0.8,保证了问卷调查效果的一致性。③ 问卷效度检验。为确保问卷的质量,研究人员对问卷的内容进行了基于社会统计调查方法[4]的校度检验,分为总体效度、结构效度、内容校度3个层面,采用非常满意、比较满意、一般满意、不太满意、很不满意5个级别的评价打分(20分为一个差值)。当问卷调查的校度均高于90分,该方法适合用于初始指标的构建。基于以上问卷的信度验证,初步形成了8个一级指标,30个二级指标作为评估对象,所选指标如表1所示。
表1 初选指标情况Tab.1 Indicators of the primary election |
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1.3 载人航天器维修保障能力评估指标筛选和确定
为更好地选取指标,利用覆盖多位专家智慧的德尔菲法进行指标筛选,同时为克服个人偏好局限性,还进行了一线大量调研辅助验证。
本文选定8位从事载人航天领域、装备维修领域的专家,进行问卷调查,并将调查问卷通过信函、电子邮件或直接派发至一线基层进行意见征询,最终确定6份有效问卷,有效率为75%。
6份调查问卷结果总结如下:① 专家对一级指标的选取表示赞同,认为此指标体系覆盖内容较为系统全面,涵盖了管理能力、人员参与、设备设施器材、资料方案以及维修、信息化技术水平等内容,较好匹配了完整原则。② 有3名专家对维修保障工艺这一指标的名称有异议,认为此指标较为笼统,不具体、不适用,易引起歧义,违背了规范性原则,建议对名称进行修改。因此将维修保障工艺这一指标更改为航天器维修技术水平,更加凸显维修保障显著地位,同时按照专家意见,在其二级指标中还增加了智能化维修程度影响要素,与新时代智能化维修理念相吻合,更能全面描述评估对象的系统特征,使评估对象更加形象具体,符合完整性原则要求。③ 专家对二级指标分类持赞同态度,但部分专家认为个别指标需要删除,主要集中在航天保障经费到位率和航天维修材料适用度两项指标。考虑载人航天器维修保障的经费比较充足,一般不会存在经费不足的问题,而航天维修材料适用度这一指标与航天维修资料数量配套率和航天维修资料品种配套率涉及的内容出现交叉,违反了独立性原则。因此在综合了专家的修改意见和建议基础上,又删除航天保障经费到位率和航天维修材料适用度两个二级指标。
载人航天器维修保障能力评估指标体系如图1所示。
2 载人航天器维修保障能力评估指标权重赋值
2.1 方法选择
2.2 实施过程
作者邀请10名载人航天器维修保障领域专家,进行同一层次中各个指标重要度比较。因篇幅受限,仅以相对准则层飞控中心管理能力的4个指标为例构建判断矩阵,得出判断矩阵如表2所示。
表2 专家一级指标判断矩阵Tab.2 Judgment matrix of expert first-level indicators |
| B | B1 | B2 | B3 | B4 |
|---|---|---|---|---|
| B1 | 1 | 1/2 | 1/3 | 2 |
| B2 | 2 | 1 | 1/2 | 3 |
| B3 | 3 | 2 | 1 | 5 |
| B4 | 1/2 | 1/3 | 1/5 | 1 |
研究人员进行一致性检验后,得出一级指标的权重值为WA1=[0.157 5,0.271 8,0.482 4,0.088 3]。按照此方法,可依次得出其他指标的权重值,如表3所示。
表3 二级指标权重Tab.3 The weight of the secondary indicators |
| 维修保障方案制定优化能力B1(0.037 6) | 航天维修设备完好率B15(0.023 4) |
|---|---|
| 飞控中心资源管理能力B2(0.064 9) | 航天设备平均延误时间B16(0.013 1) |
| 飞控中心监控能力B3(0.115 2) | 航天维修设施数量配套率B17(0.026 2) |
| 航天维修保障任务完成率B4(0.021 1) | 航天维修设施类型配套率B18(0.015 5) |
| 航天员培训费用B5(0.024 7) | 航天维修设施完好率B19(0.008 3) |
| 执行任务航天员数量B6(0.044 8) | 航天维修场所可用度B20(0.004 4) |
| 航天员平均延误时间B7(0.013 6) | 航天维修资料数量配套率B21(0.047 8) |
| 航天器消耗器材供给能力B8(0.037 8) | 航天维修资料品种配套率B22(0.026 4) |
| 载人航天器材存储寿命B9(0.022 2) | 航天维修资料完备度B23(0.014 5) |
| 航天消耗器材数量配套率B10(0.102 5) | 一次交验合格率B24(0.012 1) |
| 航天消耗器材品种配套率B11(0.061 6) | 载人航天维修保障时效B25(0.022 0) |
| 航天维修器材平均延误时间B12(0.014 8) | 载人航天维修计划完成率B26(0.039 8) |
| 航天维修设备数量配套率B13(0.071 8) | 远程支援保障水平B27(0.049 1) |
| 航天维修设备品种配套率B14(0.040 4) | 载人航天数据库建设水平B28(0.024 6) |
2.3 重要度大小排序
作者按照权重大小对28个二级指标进行可视化比对,生成指标分布折线图,如图2所示。
3 载人航天器维修保障能力评估实例验证
由于载人航天器体系结构庞大、参数数据复杂,数据采集的难度增大,且受外界不确定因素和未知变量影响,采集维修保障能力方面的数据难以精确量化。而模糊评价法[9]通过模糊数学隶属度能够有效解决这一现实问题,为维修保障能力评估提供了一种较好解决方案。
3.1 评估模型设计
(1)模糊综合评价法
模糊综合评价是以模糊数学的隶属度理论为基础,把定性评价转化为定量评价的一种方法[9]。基本步骤如下:
① 建立评语等级集。定性指标是无法直接测量或统计的,为便于评估,采用[0,5]区间量化,(4,5]为优,(3,4]为良,(2,3]为合格,(1,2]差,其中,5分为好,4分较好,3分一般,2分较差,1分特别差。
② 建立评判矩阵。邀请10名专家对载人航天器维修保障能力28个指标进行逐一评价,得到指标隶属度向量rij,最后形成模糊矩阵R,其中指标rij=该评语人数/总人数, 1⫹i⫹m,1⫹j⫹n,模糊矩阵R为
R=
依据公式D=WR,求得模糊综合评价向量D。其中,W为指标权重向量集,R为隶属度矩阵。
3.2 利用模糊综合评价法进行评估
结合10名专家意见以及采集数据,对构建的载人航天装备保障能力二级指标进行单因素评价,得出如表4的隶属度矩阵值。
表4 指标隶属度矩阵Tab.4 Membership matrix of indicators |
| 指标层 | 隶属度矩阵 | |||
|---|---|---|---|---|
| 优 | 良 | 合格 | 差 | |
| 飞控中心资源管理能力 | 0.4 | 0.5 | 0.1 | 0 |
| 飞控中心监控能力 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.1 |
| 航天维修保障任务完成率 | 0.3 | 0.5 | 0.1 | 0.1 |
| 航天员培训费用 | 0.4 | 0.5 | 0.1 | 0 |
| 执行任务航天员数量 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.1 |
| 航天员平均延误时间 | 0.1 | 0.5 | 0.2 | 0.2 |
| 航天器消耗器材供给能力 | 0.4 | 0.5 | 0.1 | 0 |
| 载人航天器材存储寿命 | 0.3 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
| 航天消耗器材数量配套率 | 0.6 | 0.2 | 0.2 | 0 |
| 航天消耗器材品种配套率 | 0.2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 |
| 航天维修器材平均延误时间 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 |
| 航天维修设备数量配套率 | 0.6 | 0.2 | 0.2 | 0 |
| 航天维修设备品种配套率 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.1 |
| 航天维修设备完好率 | 0.3 | 0.5 | 0.1 | 0.1 |
| 航天设备平均延误时间 | 0.5 | 0.2 | 0.3 | 0 |
| 航天维修设施数量配套率 | 0.2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 |
| 航天维修设施类型配套率 | 0.2 | 0.4 | 0.2 | 0.2 |
| 航天维修设施完好率 | 0.2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 |
| 航天维修场所可用度 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
| 航天维修资料数量配套率 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 |
| 航天维修资料品种配套率 | 0.3 | 0.6 | 0.1 | 0 |
| 航天维修资料完备度 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.1 |
| 一次交验合格率 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
| 载人航天维修保障时效 | 0.4 | 0.5 | 0.1 | 0 |
| 载人航天维修计划完成率 | 0.3 | 0.6 | 0 | 0.1 |
| 远程支援保障水平 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 0.1 |
| 载人航天数据库建设水平 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 |
4 结束语
为科学评估载人航天器的维修保障能力,本文提出了一种基于“德尔菲法-AHP-模糊综合评价”的评估方法。研究人员通过德尔菲法完成指标体系的初选、筛选和确定;利用层次分析法实现指标加权赋值和优先级排序利用,并基于模糊综合评价方法得出等级分布,为提升载人航天器维修保障能力提供一定的理论支撑和参考依据。然而,受载人航天技术保密性和部件、流程等精密性所限,现有指标的全面性与评估方法的动态适应性仍需进一步完善,以期为航天高质量发展提供更优支持。。