戰時車輛裝備維修任務量測算模型

趙勁松，令狐昌應，賀　宇

(軍事交通學院 裝備保障系，天津 300161)

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● 裝備保障Equipment Support

戰時車輛裝備維修任務量測算模型

趙勁松，令狐昌應，賀宇

(軍事交通學院 裝備保障系，天津 300161)

通過戰時車輛裝備維修保障任務的分析，明確了維修任務量生成邏輯，形成了各類維修任務量關系結構，構建了戰時車輛動用量預計模型和維修任務量測算模型，實例分析驗證了模型的有效性，模型可為戰時車輛保障輔助決策提供支持。

車輛裝備；戰時維修; 任務量測算

戰時車輛裝備維修保障，是保持和恢復車輛使用性能和技術狀況的主要措施，是提升車輛裝備戰斗力的重要保證。準確分析車輛裝備保障任務，科學預計車輛裝備保障任務量，是制訂裝備保障方案的前提和組織裝備保障活動的基礎。裝備保障任務量的預計和測算一直是裝備保障領域研究的重點和難點問題。

目前，關于裝備保障任務量預計研究，形成了很多理論成果，有效地指導了部隊實踐。文獻[1]按照應用時機不同將車輛裝備保障任務區分為平時、平轉戰時和戰時3個階段，并采用推斷法對車輛保障任務進行了測算。文獻[2]根據維修任務對維修人員的需求，建立了面向任務的維修人員預測模型，旨在優化維修人員的配置。文獻[3]提出了一種用于解決裝備維修任務分配問題的約束多目標粒子權算法。文獻[4]提出了在預測裝備損壞數的基礎上，從裝備故障統計數據出發，利用作戰模擬法和解析法建立了火炮維修工時量的計算模型，結合專家判斷方法，修正了形成了火炮維修任務量預測模型。文獻[5]對比分析了MSG-3維修任務與CMR維修任務形成目標、適用對象等，并對二者對維修中的各種關系進行了比較。文獻[6]研究了復雜裝備系統維修任務之間的關系，采用IDEF3建立了復雜裝備系統維修任務模型，并對模型進行了簡化。文獻[7]給出了維穩行動中力量對比分析，建立了考慮裝備的蘭徹斯特方程，給出了典型情況下參數設置。相關研究成果多是對問題進行定性分析；另外，確定定量指標的不確定性因素多，計算結果與實際情況差距較大。本文在對維修任務分析基礎上，綜合前期理論研究成果，按照實戰中維修保障活動建立了車輛裝備維修任務量計算模型，有效增加了實際應用價值和模型的可信性。

1　戰時車輛裝備保障任務分析

戰時車輛裝備保障任務，是各級維修機構承擔的車輛維修工作。完成任務的主要目的是在作戰全過程中利用最短時間、最少資源，最大化修復損傷車輛或恢復車輛行駛性能，保證車輛裝備參戰率，使部隊具有持續戰斗能力[8]。

1.1任務劃分

車輛裝備保障按照作戰進程可以劃分為作戰準備保障階段、作戰實施保障階段和作戰結束保障階段。各階段車輛裝備保障的任務：作戰準備保障階段，主要進行修復性和預防性修理，即采取各種措施和手段恢復車輛良好技術性能，保證車輛的完好率和首次參戰率；作戰實施保障階段，主要進行戰場搶修，在有效時間內最大化修復戰損和故障車輛，提升重復參戰率和持續參戰率；作戰結束保障階段，主要進行搶救和修復性修理，做好再次戰斗準備，本階段不作為研究的重點，在文中不做贅述。

按照任務產生和生成特點，戰時車輛裝備保障任務可分為戰前準備階段的定程維修、作戰實施階段產生的戰斗損傷修理、整個過程中車輛使用產生的小修和總成修理等[1]。理論上，車輛使用過程中會產生大修和中修任務，但現代戰爭戰斗持續時間短、裝備性能質量高，使得使用過程中產生中修和大修任務量非常小，本文不作考慮。作戰準備階段的定程修理和保養主要為完成在修在保車輛、待修待保車輛的修理與保養，使其恢復和保持良好的技術性能；戰損修理主要是對戰斗階段武器毀傷車輛進行修理，按照損傷等級可以劃分為完全損傷、嚴重損傷、中度損傷和輕微損傷[8]。車輛裝備在使用過程中，因自然磨損、使用不當、車輛事故、裝備質量或設計缺陷造成的損壞屬于使用故障修理范疇，主要是小修或總成更換。

1.2任務量關系結構

根據參戰車輛保障任務分析，其任務量是按照一定的邏輯關系產生的，其邏輯起點源于作戰任務，其邏輯主線是由作戰任務確定被保障對象，由保障對象明確保障任務，再根據保障任務計算車輛動用量，并推算維修任務量，向下延伸可推測保障資源的需求量(如圖1所示)。各種類別維修任務量生成過程及關系結構如圖2所示。

2　戰時車輛動用量預計

根據相應戰術背景下按單車日行駛里程預計車輛動用數量。這種方法涉及變量較少，適用于戰前準備階段車輛定程維修量的預計，其預計結果可作為開展后續工作的基本參考。

(1)式中：SLC為各類車輛總行駛里程，km；m為參戰車輛類別數；Ci為第i種參戰車輛數，臺；T為任務持續時間，d；Xi為第i種車型，單車日行駛里程，km。

(2)

(3)

式中:Si為第i條線路上動用車量；γ為載質量利用率；L1i為第i路線的長度；Loi為收發車里程，km；TD為有效工作時間，h；Tsi為工作停滯時間，h；Vi為平均速度，km/h。

其約束條件：車輛行駛速度小于最大車速，日有效工作時間與日工作停止時間之和小于24 h，單車單程行駛距離小于車輛最大續駛里程。由于該方法需要輸入參數和約束條件較多，在戰場數據充分和信息獲取及時的情況下方可使用，本文采用單車日行駛里程消耗來預計。

圖1　維修任務量生成邏輯

圖2　維修任務量關系結構

3　戰時車輛維修任務量預計模型

3．1車輛定程維修任務量

定程維修任務量包括各級定程保養和修理，主要根據車輛當前行駛里程、維修間隔里程、預計行駛里程等進行測算。假設m臺同一類車輛在給定保障期內，產生第j類定程維修間隔次數ZDj，其中，j=1，2，3，代表車輛一、二、三級保養；j=4，5代表車輛中修和大修。

(4)

式中：Lvi為第i臺車當前里程數，km；Lsvij為第i臺車輛上次實施第j類定程維修的里程數；Cli為給定保障期間第i臺車輛的預計行駛里程；Lsj為第j類定程維修間隔里程；α為戰時定程維修間隔里程修正系數30%～50%。

則各類定程維修在使用期間內的任務量(工時)為

(5)

式中Hj為第j類定程維修的額定工時。

3.2車輛使用小修任務量

車輛使用小修與車輛故障規律、裝備技術狀況、使用條件等因素有著直接的關系，主要取決于車輛使用強度。在車輛技術狀況變化規律中，產生小修的故障率較穩定。令車輛在使用期間T內使用小修任務量Zxj臺次，SZx工時。

Zxj=λx·T·SZ

(6)

SZx=Zxj·Hx=λx·T·SZ·Hx

(7)

式中：Hx為各型車輛小修額定工時；λx為使用損傷小修故障率。

3.3車輛總成維修任務量

總成維修主要含總成更換和總成大修，由于基層級修理分隊以換件修理為主，因此這里主要考慮總成更換，待大修的總成后送到上一級維修機構。在使用期間T內，需要完成的總成維修任務量Zzj臺次、SZz工時。

Zzj=λz·T·SZ

(8)

SZz=Hz·Zzj=Hz·λz·T·SZ

(9)

式中：Hz為各型車輛總成維修額定工時；λz為使用損傷總成大修率。

3.4車輛戰損修理任務量

車輛戰斗損傷受到作戰樣式、部隊任務、車輛技術狀況、車輛配置情況、兵器兵力對比、防衛措施、車輛運行條件、人員素質等眾多因素的影響和控制。由于影響因素眾多，且戰場環境動態變化，很難精確計算車輛戰斗損傷量。各國關于戰斗損傷估算的一般做法通常是按照給定的戰斗損傷率進行概率計算，計算結果存在較大誤差，縮小誤差的主要做法是依靠戰略投送完成保障資源的補充和保障。

假設m臺同型車輛在作戰期間內，由于武器裝備的打擊和毀傷，導致車輛產生完全損傷、嚴重損傷、中度損傷和輕微損傷，對應產生維修任務量Zsk臺次、SZs工時，以及大修、中修和小修任務量。

Zsk=SZ·T·γs·ρk

(10)

(11)

式中：ρk為戰斗損傷中，第k種損傷的比率，k=1，2，3；γs為作戰期間，日戰斗損率；Hk為第k種修理額定工時。

3.5戰時車輛總維修任務量

綜上所述，戰時維修任務量是由定程維修任務量、車輛使用小修任務量、總成維修任務量、戰損修理任務量4部分組成，其測算模型如式(12)。

SZX=SZD+SZx+SZz+SZs

由式(5)(7)(9)(11)可得

(12)

4　實例分析

4.1基本情況

某部防御戰斗參戰車型為4種，共投入車輛裝備1 200臺，其中車型1、2共750臺，車型3、4共450臺；作戰準備階段，持續時間28 d，動用數量和單車日行駛里程見表1，各類定程維修間隔里程與平時維修間隔里程相比其修正系數為30%～50%；作戰實施階段，持續時間7 d，車輛戰損率和各類損傷比例等相關參數見表2，預計此次戰斗共需要完成的車輛維修任務。

表1　作戰準備階段車輛動用情況

表2　戰時車輛裝備維修任務量參數表

4.2預測結果

作戰準備階段，車輛維修主要以保養工作為主。根據式(1)和表1，各型車輛裝備在作戰準備階段單車累計行駛里程分別為車型1為4 200 km、車型2為1 960 km、車型3為616 km、車型4為840 km。戰時維修間隔里程修正按照40%計算，車型1考慮進行二級保養，車型2、3、4考慮一級保養。按式(4)(5)，依據測算單位統計的每臺車輛的里程數、采用車輛保養規定中定程保養間隔里程和維修工時參考數據。計算作戰準備階段需要完成維修任務量是一級保養車輛442臺次、二級保養車輛10臺次，取一級保養額定工時為15工時，二級保養額定工時為65工時，作戰準備階段維修任務量為7 280工時。

作戰實施階段，車輛維修任務按式(6)—(11)計算可知，需要進行小修車輛326臺次，總成更換車輛56臺次，后送117臺次；取使用小修額定工時為15，總成更換額定工時為30，本級作戰實施階段需要完成的維修任務量為7 335工時。

作戰結束階段，車輛維修任務包括后送車輛裝備不計算在本級維修任務量范圍內，但作為維修任務量計算的完整性，計算內容中包含后送任務量。

按照式(12)計算，某部防御戰斗需要完成的維修任務量為14 615工時。

4.3結果分析

表3為通過預測數據與實際發生數據的比較。

表3　預測數據與實際數據對比表

由表3可以看出，預測值基本趨勢與實際值基本一致，最大數據誤差小于0.12，在系統允許范圍內證明該預測方法是有效的。

5　結　語

戰時車輛裝備保障維修任務量是進行戰時裝備保障方案基礎和前提，其預測的科學可靠是保證方案切實可行的重要依據。該模型能夠有效預測戰時車輛裝備維修任務量，能夠為戰時指揮員進行車輛裝備保障維修決策提供理論依據，也為維修保障力量的編組和運用提供有益參考。

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(編輯：閆曉楓)

Repair Workload Measuring Model of Wartime Vehicle Equipment

ZHAO Jinsong, LING-HU Changying, HE Yu

(Equipment Support Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

By analyzing wartime vehicle euipment repair tasks, this paper clarifies repair workload generating logic and relation structure of all types of repair workload. The prediction model of the amount of vehicles to be repaired and the measuring model of the workload to be involved are established. The case analysis verifies that the models are valid and are of reference value for wartime vehicle support.

vehicle equipment; wartime repair; workload measurement

2015-10-15；

2015-11-06．

趙勁松(1979—)，男，博士研究生，講師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.06.007

TK428.9

A

1674-2192(2016)06- 0027- 05