基于使用方视角的车辆装备性能指标体系研究
作者:李玉兰来源:原创日期:2013-12-06人气:934
引言
对车辆装备进行评价的目的是客观、全面地了解其满足部队功能需求和使用要求(统称为能力要求)的程度,除了得到评定结果,通常还希望找到评定结果与表征结构、基本性能等车辆装备本身特性的指标(统称为特性指标)之间的关系,为性能测试项目的确定以及车辆装备型号论证、研制、改进与保障工作提供支持。
1 使用方视角指标体系的提出
车辆装备作为构成军事装备的子系统[1],部队遂行的各类任务对其提出的能力要求是论证和研制中确定战术技术指标的基础,也是新研制车辆装备定型、鉴定和现役车辆装备保障的依据,而车辆装备是否满足能力要求取决于以特性指标为核心的诸多因素。
能力要求和特性指标是从不同视角对车辆装备性能的表述。能力要求反映使用方对车辆装备的要求,在实际工作中以使用方需求为驱动[2]把其分解为一系列的应用指标,用于在人—车—环的完整系统中评价对能力要求的满足程度。特性指标强调其自身的特点和性能,在汽车专业领域中按结构子系统和基本性能的归属把其进行归纳、分类和整合后形成了比较完整的理论指标体系结构,用于确定在相对严格、标准条件下进行性能试验的测试项目和流程。
随着新形势对车辆装备能力要求复合性的提高和新技术带来的应用指标综合性特征的增强,能力要求与特性指标或者说应用指标与理论指标之间的关系不再是简单明了的对应关系,只有实现能力要求到特性指标的映射,才能明确各应用指标需要哪些特性指标的数据支持才能进行有效的评价,才能保证根据理论指标确定的测试项目无冗余、无缺项。
因此,本文基于使用方视角,对使用方总体的、基本的要求进行分解,逐层细化,形成层级结构的指标体系,借助若干层的子指标实现能力要求到特性指标的映射,来保证车辆装备性能测试与评价的有效性和全面性。这种层级结构的指标体系称为基于使用方视角的车辆装备性能指标体系(Users' Based Performance Index System for Vehicles' Equipment),简称为使用方视角指标体系(Users' Based Performance Index System,UBIS)。
2 使用方视角指标体系层级结构的构建
以使用方总体的、基本的要求为目标层,以车辆装备的特性指标为要素层,基于使用方视角对目标层的各指标进行分解,向要素层指标逼近,通过必要层数的子指标,建立与要素层的联系,中间这若干层称为关联层,从而形成三级体系结构。
2.1 目标层的确定 从使用方的角度来说,车辆装备应具备迅速转移的能力,即机动性;应具备避免意外情况发生以及意外一旦发生以后降低损失的能力,即安全性;应具备适应所要求的各种环境条件、在部队特定使用和保障模式中充分发挥效能以及保持良好技术状况的能力,即适用性。
“机动性”、“安全性”和“适用性”,是使用方对车辆装备总体的、基本的要求,作为使用方视角指标体系目标层的3个指标。
2.2 关联层和要素层的确定 下面的简单举例是从目标层指标“机动性”开始分解,在每一层中取一个指标继续分解,依次进行,向特性指标逼近的过程终止于关联层第二层指标对应到要素层的多个指标,关联层最后一层指标由要素层指标归纳得到。
2.2.1 由目标层指标分解得到关联层第一层指标 基于使用方视角,车辆装备的迅速转移能力有两方面的含义:一是依靠自身动力时的迅速转移能力,即通常意义上的机动性,由于现有车辆装备都是在道路或地面上行驶,运行距离较短,称为战术机动性,即车辆装备以尽可能高的速度通过各种道路、无路地带和克服各种障碍的能力[3]。二是依靠其他工具时的迅速转移能力,即车辆装备通过陆运、空运、水运等主要运输方式,方便、快速地实施战略转移和远程投送的能力,称为战略机动性[4]。
“战术机动性”和“战略机动性”作为目标层指标“机动性”的子指标,成为关联层的第一层指标。
2.2.2 由关联层第一层指标分解得到第二层指标
以指标“战术机动性”为例。
车辆装备依靠自身动力时的迅速转移能力,分为两种情况:一是在铺装公路上行驶的能力,即道路机动性。二是通过松软地面、急造军路等非铺装路面、无路以及各种障碍的能力,即越野机动性[4]。
“道路机动性”和“越野机动性”作为关联层第一层指标“战术机动性”的子指标成为关联层的第二层指标。
2.2.3 由关联层第二层指标分解映射到要素层指标,由要素层指标归纳得到关联层第三层指标
以指标“道路机动性”为例。
车辆装备在道路上迅速转移的能力强,主要包括车速高、续驶里程长,能很好地处理道路行驶中的各种情况,如避障、超车、狭窄路段通行等,因此道路机动性与车辆装备的某些结构参数以及最高车速、油耗、转向性能、制动性能等诸多指标均有关系,其中的特性指标以及理论指标分解后得到的特性指标就是指标“道路机动性”的要素层子指标。
为了使层级结构更加清晰,便于进行性能测试、评价与改进,把这些指标归纳到车辆装备的结构或基本性能级理论指标,作为指标“道路机动性”的子指标成为关联层的第三层指标,如要素层指标“最高车速”作为关联层第三层指标“动力性能”的子指标。
以上过程所建立的使用方视角指标体系结构如图1所示。
实际的体系结构中,目标层各指标的关联层子指标层数不一定是3层,可能还会出现关联层子指标与要素层指标属于同一父指标的情况。
3 建立使用方视角指标体系的基本原则
建立使用方视角指标体系要遵循“利于评价、便于考核、突出实用”的原则来确定指标、各指标在层级结构中的归属及其权重。
3.1 车辆装备的特性指标相互之间不是独立的,直接应用会造成交叉、混叠,要通过取消、合并、重排、简化,分析比较各因素间的关系,确保因素选取过程的系统性、可行性和独立性,使同层次各指标不具有包含关系或者各指标之间的关联性较小[5],保证在指标体系中的存在性和相对独立性。
3.2 指标的向下分解要基于便于评价和考核的原则,一方面把能力要求进行细化处理,向要素层指标逼近,另一方面对各类指标进行归类,保证层级结构清晰,并合理确定定量指标与定性指标。
3.3 构成要素层的指标以及指标的归属要具有实用性,根据汽车工业基础和试验能力筛选、归纳指标,保证指标体系的考核可行性;适应车辆装备的发展需求,体现出指标的前瞻性;借鉴现有成果、吸收现有经验,体现指标的继承性[6]。
3.4 指标的权重是否合理直接影响评价的合理性和可信度,目标层要按照使用方需求的重要程度确定权重,关联层和要素层要按照对父指标的贡献大小确定权重,总之就是按照重要度[7]确定权重,分为重要、比较重要、相对重要和一般等4个级别,权重值根据车辆装备的具体情况给出。
4 结束语
本文提出了“基于使用方视角的车辆装备性能指标体系”的概念,阐述了层级结构的构建过程,分析了建立指标体系的基本原则。完整的指标体系从要素层指标选取、指标和权重确定到试验与评价方法,是一个非常复杂的系统,涉及多学科领域的专业知识、多部门的业务工作,很多问题有待解决。
对车辆装备进行评价的目的是客观、全面地了解其满足部队功能需求和使用要求(统称为能力要求)的程度,除了得到评定结果,通常还希望找到评定结果与表征结构、基本性能等车辆装备本身特性的指标(统称为特性指标)之间的关系,为性能测试项目的确定以及车辆装备型号论证、研制、改进与保障工作提供支持。
1 使用方视角指标体系的提出
车辆装备作为构成军事装备的子系统[1],部队遂行的各类任务对其提出的能力要求是论证和研制中确定战术技术指标的基础,也是新研制车辆装备定型、鉴定和现役车辆装备保障的依据,而车辆装备是否满足能力要求取决于以特性指标为核心的诸多因素。
能力要求和特性指标是从不同视角对车辆装备性能的表述。能力要求反映使用方对车辆装备的要求,在实际工作中以使用方需求为驱动[2]把其分解为一系列的应用指标,用于在人—车—环的完整系统中评价对能力要求的满足程度。特性指标强调其自身的特点和性能,在汽车专业领域中按结构子系统和基本性能的归属把其进行归纳、分类和整合后形成了比较完整的理论指标体系结构,用于确定在相对严格、标准条件下进行性能试验的测试项目和流程。
随着新形势对车辆装备能力要求复合性的提高和新技术带来的应用指标综合性特征的增强,能力要求与特性指标或者说应用指标与理论指标之间的关系不再是简单明了的对应关系,只有实现能力要求到特性指标的映射,才能明确各应用指标需要哪些特性指标的数据支持才能进行有效的评价,才能保证根据理论指标确定的测试项目无冗余、无缺项。
因此,本文基于使用方视角,对使用方总体的、基本的要求进行分解,逐层细化,形成层级结构的指标体系,借助若干层的子指标实现能力要求到特性指标的映射,来保证车辆装备性能测试与评价的有效性和全面性。这种层级结构的指标体系称为基于使用方视角的车辆装备性能指标体系(Users' Based Performance Index System for Vehicles' Equipment),简称为使用方视角指标体系(Users' Based Performance Index System,UBIS)。
2 使用方视角指标体系层级结构的构建
以使用方总体的、基本的要求为目标层,以车辆装备的特性指标为要素层,基于使用方视角对目标层的各指标进行分解,向要素层指标逼近,通过必要层数的子指标,建立与要素层的联系,中间这若干层称为关联层,从而形成三级体系结构。
2.1 目标层的确定 从使用方的角度来说,车辆装备应具备迅速转移的能力,即机动性;应具备避免意外情况发生以及意外一旦发生以后降低损失的能力,即安全性;应具备适应所要求的各种环境条件、在部队特定使用和保障模式中充分发挥效能以及保持良好技术状况的能力,即适用性。
“机动性”、“安全性”和“适用性”,是使用方对车辆装备总体的、基本的要求,作为使用方视角指标体系目标层的3个指标。
2.2 关联层和要素层的确定 下面的简单举例是从目标层指标“机动性”开始分解,在每一层中取一个指标继续分解,依次进行,向特性指标逼近的过程终止于关联层第二层指标对应到要素层的多个指标,关联层最后一层指标由要素层指标归纳得到。
2.2.1 由目标层指标分解得到关联层第一层指标 基于使用方视角,车辆装备的迅速转移能力有两方面的含义:一是依靠自身动力时的迅速转移能力,即通常意义上的机动性,由于现有车辆装备都是在道路或地面上行驶,运行距离较短,称为战术机动性,即车辆装备以尽可能高的速度通过各种道路、无路地带和克服各种障碍的能力[3]。二是依靠其他工具时的迅速转移能力,即车辆装备通过陆运、空运、水运等主要运输方式,方便、快速地实施战略转移和远程投送的能力,称为战略机动性[4]。
“战术机动性”和“战略机动性”作为目标层指标“机动性”的子指标,成为关联层的第一层指标。
2.2.2 由关联层第一层指标分解得到第二层指标
以指标“战术机动性”为例。
车辆装备依靠自身动力时的迅速转移能力,分为两种情况:一是在铺装公路上行驶的能力,即道路机动性。二是通过松软地面、急造军路等非铺装路面、无路以及各种障碍的能力,即越野机动性[4]。
“道路机动性”和“越野机动性”作为关联层第一层指标“战术机动性”的子指标成为关联层的第二层指标。
2.2.3 由关联层第二层指标分解映射到要素层指标,由要素层指标归纳得到关联层第三层指标
以指标“道路机动性”为例。
车辆装备在道路上迅速转移的能力强,主要包括车速高、续驶里程长,能很好地处理道路行驶中的各种情况,如避障、超车、狭窄路段通行等,因此道路机动性与车辆装备的某些结构参数以及最高车速、油耗、转向性能、制动性能等诸多指标均有关系,其中的特性指标以及理论指标分解后得到的特性指标就是指标“道路机动性”的要素层子指标。
为了使层级结构更加清晰,便于进行性能测试、评价与改进,把这些指标归纳到车辆装备的结构或基本性能级理论指标,作为指标“道路机动性”的子指标成为关联层的第三层指标,如要素层指标“最高车速”作为关联层第三层指标“动力性能”的子指标。
以上过程所建立的使用方视角指标体系结构如图1所示。
实际的体系结构中,目标层各指标的关联层子指标层数不一定是3层,可能还会出现关联层子指标与要素层指标属于同一父指标的情况。
3 建立使用方视角指标体系的基本原则
建立使用方视角指标体系要遵循“利于评价、便于考核、突出实用”的原则来确定指标、各指标在层级结构中的归属及其权重。
3.1 车辆装备的特性指标相互之间不是独立的,直接应用会造成交叉、混叠,要通过取消、合并、重排、简化,分析比较各因素间的关系,确保因素选取过程的系统性、可行性和独立性,使同层次各指标不具有包含关系或者各指标之间的关联性较小[5],保证在指标体系中的存在性和相对独立性。
3.2 指标的向下分解要基于便于评价和考核的原则,一方面把能力要求进行细化处理,向要素层指标逼近,另一方面对各类指标进行归类,保证层级结构清晰,并合理确定定量指标与定性指标。
3.3 构成要素层的指标以及指标的归属要具有实用性,根据汽车工业基础和试验能力筛选、归纳指标,保证指标体系的考核可行性;适应车辆装备的发展需求,体现出指标的前瞻性;借鉴现有成果、吸收现有经验,体现指标的继承性[6]。
3.4 指标的权重是否合理直接影响评价的合理性和可信度,目标层要按照使用方需求的重要程度确定权重,关联层和要素层要按照对父指标的贡献大小确定权重,总之就是按照重要度[7]确定权重,分为重要、比较重要、相对重要和一般等4个级别,权重值根据车辆装备的具体情况给出。
4 结束语
本文提出了“基于使用方视角的车辆装备性能指标体系”的概念,阐述了层级结构的构建过程,分析了建立指标体系的基本原则。完整的指标体系从要素层指标选取、指标和权重确定到试验与评价方法,是一个非常复杂的系统,涉及多学科领域的专业知识、多部门的业务工作,很多问题有待解决。
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