典型裝備的實戰(zhàn)化保障資源配置方案合理性評價

李 浩，師 嬌，裘群海，何文凱，劉澤卿

（中國運載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

0 引 言

信息化條件下的多域聯(lián)合作戰(zhàn)具有戰(zhàn)爭進程快、空間跨度廣、資源損耗大的顯著特點，對裝備保障的依賴性越來越強。傳統(tǒng)“粗放規(guī)模型”保障和“單線保姆式”保障與未來作戰(zhàn)要求嚴重脫節(jié)，必須轉(zhuǎn)型“精確保障”模式，以提升裝備保障能力。

保障資源的合理配置是提升裝備保障能力的基礎(chǔ)，能夠?qū)Ρ３盅b備戰(zhàn)備完好性和使用可用度產(chǎn)生重要的影響。目前，中國裝備保障資源規(guī)劃時通常采用經(jīng)驗法、比例法預(yù)測資源需求，即在類似裝備過往使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上針對未來資源進行配置[1]，對于資源的配置合理性沒有整體的評價，“備而不用、用而不備”等現(xiàn)象頻出，造成了大量的浪費，降低了整體的保障效能。

本文以典型裝備為研究對象，通過建立貼近實戰(zhàn)的裝備保障資源配置指標體系，綜合運用熵權(quán)法和模糊綜合評判法[2]對某典型裝備保障資源配置合理性進行評估，能夠定量地反映保障資源配置方案的科學(xué)性與正確性。

1 保障資源評估指標體系

對裝備保障資源方案進行效能評估需首先確定能力評價指標體系，只有建立一個完整的、能反映評估目的和要求的指標體系才能得出可信度高的評價結(jié)果。本文采用“5M1E”模型進行保障需求分析[3]，并結(jié)合裝備特點及作戰(zhàn)需求實際，在分析提煉中國裝備維修保障能力評估指標體系的基礎(chǔ)上，以文獻[4]提供的保障要素定量模型為基礎(chǔ)，融入社會化力量、戰(zhàn)場搶修等實戰(zhàn)化保障評價指標，構(gòu)建貼近作戰(zhàn)實際的保障資源配置指標體系，如圖1 所示。

圖1 保障資源配置指標體系Fig.1 Indicator System Forensuring Resource Allocation

1.1 人力資源

人力資源指標主要指戰(zhàn)時人力資源的整體保障能力，其實戰(zhàn)化要素主要有人員的實訓(xùn)等級、人員整體配置情況以及社會動員力量的運用，將相關(guān)要素轉(zhuǎn)化為定量參數(shù)融入模型可獲取改進后的指標描述。

1.1.1 人員實訓(xùn)等級

人員實訓(xùn)等級即配置于作戰(zhàn)單元的不同專業(yè)的裝備保障人員在戰(zhàn)時能夠發(fā)揮本專業(yè)裝備保障能力的水平。不同技術(shù)等級的人員在戰(zhàn)時將對裝備保障工作做出不同的貢獻，按照實際情況分為4 個等級并對應(yīng)不同分數(shù)：實戰(zhàn)演習(xí)訓(xùn)練（不低于90）、實裝訓(xùn)練（不低于80 分）、模擬訓(xùn)練（不低于60 分）、基礎(chǔ)訓(xùn)練（不高于60 分）。作戰(zhàn)單元的裝備保障人員整體實訓(xùn)等級評價按照式（1）計算：

式中 k 表示作戰(zhàn)單元配置裝備保障人員的專業(yè)種類；Si表示第i 個專業(yè)的評分。

1.1.2 人員整體配置

保障人員是開展維修保障工作的基礎(chǔ)，其數(shù)量及專業(yè)覆蓋率將影響維修保障工作的具體開展，作戰(zhàn)單元裝備保障人員的數(shù)量及專業(yè)設(shè)置總體能力評價按式（2）進行評價：

式中 H0為理想情況下保障人員處理所有故障所需總工時；Hi為實戰(zhàn)情況下i 專業(yè)人員修理本專業(yè)故障所需工時，理想情況下k 為故障發(fā)生涵蓋的所有專業(yè)的種類；η 為專業(yè)配置修正系數(shù)，當現(xiàn)場無該專業(yè)的人員時，視問題復(fù)雜程度取（1，3]；δ 表示專業(yè)能力修正系數(shù)，視具體情況取值（0，1]，與1.1.1 節(jié)的作戰(zhàn)單元配置的人員實訓(xùn)等級相關(guān)。

1.1.3 社會動員能力

社會動員能力即戰(zhàn)時能夠動員的社會相關(guān)人員力量，反映了現(xiàn)代戰(zhàn)爭軍民融合的特點，社會動員力量的人員實訓(xùn)能力和專業(yè)技術(shù)水平將向能力提升的方向影響1.1.1 節(jié)人員實訓(xùn)等級U11和1.1.2 節(jié)人員整體配置U12兩項指標數(shù)值。

1.2 物質(zhì)資源

備件供應(yīng)是衡量戰(zhàn)時維修效能的重要指標，反映了對裝備保障所需的一切備件的供應(yīng)能力，主要取決于備件的儲備與供應(yīng)能力，其中，社會資源匹配性指標也在一定程度上反映了武器裝備通用化設(shè)計對裝備保障的影響。通過引入上述因素，可對物質(zhì)資源實戰(zhàn)化指標模型進行建模。

1.2.1 備件儲備水平

備件的儲備水平是執(zhí)行裝備保障活動的基礎(chǔ)，反映了裝備在故障情況下能夠及時獲得修復(fù)必需資源的能力，其評價指標可以按照式（3）進行計算：

式中 Nc表示單個裝備應(yīng)配備的備件的種類；Jis為品種i 備件儲備的標準量；Ji為品種i 備件的實際攜帶量。

1.2.2 備件供應(yīng)能力

備件供應(yīng)能力是衡量備件數(shù)量不足情況下進行及時補給的能力，為裝備維修提供支持，主要影響裝備保障所需工時，其能力可按照式（4）進行評價：

式中 Hi表示該項故障維修所需的工時，其中，k 表示故障維修所涉及的總專業(yè)數(shù)量，Hi、k 與1.1.2 節(jié)中相同；Ht表示備件供應(yīng)所需時間。

1.2.3 社會資源匹配性

社會資源匹配性表示在規(guī)定時間內(nèi)民用資源能夠進行備件供應(yīng)的能力，和武器裝備本身備品備件的通用化程度相關(guān)，其能力按式（5）進行計算：

式中 Jia為品種 i 備件的社會化供應(yīng)量；Nc，Jis與1.2.1 節(jié)相同。

1.3 靠前搶修資源

靠前搶修是保持與恢復(fù)裝備戰(zhàn)斗力的重要因素，能夠使任務(wù)執(zhí)行保持連續(xù)性，具有重大的經(jīng)濟意義和軍事意義。其中，維修設(shè)備配套率、損傷定位能力、遠程支援能力是評估搶修時間、維修效率的重要參考，是衡量戰(zhàn)時搶修能力的重要指標，通過引入維修工時參數(shù)進行維修效能模型的描述，能夠有效提升模型的適應(yīng)性。

1.3.1 維修設(shè)備配套率

維修設(shè)備配套率反映了靠前保障力量實有的維修設(shè)備和所需的維修設(shè)備在數(shù)量上的匹配程度，可以通過式（6）進行量化計算：

式中 Nd表示單個裝備應(yīng)配備的設(shè)備的種類；Kis為品種i 設(shè)備儲備的標準量；Ki為品種i 設(shè)備的實有量。

1.3.2 損傷定位能力

損傷定位能力表示裝備在發(fā)生故障時，能夠及時定位故障的能力，是衡量靠前維修保障的重要指標。

式中 Hf表示預(yù)估損傷定位所需時間；α 表示修正系數(shù)，用于反映信息化能力對損傷定位的影響。

1.3.3 遠程支援能力

遠程支援能力指故障發(fā)生后應(yīng)用遠程支援系統(tǒng)對維修保障一線人員進行指導(dǎo)和支援的能力，將提高故障定位效率、縮減損傷定位的時間，體現(xiàn)在定量模型上即修正U32指標α 的值。

2 基于熵權(quán)的模糊綜合評價方法

2.1 基于熵權(quán)的模糊綜合評判模型[5,6]

模糊綜合評判即通過把對象集U 中的元素進行模糊變換后映射至評價集V 中相應(yīng)的元素，它們之間的模糊關(guān)系可用評價矩陣R 來表示。當權(quán)重向量W 和評價矩陣R 確定后即可進行綜合評判。

模糊綜合評判對具有多個相互干擾的因素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)進行評價十分有效，對于具有多層級因素的復(fù)雜系統(tǒng)，可以運用多級模糊綜合評判法進行綜合評價，模型的建立步驟如下。

2.1.1 建立對象集

根據(jù)圖1，某典型裝備保障資源的評價指標對象集為兩層，其對應(yīng)對象集分別表示為

一級對象集： U = ｛U1, U2,U3｝；二級對象集分為3 類：人 力 資 源 集 U1=｛U11,U12｝，物 質(zhì) 資 源 集U2=｛U21, U22,U23｝，靠前搶修資源集 U3=｛U31,U32｝。

2.1.2 建立評語集V

評語集的確定則根據(jù)實戰(zhàn)要求進行制定，評語集為V={卓越，合理，適中，失調(diào)}，為實現(xiàn)定量描述，采用百分制進行評判，設(shè)100～90 為優(yōu)良，80～90 為合理，60～80 為適中，60 分以下為失調(diào)。

2.1.3 確定熵權(quán)系數(shù)

熵指的是系統(tǒng)的混亂程度，能夠?qū)ο到y(tǒng)客觀狀態(tài)進行描述。熵權(quán)法將獨立的指標轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)評價，根據(jù)各要素所含信息量的飽滿程度對其賦以相應(yīng)的權(quán)重值，實現(xiàn)評價的綜合轉(zhuǎn)化。第i 項指標的熵權(quán)值為

式中 設(shè)對象集元素ui（i=1，2，···，m）有m 個，rivn（i=1，2，···，m；n=1，2，···，n）為對應(yīng)對象集元素ui關(guān)于評價集V={Vn}的定量評價值，其取值范圍為[0,1]且

令：

則 W=｛ w1, w2, w3, ???, wm｝為對象集ui的權(quán)重向量，稱W 為熵權(quán)。

本文所需確定的對象集權(quán)重向量有兩級：一級對象集權(quán)重向量 W =｛W1, W2,W3｝；二級對象集權(quán)重向量：Wi=｛ wi1, wi2｝（i=1、3）、 W2=｛ w21, w22,w23｝。

2.1.4 各級模糊綜合評判

建立兩級對象集對應(yīng)評價矩陣：

于是一級評價矩陣向量為： Bi= Wi?Ri，則一級評價矩陣為 R =( B1, B2, B3)。

2.2 仿真驗證

a）仿真條件。

以某典型裝備的保障資源配置方案為例，運用上述方法對其實戰(zhàn)化能力進行評估。

初始條件如表1～3 所示，現(xiàn)認為戰(zhàn)時故障的發(fā)生覆蓋所有專業(yè)、故障修復(fù)均需要更換備件，每一種故障都需要用設(shè)備進行維修。

表1 人力資源條件Tab.1 Human Resources Conditions

表2 物質(zhì)資源條件Tab.2 Material Resources Conditions

表3 靠前搶修資源Tab.3 Forward Repair Resources

b）對象集、權(quán)重向量及評價矩陣計算：

U1={0.8325，0.8325}，U2={0.7778，0.8824，0.2222}，，U3={1，0.8333}。

構(gòu)造對象評價集函數(shù)，令u 表示二級對象集所包含的元素Uij：

則二級對象集權(quán)重向量為W1=（0.5，0.5），W2=（0.313，0.374，0.313），W3=（0.597，0.403）；一級對象集權(quán)重向量為W=（0.283，0.388，0.329）。

模糊評價矩陣：

c）綜合模糊評判。

根據(jù)式（8）～（10），二級綜合評判為：

由 Bi= Wi?Ri（i=1，2，3）得：

一級綜合評判為

采用加權(quán)平均法對每個等級進行賦值，取優(yōu)良為95、及時為85、適中為70、差為40，則賦值后的資源方案合理性評價矩陣為

則保障資源方案的整體評分為

2.3 結(jié)果分析

對裝備保障資源配置方案做出合理評價是一項非常復(fù)雜的工作，涉及到的因素多、種類廣，并且各因素之間存在著交錯復(fù)雜的聯(lián)系，相互影響、相互耦合。通過仿真評價可知，該套資源配置方案的綜合評價為78.3787 分，其二級指標即人力資源、物質(zhì)資源、靠前搶修資源分別為82.4875、65.567、89.962，分析可知社會資源的綜合利用率低是降低保障資源方案的主要影響因素，該項指標反映了裝備設(shè)計的通用性問題對保障資源配置整體方案的影響。所以要加強對后續(xù)保障工作的指導(dǎo)及加強裝備設(shè)計的通用性，提高社會保障資源的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

通過分析過程可以得出，基于熵權(quán)的模糊綜合評判法能夠?qū)崿F(xiàn)將單因素的評價指標轉(zhuǎn)化為總體的性能評價，系統(tǒng)而直觀地給出全系統(tǒng)的合理性評價，克服了傳統(tǒng)的專家打分方法所帶來的主觀因素影響，具有較好的可操作性，并且能夠融合定性與定量指標，兼容性強。初步建立的評價方法為完善保障資源配置提供了依據(jù)，對于后續(xù)進行更為科學(xué)、直觀地評估保障資源配置方案提供了新的思路，具有十分重要的意義。