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综合集成方法在装备保障方案评价中的探究

作者:2015-08-24 15:22文章来源:未知

  1引言

  未来信息化战争要求精确化保障,因此相应保障方案制定的合理性和科学性至关重要。而装备保障方案具有类型多样、构成要素多元、层次关系复杂等特点,基于这些特点,在以达到精确化保障的目标下,必须对装备保障方案进行综合评价。目前我军的装备保障方案评价工作主要是对保障方案中的某个局部点进行评价,如对保障资源的评价,或对某种能力(如维修能力、保障效能)的评价。所采用的评价方法以建立数学评价模型和仿真为主,数学评价模型主要解决定量评价问题,而多数仿真方法是在大量简化和假定条件下进行的,不能充分考虑装备保障方案评价中的全部因素。而对于定性问题,则是简单地以专家打分专家权重相结合的方式进行,难以发挥专家长期积累的智慧和经验。当前的评价工作还存在对评价流程重视不够的问题,缺乏规范性、系统性。

  本文针对装备保障方案的特点和研究现状,讨论了综合集成方法的适用性和优势,给出了综合评价系统的定义,设计了保障方案综合评价流程和综合评价系统的基本框架,并研究了评价过程中专家意见的收敛策略。

  ` 2装备保障方案评价综合集成研讨的主要依据

  2.1传统的装备保障评价方法使用阶段装备保障方案是在作战实施过程中开展装备体系保障工作的总体设想与规划。通常包括使用保障方案与维修保障方案,既是对装备保障系统的完整说明,也是构建保障系统的基本依据。目前对装备保障方案的评价主要从以下两个角度研究。从对保障方案的评价角度来看,国内外装备保障领域的相关研究主要集中在装备保障资源或装备保障能力的评估方面,关注定量评价模型[1~2]和仿真评估模型[3~4]的建立,但对于保障方案整体性能进行评价的研究较少,缺乏从系统的角度对方案进行整体评价的手段。从对装备保障方案的评价途径来看,主要有传统会议研讨评价和建立定量评价模型两类。其中传统的会议研讨方式侧重于定性的描述性评价方式,主观性较强,缺乏有力的数据支持,其一般研讨过程如图1所示;定量评价模型多侧重于对某一局部指标的评价,但其模型的精度和准确度需要进一步验证。图1传统的专家会议研讨方式2.2综合集成方法的适用性和优势将综合集成方法用于解决装备保障方案综合评价将会涉及大量保障方案评价资源的投入、众多保障领域专家的参与,因此有必要对其应用的可行性和必要性进行分析。图2装备保障方案评价三维图由装备保障方案的组成的三维图如图2所示,由图2知,装备保障方案评价是一个复杂任务,保障方案综合评价系统具有复杂系统的一些特性,其主要表现在:1)装备保障方案评价系统是复杂的。对一个作战方案而言,依据作战指挥层次和个层次涉及的参战作战单元数目,会形成一组装备保障方案。各保障方案之间存在一定的关联关系。装备保障方案的内容组成多样,涉及保障的组织指挥、维修保障、器材保障、弹药保障、运输保障等多个专业领域的知识。评价的内容涉及广泛,对专业知识的需求强烈。专业不同,采用的评价方法各不相同。评价时既要对保障方案进行独立的测评,也要进行综合测评。2)装备保障方案评价系统是开放的。在评价过程中均涉及与外界发生信息的交换,评价人员通过此获取知识、经验的支持,然后再将其用于评价工作。同时评价参与人员众多、评价角度多样。3)评价目标间具有不可公度性。目标的不可公度性是指目标间没有明显的、统一的标准。装备保障方案的评价指标既包含定量因素,定性因素,还包含定性定量相结合因素,故评价标准不统一。4)装备保障方案的综合评价属于半结构化问题,有些评价目标、约束条件参数可定量化描述,有些评价目标和影响因素智能定性描述,因而装备保障方案的评价要将定量分析和定性分析结合起来才能取得更好的效果。

  3装备保障方案综合评价系统及其基本框架3.1装备保障方案综合评价系统要解决上述的问题,需要从对保障方案从整体角度出发对其进行总体规划,构建一个装备保障方案综合评价系统,充分发挥保障领域专家的协同研讨作用,将现有的装备保障方案评估工具进行有效的集成,实现从定性到定量的装备保障方案综合评价,为装备保障方案的综合评价提供一个新的途径和一个交互、分布、协同及职能平台。通过对保障方案特点分析,装备保障方案综合评价系统可给出如下定义:装备保障方案综合评价系统,是针对使用过程中装备保障方案评价问题,以专家协作为主,人与计算机系统相结合,运用相关信息资源和工具,依据一定过程,实现从定性到定量的装备保障方案综合评价的人机结合综合集成环境。它包括任务、人员、工具、信息和过程五大要素。“任务”指研究对象,即综合评价需要解决的问题;“人员”是研究主体,指参与保障方案评价的专家群体;“工具”是评价过程中需要用到的评价方法、评价模型等;“信息”是指保障方案评价的基础,指评价过程中需求的数据、知识等;“过程”是保障方案评价的步骤、流程、方式和规则。3.2装备保障方案综合评价系统基本框架装备保障方案综合评价系统框架强调人的思维和实践经验、领域知识、各种资料信息的集成,集计算机技术、评价技术和系统工程技术于一体。综合评价系统包含四个基本体系。1)专家体系。专家体系包括军事专家、保障专家、系统工程专家、计算机专家以及相关工程领域专家。专家库中记录每个专家的详细资料,包括年龄、性别、教育程度、主要研究方向,参与过评价的项目等信息,这些资料为保障方案评价组织在选用专家和组建专家小组提供参考。2)模型体系。模型体系包括常用的评价模型。评价模型库中包括定性评价法,如德尔非法,头脑风暴法等;定量评价法,如数理统计法、模糊评价法、多目标决策法、层次分析法等以及这些方法的组合评价方法。进行保障方案评价时,参与评价的群体可以根据不同的装备保障方案评价任务和目标,选择适当的评价方法。3)知识体系。知识体系是装备保障领域在长期的研究实践中积累形成的领域知识集合,为装备保障方案的评价工作提供专业理论和技术基础。一般而言,知识体系由三个方面构成:(1)经验知识;(2)专业知识;(3)法规专业技术文档。4)信息体系。信息体系主要由支持装备保障方案综合评价的各种数据组成,有任务系统数据、保障对象数据、保障系统仿真结果数据、结构化保障方案数据、专家发言、专家打分数据等。

  `4装备保障方案综合评价流程装备保障方案综合评价流程主要体现综合集成的特点,根据从定性到定量的综合集成研讨理论,符合综合集成思想和综合评价需要的评价流程应该具有以下特点:1)为了有效控制研讨过程,需要对研讨状态进行统一管理;2)保障方案评价过程为专家提供多种研讨方式;3)发挥主持人在评价过程中的主动引导和控制作用;4)对保障方案各阶段的转换及其控制;5)评价意见的归纳与整理和专家意见的收敛;6)保障方案评价结论的取得要经过螺旋式上升的循环过程。通过对保障方案特点的分析可以看到,整个评价过程信息量大,专家集体参与和各子评价任务的分组研讨交替进行,因此流程要反馈式、层次化,不仅可以顺序执行还可以根据需要跳转到本研讨单元的任意议程上;对专家分歧较大或认识不清的问题,可以返回前面的任意步骤,从而不断引导专家将注意力集中在新的问题层次,使得研讨过程可以高效率的推进。目前在一些复杂问题研讨中已经建立的通用化群体研讨过程仅提供同类问题的研讨框架,缺乏流程细节的描述,并不能有针对性的对装备保障方案评价过程作出合理规划。本文运用系统工程和综合集成研讨的理论,依托已开发的“预测工具、“三个系统建模工具”、装备保障系统仿真系统,划分装备保障方案评价阶段并构建规范的专家研讨流程,使之符合装备保障方案评价的一般规律。

  5装备保障方案综合评价系统专家意见收敛策略专家意见收敛的目的是在从专家的评价研讨信息中提炼出统一的评价结论,也是装备保障方案评价系统体现专家思维从定性到定量综合集成思想的关键。本文提出一种基于 HAC的自然语言聚类模型,实现对任务的定量分析,然后利用启发式聚类算法对研讨任务进行了定量分析,最后利用径向基小波神经网络对专家意见进行统一,得到结果并公布各与会专家,由专家投票决定,形成最终意见。5.1 自然语言聚类算法由于研讨专家知识水平、具体岗位等的不同,研讨专家的意见差别可能会较大。如何克服研讨专家的分散化思维,使参加研讨的专家群体的思维最终基本达成一致是一个非常重要的问题。与会研讨专家在主持人的引导下进行讨论,在“统计-反馈”过程中使专家将自己的意见向与自己观点相似度较高的方向调整,形成几个相对集中的意见群体。整个过程涉及的就是自然语言的聚类。装备保障方案评价研讨是针对不同的方面进行阐述的,可能涉及到层次上的区别,所以,本文选择采用 HAC来进行聚类分析[6]。HAC又称合并层次聚类,是一种自底向上的方法,将每一个对象看作一个聚类,把他们逐渐合并成越来越大的聚类。在没一层中,根据一些规则将距离最近的两个聚类合并,知道满足预先设定的终止条件。根据 HAC原理,本文提出了基于 HAC的装备保障方案评价研讨聚类模型,如图3所示。基于 HAC的聚类模型分为四个关键步骤,分别是分词、提取特征词、相似度计算和聚类处理,前三步都是在为聚类处理作准备,HAC的依据是相似度计算,相似度计算是模型比较关键的部分。研讨主持人通过自然语言聚类算法引导专家得到一系列关于议题的评价情况。针对其中的定性和定量化问题,由主持人交由专家打分或投票表决,这一过程必须反复进行,使专家形成较为集中地认识。在这个过程中,专家的权重必须考虑。5.2评价信息的聚类分析与处理END在进行专家意见聚类后,为了降低人为因素的干扰,将各个子群体作为分析对象,与数据库中已有的案例进行对比。为了简单起见。对备选方案集中地某一方案进行专家打分收敛。该部分内容将在下文中讨论。5.3小波神经网络在专家意见收敛中的应用通过启发式聚类算法将专家对某一议题的观点归类到几个意见群体,为了降低人为因素的干扰,将各个子群体作为分析对象,与数据库中已有的案例进行对比,使用简单快速的方法得到统一的专家意见。本文提供一种径向基小波神经网络建立统一意见模型,将聚类后的专家意见子群体作为输入,通过神经网络的非线性映射,得到统一的专家意见,并由主持人提供给各个专家投票表决。本文以陆军防空旅的装备保障方案为例,对使用阶段装备保障方案建立评价参数体系,组织保障领域的专家对评价目标进行综合研讨,并结合专家权重和其打分,对总体的评价结果进行分析。提供了一种径向基小波神经网络建立意见收敛模型,将加权后的评价结果作为输入,通过神经网络的非线性映射,得到经过收敛计算之后的专家意见,并由主持人提供给各个专家投票表决。可以看出,基于径向基小波神经网络的评价模型取得了令人满意的结果。

  6结语

  本文通过对装备保障方案评价的必要性和研究现状的分析,给出了装备保障方案综合评价系统的定义,分析了综合集成方法论在装备保障方案评价中应用的可行性和优势,设计了装备保障方案综合评价系统的基本框架,着重研究了从定性到定量的综合集成思想在装备保障方案综合评价的评价流程和评价意见收敛策略中的应用。如何对装备保障方案进行有效的评价是一个复杂系统问题,综合集成研讨将是解决这一问题的有效途径,建立装备保障方案综合评价系统还需要进一步对以下问题作深入研究:1)本文对装备保障方案评价流程的研究还处于比较粗糙的阶段,下一步应该将评价过程的每一个主要阶段的流程进行细化,完整地对整体流程进行描述,才能对保障方案综合评价系统的开发提供指导。2)研讨过程中产生信息的自动处理。研讨过程中将会产生各种各样的信息,如果可以在设定的条件下,对信息给出自动化的筛选、统计和直观表现,可以减轻专家研讨压力,提高研讨效率,因此信息的有效组织保障方案综合评价系统设计时要研究的一项关键技术。3)在收敛方法应用上的有效性。实践是方法正确有效性的试金石,因此,随着装备保障方案综合评价系统开发和应用,文中提出的专家意见收敛方法要在实际的应用过程中,才能找到方法的不足之处,从而进一步完善和改进。

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