基于兵棋推演的后勤物資儲備精確計算

賀德富，蘇喜生

(1.湖北第二師范學院計算機學院， 武漢 430205； 2.陸軍勤務學院 軍需采購系， 重慶 401311)

物資儲備是應對物資需求與供貨不在同一個時間、空間發生的重要手段，無論是國家、軍隊還是企業，為確保正常運行和應對不確定性，物資儲備都是必要的。但是，過去物資儲備考慮軍事性的多，考慮經濟性的少，為以防萬一，追求多多益善，造成了資源占用，甚至不必要的浪費[2]，對經濟運行產生反作用。針對這一情況，我們應改變觀念，合理確定后勤物資的儲備規模、結構及布局，變“模糊儲備”為“精確儲備”。其中的關鍵就是要清楚掌握戰場上后勤物資的消耗總量及其隨時間和空間的分布規律[3]。

戰場后勤物資消耗是有一定規律可循的。美軍20世紀70年代著手建立后勤模型，用以計算和預測戰場物資消耗規律，并取得了較好的實戰效果[4-5]。如在影響戰場物資消耗的關鍵因素傷亡率方面，美軍在海灣戰爭前用仿真模型推算出的傷亡數量約為2萬人，利用兵棋推演得到的傷亡人數是2千人，結果相差甚遠，而戰后實際的情況則是1千多人，這一結果證實了兵棋推演在預測方面的精確性。其原因在于兵棋推演充分考慮了戰場隨機因素和人在回路的情況，通過將整場戰爭分為多個回合，采取局部線性的模型來擬合戰場人員、物資消耗的非線性特征，根據中心極限定理，通過反復推演得出貼近實戰的結果。

國內目前在戰場后勤物資消耗預測方面的研究基本是偏向于應用人工神經網絡或統計回歸的方法[6-7]。盡管這些方法建立的模型也可以用于非線性預測，但人工神經網絡需要大量的數據進行訓練，統計回歸方法也需要大量的數據樣本。但世界上沒有兩場相同的戰爭，戰爭的經驗是難以復制的，難以通過實驗取得，因而大量的數據獲取是非常困難的。我國已30多年未經過戰爭，特別是沒有經歷過高技術條件下的信息化戰爭，極其缺乏戰場數據，給這些模型和方法的實際應用帶來不小的困難。

兵棋作為一種研究和分析戰爭的工具[8-9]，適合用于解決戰場后勤物資需求的非線性和不確定性問題。通過一系列后勤模型算法以及后勤兵棋保障棋子和規則的設計，可以模擬未來特定作戰背景下戰斗發展過程中的戰場物資消耗情況，從而為需求預測提供數據支撐[10]。在精確預測戰場后勤物資消耗情況的基礎上，可進一步研究戰場后勤物資消耗的總量和時空分布規律，進而對后勤物資儲備規模和布局、后勤物資動員等工作提供數據支撐，從而將后勤物資儲備、動員和戰場物資消耗這三個環節連在一起，貫穿于軍事斗爭準備到軍事斗爭全過程的后勤保障工作，為實現后勤精確保障奠定基礎。

1 物資消耗規律與儲備的相關性分析

后勤物資消耗規律、后勤物資儲備標準、后勤物資儲備方式方法，三者在外部環境的作用與影響下，是互動的，它們互為基礎、相互影響、相互作用，如圖1所示。只有準確掌握后勤物資消耗規律，才能科學確定后勤物資儲備標準[11]；只有在考慮工業布局、交通運輸條件等外部因素影響和制約的基礎上，合理選擇儲備方式方法來落實儲備標準，才能實現保障資源合理配置，才能確保在準確的時間、準確的地點，為保障對象提供適質、適量的后勤物資保障。

因此，本文從信息化戰爭的特點出發，從變革傳統后勤被動保障的思維定勢入手，研究后勤物資消耗規律，構建后勤物資儲備標準體系，完善后勤物資儲備方式方法體系，為科學預測未來戰爭后勤物資消耗提供基本方法，為提升后勤物資管理現代化、正規化提供理論依據和方法指導，也為國民經濟戰前動員提供科學依據。

圖1 消耗規律、儲備標準與方式方法的關系框圖

2 后勤物資精確儲備模型

后勤物資儲備是軍事斗爭后勤準備的重要組成部分，是部隊戰斗力和保障力快速生成的重要因素。在未來信息化戰爭中，要實現后勤保障有力，離不開數量充足、結構優化、布局合理的后勤戰備物資儲備[12]。因此，確定合理的儲備量是后勤物資儲備研究的重要內容。

確定后勤物資儲備規模的根本依據是戰爭初期后勤物資的消耗量。具體而言，戰爭初期是指各類后勤物資經過動員、生產、出入庫、前送等一系列環節所需周期，在這一周期內，戰場所需后勤物資必須由后勤戰備儲備物資予以保障。通過兵棋推演可以得出帶有時間和空間記錄的后勤物資消耗數據[13]，匯總便可得到戰爭初期各類后勤物資的消耗量，這樣各類后勤物資在消耗規律和消耗標準方面存在較大差異的情況下可以將預測誤差減小至最低。另外，在后勤物資最小儲備量的基礎上，考慮后勤物資存在戰損和不確定性這兩個因素后，這時的儲備量可稱之為適宜儲備量。

2.1 最小儲備量模型

戰場上，軍需和油料是作戰的必需品，是維持和提高部隊戰斗力的物質基礎。戰爭初期，戰場軍需和油料消耗巨大，對軍需和油料的需求必須得到滿足[14]，因此戰爭初期整個戰場對軍需和油料的消耗量是后勤物資儲備儲備的下限，屬于強制儲備，在任何時候都必須保持這個最低限度的儲備數量。由此便可提出后勤物資儲備最小儲備量的概念：戰爭初期戰場對軍需和油料的消耗量即為后勤物資儲備最小儲備量。最小儲備量是必須保有的儲備數量，主要用于供應戰爭初期部隊攜、運行和后方保障力量前送所需的軍需和油料，平時要保質保量進行儲備。

后勤物資儲備儲備主要用于戰爭初期對戰場軍需和油料消耗需求的供應，假定戰爭初期的時間跨度Tbm，兵棋推演系統所設定的回合時間步長為t，則在戰爭初期Tbm時間內，正好推演到第h回合，其表達式為：

(1)

在對戰場后勤物資消耗需求進行預測時，已給出了整個兵棋推演過程中第k類后勤物資materialk的消耗矩陣Ck：

(2)

(3)

2.2 適宜儲備量模型

確定合適的后勤物資儲備儲備量對后勤物資儲備儲備效益的提高起著關鍵作用，如果儲備量過少，就會阻礙戰爭初期對部隊進行充分有效的后勤物資供應保障，進而影響戰爭進程甚至戰爭結局；而如果儲備量過多，又會造成不必要的浪費和損失，因為后勤戰儲物資的采購、運輸、保管、維護等各個環節，都需要耗費大量的資金、人力和其他物質資源。克勞塞維茨在其著作《戰爭論》中寫道：“一個王侯或者將軍，要想精確地指揮和管理一場戰爭，就必須達到資源與需求目標相一致，既不能太少也不能太多，只有這樣才能很好地展現出他的軍事天賦”[15]。由此可見進行適量儲備的重要性。因此，后勤物資儲備儲備量要以最小儲備量為下限，但又不能無限制的增大儲備量，應該綜合考慮各方面的因素確定一個比較合適的儲備量[16]，這樣就可以提出適宜儲備量的概念：隨著戰爭進程的推進，后勤物資在作戰中不可避免會發生戰損，同時為了有效應對戰場上隨時都可能發生的各種突發情況，很有必要對后勤物資儲備適當加大儲備，在后勤物資儲備最小儲備量的基礎之上，考慮戰損和加大儲備后所得到的儲備量為后勤物資儲備適宜儲備量。

(4)

通過兵棋推演得到戰場后勤物資消耗矩陣和戰損率矩陣后，由此便可計算得出戰場第k類后勤物資materialk的戰損矩陣Dk為：

(5)

(6)

戰場上各類后勤物資的消耗總量可以根據該類后勤物資的消耗矩陣進行計算，第k類后勤物資materialk的消耗總量計算模型為：

(7)

整個兵棋推演結束后，可以匯總計算出戰場上第k類后勤物資materialk的平均戰損率為：

(8)

(9)

3 后勤物資儲備兵棋推演檢驗步驟

基于兵棋的后勤物資儲備推演步驟如圖2所示。

圖2 基于兵棋的后勤物資儲備推演步驟

第一，后勤兵棋設計。按照兵棋設計原則，以未來潛在作戰樣式和環境為背景，搭建戰役級別后勤兵棋推演系統，完善兵棋數據和推演規則，真實反映后勤物資消耗規律。

第二，兵棋推演。根據兵棋設定的未來特定作戰想定，由分級聯動的指揮員(包括后勤首長)進行兵棋推演，形成不同方向、不同任務條件下，后勤物資儲備消耗的規律；結合部隊儲存條件、攜運行能力、作戰地區物資供應能力、后方動員生產能力等條件，確定各類各級實物儲備的品種、數量、結構、布局，動員企業生產能力、生產任務等。

第三，形成初步方案。根據兵棋推演結果，考慮歷史數據和近期外軍幾場高技術局部戰爭后勤物資儲備相關經驗，歸納總結后勤物資消耗規律，形成后勤物資儲備標準，確定后勤物資儲備方式方法。

第四，部隊檢驗評價。通過網上推演、實兵演習等各種方式，檢驗兵棋推演效果和后勤物資消耗規律、儲備標準、物資儲備方式方法的科學性和合理性。若檢驗結果符合部隊實際，即可根據檢驗情況，對初步方案進行相應的修訂，形成最終研究成果；若推演結果與實際檢驗存在較大分歧，則需根據實際，繼續完善各類模型及方法，重新進行兵棋推演、分析與檢驗[18]，直至結果符合任務需求。

4 結論

基于兵棋推演的后勤物資儲備的構建過程，具有很多優勢。首先，兵棋推演能夠很好的反映戰爭過程的隨機性，推演物資消耗的結果也是各種隨機因素作用的結果，能夠很好體現戰場物資消耗的非線性和動態特性；其次，兵棋是由人來驅動的，整個推演過程是“人在回路中”的對抗過程，兵棋推演能夠很好地體現指揮員的后勤保障指揮能力，避免單純依靠數學模型而忽視人為因素的問題；再次，計算機兵棋推演系統能夠便捷、準確地對整個推演過程中的所有物資消耗細節數據進行存儲和處理，這些過程數據與結果數據一道非常有利于揭示戰場后勤物資消耗的規律，從而建立相關預測模型；最后，通過對兵棋推演的想定和規則進行科學的設計，可以構建未來潛在的作戰樣式和環境，這對于未來作戰方向的軍事斗爭準備有著特殊的意義。