陳 金,高 軍

(軍械工程學院 裝備指揮與管理系，石家莊 050003)

?

● 軍事物流 Military Logistics

部隊彈藥供應可視系統(tǒng)總體設計及戰(zhàn)術級配送路徑優(yōu)化

陳 金,高 軍

(軍械工程學院 裝備指揮與管理系，石家莊 050003)

為提高我軍彈藥供應效率，使彈藥供應更加精確、高效，對RFID、衛(wèi)星定位、網(wǎng)絡通信和計算機技術進行研究，構建部隊彈藥供應鏈可視化框架，實現(xiàn)彈藥供應的全程可視、可控。并針對戰(zhàn)術級彈藥配送路線選擇設計相應的數(shù)學模型，用具體算例驗證了該模型的有效性。

彈藥；供應鏈；配送；可視化

在未來信息化戰(zhàn)爭條件下，軍事物資尤其是彈藥物資使用頻率高、消耗大。彈藥是戰(zhàn)爭的基礎，它的供應保障能力將決定戰(zhàn)爭勝負，美軍已利用RFID-GPS技術建立了聯(lián)合全資產(chǎn)可視化(joint total asset visibility，JTAV)系統(tǒng)，實現(xiàn)了彈藥在儲、在運、在處理的全程可視。目前，我軍的彈藥供應保障體制是從上到下，縱長橫窄的“樹”狀結構，供應保障模式采用由下到上，逐級請領的彈藥保障機制[1]，彈藥供應經(jīng)常處于脫節(jié)狀態(tài)，無法實現(xiàn)快速傳遞信息、共享信息，對不斷變化的部隊彈藥需求反應遲鈍，且保障成本高昂，浪費嚴重。因此，我軍彈藥保障現(xiàn)已致力于由“粗略概算”到“精確化保障”的轉變[2]，可視化是未來彈藥保障的重要研究方向，實現(xiàn)彈藥供應可視化對于及時掌握部隊需求、彈藥狀態(tài)，實現(xiàn)彈藥適時、適地、適量的供應保障具有重要意義，是我軍打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭的重要基礎[3]。

1 我軍彈藥供應保障現(xiàn)狀

(1)彈藥請領、配送程序繁瑣。我軍彈藥保障模式較為傳統(tǒng)，總體呈現(xiàn)“彈藥按級供應，信息逐層傳遞”的形式，主要實行縱向一體化的保障模式，彈藥申請手續(xù)多，機構臃腫，周期較長，對彈藥無法進行科學調撥、管理，已不適應快節(jié)奏信息化戰(zhàn)爭的需要。

(2)信息共享性差。各倉庫不能及時掌握部隊彈藥需求信息，部隊也不能及時掌握在運彈藥與運載工具的實時情況。各保障單元獨立，沒有進行信息共享的能力與機制。

(3)作業(yè)工具落后。我軍應用于彈藥配送、庫存的作業(yè)工具相對落后，缺少先進的機械化裝備。彈藥包裝不規(guī)范，沒有統(tǒng)一標準，很多地方的彈藥箱使用木質材料，標示采用人工噴漆，彈藥的檢測、登記管理采用人工目視識別與手工填寫的方式，造成作業(yè)內容繁雜、效率低下、錯誤率高、保密性差。

(4)彈藥倉庫位置布局不合理。目前我軍大多數(shù)彈藥倉庫建設位置較為偏遠，交通不便，一旦發(fā)生戰(zhàn)事，極易遭到敵人的封鎖與破壞，無法對前線部隊進行快速保障。此外，偏遠的位置對于我軍彈藥保障信息化建設也帶來巨大挑戰(zhàn)。

2 彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)

彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)是以各種硬件、軟件設備為基礎，實現(xiàn)彈藥從出廠到戰(zhàn)場的全程狀態(tài)可視，將彈藥籌措、儲備管理、請領補給、運輸配送和保障指揮等環(huán)節(jié)整合于一體，實現(xiàn)彈藥供應精確化、敏捷化的系統(tǒng)[4-6]。

2.1 實現(xiàn)彈藥供應鏈可視化的基礎

要實現(xiàn)彈藥供應鏈可視化需要應用到很多先進技術，其中RFID技術是可視化的根本，它結合定位技術、計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術共同構成了彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)的基礎[7]。

(1)自動識別技術。射頻識別(RFID)技術可用于實時數(shù)據(jù)采集，在供應鏈管理中能夠提供決策支持。RFID包括讀寫器、標簽和空中接口。讀寫器通過天線發(fā)出信號，信號以電磁波形式存在，標簽直接接收該信號，然后產(chǎn)生一個相應信號發(fā)送回讀寫器。RFID技術主要用于庫存和材料處理。標簽被附著在物品上，當這些物品通過裝有讀寫器的檢查點時，標簽被讀取然后執(zhí)行相應的操作。通過在關鍵地點監(jiān)控標簽的讀取，可以保持對物資的實時清點。總體而言，RFID技術具有識讀標簽和信息查詢兩個功能。

(2)定位技術。目前應用GPS與RFID技術可以有效地追蹤物資，GPS是美國的定位技術，戰(zhàn)時情況下我軍將關閉其應用，使用北斗(BD-2)定位。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，是除美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯GLONASS后第3個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可為用戶提供高質量的定位、導航和授時服務。如一輛軍車拋錨，通過它攜帶的BD-2接收機就有可能找到該車并在短時間內再次進行貨物運輸。

(3)計算機網(wǎng)絡技術。彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡平臺的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，高速、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡通信是其獲得成功的基礎和關鍵。網(wǎng)絡系統(tǒng)具有分布性、開放性、數(shù)據(jù)和信息資源的共享性，可保證彈藥保障各節(jié)點信息及時迅速傳遞。

(4)數(shù)據(jù)庫技術。通過RFID與定位技術采集的信息必須被寫入相關數(shù)據(jù)庫中，且彈藥保障層次、業(yè)務繁多，各保障單元所在地域分散，每個單元都有各自的數(shù)據(jù)庫，利用網(wǎng)絡技術將各數(shù)據(jù)庫連接起來，形成綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。為彈藥信息的采集、儲存、處理打下堅實基礎。

2.2 彈藥供應鏈可視化流程模型

針對我軍目前彈藥供應現(xiàn)狀存在的不足，將可視化理念與技術應用于彈藥供應鏈系統(tǒng)中，利用先進信息技術設計戰(zhàn)時我軍彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)，是提高我軍彈藥供應保障能力的重要途徑。首先要構建信息安全與標準規(guī)范體系，設立總部彈藥保障可視化中心負責戰(zhàn)區(qū)彈藥物資的統(tǒng)籌調撥，在軍區(qū)、師旅、團機關利用管理信息系統(tǒng)建立彈藥可視化平臺，分別與對應的倉庫、部隊建立信息連接，確保彈藥信息及時有效傳輸。下面從物資與信息兩個角度闡述彈藥供應的可視化。

(1)物資流。彈藥從供應商生產(chǎn)后，即進行相關可視化包裝。利用RFID電子標簽記錄彈藥物資的相關信息：彈藥生產(chǎn)商、彈藥類型、彈藥批次、彈藥數(shù)量、存儲方式、運輸?shù)攸c等?；诂F(xiàn)有的國家彈藥倉儲體系，借鑒美軍彈藥供應模式，戰(zhàn)時彈藥供應采用分級供應、模塊化保障模式，在隊屬倉庫級別設立模塊化保障分隊，負責彈藥的運輸管理，并針對彈藥運輸設置任務類型，分Ⅰ(加急)、Ⅱ(正常)、Ⅲ(可推遲)型，保障分隊可針對任務類型給予相對應的保障措施，建立模塊化保障分隊的目的是提高彈藥供應的機動性、精確性、可視性。

(2)信息流。彈藥可視化追求信息的高速安全傳輸，從信息層面看，可將其分為信息收集、信息傳遞、信息處理、信息共享、輔助決策等。作戰(zhàn)部(分)隊從戰(zhàn)場收集彈藥保障的相關信息，并通過衛(wèi)星網(wǎng)絡等傳遞到上級進行信息處理，處理后的信息將通過可視化平臺實現(xiàn)全軍共享，總部彈藥保障可視化中心的決策者將以此為依據(jù)分析決策、指揮彈藥調度(如圖1所示)。

由于熟料在溶出過程中未發(fā)生化學反應或生成固體產(chǎn)物層，且單因素試驗表明，鐵溶出率受攪拌強度影響較明顯，因此推測溶出過程受不生成任何固體膜的外擴散控制。將上述試驗數(shù)據(jù)采用外擴散控制動力學方程1-(1-x)2/3=kt進行處理，可得到圖7結果。由圖7可知，1-(1-x)2/3與溶出時間t在各溫度均成良好的線性關系，說明焙燒熟料的鐵溶出過程受外擴散控制。

圖1 戰(zhàn)時彈藥供應鏈可視化系統(tǒng)

在彈藥運輸起始點及重要軍事要道樞紐設置彈藥信息觀測點，觀測點工作原理為：保障車隊(攜載RFID及衛(wèi)星收發(fā)器)通過監(jiān)測點，RFID閱讀器讀取RFID電子標簽信息，并通過BD-2與通信衛(wèi)星傳遞彈藥物資相關信息至分數(shù)據(jù)庫，最后再上傳至總可視化中心實現(xiàn)彈藥供應的可視化(如圖2所示)。

圖2 戰(zhàn)時彈藥觀測節(jié)點數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)

3 戰(zhàn)術級彈藥運輸可視化路徑選擇模型

彈藥運輸可視化是在整合RFID與BD-2(北斗導航衛(wèi)星)技術基礎上提出的，RFID與BD-2技術都是基于無線電波的技術，將RFID標簽與BD-2接收機、通信衛(wèi)星整合互通，使彈藥在運輸過程中實現(xiàn)更精確的數(shù)據(jù)采集與定位，BD-2接收機通過衛(wèi)星給上級發(fā)出彈藥物資位置、彈藥物資種類、運輸工具等信息。可視化中心利用RFID實現(xiàn)彈藥物資信息識別，利用BD-2實現(xiàn)彈藥物資定位，然后利用GIS(地理信息系統(tǒng))技術結合智能化路徑選擇模型合理調度彈藥物資，以實現(xiàn)實時、高效、精確的彈藥投送[8-9]。本模型將根據(jù)實戰(zhàn)情況對戰(zhàn)術級彈藥配送路徑進行選擇。

3.1 模型假設

本模型滿足以下假設：①信息化條件下，前線部隊申請彈藥到上級批復調配沒有時間延遲；②彈藥倉庫能滿足前線部隊的彈藥需求量；③彈藥運輸車行進平均速度僅與路況有關；④供應只考慮公路運輸，不考慮其他運輸方式；⑤鑒于戰(zhàn)時彈藥供應，按照優(yōu)先級，運輸只考慮彈藥安全性與時效性，不考慮其他因素；⑥彈藥運輸過程中無特殊指示(情況)不可停行。

3.2 參數(shù)設計

①從倉庫Jo調運彈藥到作戰(zhàn)部隊Je，有n條路線，長度為li(i=1,2，…，n)；②Je要求上級的彈藥補給時間精確在發(fā)生申請后的t小時內，補給過快或過慢都會對作戰(zhàn)部隊造成損失；③專家根據(jù)衛(wèi)星偵查及相應的輔助判斷手段得出n條配送道路的危險系數(shù)為βi(0<βi<1;i=1,2，…，n)；④由于每條道路地形不同，保障車隊的行駛平均速度不同，為vi(i=1,2，…，n)；⑤λ為彈藥延期懲罰系數(shù)(λ>1)，γ為彈藥損失懲罰系數(shù)(γ>1)，Q為運輸彈藥總量；⑥彈藥運輸途中的自損率(自燃、自爆)為αi(i=1,2,…，n)。彈藥調配路線示意如圖3所示。

圖3 彈藥調配路線示意

3.3 模型求解

選擇每條道路后行車時間為

ti=li/(1-βi)vii=1，2，3

(1)

由于彈藥補給時間不精確，給作戰(zhàn)部隊帶來的損失價值為

(2)

由于彈藥物資損失，給作戰(zhàn)部隊造成的損失價值為

(3)

由式(1)—(3)可得目標函數(shù)為

MinSw=Min(St+Sh)

通過此模型，可有效求解出各條備選路線的彈藥供應損失總值，對比分析選擇損失值最小的路線，為彈藥供應決策提供依據(jù)。

3.4 實例分析

某一隊屬彈藥倉庫與前線部(分)隊之間有4條路線L1、L2、L3、L4，長度分別為125、120、150、100 km，前線部(分)隊要求為在t=5 h內將彈藥補給到位；根據(jù)各條道路的路況決定每條道路汽車的運輸平均行駛速度為40、45、40、35 km/h；專家根據(jù)衛(wèi)星偵查及相應的輔助判斷手段得出這4條配送道路的危險系數(shù)γi分別為0.2、0.3、0.4、0.5；彈藥延期懲罰系數(shù)λ為2，彈藥損失懲罰系數(shù)γ為3，一次性運輸彈藥總量Q為4 t。根據(jù)上述模型，可計算得出每條道路的彈藥補給給作戰(zhàn)部隊造成的損失總值(見表1)。

表1 不同彈藥路徑選擇信息計算

戰(zhàn)時彈藥配送較為緊張，要綜合考慮配送時間與配送量給部隊帶來的影響。由表1可知，4條道路中，由于配送時間不精確給作戰(zhàn)部隊造成損失最小的是L4，損失值為49.74萬元，由于彈藥運輸損失給作戰(zhàn)部隊造成損失最小的為L1，損失值為22.5萬元，總損失值最小的路線為L1，損失值為89.88萬元。綜上所知，L1路線是最有利于作戰(zhàn)部隊彈藥保障的路線。

上述模型結合作戰(zhàn)部隊彈藥需求，綜合考慮彈藥配送的時間與彈藥量兩個因素的改變給作戰(zhàn)部隊帶來的損失，為作戰(zhàn)部隊戰(zhàn)時路線選擇建立數(shù)學模型，為作戰(zhàn)路線選擇提供決策依據(jù)。

4 結 語

本文通過分析我軍彈藥保障現(xiàn)狀，找出目前彈藥供應的實際問題?；赗FID技術，綜合利用計算機網(wǎng)絡技術、定位與通信技術設計了戰(zhàn)時彈藥供應保障可視化系統(tǒng)，從戰(zhàn)術級彈藥供應出發(fā)，設計了彈藥供應保障配送模型并進行實例分析，為選擇彈藥供應路線提供科學依據(jù)。

[1] 田豐，王健. RFID及衛(wèi)星星座網(wǎng)絡在軍事物流聯(lián)合配送中的應用[J]. 物流技術與應用，2007，12(6)：97-99.

[2] 謝關友，李良春，邢暘. RFID在彈藥集裝化保障中的應用[J].物流技術與應用，2009，14(10)：126-128.

[3] 馮彥輝，季全忠，馮金富，等. RFID技術在軍用倉庫信息化管理中的應用研究[J]. 航空計算技術，2006，36(5)：39-42.

[4] 蔡軍鋒，高欣寶，傅孝忠. 彈藥儲供保障應用RFID的關鍵問題及其對策研究[J]. 物流工程與管理，2012(12)：63-65.

[5] 吳晶，吳文山，湯志偉，等. 基于RFID+GPRS技術的子彈箱追蹤管理系統(tǒng)[J]. 警察技術，2012(1)：49-50.

[6] TAE H O,CHOI Y B,CHOUTA R.Supply chain management for generic and military applications using RFID[J]．Int J Fut Gener Commun Netw,2012,5(1):61-76.

[7] 張益強，鄭銘，張其善.遠距離射頻識別系統(tǒng)及其應用前景[J].中國數(shù)據(jù)通訊，2004,6(1)：95-98.

[8] 關云飛.彈藥補給運輸路徑優(yōu)化研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2014.

[9] 郎茂祥，胡思繼.用混合遺傳算法求解物流配送路徑優(yōu)化問題的研究[J].中國管理科學，2002，10(5)：51-56.

(編輯：史海英)

Overall Design of Ammunition Supply Visual System in Army and Tactical-level Distribution Routing Optimization

CHEN Jin, GAO Jun

(Equipment Command and Management Department, Ordnance Engineering College,Shijiazhuang 050003, China)

To improve the ammunition supply efficiency and make it more accurate and efficient, the paper studies RFID, satellite positioning, network communication and computer technology, and establishes visualization frame of ammunition supply chain in army, which can realize visibility and controllability in whole course of ammunition supply. It also designs a mathematical model according to tactical-level ammunition distribution route, and proves its validity through an example.

ammunition; supply chain; distribution; visualization

2015-07-01；

2015-08-23． 作者簡介： 陳 金(1991—)，男，碩士研究生； 高 軍(1971—)，男，副教授，碩士研究生導師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.011

U116.2

A

1674-2192(2016)03- 0049- 04