基于ADC法的軍事物流基地物資保障效能評(píng)估模型

陳 明，荀 燁，秦 超

(1.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，天津300161;2.軍事交通學(xué)院軍事物流系，天津300161)

軍事物流基地是現(xiàn)代軍事物流體系的重要節(jié)點(diǎn)，也是現(xiàn)代軍事物流體系建設(shè)的核心。近年來，軍事物流基地依托地理位置重要、容量規(guī)模較大、交通條件便利、總體布局合理的后方倉(cāng)庫(kù)，通過整合資源、健全力量、整治設(shè)施、配備裝備及信息化改造等措施，不斷加強(qiáng)建設(shè)，在物資保障方面發(fā)揮著越來越重要的作用。軍事物流基地配送保障效能的研究，對(duì)提高軍隊(duì)物資保障時(shí)效，促進(jìn)軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力提升，建設(shè)精確化后勤力量，打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)都具有較強(qiáng)的理論和實(shí)際意義。

目前，科研人員對(duì)于軍事物流基地的選址、建設(shè)模式、布局評(píng)估、物資存儲(chǔ)和保障方式等都有較為詳細(xì)的研究，但是在軍事物流基地物資保障效能方面研究成果較少。系統(tǒng)效能評(píng)估ADC法(avaibility，dependability，capability)對(duì)于保障效能評(píng)估來說是一個(gè)較為新穎的方法，蘇琛［1］、荀燁［2］等都曾運(yùn)用ADC法進(jìn)行建模評(píng)估。但是它們只是簡(jiǎn)化的ADC法應(yīng)用，所建模型將一些因素理想化、合一化，必將在一定程度上脫離實(shí)際;文章普遍將復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)劃分為“可用”或“不可用”、“可信”或“不可信”、“有能力的”或“沒有能力的”，賦值取整，計(jì)算較為簡(jiǎn)單。然而復(fù)雜系統(tǒng)一般由多個(gè)因素組成，有的設(shè)備故障或失效時(shí)，可能只使其性能降低，但仍可以不同程度地完成部分給定任務(wù)。所以，在實(shí)際情況中，系統(tǒng)可能處于若干個(gè)不同明顯劃分的工作狀態(tài)，只劃分為兩個(gè)狀態(tài)必然不夠精確。本文利用系統(tǒng)效能評(píng)估ADC法，選取一個(gè)方面，將各項(xiàng)因素細(xì)化，充分考慮各個(gè)環(huán)節(jié)的狀態(tài)，對(duì)軍事物流基地保障效能的評(píng)估進(jìn)行研究。

1 軍事物流基地保障效能研究意義

后勤保障是部隊(duì)進(jìn)行一切活動(dòng)的基礎(chǔ)，尤其戰(zhàn)時(shí)，更需要后勤予以及時(shí)、準(zhǔn)確地保障。軍事物流基地的存儲(chǔ)物資能力、物資收發(fā)能力、作業(yè)時(shí)間等，都直接影響到后勤保障方案的制訂與修改。作為現(xiàn)代軍事物流體系重要組成部分，軍事物流基地通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用現(xiàn)代化的物流設(shè)施設(shè)備，為部隊(duì)提供籌、儲(chǔ)、供、運(yùn)、修等多功能集成的綜合化物流服務(wù)，滿足多軍種、多建制、多方向綜合軍事物資保障需求的保障實(shí)體，是軍隊(duì)軍事物流建設(shè)的重要方向。要適應(yīng)軍隊(duì)遂行多樣化軍事任務(wù)要求，將倉(cāng)儲(chǔ)物資高效配送到戰(zhàn)場(chǎng)的各個(gè)方向、各個(gè)地域、各個(gè)部隊(duì)，必須依賴于精確化的配送保障力量［3］。對(duì)軍事物流基地進(jìn)行保障效能評(píng)估，可以較為準(zhǔn)確地了解倉(cāng)庫(kù)的綜合保障能力，為指揮員提供可靠的決策依據(jù)，為后勤實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化精確保障提供必要的支撐。效能評(píng)估站在新的高度，將軍事物流基地系統(tǒng)放置于新軍事變革的信息化建設(shè)之中，更加系統(tǒng)、全面地分析了軍事物流基地的建設(shè)要求，為其發(fā)展探索了新的方向。通過對(duì)軍事物流基地作業(yè)保障的研究，本文將軍事物流基地物資保障效能的重要影響因素分為裝卸站臺(tái)保障效能、人員業(yè)務(wù)素質(zhì)保障效能、信息管理系統(tǒng)保障效能和交通運(yùn)輸保障效能［2］。

2 ADC方法(WSEIAC模型)

ADC法是美國(guó)工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(huì)(WSEIAC)于1965年提出的，其建立的模型又稱WSEIAC模型，是目前用于武器系統(tǒng)效能評(píng)估最常用的一種方法，它主要取決于所評(píng)估系統(tǒng)的可用度、可信度和能力。其具體模型表達(dá)式為

式中:A={a1，a2，…，an}為系統(tǒng)的可用度(有效性)向量，表示系統(tǒng)開始執(zhí)行任務(wù)瞬間處于可工作狀態(tài)或可承擔(dān)任務(wù)狀態(tài)的程度或量度，通常由它們的概率表示，ai(i=1，2，…，n)為開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)處于 i狀態(tài)的概率;D=［dij］i×j為可信度矩陣，是對(duì)系統(tǒng)在開始執(zhí)行任務(wù)處于某一狀態(tài)而結(jié)束處于另一狀態(tài)的轉(zhuǎn)移性指標(biāo)的描述，反映系統(tǒng)可靠性的好壞，dij為開始瞬間系統(tǒng)處于i狀態(tài)而在使用過程中轉(zhuǎn)移到 j狀態(tài)的概率;C=［cjk］j×k為系統(tǒng)的能力矩陣，反映其與實(shí)際要求能力之間的符合程度，cjk為在狀態(tài)j時(shí)完成任務(wù)k的能力。

3 模型的建立

3.1 裝卸站臺(tái)保障效能

裝卸站臺(tái)保障效能受到很多因素的影響，包括各項(xiàng)裝備、人員作業(yè)能力等。裝卸站臺(tái)作業(yè)所需裝備主要包括叉車、帶式輸送機(jī)、牽引車、地磅和電子吊秤等。在實(shí)際應(yīng)用中，各個(gè)裝備都有備用，并不存在某一個(gè)或者全部裝備出現(xiàn)問題而導(dǎo)致整個(gè)裝卸站臺(tái)不能繼續(xù)工作的情況。但是，某種正在作業(yè)的裝備出問題需要更換和修理，也會(huì)導(dǎo)致保障效能降低。考慮到實(shí)際情況及發(fā)生的概率，在模型建立中只考慮叉車、帶式輸送機(jī)、牽引車3項(xiàng)因素，這3項(xiàng)因素對(duì)裝卸站臺(tái)保障效能的影響屬于并聯(lián)關(guān)系，將其編號(hào)為1、2、3，得到裝卸站臺(tái)系統(tǒng)狀態(tài)(見表1)。

表1 裝卸站臺(tái)系統(tǒng)狀態(tài)

3.1.1 可用度分析

用A1、A2、A2分別表示叉車、帶式運(yùn)輸機(jī)、牽引車這3個(gè)因素的可用度。設(shè)3個(gè)因素的平均故障間隔時(shí)間分別為 TMTBF1、TMTBF2、TMTBF3;平均故障修復(fù)時(shí)間 TMTTR1、TMTTR2、TMTTR3。則有

得到裝卸站臺(tái)系統(tǒng)可用度向量為

式中:

3.1.2 可信度分析

裝卸站臺(tái)系統(tǒng)可信度矩陣為

由文獻(xiàn)［4］可知，裝備可信度在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可視為指數(shù)函數(shù):

式中t為執(zhí)行任務(wù)時(shí)間。

假定裝備在任務(wù)執(zhí)行過程中是不可修復(fù)的，計(jì)算可得

其他同理，最后可求得裝卸站臺(tái)系統(tǒng)可信度矩陣為

3.1.3 能力矩陣分析

在可執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)下，設(shè)Q1為叉車可用情況下的任務(wù)完成能力，Q為叉車故障時(shí)的任務(wù)完成能力;Q2為帶式輸送機(jī)可用情況下的任務(wù)完成能力，Q為帶式輸送機(jī)故障時(shí)的任務(wù)完成能力;Q3為傳輸帶、牽引車在可用情況下的任務(wù)完成能力，Q為其在故障時(shí)的任務(wù)完成能力。z1、z2、z3分別為3項(xiàng)因素在裝卸站臺(tái)系統(tǒng)能力中所占權(quán)重，根據(jù)表1，計(jì)算可得能力矩陣為

由式(1)～式(3)可得裝卸站臺(tái)保障效能應(yīng)為

3.2 人員業(yè)務(wù)素質(zhì)保障效能

人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的高低將決定著操作人員對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)的作業(yè)效率，是一切物流活動(dòng)的基礎(chǔ)。倉(cāng)庫(kù)人員的技術(shù)業(yè)務(wù)水平需要進(jìn)行培訓(xùn)實(shí)踐才能得到提升。由于可用度的本質(zhì)即為“初始狀態(tài)”，在人員業(yè)務(wù)工作效能的評(píng)估中，可用度A2可用人員培訓(xùn)率來表示，可信度D2數(shù)值為1，而能力C2則表示其他條件正常時(shí)，該狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)的物資保障能力。由3.1同理可得，人員業(yè)務(wù)素質(zhì)保障效能為

3.3 信息管理系統(tǒng)效能保障

軍事物流基地信息管理系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、指控中心子系統(tǒng)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)、存儲(chǔ)環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、信息安全子系統(tǒng)、電源監(jiān)控子系統(tǒng)、防雷子系統(tǒng)組成。但是對(duì)某次任務(wù)的執(zhí)行保障效率來說，只考慮通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和指控中心子系統(tǒng)兩個(gè)部分。當(dāng)服務(wù)器、通信線路和通信控制設(shè)備故障時(shí)，依據(jù)實(shí)際情況，認(rèn)為通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)保障效率近似為零;在執(zhí)行任務(wù)的過程中，裝備不能立刻被修復(fù)，系統(tǒng)可用時(shí)，能力為1。分析通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)，由3.1同理可得通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)效能E'和指控中心子系統(tǒng)保障效能E″。設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和指控中心子系統(tǒng)在信息管理系統(tǒng)保障效能中所占權(quán)重分別為w1、w2，那么信息管理系統(tǒng)保障效能為

3.4 交通運(yùn)輸保障效能

運(yùn)輸配送在整個(gè)物資保障環(huán)節(jié)中占據(jù)十分重要的地位。影響該環(huán)節(jié)的因素有兩個(gè):一是運(yùn)輸決策，另一個(gè)是交通運(yùn)輸工具的狀態(tài)。其中，運(yùn)輸決策主要由路徑的選擇和交通工具及裝備的分配構(gòu)成，路徑選擇的優(yōu)化程度和交通工具分配的合理程度都將在一定程度上影響交通運(yùn)輸環(huán)節(jié)的保障效能。交通工具通常由公路運(yùn)輸車輛、載貨火車、運(yùn)輸飛機(jī)和貨船組成，它們?cè)诓煌闆r下和不同任務(wù)中起著不同程度的作用，有時(shí)同時(shí)運(yùn)用多種運(yùn)輸方式，有時(shí)則不同運(yùn)輸方式交叉運(yùn)用，最終將物資運(yùn)送到所需單位。

設(shè)決策的合理程度為T。路徑選擇的合理程度T1為實(shí)際運(yùn)送時(shí)間與最優(yōu)路徑情況下運(yùn)送時(shí)間之比;運(yùn)輸裝備分配的合理程度T2為單位運(yùn)輸工具的貨物運(yùn)輸量與理想情況下單位工具貨物運(yùn)輸量之比。決策一旦決定，則認(rèn)為在執(zhí)行任務(wù)期間是不可改變的。可以根據(jù)專家分析來確定二者在整體決策合理程度上所占比重分別為q1、q2。那么，決策整體合理程度為

為方便說明，在運(yùn)輸裝備方面，分別將運(yùn)輸車輛、火車和飛機(jī)編號(hào)為1、2、3(具體實(shí)施依照情況而定)，執(zhí)行任務(wù)時(shí)故障不可修復(fù)。分析運(yùn)輸裝備狀態(tài)，由3.1同理可得運(yùn)輸裝備的保障效能為E4=A4D4C4，得到交通運(yùn)輸?shù)谋Ｕ闲転?/p>

3.5 軍事物流基地物資保障效能模型

通過對(duì)軍事物流基地物資保障效能各子系統(tǒng)的評(píng)估，確定各子系統(tǒng)基本效能權(quán)重為 ω1、ω2、ω3、ω4。得到軍事物流基地物資保障效能為

4 實(shí)例分析

本文以某軍事物流基地為例進(jìn)行模型的實(shí)例驗(yàn)證。從貨物質(zhì)量角度出發(fā)進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)際情況中根據(jù)貨物運(yùn)輸?shù)牟煌€有其他的計(jì)量方式，如件數(shù)等。通過資料查詢和專家咨詢，由AHP—熵權(quán)法確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重，參數(shù) T1=1，T2=0.9，執(zhí)行任務(wù)時(shí)間t為24 h，人員培訓(xùn)率為70%。理想狀態(tài)下，任務(wù)要求運(yùn)輸車輛載質(zhì)量為3 t，火車每節(jié)車廂載質(zhì)量為20 t，所配備叉車載質(zhì)量1 t，手動(dòng)牽引車載質(zhì)量0.5 t。而帶式輸送機(jī)輸送量的計(jì)算涉及多項(xiàng)因素，它需要知道輸送物料(名稱)的性質(zhì):如成件品單位質(zhì)量和物品的外形尺寸;卸料方式和卸料裝置形式;給料點(diǎn)數(shù)和位置;輸送機(jī)布置形式及尺寸，需依具體任務(wù)而定。本文根據(jù)文獻(xiàn)［5］進(jìn)行輸送能力的計(jì)算。運(yùn)輸設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)造成對(duì)物資保障效率的影響依照該基地設(shè)備頻發(fā)的故障種類而定，不同種類故障對(duì)設(shè)備工作效率影響程度不一，按照實(shí)際不同種類故障發(fā)生概率，算例中Q'i取Qi的60%，且通信設(shè)備、貨運(yùn)火車與汽車故障發(fā)生時(shí)能力為0。其他評(píng)價(jià)參數(shù)見表2和表3。依據(jù)實(shí)際情況和效能目標(biāo)函數(shù)本身性質(zhì)，咨詢專家后制訂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表2 設(shè)備可靠性參數(shù)

表3 模型各指標(biāo)權(quán)重

表4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3中，z'1、z'2、z'3、z″1、z″2分別為主計(jì)算機(jī)、終端、通信控制設(shè)備、貨運(yùn)汽車、火車在能力矩陣計(jì)算中所占的權(quán)重。由式(4)～式(8)計(jì)算得到某軍事物流基地保障效能E=0.731 3，由表4可知，該物流基地物資保障能力評(píng)價(jià)為良。根據(jù)文獻(xiàn)［6］，選用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)該物流基物資保障效能進(jìn)行評(píng)估，并將兩者結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。通過搜集相關(guān)數(shù)據(jù)和專家評(píng)判，在同評(píng)語(yǔ)集下，得到最終模糊評(píng)價(jià)向量結(jié)果為B，即評(píng)估結(jié)果為良好，與本文ADC法所得出的結(jié)果基本一致，證明了該模型可行性與有效性。然而與模糊綜合評(píng)價(jià)等方法不同的是，ADC法在計(jì)算中的數(shù)據(jù)來源更多的是客觀性的，結(jié)果較為精確。對(duì)于ADC法的計(jì)算結(jié)果處理，也可以參考文獻(xiàn)［7］，將不同樣本的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，這樣更有利于物資保障計(jì)劃制訂的精確性，有利于被評(píng)估單位進(jìn)一步加強(qiáng)物資保障能力建設(shè)，有利于在保障能力為同評(píng)價(jià)層次的不同保障單位之間做出決策。

5 結(jié)語(yǔ)

本文運(yùn)用ADC法對(duì)物資保障效能進(jìn)行評(píng)估，并加以改進(jìn)，在一定程度上更加貼近實(shí)際。也有不少學(xué)者對(duì)ADC法本身的精確性計(jì)算進(jìn)行積極研究，如王君等［8］對(duì)可信賴矩陣進(jìn)行較為詳細(xì)的研究，閆永玲等［9］對(duì)能力矩陣進(jìn)行詳盡的分析，他們的方法也值得借鑒。另外，ADC法在物資保障效能評(píng)估的應(yīng)用中，仍有許多問題需要進(jìn)一步研究，如各項(xiàng)裝備或系統(tǒng)的損壞程度具體劃分，以及該程度所對(duì)應(yīng)的任務(wù)完成能力如何量化等，解決這些問題將會(huì)使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，更加符合實(shí)際。

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