战区后方弹药仓库供应业务流程优化

陈　金,高　军,雷　敉

(军械工程学院 装备指挥与管理系，石家庄 050003)



战区后方弹药仓库供应业务流程优化

陈金,高军,雷敉

(军械工程学院 装备指挥与管理系，石家庄 050003)

为优化弹药保障的业务流程，提高战区后方弹药仓库保障效率，通过运用广义随机Petri网(generalized stochastic petri nets，GSPN)模型，对战区后方弹药仓库供应业务流程进行量化分析，从平均服务时间、资源利用率和模型平均吞吐能力3个方面对出库业务流程性能加以描述，从而发现制约弹药保障“及时、准确、可靠”的瓶颈所在。在此基础上，建立了改进的弹药出库业务流程模型并进行优化分析，对比原模型性能取得了良好的效果。

广义随机Petri网模型；弹药仓库；出库流程

战区后方弹药仓库是保障部队平时和战时军事活动开展的重要力量，具有存储弹药品种多、数量大、安全性要求高等特点。在弹药仓库的业务管理上，我军虽然出台了一些相关条例和规定，但大多只是在人员职责、弹药收发与储存方面做了一般性和通用性的规定。长期固化的弹药业务模式使得仓库无法满足未来战时弹药保障的要求，因此，仓库如何快速、准确供应弹药显得尤为重要。后方弹药仓库保障作业主要包括接收、发出、库内调整3个主要方面，本文着重研究弹药出库供应保障的业务流程优化，仅仅使用描述性语言无法得到出库供应业务流程的准确性能，所以建立了合适的量化模型对其进行定量分析。广义随机Petri网(generalized stochastic petri nets,GSPN)建模既能直观有效地描述出库业务的演化和变迁，又有着严谨规范的数学分析基础，可以利用其状态空间与马尔可夫链同构这一特性对后方弹药仓库出库业务流程进行性能分析。

1　战区后方弹药仓库出库业务流程及建模

1.1出库业务流程阶段

(1)决策准备阶段。当战区后方弹药仓库接到上级指挥机关下达的弹药保障指令或通知后，首先应对相关单据进行检查核实，确定无误后，按照任务指令要求，弹药仓库计划人员要制订详尽的出库计划实施方案，包括对弹药的检查测试，确保弹药物资质量完好。根据弹药的保障规模和时间限制，提出人力、运力需求数量以及组织分工和时间安排方案；根据作业条件提出安全防护、后勤保障、政治思想工作等要求，将制订的计划呈报给后方弹药仓库首长，首长批阅同意后方可通知给各个部门进行拆垛出库的准备。

(2)拆垛出库阶段。具体的出库阶段又可分为3步：首先是各部门对主体业务、工作动员和后勤保障的分工；其次是准备拆垛工具、搬运工具等作业工具；最后则是根据出库调拨单，对照库房账本或信息系统进行账物复核。在一切准备就绪后，保管人员按照“用旧存新、用零存整”原则，同时根据拟发弹药的批次、数量、配套、包装和质量等级，找出堆垛位置，开始拆垛出库。

(3)搬运装车阶段。拆垛完成之后，应再一次对拟发的弹药物资进行严格检查，包括包装检查、清点数量、质量检查等。检查无误后，即可安排联系好的车船，开始组织装运(本文只考虑后方弹药仓库直接将保障弹药运至部队或其他仓库这一情况，不考虑部队自带车辆领取弹药的情况)。在装运之时，应做好弹药物资的配载工作，包括备货、整理清单、交接、配载固定和检查等，以确保弹药物资在运输时的安全。

(4)登记下账和现场整理。在保障弹药顺利装车之后，还应对发出弹药进行核对登记，并对相关设施设备进行整理归位。但本文重在检验优化战时弹药保障业务流程的性能速度，该业务对保障速度并无直接影响，因而对这一程序在建模中不再考虑。

1.2出库流程Petri网模型建立

根据上述战区后方弹药仓库保障业务流程，建立相应的业务流程Petri网模型(如图1所示)。Petri网模型库所变迁含义见表1。

图1　后方弹药仓库出库流程petri网模型

集合有限库所集P有限变迁集TP1/T1接到任务制订计划P2/T2计划完成执行计划P3/T3开始出库人员分工P4/T4人员就绪准备工具P5/T5工具到位账物复核P6/T6复核完毕拆垛出库P7/T7出库完成检查P8/T8检查完毕组织装车P9装车完毕—

由图1及表1可知，战区后方弹药仓库Petri网模型的业务流程：当战区后方弹药仓库接到任务(P1)后，首先制订供应计划(T1)，待计划制订完(P2)后执行计划(T2)，后根据计划执行出库活动(P3)；同时进行人员分工(T3)、工具准备(T4)与账务复核(T5)，等到人员就绪(P4)、工具到位(P5)、复核完毕(P6)后再进行拆垛出库(T6)；出库完成(P7)后进行检查(T7)，检查完毕后装车(T8)，直至装车完毕(P9)。

2　战区后方弹药仓库出库业务流程实例及分析

2.1业务流程稳态概率

假定某战区后方弹药仓库接到弹药保障任务，其出库业务流程如1.2所述，其模型中各个变迁的引发速率见表2。

表2　各变迁引发速率参考值

令λ*的值为1，根据表2可求得各库所稳态概率(见表3)。

表3　各库所稳态概率

2.2出库业务流程性能指标

单位时间内，通过变迁t*输出的变迁个数为

f*=λ×P*[M8]=0.120 1

计算平均服务时间，即一个业务实例从进入库所M0到离开库所M8的平均服务时间为

本文仅对后方弹药仓库人力资源利用率加以计算分析。假定后方弹药仓库保障系统有3种人力资源，即指挥人员r1、业务人员r2、运输人员r3，可以构造库所—资源矩阵PR=[rij]3×9：

各库所各有一个资源时为繁忙状态，计算各库所繁忙的概率：

即知向量：TN=[0.240 1，0.060 0，0.034 3，0.024 1，0.017 2，0.008 6，0.120 1，0.400 3，0.120 1]-1，可以得到如下矩阵：

定义向量TN为各库所繁忙的概率组成的列向量，则后方弹药仓库人力资源利用率为

N=PR×TN

可求得仓库人力资源利用率：指挥人员33.4%，业务人员21.7%，运输人员32.9%。

T0的平均标记流速能够反映系统平均吞吐能力。标记流速是指单位时间内流入变迁t的后置库所s的平均标识数，即相应变迁的引发执行速度，由此可得后方弹药仓库业务流程Petri网的平均标记流速为

R(t,s)=U(t)×λ=0.120 1

式中U(t)为变迁的利用率。

3　基于GSPN的后方弹药仓库出库业务流程优化

基于前面的案例，在后方弹药仓库出库业务流程性能分析的基础上，建立了改进的弹药出库业务流程模型并进行优化分析。

后方弹药仓库出库业务流程环节较多，且以串行为主，整个系统显得死板而迟缓。随着军队信息化程度的不断提升，后方弹药仓库保障指挥系统与其他信息、信息系统的交互程度不断提高，可以实现信息的实时传递，实时掌握弹药保障需求，实时下达弹药保障任务，可以通过新变迁T2直接将P1传达给P3，提前通知相关人员进行出库准备，即执行完P1后同时执行P2与P3，提升弹药保障速度。

总计8个变迁之中，有两个变迁是进行账物核对以及物资数量、质量检查的，根据Petri网结构合并方法，对流程模型进行合并(原模型T5、T7)，这样可以简化流程，减少不必要的时间消耗，提高保障效率，又好又快地完成保障任务。另外，可以根据各稳定状态概率计算出弹药保障系统中各库所的平均标识个数，易知库所P8的平均标识个数为0.400 3，相对较多，非常容易形成流程“瓶颈”，这是由于变迁任务执行过慢造成的。

基于以上分析，对后方弹药仓库出库业务流程进行改进，改进结果如图2所示。改进后Petri网模型中各个有限库所集、变迁集含义见表4。

图2　改进后的Petri网模型

集合有限库所集P有限变迁集TP1/T1接到任务制订计划P2/T2计划完成执行计划P3/T3开始出库出库准备P4/T4人员就绪人员分工P5/T5工具到位工具准备P6/T6出库完成拆垛出库P7/T7检查完毕核对检查P8/T8装车完毕组织装车

基于表4绘出改进后的Petri网可达标识如图3所示。

图3　改进后的Petri网模型可达标识

通过对比改进前后的业务流程可知，改进后的出库供应流程更加简洁实用。下面将会从实例的平均服务时间与人力资源利用率等方面验证改进后保障效率的提高。各可达标识流动情况矩阵为

其中：行向量为库所，即α=(p1，p2，…，p8)；列向量为状态β=(M0，M1，…,M7)T。

构造与图3中Petri网模型同构的马尔可夫链MC(如图4所示)。

图4　同构的马尔科夫链

对业务流程进行改进后，部分λ的流速有所变化，设定各库所流速λ值见表5。通过求解易得各个库所的稳态概率见表6。

表5　优化后模型引发速率参考值

表6　改进后Petri网各库所稳态概率

求得改进后Petri网模型平均服务时间为

改进后Petri网模型中各类人力资源的利用率：指挥人员37.9%，业务人员46.4%，运输人员55.3%。

改进后Petri网模型的平均标记流速为

R(t,s)=U(t)×λ=0.373 1

改进后模型性能较改进前模型对比效果见表7。

由表7得出：通过对后方弹药仓库保障业务流程进行改进，弹药供应保障的业务流程平均服务时间减少了21.66%，除了仓库指挥人员利用率只是稍有提高外，仓库业务人员、运输人员利用效率都大为提高，同时整个系统平均标记流速也得到较大提高。

4　结　语

本文系统描述了后方弹药仓库出库供应的业务流程，基于随机Petri网理论对流程模型的相关性能进行分析，找出制约保障效率的瓶颈所在，对业务流程进行改进。优化后的Petri网模型在平均服务时间、资源利用率和平均吞吐能力这3项性能指标上有了明显的提高，对提高我军后方弹药仓库保障效能具有重要作用。

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(编辑：史海英)

Optimization of Supplying Procedures of Theater Rear Ammunition Depots

CHEN Jin, GAO Jun, LEI Mi

(Equipment Command and Management Department, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)

To optimize the precedures of ammunition support and improve the support efficiency of the ammunition depots in the rear of the theater, this paper, by using GSPN model, carries out the quantitative analysis with the supply procedures of the ammunition depots. The procedures to remove the ammunition from storage is described in terms of the average time, the utilization of the resources and the average handling capacity of the model. The bottlenecks of realizing “prompt, accurate and reliable” support are found out. A new procedure model of removing ammunition from storage is established and analyzed, which proves to be more effective than the prerious one.

generalized stochastic petri nets(GSPN) model; ammunition depots; outbound procedure

2015-12-11；

2016-01-14.

陈金(1979—)，男，硕士研究生；

高军(1971—)，男，副教授，硕士研究生导师.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.013

E237

A

1674-2192(2016)09- 0058- 05