于風(fēng)竺 方光統(tǒng) 楊瑞平 丁志超

（1.91204部隊(duì)北京100161）（2.71897部隊(duì)信陽464194）

面向任務(wù)的艦船裝備維修保障資源優(yōu)化配置研究

于風(fēng)竺1方光統(tǒng)1楊瑞平1丁志超2

（1.91204部隊(duì)北京100161）（2.71897部隊(duì)信陽464194）

保障資源是艦船裝備維修保障的重要組成部分，合理的優(yōu)化與分配對(duì)于及時(shí)恢復(fù)艦船裝備戰(zhàn)斗力具有重要意義。論文主要是以艦船裝備維修保障任務(wù)為牽引，明確各階段任務(wù)劃分、保障資源要素構(gòu)成及兩者之間的相互關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，分析了優(yōu)化配置的影響因素及具體思路，構(gòu)建了基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)的保障資源優(yōu)化配置模型，并用具體實(shí)例驗(yàn)證了模型的可行性。

裝備維修；保障任務(wù)；保障資源；優(yōu)化配置

Class NumberE92

1 引言

習(xí)主席曾在中央反恐工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)“國家利益延伸到哪里，我們的保障就應(yīng)跟進(jìn)到哪里”，未來，遠(yuǎn)海作戰(zhàn)已成為我海軍的主要作戰(zhàn)模式，艦船裝備保障也成為影響艦船裝備戰(zhàn)斗力和戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)果的重要因素。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，艦船裝備的技術(shù)水平不斷提升，對(duì)艦船裝備保障的要求也越來越高，精確化、節(jié)約化是艦船裝備保障的發(fā)展趨勢(shì)。而保障資源是艦船裝備保障的重要組成部分，保障資源的配置合理與否，對(duì)于及時(shí)恢復(fù)艦船裝備戰(zhàn)斗力，發(fā)揮艦船裝備作戰(zhàn)效能具有重要意義。

保障資源優(yōu)化配置主要是保證艦船裝備可靠性的前提下，對(duì)艦船裝備維修保障資源進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)、分配、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)使用，使保障資源處于柔性狀態(tài)，保證各種資源能合理利用［1］。目前，關(guān)于保障資源優(yōu)化配置的研究還不多，本文主要是以艦船裝備維修保障任務(wù)為牽引，在確定保障任務(wù)優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，選取多個(gè)保障點(diǎn)對(duì)保障資源分配方案進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)完成維修保障任務(wù)，提升維修保障效率，降低維修保障成本。

2 關(guān)系描述

2.1 維修保障任務(wù)分析

“面向任務(wù)”主要強(qiáng)調(diào)以任務(wù)為中心，迅速調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)流程并調(diào)配企業(yè)各方面資源，而不是采取傳統(tǒng)的一成不變的生產(chǎn)、服務(wù)模式［2］。將面向任務(wù)的思想應(yīng)用于艦船裝備維修保障工作中，主要是以多樣化的維修保障任務(wù)為輸入和切入點(diǎn)，在合理分析保障需求的前提下，統(tǒng)籌配置各方面的保障資源與保障力量，爭(zhēng)取用最短的時(shí)間、最低的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)快捷、高效的維修保障，完成保障任務(wù)［3］。

艦船裝備維修保障工作是多階段的任務(wù)過程，不同的使用階段對(duì)裝備的性能要求和維修保障工作要求也不同［4］。結(jié)合艦船裝備使用過程，分析各任務(wù)階段的裝備技術(shù)狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)維修保障工作，具體情況如表1所示。

表1 艦船裝備各使用階段維修保障工作表

戰(zhàn)前準(zhǔn)備階段，主要是對(duì)艦船裝備進(jìn)行檢查、測(cè)試、技術(shù)準(zhǔn)備等工作，確保戰(zhàn)前裝備良好的戰(zhàn)技性能。該階段主要是由生產(chǎn)廠家或相關(guān)保障單位協(xié)助使用分隊(duì)完成裝備的維護(hù)、保養(yǎng)以及排故修理，請(qǐng)領(lǐng)補(bǔ)充相關(guān)工具以及物資器材等，確保戰(zhàn)前各類保障資源充分。作戰(zhàn)階段，主要是艦船裝備實(shí)施戰(zhàn)斗的過程，確保裝備性能和技術(shù)狀態(tài)良好。該階段的維修保障工作主要是由伴隨保障分隊(duì)在不影響作戰(zhàn)流程的情況下對(duì)故障裝備進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障排除；或借助一定的人力、備件備品以及相關(guān)物資器材等進(jìn)行應(yīng)急搶修搶救或伴隨保障補(bǔ)給等工作。結(jié)束階段，主要是戰(zhàn)斗結(jié)束后，完成艦裝備的撤離轉(zhuǎn)移。該階段的主要保障工作是對(duì)裝備進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)急搶修搶救和伴隨保障，并由相關(guān)保障機(jī)構(gòu)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)中的作戰(zhàn)裝備進(jìn)行檢查維護(hù)、性能恢復(fù)等工作；對(duì)受損艦船裝備視情進(jìn)行大修中修等。

從艦船裝備的使用任務(wù)與保障工作可以看出，維修保障伴隨著作戰(zhàn)任務(wù)的各個(gè)階段，是作戰(zhàn)任務(wù)過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。能否得到及時(shí)有效的維修保障，對(duì)裝備性能的恢復(fù)與任務(wù)的成功起著至關(guān)重要的作用。從維修保障工作內(nèi)容可以看出，保障資源是其重要組成部分，從物資的請(qǐng)領(lǐng)、補(bǔ)給以及修理需求等都離不開各類資源的保障。因此，準(zhǔn)確地對(duì)艦船裝備維修保障任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)和定位，合理地制定保障資源配置方案，對(duì)于提升裝備保障效率，快速完成保障任務(wù)具有重要意義。

2.2 保障資源構(gòu)成要素

保障資源是艦船裝備使用與維修的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要包括物質(zhì)資源，如保障設(shè)備設(shè)施、備件備品等；人力資源，如人員數(shù)量、專業(yè)與技術(shù)等級(jí)等；信息資源，如技術(shù)資料、計(jì)算機(jī)資源等［5～6］。

人員是使用和保障裝備的主體，是戰(zhàn)斗力的組成部分。艦船裝備投入使用后，總需要有一定數(shù)量的、并具有一定專業(yè)技術(shù)等級(jí)的人員從事裝備的使用與維修工作。因此人員的配置非常重要，其關(guān)鍵問題是確定出艦船裝備使用與維修保障人員的數(shù)量、專業(yè)和技術(shù)等級(jí)。

保障設(shè)備包括使用與維修所用的拆卸和安裝設(shè)備、工具、測(cè)試設(shè)備、診斷設(shè)備以及工藝裝置等。小到一個(gè)扳手，大到一個(gè)保障艦船裝備，都是非常重要的保障資源。

備件是備品、修理用零備件、消耗品等備用物資的統(tǒng)稱。備品是指大的更換件，通常是可修復(fù)的，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等；修理用零備件通常是不可修復(fù)的、較小的零部件；消耗品主要是指油料、潤(rùn)滑劑等。

其他保障資源主要是指除了上述三類保障資源外的技術(shù)資料、計(jì)算機(jī)資源、訓(xùn)練保障資源等信息資源。主要用于輔助完成維修保障任務(wù)，提供理論與技術(shù)支撐。

2.3 關(guān)系分析

面向任務(wù)的維修保障資源優(yōu)化配置主要是以艦船裝備作戰(zhàn)任務(wù)為牽引，在戰(zhàn)爭(zhēng)某一階段產(chǎn)生維修保障需求后，通過對(duì)保障任務(wù)和保障資源的分析，得到保障資源需求，從而進(jìn)入保障資源配置階段；在此基礎(chǔ)上，綜合考慮保障資源的數(shù)量與類別、保障點(diǎn)的地域等因素，依托可行有效的優(yōu)化模型，生成保障資源配置方案，為保障資源的快速配置和保障任務(wù)的高效完成提供輔助方法。具體保障任務(wù)與保障資源配置關(guān)系如圖1所示，本文著重研究后兩個(gè)階段內(nèi)容。

3 保障資源優(yōu)化配置過程分析

3.1 影響因素

保障資源配置受眾多因素影響，不同的保障任務(wù)，不同的保障環(huán)境都將直接影響保障資源的配置。結(jié)合維修保障工作內(nèi)容，梳理影響保障資源配置的因素主要包括艦船裝備使用情況、保障單位情況、庫存情況以及保障環(huán)境情況等。

1）艦船裝備使用情況

艦船裝備的使用情況直接影響維修保障工作的任務(wù)量，進(jìn)而決定保障資源的需求量。艦船裝備使用時(shí)間越長(zhǎng)，艦船裝備損傷幾率越大，則需要的保障資源也就越多；艦船裝備損傷越嚴(yán)重，保障時(shí)間則越長(zhǎng)，對(duì)保障資源的需求也就越大；艦船裝備使用種類越多，需要的保障資源的類型也就越多。可見，艦船裝備的使用情況是影響保障資源配置的一個(gè)重要因素。

2）保障單位情況

保障單位是保障資源的主要管理和存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，不同的保障單位，級(jí)別、位置以及庫存情況都有所不同，保障單位的位置直接影響與被保障點(diǎn)的距離，保障單位的級(jí)別直接關(guān)系到能承擔(dān)保障任務(wù)的權(quán)限與能力，這些因素都是在保障資源配置過程中需要考慮的問題。

3）庫存情況

保障資源的庫存主要是所選維修保障點(diǎn)所存儲(chǔ)的保障資源的數(shù)量，庫存量的多少直接關(guān)系到保障點(diǎn)選取的數(shù)量；庫存量越多，所需保障點(diǎn)的數(shù)量和動(dòng)用的保障力量相對(duì)較少；反之，則需要調(diào)動(dòng)更多的保障點(diǎn)去完成保障任務(wù)。因此，保障資源的庫存量直接影響整個(gè)保障資源配置方案。

4）保障環(huán)境情況

保障環(huán)境情況主要是指從保障點(diǎn)到被保障點(diǎn)之間的環(huán)境狀況，具體表現(xiàn)在路途狀況、路徑的長(zhǎng)短、運(yùn)輸方式等，保障環(huán)境狀況的好壞直接影響到保障點(diǎn)位置的選擇，也直接關(guān)系到整個(gè)保障任務(wù)完成的時(shí)間。

3.2 具體思路

保障資源是艦船裝備形成戰(zhàn)斗力的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有保障資源，必將嚴(yán)重影響裝備戰(zhàn)斗力的形成和發(fā)揮，但配備的保障資源不僅僅要解決有無的問題，而且要根據(jù)保障需求科學(xué)合理地配置保障資源，保證以最小的保障負(fù)擔(dān)、最少的保障時(shí)間和最低的保障費(fèi)用，提供艦船裝備所需的保障資源。保障資源的配置必須要滿足艦船裝備對(duì)保障能力的要求，必須要完成保障方案賦予的保障任務(wù)。

保障資源配置的主要思路是優(yōu)先保障緊迫任務(wù)，并且考慮爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)將資源送達(dá)到指定需保障地點(diǎn)。由于單個(gè)維修保障任務(wù)的保障方法相對(duì)簡(jiǎn)單，本文主要以多個(gè)維修保障任務(wù)，多個(gè)保障點(diǎn)為研究對(duì)象，建立保障資源優(yōu)化配置模型?；谝陨纤悸?，本文假定各保障支援點(diǎn)都有足夠的能力將資源運(yùn)送至目的地，并暫時(shí)不考慮保障費(fèi)用造成的影響。首先按照緊迫程度對(duì)保障任務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，優(yōu)先保障重點(diǎn)任務(wù)、重點(diǎn)裝備；以此為目標(biāo)，對(duì)各保障點(diǎn)的保障資源數(shù)量、保障點(diǎn)的距離進(jìn)行計(jì)算與綜合調(diào)配，從最近的保障點(diǎn)對(duì)保障資源進(jìn)行調(diào)度，并依次類推，直到保障資源數(shù)量達(dá)到保障需求，此時(shí)所用的保障時(shí)間最少且滿足目標(biāo)要求。

4 保障資源優(yōu)化配置模型建立

4.1 保障任務(wù)優(yōu)先級(jí)的確定

在任務(wù)執(zhí)行期間，合理科學(xué)地確定維修任務(wù)的優(yōu)先級(jí)對(duì)于有序高效地組織維修保障活動(dòng)具有重要意義。根據(jù)我軍實(shí)際情況及外軍經(jīng)驗(yàn)，目前維修任務(wù)優(yōu)先級(jí)通常遵循四條原則：1）先修重點(diǎn)裝備，即在戰(zhàn)斗中其重大作用的裝備；2）先修施工容易的戰(zhàn)損裝備；3）先修工時(shí)少的裝備；4）先修具有良好搶修性和維修性的裝備［7］。

根據(jù)上述四條準(zhǔn)則，確定維修任務(wù)主要由五個(gè)指標(biāo)決定。假設(shè)某一維修任務(wù)的屬性值G=[g1，g2，g3，g4，g5]，其中g(shù)1表示裝備重要度，g2表示裝備技術(shù)狀況，g3表示修理工時(shí)，一般取平均時(shí)間，g4表示所需器材，g5表示所需技術(shù)。各指標(biāo)屬性值用（0～1）劃分等級(jí)，數(shù)值大小表示指標(biāo)的重要程度。在此基礎(chǔ)上，利用專家經(jīng)驗(yàn)以此對(duì)各指標(biāo)值進(jìn)行打分，并利用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，本文不對(duì)此方法做重點(diǎn)闡述，從而計(jì)算出維修保障任務(wù)優(yōu)先度η。

其中，λa表示第a個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，ga表示第a個(gè)指標(biāo)的指標(biāo)值

4.2 保障資源優(yōu)化配置方法

假設(shè)X1，X2，…，Xm為m個(gè)維修保障點(diǎn)，Xi存儲(chǔ)的某一類保障資源的數(shù)量為Si，i=1，2，…，m；Y1，Y2，…，Yn為n個(gè)維修保障任務(wù)，Yj需要的保障資源數(shù)量為Rj，現(xiàn)有資源數(shù)量為Zj，j=1，2，…，n；從Xi到Y(jié)j的運(yùn)輸時(shí)間為Tij(＞0)，最終保障資源配置方案為Fj。

定義：任意維修保障任務(wù)Yj需要保障資源數(shù)量為Rj，假設(shè)T1j＜T2j＜…＜Tmj，按保障時(shí)間順序從m個(gè)保障點(diǎn)中選取k個(gè)保障點(diǎn)進(jìn)行保障，能夠完成保障任務(wù)，且滿足

其中w1，w2，…，wk分別表示從中挑選出的保障點(diǎn)來提供保障資源。若存在1≤k≤m，則稱k為Rj-Zj的臨界下標(biāo)［8～10］。

推論1：若k為Rj-Zj的臨界下標(biāo)，則Xw1，Xw2，…，Xwk作為任務(wù)Rj的保障點(diǎn)的配置方案Fj最優(yōu)，且最短時(shí)間Tij=max(Twkj)。

推論2：若配置方案Fj為最優(yōu)，則任意的h個(gè)保障點(diǎn)都存在Tij=max(Twkj)＜max(Twhj)。

4.3 具體步驟

步驟1：計(jì)算保障任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，并按優(yōu)先級(jí)大小進(jìn)行排序，假設(shè)排列結(jié)果為Y1，Y2，…，Yn；

步驟3：對(duì)于Xi，按Tij從小到大排列得到Xw1，Xw2，…，Xwk，且Tw1j≤Tw2j≤…≤Twkj，求出序列Xw1，Xw2，…，Xwk對(duì)于Y1-Z1的臨界下標(biāo)k，若k存在，則給出保障方案F1，即Xw1，Xw2，…，Xwk為任務(wù)Y1的保障支援點(diǎn)。若k不存在，則跳轉(zhuǎn)步驟5；

步驟4：保障時(shí)間T(Fj)=max(Twkj)；

步驟5：結(jié)束。

5 實(shí)例分析

以某XX島東南部海域作戰(zhàn)推演為例，根據(jù)推演情況產(chǎn)生戰(zhàn)損為輕創(chuàng)1艘驅(qū)逐艦，重創(chuàng)1艘護(hù)衛(wèi)艦，飛機(jī)2架等；需要拖船、運(yùn)輸船以及各類器材等保障資源。根據(jù)保障任務(wù)的優(yōu)先級(jí)計(jì)算方法，對(duì)這四類保障任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，利用層次分析法計(jì)算出各指標(biāo)權(quán)重為［0.42，0.27，0.16，0.11，0.04］（本文不多做闡述），綜合各專家打分，利用公式計(jì)算任務(wù)優(yōu)先級(jí)，其中各個(gè)任務(wù)屬性值如表1所示。

表1 維修保障任務(wù)優(yōu)先度

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以看出，保障任務(wù)優(yōu)先級(jí)排序?yàn)閅2→Y3→Y1→Y4。

距離保障任務(wù)發(fā)生海域附近的保障點(diǎn)有9個(gè)，構(gòu)建保障點(diǎn)與被保障點(diǎn)的運(yùn)輸時(shí)間矩陣如表2所示。

根據(jù)4.3節(jié)所描述計(jì)算方法，對(duì)各保障點(diǎn)的保障資源進(jìn)行時(shí)間排序，選取符合要求的保障點(diǎn)進(jìn)行資源的調(diào)度，具體資源優(yōu)化配置過程如表3所示。

從表中可以看出，保障資源優(yōu)化配置方案首先對(duì)保障任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，進(jìn)而明確了對(duì)各保障點(diǎn)的選取、所提供資源的數(shù)量以及具體的保障時(shí)間，該模型的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：

1）考慮了整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的保障需求，從保障任務(wù)入手優(yōu)化保障資源的配置；

表2 保障點(diǎn)與被保障點(diǎn)的時(shí)間矩陣

表3 保障資源優(yōu)化配置過程

2）對(duì)保障資源的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，從首先能夠確保重點(diǎn)裝備、重點(diǎn)方向、易修裝備等方面考慮，按照保障任務(wù)緊迫程度進(jìn)行優(yōu)先保障，這對(duì)于快速完成保障任務(wù)具有重要作用；

3）在保障資源優(yōu)化配置時(shí)，以保障時(shí)間為約束條件，爭(zhēng)取用最短時(shí)間完成保障任務(wù)，這在一定程度上大大提高了保障的效率。

6 結(jié)語

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)形勢(shì)的復(fù)雜多變，保障任務(wù)層出不窮，保障資源的作用和地位日益凸顯，合理配置保障資源也就顯得尤為重要。由于保障資源配置涉及類型多、單位廣，傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)的方法容易造成資源的浪費(fèi)和時(shí)間的延誤。本文以維修保障任務(wù)為牽引，構(gòu)建保障資源優(yōu)化配置模型，為保障資源配置方案制定提供一種有效途徑。但有時(shí)候由于維修保障任務(wù)的特殊性、保障環(huán)境的局限性等因素的影響，需要根據(jù)實(shí)際需要在此基礎(chǔ)上做出相應(yīng)的調(diào)整。模型結(jié)果可為保障機(jī)關(guān)、任務(wù)部隊(duì)配置保障資源、制定保障方案提供輔助支撐，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

［1］敬軍.國內(nèi)艦船裝備維修保障資源優(yōu)化技術(shù)研究綜述［J］.中國船舶研究，2013（4）：117-118

［2］楊春輝.基于CPN的面向任務(wù)指揮控制組織建模、仿真及優(yōu)化方法研究［D］.長(zhǎng)沙：國防科技大學(xué)，2008：61-70.

［3］李曉宇，王新閣等.面向任務(wù)的裝備維修保障資源優(yōu)化配置［J］.國防科技，2011（3）：49-50.

［4］曹小平.保障性論證［M］.北京：海潮出版社，2005.

［5］單志偉.艦船裝備綜合保障工程［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2006.

［6］趙武奎.艦船裝備保障學(xué)［M］.北京：解放軍出版社，2003.

［7］王正元.艦船裝備維修保障輔助決策方法［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2013.

［8］何建敏，劉春林.應(yīng)急系統(tǒng)多出救點(diǎn)的選擇問題［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2001（11）：89-93.

［9］曹繼平，宋建社等.戰(zhàn)時(shí)艦船裝備維修保障資源優(yōu)化調(diào)度方法研究［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2007（6）：918-919.

［10］曹繼平，宋建社，等.一種戰(zhàn)時(shí)裝備維修保障資源優(yōu)化調(diào)度算法［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2007（15）：3390-3391.

Optimal Allocation for Mission-oriented Warship Equipment Maintenance Support Resources

YU Fengzhu1FANG Guangtong1YANG Ruiping1DING Zhichao2
（1.No.91204 Troops of PLA，Beijing100161）（2.No.71897 Troops of PLA，Xinyang464194）

The support resources is an important part of warship equipment maintenance.Optimization and allocation legitimately have great significance to recover equipment effectiveness timely.This text takes the warship equipment maintenance support mission as traction，divides each stage of tasks，the element constitution of support resources andthe correlationdefinitely.On this basis，it analyzes the influence factor and concrete thoughts of optimal allocation，structures optimal allocation model for support resources based on task priority，and verifies feasibility of the model by specific examples.

equipment maintenance，support mission，support resources，optimal allocation

E92

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.06.021

2016年12月8日，

2017年1月29日

軍隊(duì)重點(diǎn)科研項(xiàng)目資助。

于風(fēng)竺，女，碩士，工程師，研究方向：裝備保障。