蔣鐵軍, 于 淳，*, 周成杰

(1. 海軍工程大學(xué)管理工程與裝備經(jīng)濟(jì)系, 湖北 武漢 430033； 2. 中央軍委審計(jì)署成都審計(jì)中心, 四川 成都 610015)

0 引 言

艦艇等級(jí)修理計(jì)劃是根據(jù)艦艇修理有關(guān)規(guī)定,結(jié)合艦艇技術(shù)狀態(tài)和戰(zhàn)備訓(xùn)練任務(wù)等情況,所作出的一種預(yù)防性修理安排。在裝備維修保障工作中,艦艇等級(jí)修理由于修理工期長(zhǎng)、經(jīng)費(fèi)需求大、耗費(fèi)資源多、對(duì)使用影響大,其計(jì)劃的科學(xué)編制顯得尤為重要。隨著海軍裝備建設(shè)的快速發(fā)展,大量新型艦艇集中入役,國(guó)家對(duì)海洋安全日益重視,艦艇訓(xùn)練任務(wù)明顯增多、使用強(qiáng)度顯著增大,對(duì)艦艇能力的保持和恢復(fù)提出了更高要求,尤其是體系化運(yùn)用使得從編隊(duì)角度考慮等級(jí)修理安排的需求更加突出。

當(dāng)前,艦艇等級(jí)修理計(jì)劃編制大多采用的是“定期與‘雙控’相結(jié)合”的修理模式:以相對(duì)固定的時(shí)間間隔范圍確定修理時(shí)機(jī),同時(shí)明確修理級(jí)別、修理工期等(控計(jì)劃),根據(jù)給定的預(yù)算指標(biāo)設(shè)定修理范圍和修理深度(控經(jīng)費(fèi)),進(jìn)而安排修理活動(dòng)。在此框架下,通常將艦艇等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化建模為一個(gè)約束滿(mǎn)足問(wèn)題,運(yùn)用優(yōu)化算法尋求符合約束的最佳艦艇等級(jí)修理計(jì)劃。同時(shí),進(jìn)一步考慮到優(yōu)化目標(biāo)對(duì)修理效果的影響,不同目標(biāo)下的優(yōu)化模型被不斷提出,如基于可靠度和費(fèi)用的視情維修間隔模型,以維修費(fèi)用最小為目標(biāo)的修理級(jí)別優(yōu)化模型,以安全性、任務(wù)性和經(jīng)濟(jì)性風(fēng)險(xiǎn)最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型等。

考慮到艦艇的體系化運(yùn)用,以艦艇編隊(duì)為對(duì)象的等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化模型也被提出,如帶有約束條件的二層網(wǎng)絡(luò)流模型、集劃分模型、面向平均修理間隔的模型、以減少編隊(duì)服役期內(nèi)可用艦艇數(shù)量波動(dòng)幅度的優(yōu)化模型、以提高編隊(duì)部署時(shí)間的編隊(duì)修理結(jié)構(gòu)模型、基于多艘同型艦艇部署能力的優(yōu)化模型等。

但是,目前艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃編制方法也還存在著一些問(wèn)題:一是缺乏從效能角度考慮艦艇編隊(duì)等級(jí)修理安排問(wèn)題,目前主要從在航率、完好性角度對(duì)修理活動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化,沒(méi)有考慮艦艇編隊(duì)的體系效能,更沒(méi)有考慮到不同類(lèi)別、不同型號(hào)艦艇使用和修理之間的關(guān)聯(lián)性。而艦艇編隊(duì)等級(jí)修理的核心目標(biāo)就是恢復(fù)艦艇的各項(xiàng)能力,滿(mǎn)足艦艇編隊(duì)執(zhí)行演習(xí)、訓(xùn)練、作戰(zhàn)等多樣化任務(wù)的需要;二是通常將艦艇總體效能視為一個(gè)恒定值,即使用時(shí)效能全部發(fā)揮,修理時(shí)則效能為零,但實(shí)際上艦艇效能會(huì)隨著使用而呈現(xiàn)衰減趨勢(shì),當(dāng)效能衰減到一定程度時(shí),則必須開(kāi)展修理,否則無(wú)法滿(mǎn)足使命任務(wù)對(duì)能力的基本要求;三是由于缺乏對(duì)艦艇編隊(duì)體系效能的考慮,也就未能考慮到體系效能受到?jīng)Q策者主觀期望以及風(fēng)險(xiǎn)偏好,即期望體系效能的影響。

針對(duì)以上問(wèn)題,需要在充分考慮期望體系效能衰減的基礎(chǔ)上,科學(xué)安排艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃,確保艦艇戰(zhàn)斗力的有效恢復(fù)。同時(shí),考慮到當(dāng)前艦艇等級(jí)修理主要執(zhí)行的是“定期與‘雙控’相結(jié)合”的修理模式,本文基于現(xiàn)行的艦艇等級(jí)修理模式,考慮艦艇技術(shù)狀態(tài)變化情況、艦艇修理結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定、修理經(jīng)費(fèi)、在航率、艦艇體系運(yùn)用等影響因素,以期望體系效能為目標(biāo),對(duì)艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。

1 問(wèn)題分析

在一段時(shí)期內(nèi),存在多艘艦艇,效能隨時(shí)間發(fā)生衰減,而修理使效能得以恢復(fù),在滿(mǎn)足多重約束條件下,裝備維修計(jì)劃管理人員需要對(duì)這些艦艇的等級(jí)修理計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化,決定哪些艦艇需要修理、修理何時(shí)開(kāi)始等,以實(shí)現(xiàn)該時(shí)期內(nèi)整個(gè)艦艇編隊(duì)的等級(jí)修理效果最佳。

解決的基本思路是:首先構(gòu)建單艘艦艇的效能評(píng)估模型,從靜態(tài)角度對(duì)其效能進(jìn)行評(píng)估,然后針對(duì)效能的衰減特性建立艦艇效能衰減模型,進(jìn)而得到艦艇編隊(duì)的效能衰減模型,進(jìn)一步考慮決策者的主觀期望和決策偏好,建立考慮期望體系效能衰減的艦艇編隊(duì)效能模型,最后以體系效能價(jià)值函數(shù)最大為目標(biāo),考慮多重約束條件,實(shí)現(xiàn)艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃的優(yōu)化安排。

1.1 單艘艦艇

對(duì)于單艘艦艇的效能評(píng)估,運(yùn)用較多的方法有指數(shù)法、ADC (availability dependence capability)法、Lanchester法、模糊評(píng)判法、SEA (system effectiveness analysis)法等。按照目前常用的評(píng)價(jià)體系,單艘艦艇效能通?？梢苑譃椤爸笓]控制、機(jī)動(dòng)、防御、進(jìn)攻、保障”5種分項(xiàng)能力,分項(xiàng)能力也可進(jìn)一步細(xì)化,甚至可以分解至基本的性能指標(biāo)。通過(guò)對(duì)性能指標(biāo)和子能力、分項(xiàng)能力的評(píng)估,可以獲取單艘艦艇的總體效能。

為完成多樣化使命任務(wù),考慮到各分項(xiàng)能力之間相互配合又不可相互替代。艦艇的效能可簡(jiǎn)化表示為

=1+2+3+4+5

(1)

式中:為艦艇的總體效能;、、、、為指揮控制、機(jī)動(dòng)、防御、進(jìn)攻、保障5種分項(xiàng)能力;1～5為分項(xiàng)能力權(quán)重。

1.2 艦艇效能衰減模型

裝備的效能不是完全不變的,而會(huì)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)不斷發(fā)生衰減,這種衰減也是裝備使用一段時(shí)間后需要安排修理的根本原因之一。裝備效能隨時(shí)間衰減的基本規(guī)律是:早期故障率較低,衰減較慢;中期故障率升高,衰減加快;末期效能水平較低,衰減變緩。艦艇效能隨時(shí)間的函數(shù)如圖1所示。

圖1 艦艇效能衰減函數(shù)Fig.1 Fleet effectiveness attenuation function

考慮到效能衰減的內(nèi)涵和特征,以及l(fā)ogistic函數(shù)用于描述生長(zhǎng)過(guò)程的優(yōu)勢(shì),采用logistic函數(shù)的逆向形式描述效能衰減,具體為

(2)

式中:()為艦艇的效能函數(shù);為艦艇初始效能(艦艇入役或上次等級(jí)修理結(jié)束時(shí)的效能);為衰減速率,與艦艇特點(diǎn)、使用強(qiáng)度等有關(guān);為衰減長(zhǎng)度(初始效能衰減的時(shí)間長(zhǎng)度),與艦艇特性、使用強(qiáng)度等有關(guān);為時(shí)間。

圖2 等級(jí)修理下的艦艇效能衰減函數(shù)Fig.2 Fleet effectiveness attenuation function considering level repair

1.3 艦艇編隊(duì)體系效能評(píng)估模型

由于艦艇的體系化運(yùn)用,在單艦效能評(píng)估模型和艦艇效能衰減模型基礎(chǔ)上,還需對(duì)艦艇編隊(duì)的體系效能進(jìn)行評(píng)估。艦艇及其能力分類(lèi)如表1所示。

表1 艦艇及其能力分類(lèi)表Table 1 Classification of fleet and capabilities

假定艦艇分項(xiàng)能力衰減和恢復(fù)情況與總體效能保持一致,以指揮控制能力為例(其他類(lèi)似),艦艇編隊(duì)的指揮控制能力為

(3)

式中:為編隊(duì)的指揮控制能力;為艦艇在編隊(duì)中的權(quán)重;為艦艇的初始指揮控制能力。

此時(shí),艦艇編隊(duì)指揮控制能力的恢復(fù)值為

(4)

艦艇經(jīng)過(guò)修理,總體的恢復(fù)效能為Δ,與分項(xiàng)能力恢復(fù)值的關(guān)系為

Δ=1Δ+2Δ+3Δ+4Δ+5Δ

(5)

式中:Δ、Δ、Δ、Δ、Δ為分項(xiàng)能力恢復(fù)值。

1.4 艦艇編隊(duì)期望體系效能評(píng)估模型

為保持足夠的履行使命任務(wù)的能力,通常要為艦艇編隊(duì)的每種能力設(shè)置一個(gè)期望值,具體由決策者根據(jù)戰(zhàn)略目標(biāo)、使命任務(wù)、上級(jí)指示和基層部隊(duì)意見(jiàn)綜合確定。由于受到經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等約束限制,艦艇等級(jí)修理不可能使每項(xiàng)能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于期望值。為了平衡各分項(xiàng)能力,防止過(guò)度恢復(fù)某項(xiàng)能力而造成其他能力短板、浪費(fèi)修理資源,在此引入投資組合規(guī)劃中的前景理論建立艦艇編隊(duì)體系效能的價(jià)值函數(shù)。

前景理論描述了面對(duì)獲得和損失時(shí)存在的不同風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度。

在本模型中,“獲得”是指體系分項(xiàng)能力大于期望值,“損失”是指體系分項(xiàng)能力小于期望值,前景理論可解釋為若某項(xiàng)能力已達(dá)到期望值,再繼續(xù)提升該能力,所需要的經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等都會(huì)大大增加,這時(shí)應(yīng)將經(jīng)費(fèi)用到其他能力的提升上;若某項(xiàng)能力沒(méi)有達(dá)到期望值,就會(huì)達(dá)不到使用要求,這時(shí)即使要耗費(fèi)更多的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間,也要提升該項(xiàng)能力。運(yùn)用前景理論將體系效能轉(zhuǎn)換為價(jià)值函數(shù),即決策者面對(duì)多個(gè)期望值時(shí),不同選擇對(duì)決策者帶來(lái)的價(jià)值,具體如圖3所示。

圖3 前景理論價(jià)值函數(shù)Fig.3 Value function of prospect theory

根據(jù)前景理論,以艦艇編隊(duì)指揮控制能力為例(其他類(lèi)似),建立其價(jià)值函數(shù)為

(6)

式中:、、為艦艇編隊(duì)指揮控制能力的價(jià)值函數(shù)、實(shí)際值和期望值;和為風(fēng)險(xiǎn)厭惡系數(shù),且0<<1<。

此時(shí),艦艇編隊(duì)體系效能的價(jià)值函數(shù),即艦艇編隊(duì)期望體系效能為

=1+2+3+4+5

(7)

式中:為艦艇編隊(duì)體系效能價(jià)值函數(shù);、、、、為艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力價(jià)值函數(shù)。

2 艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化模型

2.1 優(yōu)化目標(biāo)

艦艇編隊(duì)體系效能價(jià)值函數(shù)是關(guān)于時(shí)間的函數(shù),艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化的目標(biāo)就是在給定時(shí)間段內(nèi)的體系效能價(jià)值函數(shù)最大,即

(8)

式中:()為艦艇編隊(duì)在時(shí)刻的期望體系效能價(jià)值函數(shù);為艦艇編隊(duì)在[0,]內(nèi)的期望體系效能價(jià)值函數(shù)。

2.2 約束條件

(1) 修理工期約束

根據(jù)現(xiàn)行修理工作規(guī)定,對(duì)于艦艇有:

(9)

(2) 跨期修理經(jīng)費(fèi)約束

當(dāng)艦艇存在跨越[0,]時(shí)間段修理時(shí),當(dāng)期[0,]修理經(jīng)費(fèi)為修理預(yù)算指標(biāo)與當(dāng)期[0,]修理時(shí)間占比的乘積,艦艇跨期修理經(jīng)費(fèi)為

(10)

(3)修理總經(jīng)費(fèi)約束

需修艦艇的總經(jīng)費(fèi)不得超過(guò)可能供給的總經(jīng)費(fèi)預(yù)算指標(biāo),表示為

(11)

式中:為0表示艦艇不修理;為1表示艦艇修理;為艦艇的等級(jí)修理經(jīng)費(fèi);為總的經(jīng)費(fèi)預(yù)算指標(biāo)。

(4) 效能約束

通常情況下,修理只會(huì)使效能有限恢復(fù),而不可能達(dá)到或超過(guò)初始效能水平,表示為

(12)

從式(12)還可以看出,等級(jí)修理開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的效能應(yīng)當(dāng)盡量低于-Δ,即艦艇處于較好狀態(tài)、能夠滿(mǎn)足需求時(shí)應(yīng)當(dāng)避免過(guò)度修理。

(5) 在航率約束

艦艇在航率是指能夠正常航行的艦艇數(shù)量占總數(shù)量的百分比,主要用于衡量艦艇數(shù)量滿(mǎn)足使用的程度,表示為

(13)

式中:為艦艇總數(shù);為處于修理狀態(tài)的艦艇數(shù)量;為處于失修狀態(tài)的艦艇數(shù)量;為規(guī)定的最低在航率要求。

3 基于混合編碼粒子群算法的模型優(yōu)化求解

針對(duì)上述目標(biāo)函數(shù)和約束條件,需要對(duì)是否修理和修理開(kāi)始時(shí)間進(jìn)行求解,考慮到粒子群算法在多目標(biāo)優(yōu)化、非線性整數(shù)和混合整數(shù)約束優(yōu)化等問(wèn)題中表現(xiàn)出的良好性能,本文采用該算法對(duì)模型進(jìn)行求解。

3.1 編碼

由于艦艇是否修理為0-1離散解,修理開(kāi)始時(shí)間為實(shí)數(shù)連續(xù)解,對(duì)于粒子采用混合編碼,即艦艇是否修理采用0-1二進(jìn)制編碼,修理開(kāi)始時(shí)間采用[0,]范圍內(nèi)的實(shí)數(shù)編碼,如圖4所示。

圖4 粒子混合編碼方式Fig.4 Hybrid coding of particles

3.2 初始化各項(xiàng)參數(shù)

初始化群體粒子個(gè)數(shù)、迭代次數(shù)、種群的初始位置(1)、種群的初始速度(1)、粒子個(gè)體最優(yōu)位置和最優(yōu)適應(yīng)度pbest、粒子群全局最優(yōu)位置和最優(yōu)適應(yīng)度gbest,設(shè)定學(xué)習(xí)因子和、慣性權(quán)重、位置最大值和最小值、速度最大值和最小值等參數(shù)。

3.3 計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)

由于優(yōu)化目標(biāo)為[0,]內(nèi)艦艇編隊(duì)體系效能價(jià)值函數(shù)最大,粒子的適應(yīng)度函數(shù)可以直接采用目標(biāo)函數(shù),更新粒子個(gè)體最優(yōu)位置和最優(yōu)適應(yīng)度pbest、粒子群全局最優(yōu)位置和最優(yōu)適應(yīng)度gbest。

3.4 速度更新

(+1)=·()+·rand·(-())+·rand·(-())

(14)

式中:(+1)表示第+1代粒子第維的速度;()表示第代粒子第維的速度;rand為[0,1]區(qū)間上的隨機(jī)數(shù),每個(gè)維度速度的范圍為[,]。

為了獲取更好的優(yōu)化效果,采取線性遞減策略動(dòng)態(tài)調(diào)整慣性權(quán)重,即起始階段,值較大,在更大范圍內(nèi)概要搜索;后期階段,值較小,在更小范圍內(nèi)精準(zhǔn)搜索,具體表示為

(15)

式中:為最大慣性權(quán)重;為最小慣性權(quán)重;為當(dāng)前迭代次數(shù);為最大迭代次數(shù)。

3.5 位置更新

對(duì)于二進(jìn)制編碼的粒子段,位置更新表示為

(16)

對(duì)于連續(xù)編碼的粒子段,位置更新表示為

(+1)=()+(+1)

(17)

式中:(+1)為第+1代粒子第維的速度;為粒子飛行速度轉(zhuǎn)換函數(shù);(+1)為第+1代粒子第維的位置;()為第代粒子第維的位置。

3.6 迭代優(yōu)化

按照上述步驟迭代計(jì)算,直至達(dá)到最大迭代次數(shù),得到粒子群的全局最優(yōu)位置和最優(yōu)適應(yīng)度。

4 應(yīng)用分析

4.1 問(wèn)題描述

某年度艦艇編隊(duì)有7艘艦艇,修理經(jīng)費(fèi)指標(biāo)為7 000萬(wàn)元,在“定期與‘雙控’相結(jié)合”模式下編制年度艦艇等級(jí)修理計(jì)劃。由于保密原因,對(duì)艦艇性能參數(shù)和修理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)處理。

(1) 艦艇初始能力如表2所示。艦艇各項(xiàng)初始能力,由專(zhuān)家根據(jù)各項(xiàng)性能指標(biāo)評(píng)估得出;能力貢獻(xiàn)度、能力期望值,由計(jì)劃編制者根據(jù)戰(zhàn)略目標(biāo)、使命任務(wù)、上級(jí)指示和基層部隊(duì)意見(jiàn)確定,能力貢獻(xiàn)度權(quán)重(1,2,3,4,5)=(02, 015,025,025,015),能力期望值(,,,,)=(25,40,25,25,30)。

表2 艦艇初始能力Table 2 Fleet initial capacity

(2) 艦艇各項(xiàng)修理數(shù)據(jù)如表3所示。艦艇修理級(jí)別,根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定確定;預(yù)算指標(biāo),根據(jù)審定價(jià)格或同型艦艇同級(jí)別修理歷史價(jià)格確定;修理工期,按現(xiàn)行規(guī)定中的工期范圍取中值確定;恢復(fù)效能,根據(jù)對(duì)同型艦艇歷史修理前后能力變化評(píng)估得到;效能衰減函數(shù),根據(jù)對(duì)艦艇各項(xiàng)能力在不同時(shí)間點(diǎn)的評(píng)估曲線擬合獲得,其中以各艦艇入役或上一次等級(jí)修理結(jié)束時(shí)間為坐標(biāo)原點(diǎn);已使用時(shí)間,是指艦艇入役或上一次等級(jí)修理結(jié)束至該年年初所使用的時(shí)間;艦艇使用效能下限,由艦艇使用部門(mén)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及歷史使用情況確定。在7艘艦艇中,艦艇1為上年度跨至本年度修理,計(jì)劃已確定,其余艦艇等級(jí)修理計(jì)劃待安排。為便于計(jì)算,單位“月”以30天計(jì)。

表3 艦艇修理數(shù)據(jù)參數(shù)Table 3 Fleet repair data parameter

(3) 艦艇最低在航率,根據(jù)部隊(duì)類(lèi)型和有關(guān)要求綜合處理為=60%;單艘艦艇對(duì)體系效能的貢獻(xiàn)度權(quán)重,根據(jù)艦艇和使用部隊(duì)的重要程度、艦艇使命任務(wù)進(jìn)行重要性排序確定為(,,,,,,)=(017,017,014,014,014,012,012);和根據(jù)決策者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的偏好統(tǒng)一確定為06和12。

4.2 算法參數(shù)設(shè)置及求解

根據(jù)相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn),粒子群算法參數(shù)設(shè)置為:=100,=200,=15,=15,=09,=04,=2,=-2。通過(guò)求解,得到最優(yōu)位置=[1, 0, 1, 0, 1, 1, 250,635, 185,586,486],最優(yōu)適應(yīng)度值gbest=7774。在7艘艦艇中,艦艇1由上年結(jié)轉(zhuǎn)已經(jīng)確定了修理時(shí)間,所以的前6位代表艦艇2至艦艇7是否修理,后6位代表艦艇2至艦艇7的修理開(kāi)始時(shí)間,gbest代表艦艇編隊(duì)體系效能價(jià)值。

優(yōu)化得到的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃如表4所示,其中艦艇1的預(yù)算指標(biāo)和修理時(shí)間是指跨年至該期的預(yù)算指標(biāo)和修理時(shí)間;艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力價(jià)值函數(shù)的變化情況如圖5所示,艦艇可用狀態(tài)如圖6所示,其中0代表可用,1代表不可用。

表4 艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃Table 4 Fleet level repair plan

圖5 艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力的價(jià)值函數(shù)Fig.5 Value function of sub-item capability of fleet

圖6 艦艇可用狀態(tài)Fig.6 Fleet availability

4.3 模型有效性分析

(1) 優(yōu)化結(jié)果分析

從計(jì)算結(jié)果可以看出,在“定期與‘雙控’相結(jié)合”修理模式下,基于期望體系效能衰減的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化方法,綜合考慮了決策者的偏好、艦艇能力需求、技術(shù)狀態(tài)變化、修理結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定、修理經(jīng)費(fèi)、艦艇體系運(yùn)用、在航率等影響因素,滿(mǎn)足了裝備效能、修理經(jīng)費(fèi)、修理時(shí)間和在航率等多重約束條件,實(shí)現(xiàn)了科學(xué)合理的修理決策。

(2) 對(duì)比分析

為了進(jìn)一步分析模型的有效性,將基于期望體系效能衰減的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃與傳統(tǒng)的艦艇等級(jí)修理計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比。傳統(tǒng)編制方法下的艦艇等級(jí)修理計(jì)劃如表5所示,艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力的價(jià)值變化情況如圖7所示,艦艇可用狀態(tài)如圖8所示。

表5 傳統(tǒng)方法下的艦艇等級(jí)修理計(jì)劃Table 5 Fleet level repair plan based on the traditional method

圖7 傳統(tǒng)方法下的艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力價(jià)值函數(shù)Fig.7 Value function of the sub-item capability of fleet based on the traditional methods

圖8 傳統(tǒng)方法下的艦艇可用狀態(tài)Fig.8 Fleet availability based on the traditional methods

通過(guò)比較兩種不同的艦艇等級(jí)修理計(jì)劃編制策略,得出以下結(jié)論:

(1) 表4與表5的對(duì)比表明,采用本文提出方法優(yōu)化得到的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃,艦艇編隊(duì)體系效能較傳統(tǒng)方法高出約8.05%,在同樣的保障條件下能夠使裝備發(fā)揮出更強(qiáng)的戰(zhàn)斗力,進(jìn)而更好地完成既定的各項(xiàng)戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)。

(2) 圖5與圖7的對(duì)比顯示,基于期望體系效能衰減方法的艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力價(jià)值均為正值,說(shuō)明在該年度的任意時(shí)刻都達(dá)到了艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力的期望值,能夠確保年度各項(xiàng)任務(wù)有效完成。但是,在傳統(tǒng)編制方法下,艦艇編隊(duì)分項(xiàng)能力中的指揮控制能力等在某個(gè)時(shí)間段為負(fù)值,沒(méi)有達(dá)到使用的期望要求。

(3) 圖6與圖8的對(duì)比顯示,基于期望體系效能衰減方法編制的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃,艦艇同時(shí)在修的數(shù)量分布更加均勻,更好地考慮了艦艇的使用與修理、不同艦艇之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)艦艇等級(jí)修理計(jì)劃編制方法缺乏對(duì)艦艇編隊(duì)體系效能、效能衰減、決策者主觀期望等全面考慮的問(wèn)題,以有效恢復(fù)艦艇編隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力為目標(biāo),綜合考慮艦艇效能衰減的固有特性、艦艇編隊(duì)效能的基本期望以及修理計(jì)劃安排的各項(xiàng)約束,提出了考慮期望體系效能衰減的艦艇編隊(duì)等級(jí)修理計(jì)劃優(yōu)化方法,避免了傳統(tǒng)的基于定期修理模式以單艦修理需求編制等級(jí)修理計(jì)劃的不足,增強(qiáng)了裝備維修保障計(jì)劃編制的科學(xué)性。

隨著艦艇執(zhí)行多樣化任務(wù)的不斷頻繁以及視情維修策略的推廣應(yīng)用,進(jìn)一步的研究應(yīng)重點(diǎn)考慮多樣化任務(wù)中不同類(lèi)型任務(wù)對(duì)艦艇分項(xiàng)能力期望的差異性,以及視情維修對(duì)修理工期、修理費(fèi)用和效能恢復(fù)所帶來(lái)的影響。