徐吉輝，梁 穎，亓 堯

（1.空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安 710043；2.空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安 710043）

制造成熟度評(píng)價(jià)方法在裝備方案論證中的應(yīng)用

徐吉輝，梁 穎，亓 堯

（1.空軍工程大學(xué)裝備管理與安全工程學(xué)院，西安 710043；2.空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安 710043）

近年來，制造成熟度作為一種降低制造風(fēng)險(xiǎn)的有效工具，被引入到重大武器裝備采辦項(xiàng)目管理中，對(duì)于提高制造質(zhì)量、控制風(fēng)險(xiǎn)起到了關(guān)鍵作用。在最新版的美軍防務(wù)采辦管理系統(tǒng)中，里程碑決策點(diǎn)A即轉(zhuǎn)入技術(shù)開發(fā)階段的審查強(qiáng)制要求制造成熟度達(dá)到4級(jí)。參考美軍制造成熟度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我軍采辦實(shí)際，提出了一種基于熵值法的制造成熟度評(píng)價(jià)方法，并通過一個(gè)算例驗(yàn)證了該方法在方案論證中的有效性，旨在為裝備研制的轉(zhuǎn)階段評(píng)審提供決策依據(jù)。

制造成熟度，轉(zhuǎn)階段評(píng)審，方案論證，熵值法

1 制造成熟度與裝備采辦階段劃分

隨著大量高新技術(shù)在武器裝備研制生產(chǎn)中的應(yīng)用，由于制造知識(shí)不足而造成的進(jìn)度拖延、性能下降、費(fèi)用增長(zhǎng)的問題也日益突出。為了更好地開展風(fēng)險(xiǎn)管理工作，美國(guó)先后提出了技術(shù)成熟度和制造成熟度的概念，其中制造成熟度（MRL）評(píng)價(jià)模型由美國(guó)三軍聯(lián)合制造技術(shù)委員會(huì)于2001年首次提出［1］，后經(jīng)不斷完善，2009年被美國(guó)國(guó)防部采納，并于2011年開始在重大武器裝備采辦中全面推行，用于確定武器裝備在各研制階段中制造技術(shù)是否成熟，技術(shù)轉(zhuǎn)移過程中是否存在風(fēng)險(xiǎn)，從而科學(xué)地管理武器裝備生產(chǎn)［2］，取得了良好的效果。制造成熟度分為10個(gè)等級(jí)（各等級(jí)具體含義見下頁表1）［3］。

美軍在 2008年 12月發(fā)布的國(guó)防部指南5000.02《國(guó)防采辦運(yùn)行體系》中，武器裝備采辦過程描述為5個(gè)階段和3個(gè)里程碑決策點(diǎn)，如下頁圖1所示。制造成熟度評(píng)價(jià)貫穿始終，在里程碑A、B、C決策點(diǎn)分別強(qiáng)制要求制造成熟度達(dá)到 MRL4、MRL6、MRL8。

我軍裝備采辦階段劃分與美軍有所不同，分為立項(xiàng)論證階段、方案階段、工程研制階段、生產(chǎn)定型階段、使用保障階段和退役處理階段。但方案階段工作內(nèi)容與美軍裝備方案分析階段類似，都要對(duì)備選方案進(jìn)行評(píng)價(jià)考核，為轉(zhuǎn)入下一步研制進(jìn)行轉(zhuǎn)階段評(píng)審，因此，可以借鑒美軍制造成熟度管理方法，以降低方案在后續(xù)研制階段的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

2 基于熵值法的制造成熟度評(píng)價(jià)方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

2012年版的《制造成熟度等級(jí)手冊(cè)》中提出了描述制造成熟度的9個(gè)要素，分別是：技術(shù)與工業(yè)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)、費(fèi)用與資金、材料、過程能力與控制、質(zhì)量管理、制造人員、設(shè)施、制造管理。在此基礎(chǔ)上，又將各維度細(xì)化為若干子要素，在每一等級(jí)上都設(shè)置了基于各子要素的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［4］。因此，可以構(gòu)造制造成熟度—要素—子要素的三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

2.2 總體評(píng)價(jià)流程

在評(píng)價(jià)一項(xiàng)技術(shù)是否達(dá)到規(guī)定的制造成熟度等級(jí)L時(shí)，以上文所述的各子要素等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)制成調(diào)查問卷，邀請(qǐng)領(lǐng)域內(nèi)的專家逐項(xiàng)進(jìn)行判斷。對(duì)匯總的結(jié)果設(shè)定一個(gè)閾值（［0.6，1］），超過該閾值即可認(rèn)為達(dá)到此MRL等級(jí)。評(píng)價(jià)流程如圖3所示。家進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，異常值會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成較大影響，并且由于專業(yè)知識(shí)的局限，專家在每輪評(píng)價(jià)中給出的結(jié)果可信度可能不盡相同。因此，本文以專家在每輪評(píng)價(jià)中的打分與其他專家打分的差距為基礎(chǔ)為專家動(dòng)態(tài)賦權(quán)，以減小異常值的權(quán)重，增加結(jié)果的準(zhǔn)確性。

設(shè)xik為第i位專家對(duì)第k項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分，則定義專家i與其他專家的差距di和專家動(dòng)態(tài)權(quán)重λi：

2.3 專家權(quán)重計(jì)算方法

評(píng)價(jià)中由于多數(shù)情況下只能邀請(qǐng)少數(shù)幾位專

2.4 基于熵值法的指標(biāo)權(quán)重確定

由于目前缺少對(duì)指標(biāo)之間重要程度的研究，因此，對(duì)指標(biāo)權(quán)重的設(shè)置采用熵值法，這是一種客觀賦權(quán)方法，可以避免人為因素的干擾，使評(píng)價(jià)結(jié)果更可信。在信息論中，熵是用來測(cè)度不確定性的量。熵越小，表示所含信息量越大［5］。熵值法計(jì)算步驟如下：

（1）計(jì)算指標(biāo)j的熵值ej：

其中：

當(dāng)指標(biāo)j的值在各方案中全相等時(shí)，信息量最小，熵值最大ejmax=Klgn，因此，取K=1/lgn，使0≤ej≤1。

（2）計(jì)算指標(biāo)j的差異系數(shù)gj和總差異G［6］

（3）計(jì)算指標(biāo)j的權(quán)重wj：

3 算例

某型飛機(jī)研制項(xiàng)目方案論證階段，對(duì)起落架分系統(tǒng)某項(xiàng)技術(shù)方案是否達(dá)到MRL4進(jìn)行評(píng)價(jià)，閾值經(jīng)專家討論設(shè)為0.75。MRL4等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)示例見表2（以材料要素為例）。

計(jì)算步驟如下：

（1）獲得專家評(píng)分

以MRL4各要素及子要素等級(jí)條件為基礎(chǔ)制作調(diào)查問卷，每一條標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置3個(gè)選項(xiàng)，達(dá)到為1分，部分達(dá)到為0.6分，未達(dá)到為0分。邀請(qǐng)領(lǐng)域內(nèi)4名專家打分。則xij為專家i對(duì)指標(biāo)j的總分值與該指標(biāo)下標(biāo)準(zhǔn)個(gè)數(shù)的比值。

（2）計(jì)算專家權(quán)重

由式（1）和式（2）計(jì)算得到4位專家的權(quán)重：

（3）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

由式（3）～式（7）計(jì)算得到9項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重：

（4）計(jì)算最終評(píng)價(jià)值a并得出結(jié)論

4 結(jié)束語

通過參考美軍的制造成熟度影響因素劃分，為制造成熟度建立3級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再以此為基礎(chǔ)逐層進(jìn)行問卷評(píng)估，利用每輪得到的評(píng)估結(jié)果對(duì)專家進(jìn)行賦權(quán)，并應(yīng)用熵值法對(duì)指標(biāo)賦權(quán)，最終得到一項(xiàng)技術(shù)是否達(dá)到制造成熟度某一特定等級(jí)的判斷。由于對(duì)每一等級(jí)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，具有較強(qiáng)的精確性和客觀性，同時(shí)又最大程度發(fā)揮了專家的作用。該方法可以應(yīng)用于裝備才辦的方案論證階段，也可以拓展到其他轉(zhuǎn)階段評(píng)審中，希望對(duì)今后制造成熟度評(píng)價(jià)工作和裝備研制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的控制起到一定的借鑒作用。

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［4］王麗芳，蔣國(guó)瑞，黃梯云.基于支持向量機(jī)的技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)［J］.科技管理研究，2009，29（5）：296-298.

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Research on Application of Manufacturing Readiness Level Evaluation in the Plan Demonstration of Weapon System

XU Ji-hui，LIANG Ying，QI Yao
（1.School of Material Management and Safety Engineering，Air Force Engineering University，Xi’an 710043，China;2.School of Air and Missile Defense，Air Force Engineering University，Xi’an 710043，China）

As effective tool for manufacture risk reduction，Manufacturing Readiness Level（MRL）recently has played a key role in the major weapon acquisition project management to improve the manufacture quality and control risk.In the newest version of American Defense Acquisition management system，the technology at milestone A is required to reach MRL4.Referring to the MRL standards of America and taking into account of the weapon system acquisition in our country，this paper put forward the evaluation process for MRL evaluation based on entropy approach.Finally，an example is used for verifying and illustrating the model.

manufacturing readiness level，phase evaluation，plan demonstration;entropy approach

F204

A

1002-0640（2015）10-0104-03

2014-07-05

2014-10-07

徐吉輝（1974- ），男，山西聞喜人，教授，博士。研究方向：裝備采辦管理。