裝備維修保障資源配置文獻分析與內容綜述

楊 超，侯興明，廖興禾，秦海峰，許 慶

(航天工程大學， 北京 101416)

科技發展的突飛猛進與信息網絡技術的廣泛運用，使得現代化武器裝備呈現出高技術、多類型、體系化的特點，對裝備維修保障的精準性、實時性、高效性要求越來越高，在有限的維修保障資源支持條件下，傳統的粗放型保障模式已完全不能適應新時代信息化條件下聯合作戰裝備維修保障任務的需要，嚴重影響部隊裝備維修保障能力的快速生成。為解決上述問題，近年來，軍事學術界一批學者尤其關注裝備維修保障資源配置與優化技術的研究，針對不同的軍事背景、武器裝備、維修保障任務等開展了相關探索，本文基于國內核心期刊數據庫對裝備維修保障資源配置與優化方法的主要文獻進行了搜集檢索、整理分析、歸納總結，以期把握研究現狀、查找存在問題、指引后續研究。

1 裝備維修保障資源配置的概念界定

關于“裝備維修保障資源”的界定，2011版《軍語》綜合國軍標及有關界定，從系統角度出發對裝備維修保障資源進行了精準權威的定義，即“可用于維修保障的人力、物力、財力、信息等資源的統稱”，軍事學術界普遍認同這一概念界定。

“配置”一詞源自圍棋術語，意即布陣時棋子相互之間的配合，包括棋子間位置的高低、遠近、疏密程度。《現代漢語詞典》將配置釋義為“配備布置”，從該詞的構成要素來看，“配”是指把缺少的補足，“置”是指設立，組合一起則是將缺少的補足并且設置到合適的位置。配置所反映的是一個由相互聯系的若干事物所構成的集合以及集合內事物之間的排列組合的狀態、相互作用關系。

綜合上述兩個概念，“裝備維修保障資源配置”是指為完成裝備維修保障任務，對可用于裝備維修保障的人力、物力、財力、信息等資源的統籌協調、布局安排、組合設置。這是一種基于目標的系統觀，即將裝備維修保障資源配置活動視為一個系統，系統的輸入即為裝備維修保障任務，依據維修保障任務確定資源配置需求，通過合理的規劃計劃、協調安排、優化控制，使各保障資源精準設置、合理運用，集約高效支撐維修保障活動的順利展開，將有限的保障資源通過配置優化發揮其最大效能，輸出保障能力，實質上資源配置也是一種體系聚能和精確釋能的過程。

2 裝備維修保障資源配置文獻可視化分析

2.1 文獻數量

為確保檢索文獻的完備性，以 “維修保障資源”“維修人力”“維修人員”“維修備件”“維修器材”“維修信息”“配置”“優化”等主題詞對中國知網期刊數據庫和中國軍事核心期刊數據庫進行組合檢索，去除明顯不相關文獻，截至2018年底，共檢索到168篇文章，其年度分布和數量走勢如圖1所示。從文獻檢索的數量走勢來看，我軍開展裝備維修保障資源配置問題研究始于本世紀初，即我軍由機械化條件向信息化條件轉變的歷史轉折期，也是我軍武器裝備建設呈現快速發展的效能釋放期。新世紀新階段，無論是裝備的數量、種類、型號等都快速增加，系統化、信息化、集成化程度不斷提高，對裝備維修保障資源配置的要求也更趨于精準集約，有關研究呈現出總體增加的趨勢。其中，得到國家自然科學基金支持的文獻19篇，武器裝備預研基金支持的文獻6篇，中國博士后科學基金支持的文獻2篇，國家高新技術研究發展計劃支持的文獻2篇，如圖2所示。

圖1 文獻數量走勢圖

圖2 基金支持示意圖

2.2 關鍵詞共現分析

共現分析就是對共現現象的定量研究，以揭示其內容關聯性信息。基于關鍵詞能夠反映文章研究的核心內容和關鍵要素，故本文選擇以關鍵詞為特征項對檢索到的文獻進行共現分析，如圖3所示。由圖3可知，關于裝備維修保障資源配置優化的研究，主要集中在以下四個方面：一是基于任務開展維修保障資源配置優化的研究；二是針對維修保障資源中的器材、備件等物力資源開展研究較多；三是主要運用建模仿真和優化計算的方法開展研究；四是多數針對廣義的武器裝備或者通用武器裝備，如裝甲裝備等，大型復雜裝備的針對性研究較少。

圖3 關鍵詞共現示意圖

2.3 研究機構分布

對文獻作者所屬研究機構進行統計分析，由圖4可知，從事裝備維修保障資源配置優化研究的單位主要有軍械工程學院、裝甲兵工程學院、國防科技大學、海軍工程大學、軍事交通學院、海軍航空工程學院等。可見，各軍事科研機構普遍認識到在信息化條件下聯合作戰中裝備維修保障資源的重要性，相繼對維修保障資源配置問題展開研究，取得了一些成果。

3 裝備維修保障資源配置研究內容述評

通過對查閱文獻的研究分析，目前多數文獻還主要從不同角度針對維修保障資源各子要素開展針對性研究，因此，本文嘗試從人力資源、物力資源、財力資源、信息資源4個方面展開綜述。

圖4 研究機構分布示意圖

3.1 裝備維修保障人力資源配置相關研究

人力資源是裝備維修保障的核心資源，是具有能動性的資源，是維修保障能力生成的關鍵要素。因此，人力資源的確定也是裝備維修保障資源配置規劃的核心問題。裝備維修保障人力資源具體包括裝備技術專家、裝備維修指揮人員、裝備維修技術操作人員等，其配置通常考慮配置人員的數量、專業編組、技術等級等。目前主要有以下4種方法。

一是使用與維修工作分析法。這種方法以維修任務分析、FMECA和RCMA分析為基礎，以維修工時數為主要分析數據，通過相應的分析確定各維修專業人員的數量。文獻[1-3]闡述了使用與維修工作分析的主要內容和方法程序。該法通用性較強，但數據量需求較大，分析過程繁瑣復雜。

二是維修單元法。該法將“規定時間內、完成規定保障任務、實現最佳保障效能的最少保障資源組合”定義為一個最小維修單元，通過確定戰時裝備最小維修單元人數和工時標準建模，計算戰時保障人力的需求[4]。文獻[5]提出了基于維修任務的基本維修單元確定方法，文獻[6-8]基于最小維修單元建立了維修人員數量需求預測模型，給出了維修人員預測方法。維修單元法應用價值較強，但不同任務背景下最小維修單元的確定是該法運用的基礎和關鍵。

三是工時估算法。該法根據經驗數據確定各類裝備的損壞率及標準維修工時，從而估算裝備維修總工時及實有工作時間，進而粗略計算出維修人員需求。文獻[9]以修理工工時利用率和全年維修總工時為指標，提出了維修人員類別確定方法和維修人員數量確定模型。文獻[10] 基于維修機構的有效總工時和維修任務所需工時，建立了戰時維修人員配置模型。文獻[11]以維修保障人員最大工作量滿足戰時維修保障任務需求工作量為原則，給出了戰時維修保障人員數量的計算方法。工時估算法在維修保障人員配置中的通用性較強，易于理解和操作，但往往因其輸入參數如標準工時和裝備損壞率的數據來源不準確導致其計算結果精確性較差。

四是相似系統法。該法主要用于新研裝備維修保障人員的配置。其原理是參考相似系統或相似裝備的保障人員配置情況確定新研裝備的保障人員專業、數量、等級等，文獻[12]給出了確定相似系統的程序和內容。文獻[13-14]針對裝備研制和試驗階段人員需求，建立了由多級相似元組成的裝備相似比較模型，給出了需求分析系統設計與實現的方法。相似系統法的關鍵是相似系統的選取和分析，這是確保該法有效性的關鍵。

3.2 裝備維修保障物力資源配置相關研究

裝備維修保障物力資源主要是指裝備維修保障的備件、器材、設備、設施等物質資源，是裝備維修保障活動順利開展的物質保證。裝備維修保障物力資源配置的研究，主要集中在對備件、器材的研究，具體體現在三個方面：

一是需求預測研究，通過預測合理配置補充。傳統的需求預測方法主要有實戰統計法、解析分析法、經驗系數法和模擬仿真法[15]，本文不做贅述。隨著科技的進步，近年來又涌現了一些新方法，如基于粗糙集理論、模糊理論、邊際優化算法等方法，文獻[16]建立了基于變精度粗糙集的戰時裝備維修保障資源優化配置模型,實現了不同精度下的多資源點、多需求點的資源優化配置。文獻[17-18]針對備件配置影響因素的模糊性特點，采用模糊理論建立了基于備件關鍵性的庫存需求優化模型。文獻[19-21]以不同的保障任務背景建立備件優化模型，運用邊際優化算法對備件配置需求進行優化。

二是儲備布局研究，通過合理設置儲備點、優化布局結構提高維修保障資源的配置效率。文獻[22]以物流場理論為基礎建立了車輛裝備維修器材戰備儲備布局優化模型。文獻[23-26]以不同裝備為研究對象，構建了維修備件、器材的布局和選址模型，分別采用魯棒優化、人工免疫等方法進行優化。

三是庫存管理與優化研究，通過調控庫存以實現最佳的配置量、通過優化供應方式降低保障經費，提高物力資源保障效益。從文獻研究內容來看，無論是備件還是器材，庫存管理的一般約束條件是費用和保障能力，即在費用最小的情況下達到最大的保障能力。文獻[27-28] 運用虛擬庫存理論,以庫存管理費用最小為優化目標,建立兩級庫存模型,給出不可修備件庫存控制策略。文獻[29]在對備件關鍵性進行重要性分析的基礎上，提出了一種基于備件關鍵性的初始庫存優化方法。文獻[30-31] 基于三級維修保障模式，以保障度和保障費用為約束,構建了備件三級庫存優化配置模型,運用邊際分析方法進行了優化。隨著維修保障體制逐步由三級轉向兩級，文獻[32-33]分別基于裝備完好率和系統可用度建立了備件兩級庫存配置優化模型，以適應兩級維修保障體制。此外，關于維修保障設備、設施的研究，其配置優化目標集中在保障設備設施利用率最高和裝備平均維修時間最短兩個方面，其約束是費用最低。文獻[34]以能夠反映保障設備利用率的飛機出動架次率為目標函數，建立了軍機維修保障設備優化配置模型。文獻[35]以裝備平均維修時間最短為目標,提出了基層級測試設備優化配置模型。維修保障物力資源的研究是軍事界關注的重點，研究的主要方法是基于不同的目標和約束條件進行建模計算，并逐漸引入更加精確、高效的智能優化算法，以提高結果的準確性。

3.3 裝備維修保障財力資源配置相關研究

裝備維修保障財力資源主要是指裝備維修保障經費，這是裝備維修保障資源配置的重要基礎，也是資源配置優化的常用目標。財力資源的投向和投量往往體現在裝備維修保障資源配置決策、人力資源配置、物力資源配置以及信息資源配置的方方面面，可以說財力資源影響著其他資源配置的效率。因此，在文獻檢索分析中發現，裝備維修保障財力資源配置的專門研究少之甚少，文獻[36]從系統視角出發，采用博弈論的方法，建立了裝備科研、購置、維修經費的比例關系優化模型，并進行了計算仿真，提供了一種很好的經費優化思路。文獻[37]結合我軍實際構建了基于網絡遺傳算法的軍隊日常維修經費配置模型，采用多目標遺傳算法對模型進行求解計算，將經費合理分配，提高了經費配置效益。可見，在裝備維修保障經費的配置優化方面，相關研究還較少，基本處于空白階段。在新體制新形勢下，提高裝備維修保障財力資源的利用效率仍然是需要不斷深入研究的重要方面。

3.4 裝備維修保障信息資源配置相關研究

裝備維修保障信息資源是指支撐裝備維修保障活動順利展開的技術資料、作業手冊以及技術信息等資源。隨著武器裝備的科技程度、復雜程度不斷提高，隨裝配置和裝備服役期間的維修信息資源愈發重要，是保障能力持續生成的重要支撐。近年來，隨著信息網絡的不斷發展以及大數據、人工智能的廣泛運用，裝備維修領域的信息資源管理與運用得到了大幅進步，信息資源在裝備維修保障中的效能逐漸凸顯。文獻[38]指出利用信息資源規劃原理和數據規劃方法對裝備維修信息進行需求分析和系統建模，以實現信息資源的共享配置。文獻[39-41]針對某一裝備特點對裝備維修管理信息系統結構、功能、關鍵技術、系統設計等方面開展了相關研究。文獻[42]基于信息的互聯共享特性，提出將E-維修理論應用于海軍導彈裝備維修中，并初步研究分析了導彈E-維修理論中的關鍵技術。文獻[43]從信息集成的角度提出基于XML的維修保障信息存儲與共享技術，提高了維修保障信息資源存儲和共享的效率。可以看出，信息資源配置的核心在于共享集成，以實現信息資源在裝備維修保障中的“增效”作用。

3.5 裝備維修保障資源配置研究現狀分析

由以上分析可知，目前裝備維修保障資源配置的研究具有如下特點。

一是通用武器裝備領域研究較多，新型復雜武器裝備研究較少。從研究的對象來看，雖然略有體現不同類型、不同軍兵種的武器裝備，但從裝備的屬性來講多是基于通用武器裝備領域的維修保障模式開展研究的，針對性、特色性不強，缺少對新型復雜專用武器裝備維修保障資源配置系統深入的研究。

二是考慮單一或少量因素的具體性問題研究較多，綜合性系統性研究較少。從研究的內容來看，大多研究都是針對某一類武器裝備、某一類型維修保障資源、考慮某一或某幾種影響因素的背景下開展資源配置建模，模型參數較少，不能很好的貼合裝備維修保障實際，缺乏對資源配置的系統性、整體性考慮和全局性的優化研究。

三是建模計算較多，優化方法創新較少。從研究的方法和手段來看，通常都是給出問題背景描述，基于優化目標，建立數學模型，而后結合案例進行模型計算驗證，但傳統算法、單一算法運用較多，智能優化算法的創新運用較少，優化求解的準確性和效率還有提高空間。

4 裝備維修保障資源配置研究展望

4.1 單一通用向新型復雜發展

信息技術的飛速發展及其在武器裝備中的運用，既內化了武器裝備的信息化程度，也提高了武器裝備的復雜程度，增加了裝備維修保障的影響因素。傳統的單一通用武器裝備的維修保障模式、資源配置方式等已不適應新型復雜武器裝備維修保障的需要，特別是伴隨著武器裝備類型多樣化、系統集成化、數量遞增化同維修保障人員體制編制調整改革、備品備件數質量要求提高、經費總量有限等系列現實問題之間的矛盾，要求必須要綜合考慮更多的影響因素，從系統的角度、多維的視域全面分析各種要素對維修保障資源配置的影響，以確保復雜武器裝備的適用性、多因素影響下資源配置的高效性。

4.2 傳統計算向智能優化發展

社會的發展、科技的進步，社會系統、經濟系統、軍事系統等都呈現出復雜巨系統的特征。系統優化問題愈發復雜，面對復雜的尋優條件、廣闊的搜索空間，傳統的優化方法漸漸無法快速精準地完成尋優任務，人類智能、生物群體的現象和規律啟發人們發明了很多智能優化算法并在解決上述復雜問題尋優上展現了優勢。隨著武器裝備復雜程度的不斷提高和裝備數據量的劇增，傳統優化算法在精準性和時效性上的弊端逐漸顯現，結合軍事裝備的發展，基于人工智能、大數據等逐步引入運用具有一定智能性的算法進行優化，是提高資源配置效率和精確性的重要手段。

4.3 機械化視域向信息化視域發展

在機械化的思維和視域下，人們研究問題的思路往往被定格在機械化條件下裝備維修保障活動的模式、機制等定式下，這是適應戰爭形態發展、武器裝備戰技性能和保障要求應運而生的，但這是一個交相增進的過程。隨著信息技術、人工智能的發展和運用，人們從機械化視域逐步上升為信息化乃至智能化視域，并在這種視域下針對新時代新形勢新任務開展新模式、新內容、新方法的研究，這將是推動裝備維修保障資源的配置問題研究向更高更深發展的強力助推劑，新的思想、新的模式、新的方法正在逐漸形成和發展的道路中。

5 結論

裝備維修保障資源配置優化是保障能力快速生成的重要保證，如何進行系統的籌劃、科學的組織和有效的配置，越來越受到軍事學術界的關注。本文重點對我軍近年來裝備維修保障資源配置優化的理論和方法進行了研究，分析了目前裝備維修保障資源配置研究的特點，得出了未來的研究發展趨勢，為后續開展系統性針對性研究奠定了基礎。