一种引入技术的评估选择方法

技术领域

本发明涉及计算机组合分析领域，具体涉及一种引入技术的评估选择方法。

背景技术

目前专业应用于军事领域的组合分析方法比较少见。现有研究中，针对每种武器装备建设方案，分别构建其效能、费用、风险等指标，构建决策矩阵，最终依据分析结果，按照不同的决策目的和重点，以及决策者的倾向偏好，优先考虑不同的指标或约束，使用不同的决策方法，得到不同的方案排序和最优的建设方案。其问题在于引进先进技术时，针对其风险的考虑是静态的，但由于技术并不成熟，其带来的影响并非是个静态值。

基于B/S架构的web应用的研发也得到国内外软件公司以及开源社区的支持。但是用于组合分析的应用系统很少，而采用B/S架构、适用于军事仿真领域并且可以使得决策分析人员都参与其中的系统更是少见。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种引入技术的评估选择方法，依据技术成熟度对系统指标的影响并结合价值模型评估出待引入技术组合的特定效能，从而找到最佳组合方案。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种引入技术的评估选择方法，包括：

步骤1、建立价值模型；该价值模型以组合方案的总效能为根节点，通过指标分解进行层层构建，叶子节点为具体的性能指标；

步骤2、根据性能指标对总效能的影响程度，为各层指标赋予权值；

步骤3、根据所需提升的具体性能指标，选择有可能对这些性能指标有影响的技术，作为引入技术；对选择的引入技术进行排列组合，去除内含不兼容技术的组合，剩余组合作为评估对象；

步骤4、针对步骤3选择的每个引入技术，确定其对每个性能指标的影响值，影响值可能为正或负；

步骤5、根据引进技术的技术成熟度评估值TRL和对性能指标的影响值，确定每种引进技术针对每个性能指标的威布尔分布；通过生成随机数的方式生成每个评估对象针对每个性能指标的影响度分布；

步骤6、针对每个评估对象进行效能评估：针对每个评估对象，利用所述影响度分布，通过生成随机数的方式，按照价值模型自下而上的方式加权聚合，计算出技术组合的总效能影响分布。

步骤7、根据各评估对象的总效能分布，从所有评估对象中优选出最佳评估对象，确定引入最佳评估对象内的技术。

优选地，步骤4所确定的影响值采用技术影响矩阵存储。

优选地，所述步骤3进一步包括：构建技术兼容性矩阵，矩阵中的元素值为0或1表示两个技术是否兼容；根据技术兼容性矩阵的内容确定去除或保留哪些组合。

优选地，所述威布尔分布中顶点位置分布L、尺度参数α和形状参数β的确定方式为：

L的取值范围为：±5％k

β的取值范围为：[1，2]；

α的取值为：

优选地，L＝k

优选地，所述步骤2根据不同场景，对各指标赋予不同权值；在步骤6进行总效能计算时，根据当前评估需要，选取符合场景的一组权值。

优选地，采用B/S架构，构建服务器端和浏览器端；浏览器端提供输入界面，用户通过网络登录，可以输入所需的性能指标权值、引入技术对性能指标的影响值、引入技术之间的兼容性、引入技术的TRL。

有益效果：

(1)本发明为了克服现有专业应用于军事领域的组合分析方法稀少、对引进先进技术的不确定性与风险考虑不足的问题。在叶子指标值的选择上，没有像现有技术一样采用固定值，而是基于影响分布采用生成随机数的方式获得指标值，然后再逐层加权，从而在计算中加入了引进技术的不确定性与风险的考虑，提升了最终评估结果的可用性。

(2)本发明采用B/S架构，管理人员只需在服务器端搭建应用，就可以使得军事研究人员以及相关领域的军事专家，随时随地登录网络进行操作。

(3)威布尔分布算法中，建立了与TRL相关的α的取值计算方案，使得威布尔参数值可以模拟技术的总体不确定性影响随着TRL的变化而发生的变化，从而反映对技术影响的不确定性。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2为价值模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。本实施例以军事领域对武器装备建设方案引进先进技术为例进行描述。

图1为本发明实施例的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤1、确定方案系统指标、建立价值模型

价值模型是以组合方案的总效能为根节点，通过指标分解进行层层构建，叶子节点为具体的性能指标，例如噪声、重量等。价值模型应当遵循完备互斥原则，既包含决策的方方面面，又不能重复。

步骤2、设置权重体系

根据性能指标对总效能的影响程度，为各层指标赋予权值。在实际中，也可以根据不同场景，对各指标赋予不同权值。例如当更关注小型化时，可以将重量、体积的权重设大一些。

对于武器装备建设方案来说，每种作战设想所面对的环境因素不同，对同一目标的需求也不同，比如说有的设想的作战环境偏向水面作战，那么水域能力的需求就会高一些，而陆地领域方面的能力需求可能会低一些，那么就可以对水域能力的相关目标设置高权重，对陆地领域能力的相关目标设置低权重。但是，无论如何设置权重，都需要遵循同节点的同层子节点所有权重之和为1，表示在同一考虑范围之内。对局部权重的设置使用直接赋值法或简单多属性评估技术法。直接赋值法是由相关领域的专家直接设置，只要确保同节点的同级子节点权重和为1。简单多属性评估技术法是针对同节点的同级子节点一次性赋值，取所有元素中最重要的元素赋值100，其余元素相对该元素的重要性赋值。最后每个元素的权值为当前赋值除以所有权值之和。

步骤3、引入先进技术体系

根据所需提升的具体性能指标，选择有可能对这些性能指标有影响的技术，作为引入技术；对选择的引入技术进行排列组合，去除内含不兼容技术的组合，剩余组合作为评估对象。

本步骤可以根据所要达到的效果，由专家罗列出所有有可能对这些性能指标有影响的先进技术(假设n种)，每项技术都有其技术成熟度评估值(TRL)。假设所有的组合物理上是兼容的，n项技术共有2

表1

步骤4：技术影响矩阵：

针对步骤3选择的每个引入技术，确定其对每个性能指标的影响值，影响值可能为正或负，进而构建技术影响矩阵。

具体来说，一旦确定了技术兼容性矩阵，每项技术对选定方案(由于本系统是对原有组合方案的扩展，故对于选定组合方案效能、费用、风险等相关信息已存在，不再做赘述)的影响也就确定了。确定技术影响矩阵基于专家意见和文献审查两种方法。如果应用的技术还未达到全尺寸应用的成熟程度。对于系统的主要影响是不确定的，必须对其进行评估。技术影响评估有专家组调查问卷、基于物理原理的建模和文献审查3种方法，每种方法的影响评估都有其相关的不确定性。一项技术的影响是与一个技术k因子向量(即对应的性能指标)对应的。并不是所有技术都会影响向量的每一个元素，但向量必须包括所有的技术。表2示出了技术影响矩阵。

表2

步骤5、确定威布尔分布。

根据引进技术的技术成熟度评估值TRL和对性能指标的影响值，确定每种引进技术针对每个性能指标的威布尔分布。

最主要的技术影响来源于技术的成熟度等级。将技术成熟度的尺度与不确定性空间相对应，技术成熟度等级则可由给定技术影响的分布来表示，通过威布尔分布来进行估计。

本发明采用如下方案构建威布尔分布，即每个技术对单项指标的效能影响分布：

其中，L代表的顶点位置分布、α是一个尺度参数、形状参数β，x是随机变量。表3是理论上参数的适用范围，其中的k

表3

作为形状参数β从1增加到2，但模态值位置略有偏移，分布由指数型向更典型的威布尔型偏移。当规模参数α从5％k

针对技术方案对技术因子的影响是基于k

表4

这里得到的概率密度分布曲线为变化比例，需要依据选定组合方案的基础指标值转换为分数进行后续工作。

步骤6、通过生成随机数的方式，生成每个评估对象针对每个性能指标的影响度分布。

生成随机数的方式就是蒙特卡洛方法，具体是先找到评估对象所包含技术对各个性能指标的威布尔分布；针对一个性能指标，从各个技术的威布尔分布中找到随机数对应的影响值，然后加在一起，从而获得技术组合对这个性能指标影响值。多次取随机数，并计算总影响值，可以获得一个评估对象对这个性能指标的影响度分布。按照同样的方法，可以获得每个评估对象针对每个性能指标的影响度分布。

步骤7、针对每个评估对象进行效能评估：针对每个评估对象，利用步骤6获得的影响度分布，通过生成随机数的方式，按照价值模型自下而上的方式加权聚合，计算出技术组合的总效能影响分布。

本步骤中，针对一个评估对象，从其对应的每个项性能指标的影响度分布中随机获取一个性能指标值，将获取的所有性能指标值代入所述价值模型中，根据权值，从下至上加权聚合计算出根节点的总效能分布。

为每个评估对象都进行这样的运算，得到所有技术方案的效能分布图。

步骤8、根据各评估对象的总效能分布，从所有评估对象中优选出最佳评估对象，确定引入最佳评估对象内的技术。

选取最佳评估对象时，可以根据曲线均值、方差、峰值高度等指标进行选择。

在实现方面，本发明设计出使用B/S架构对组合方案进行引入先进技术方案决策的方法，并将其实现出来。构建服务器端和浏览器端；浏览器端提供输入界面，用户通过网络登录，可以输入所需的性能指标权值、引入技术对性能指标的影响值、引入技术之间的兼容性、引入技术的TRL。

在这种方案中，用户可以使用浏览器发送请求、查看响应结果。前端使用jQuery作为js框架、bootstrap作为css框架，freemarker作为模板引擎，用户通过这些框架、引擎和系统进行访问互动。使用springmvc作为控制器，来对访问的请求进行处理转发。对于用户第一次对系统的任何部分做的请求使用shiro处理，一旦得到认证通过后，在shiro控制的session的有效期内，该用户拥有其对应角色的所有权限，访问有权限的部分不再需要登录认证。主要处理各项工作的服务层使用spring框架。用户通过在服务层构建系统的所有服务，如果服务层涉及到对于数据库的访问，使用mybatis作为持久层框架，进行对于mysql数据库的访问。由于系统的设计实现不可能十全十美，有时用户的一些操作会触发一些问题，为了完善系统，使用log4j作为日志框架，在控制台输出用户所有操作的日志，同时对于一些重要的日志信息比如说error等级，可以输出保存到服务器端，供开发人员查看修正。服务器端使用Tomcat作为web容器，负责解析请求发送响应等工作。

以上的具体实施例仅描述了本发明的设计原理，该描述中的部件形状，名称可以不同，不受限制。所以，本发明领域的技术人员可以对前述实施例记载的技术方案进行修改或等同替换；而这些修改和替换未脱离本发明创造宗旨和技术方案，均应属于本发明的保护范围。