基于RST/IAHP的航空维修人因可靠性评估方法

摘要

基于RST/IAHP的航空维修人因可靠性评估方法，先运用决策树法建立分层次的航空维修科目人因可靠性指标评价体系，然后进行基于粗糙集可辨识矩阵的定量指标权重确定，最后进行基于区间层次分析法的定性指标权重确定，本发明能够有效处理不精确、不完全的指标数据，操作性强，适用于对不同的维修科目进行具体的人因可靠性评估。

主权项

基于RST/IAHP的航空维修人因可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)航空维修系统人因可靠性评价体系的建立：设R是影响航空维修科目人因可靠性的指标合集R＝{r₁,r₂,…,r_m}，其中，r_i(i＝1,2,…,m)为影响飞行科目人因可靠性的各项指标，m为指标的总数量，将航空维修系统人因可靠度分为：维修人员素质、飞机维修性设计水平、作业复杂程度、组织管理因素，维修人员素质包括疲劳程度、心理素质、技术熟练程度、文化素质；飞机维修性设计水平包括人机界面的科学性、维修机件的可达性、维修机件的易拆卸程度、防维修差错设计水平；作业复杂程度包括涉及系统的复杂性、作业危险程度、环境复杂性；组织管理因素包括工作组织能力、工作监察能力、安全文化因素、工作激励因素，这15个影响指标，采用决策树法对集合R中所有元素进行归类，把影响权重相同或相近的元素归为一类，定义为同一个层级，按照决策树方法，按层级建立航空维修系统人因可靠性的评估指标体系；2)基于粗糙集可辨识矩阵的定量指标权重确定：采用粗糙集理论对人因可靠性指标中的定量指标权重进行计算，步骤如下：2.1)采用等宽度离散化方法进行航空维修科目连续属性值的离散化；2.2)采用可辨识矩阵方法计算属性重要性，并对属性进行约简，令S＝(U,A,V,f)为知识表达系统，|U|＝n，则S的可辨识矩阵为n×n的矩阵，其中的元素为$m_{\mathrm{ij}}=\left\{\begin{array}{cc}a\in C,& a\left(x_i\right)\ne a\left(x_j\right),d\left(x_i\right)\ne d\left(x_j\right)\\ \phi ,& d\left(x_i\right)=d\left(x_j\right)\\ -1,& \forall a,\exists a\left(x_i\right)=a\left(x_j\right),d\left(x_i\right)\ne d\left(x_j\right)\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，a(x)为对象x在属性a上的值，d(x)为记录x在D上的值，对于可辨识矩阵M＝(m_ij)_n×n，相应的属性a的重要性计算公式如下$f\left(a\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{{\lambda }_{\mathrm{ij}}}{\left|m_{\mathrm{ij}}\right|}---\left(2\right)$其中，当a∈m_ij,λ_ij＝1,λ_ij＝0，|m_ij|表示m_ij包含属性的个数，2.3)将f(a)进行归一化，得到权重向量ω：选用6个典型航空维修系统作为方案样本，对飞机维修性设计水平指标下的四个底层指标进行客观指标权重评估，得到6个方案的规范化的矩阵，采用等宽度离散化方法进行连续属性值的离散化处理，将各分项指标的取值分为好、中、差3个等级，分别用3、2、1表示，建立离散化二维信息表S＝(U,A,V,f)，基于RST编程计算，得飞机维修性设计水平下各指标权重，3)基于区间层次分析法的定性指标权重确定：设$\tilde{A}={\left({\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}\right)}_{n\times n}$为区间数矩阵，即${\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}=[a_{\mathrm{ij}}^L,a_{\mathrm{ij}}^U],$记$A^L={\left(a_{\mathrm{ij}}^L\right)}_{n\times n},A^U={\left(a_{\mathrm{ij}}^U\right)}_{n\times n},$并记$\tilde{A}=[A^L,A^U],$同样对区间数向量$\tilde{x}={({\tilde{x}}_1,{\tilde{x}}_2,···,{\tilde{x}}_n)}^T,$即${\tilde{x}}_i=[x_i^L,x_i^U],$记$x^L={(x_1^L,x_2^L,···,x_n^L)}^T,$$x^U={(x_1^U,x_2^U,···,x_n^U)}^T,$并记$\tilde{x}=[x^L,x^U],$对于给定的区间数判断矩阵$\tilde{A}=[A^L,A^U],$IAHP的计算步骤为：3.1)求A^L，A^U的归一化特征向量x^L，x^U；3.2)根据$A^L={\left(a_{\mathrm{ij}}^L\right)}_{n\times n},A^U={\left(a_{\mathrm{ij}}^U\right)}_{n\times n},$按式(3)计算α和β；3.3)计算$\tilde{\omega }=[{\mathrm{\alpha x}}^L,\beta x^U],$$\alpha ={\left[\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(1/\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_{\mathrm{ij}}^U)\right]}^{1/2},\beta ={\left[\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(1/\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_{\mathrm{ij}}^L)\right]}^{1/2}---\left(3\right)$根据IAHP法的步骤，计算得到各项定性指标权重。