面向任务的舰船装备维修保障资源优化配置研究

于风竺 方光统 杨瑞平 丁志超

（1.91204部队北京100161）（2.71897部队信阳464194）

面向任务的舰船装备维修保障资源优化配置研究

于风竺1方光统1杨瑞平1丁志超2

（1.91204部队北京100161）（2.71897部队信阳464194）

保障资源是舰船装备维修保障的重要组成部分，合理的优化与分配对于及时恢复舰船装备战斗力具有重要意义。论文主要是以舰船装备维修保障任务为牵引，明确各阶段任务划分、保障资源要素构成及两者之间的相互关系。在此基础上，分析了优化配置的影响因素及具体思路，构建了基于任务优先级的保障资源优化配置模型，并用具体实例验证了模型的可行性。

装备维修；保障任务；保障资源；优化配置

Class NumberE92

1 引言

习主席曾在中央反恐工作会议上强调“国家利益延伸到哪里，我们的保障就应跟进到哪里”，未来，远海作战已成为我海军的主要作战模式，舰船装备保障也成为影响舰船装备战斗力和战争结果的重要因素。随着信息技术的不断发展，舰船装备的技术水平不断提升，对舰船装备保障的要求也越来越高，精确化、节约化是舰船装备保障的发展趋势。而保障资源是舰船装备保障的重要组成部分，保障资源的配置合理与否，对于及时恢复舰船装备战斗力，发挥舰船装备作战效能具有重要意义。

保障资源优化配置主要是保证舰船装备可靠性的前提下，对舰船装备维修保障资源进行合理的预测、分配、动态调节使用，使保障资源处于柔性状态，保证各种资源能合理利用［1］。目前，关于保障资源优化配置的研究还不多，本文主要是以舰船装备维修保障任务为牵引，在确定保障任务优先级的基础上，选取多个保障点对保障资源分配方案进行最优化计算，争取在最短的时间内完成维修保障任务，提升维修保障效率，降低维修保障成本。

2 关系描述

2.1 维修保障任务分析

“面向任务”主要强调以任务为中心，迅速调整企业生产、服务流程并调配企业各方面资源，而不是采取传统的一成不变的生产、服务模式［2］。将面向任务的思想应用于舰船装备维修保障工作中，主要是以多样化的维修保障任务为输入和切入点，在合理分析保障需求的前提下，统筹配置各方面的保障资源与保障力量，争取用最短的时间、最低的费用实现快捷、高效的维修保障，完成保障任务［3］。

舰船装备维修保障工作是多阶段的任务过程，不同的使用阶段对装备的性能要求和维修保障工作要求也不同［4］。结合舰船装备使用过程，分析各任务阶段的装备技术状态以及对应维修保障工作，具体情况如表1所示。

表1 舰船装备各使用阶段维修保障工作表

战前准备阶段，主要是对舰船装备进行检查、测试、技术准备等工作，确保战前装备良好的战技性能。该阶段主要是由生产厂家或相关保障单位协助使用分队完成装备的维护、保养以及排故修理，请领补充相关工具以及物资器材等，确保战前各类保障资源充分。作战阶段，主要是舰船装备实施战斗的过程，确保装备性能和技术状态良好。该阶段的维修保障工作主要是由伴随保障分队在不影响作战流程的情况下对故障装备进行简单的故障排除；或借助一定的人力、备件备品以及相关物资器材等进行应急抢修抢救或伴随保障补给等工作。结束阶段，主要是战斗结束后，完成舰装备的撤离转移。该阶段的主要保障工作是对装备进行简单的应急抢修抢救和伴随保障，并由相关保障机构对战争中的作战装备进行检查维护、性能恢复等工作；对受损舰船装备视情进行大修中修等。

从舰船装备的使用任务与保障工作可以看出，维修保障伴随着作战任务的各个阶段，是作战任务过程中必不可少的一个环节。能否得到及时有效的维修保障，对装备性能的恢复与任务的成功起着至关重要的作用。从维修保障工作内容可以看出，保障资源是其重要组成部分，从物资的请领、补给以及修理需求等都离不开各类资源的保障。因此，准确地对舰船装备维修保障任务进行评价和定位，合理地制定保障资源配置方案，对于提升装备保障效率，快速完成保障任务具有重要意义。

2.2 保障资源构成要素

保障资源是舰船装备使用与维修的物质基础，主要包括物质资源，如保障设备设施、备件备品等；人力资源，如人员数量、专业与技术等级等；信息资源，如技术资料、计算机资源等［5～6］。

人员是使用和保障装备的主体，是战斗力的组成部分。舰船装备投入使用后，总需要有一定数量的、并具有一定专业技术等级的人员从事装备的使用与维修工作。因此人员的配置非常重要，其关键问题是确定出舰船装备使用与维修保障人员的数量、专业和技术等级。

保障设备包括使用与维修所用的拆卸和安装设备、工具、测试设备、诊断设备以及工艺装置等。小到一个扳手，大到一个保障舰船装备，都是非常重要的保障资源。

备件是备品、修理用零备件、消耗品等备用物资的统称。备品是指大的更换件，通常是可修复的，如发动机、变速箱等；修理用零备件通常是不可修复的、较小的零部件；消耗品主要是指油料、润滑剂等。

其他保障资源主要是指除了上述三类保障资源外的技术资料、计算机资源、训练保障资源等信息资源。主要用于辅助完成维修保障任务，提供理论与技术支撑。

2.3 关系分析

面向任务的维修保障资源优化配置主要是以舰船装备作战任务为牵引，在战争某一阶段产生维修保障需求后，通过对保障任务和保障资源的分析，得到保障资源需求，从而进入保障资源配置阶段；在此基础上，综合考虑保障资源的数量与类别、保障点的地域等因素，依托可行有效的优化模型，生成保障资源配置方案，为保障资源的快速配置和保障任务的高效完成提供辅助方法。具体保障任务与保障资源配置关系如图1所示，本文着重研究后两个阶段内容。

3 保障资源优化配置过程分析

3.1 影响因素

保障资源配置受众多因素影响，不同的保障任务，不同的保障环境都将直接影响保障资源的配置。结合维修保障工作内容，梳理影响保障资源配置的因素主要包括舰船装备使用情况、保障单位情况、库存情况以及保障环境情况等。

1）舰船装备使用情况

舰船装备的使用情况直接影响维修保障工作的任务量，进而决定保障资源的需求量。舰船装备使用时间越长，舰船装备损伤几率越大，则需要的保障资源也就越多；舰船装备损伤越严重，保障时间则越长，对保障资源的需求也就越大；舰船装备使用种类越多，需要的保障资源的类型也就越多。可见，舰船装备的使用情况是影响保障资源配置的一个重要因素。

2）保障单位情况

保障单位是保障资源的主要管理和存储机构，不同的保障单位，级别、位置以及库存情况都有所不同，保障单位的位置直接影响与被保障点的距离，保障单位的级别直接关系到能承担保障任务的权限与能力，这些因素都是在保障资源配置过程中需要考虑的问题。

3）库存情况

保障资源的库存主要是所选维修保障点所存储的保障资源的数量，库存量的多少直接关系到保障点选取的数量；库存量越多，所需保障点的数量和动用的保障力量相对较少；反之，则需要调动更多的保障点去完成保障任务。因此，保障资源的库存量直接影响整个保障资源配置方案。

4）保障环境情况

保障环境情况主要是指从保障点到被保障点之间的环境状况，具体表现在路途状况、路径的长短、运输方式等，保障环境状况的好坏直接影响到保障点位置的选择，也直接关系到整个保障任务完成的时间。

3.2 具体思路

保障资源是舰船装备形成战斗力的物质基础。没有保障资源，必将严重影响装备战斗力的形成和发挥，但配备的保障资源不仅仅要解决有无的问题，而且要根据保障需求科学合理地配置保障资源，保证以最小的保障负担、最少的保障时间和最低的保障费用，提供舰船装备所需的保障资源。保障资源的配置必须要满足舰船装备对保障能力的要求，必须要完成保障方案赋予的保障任务。

保障资源配置的主要思路是优先保障紧迫任务，并且考虑争取在最短的时间内将资源送达到指定需保障地点。由于单个维修保障任务的保障方法相对简单，本文主要以多个维修保障任务，多个保障点为研究对象，建立保障资源优化配置模型。基于以上思路，本文假定各保障支援点都有足够的能力将资源运送至目的地，并暂时不考虑保障费用造成的影响。首先按照紧迫程度对保障任务的优先级进行排序，优先保障重点任务、重点装备；以此为目标，对各保障点的保障资源数量、保障点的距离进行计算与综合调配，从最近的保障点对保障资源进行调度，并依次类推，直到保障资源数量达到保障需求，此时所用的保障时间最少且满足目标要求。

4 保障资源优化配置模型建立

4.1 保障任务优先级的确定

在任务执行期间，合理科学地确定维修任务的优先级对于有序高效地组织维修保障活动具有重要意义。根据我军实际情况及外军经验，目前维修任务优先级通常遵循四条原则：1）先修重点装备，即在战斗中其重大作用的装备；2）先修施工容易的战损装备；3）先修工时少的装备；4）先修具有良好抢修性和维修性的装备［7］。

根据上述四条准则，确定维修任务主要由五个指标决定。假设某一维修任务的属性值G=[g1，g2，g3，g4，g5]，其中g1表示装备重要度，g2表示装备技术状况，g3表示修理工时，一般取平均时间，g4表示所需器材，g5表示所需技术。各指标属性值用（0～1）划分等级，数值大小表示指标的重要程度。在此基础上，利用专家经验以此对各指标值进行打分，并利用层次分析法计算各指标权重，本文不对此方法做重点阐述，从而计算出维修保障任务优先度η。

其中，λa表示第a个指标的权重，ga表示第a个指标的指标值

4.2 保障资源优化配置方法

假设X1，X2，…，Xm为m个维修保障点，Xi存储的某一类保障资源的数量为Si，i=1，2，…，m；Y1，Y2，…，Yn为n个维修保障任务，Yj需要的保障资源数量为Rj，现有资源数量为Zj，j=1，2，…，n；从Xi到Yj的运输时间为Tij(＞0)，最终保障资源配置方案为Fj。

定义：任意维修保障任务Yj需要保障资源数量为Rj，假设T1j＜T2j＜…＜Tmj，按保障时间顺序从m个保障点中选取k个保障点进行保障，能够完成保障任务，且满足

其中w1，w2，…，wk分别表示从中挑选出的保障点来提供保障资源。若存在1≤k≤m，则称k为Rj-Zj的临界下标［8～10］。

推论1：若k为Rj-Zj的临界下标，则Xw1，Xw2，…，Xwk作为任务Rj的保障点的配置方案Fj最优，且最短时间Tij=max(Twkj)。

推论2：若配置方案Fj为最优，则任意的h个保障点都存在Tij=max(Twkj)＜max(Twhj)。

4.3 具体步骤

步骤1：计算保障任务的优先级，并按优先级大小进行排序，假设排列结果为Y1，Y2，…，Yn；

步骤3：对于Xi，按Tij从小到大排列得到Xw1，Xw2，…，Xwk，且Tw1j≤Tw2j≤…≤Twkj，求出序列Xw1，Xw2，…，Xwk对于Y1-Z1的临界下标k，若k存在，则给出保障方案F1，即Xw1，Xw2，…，Xwk为任务Y1的保障支援点。若k不存在，则跳转步骤5；

步骤4：保障时间T(Fj)=max(Twkj)；

步骤5：结束。

5 实例分析

以某XX岛东南部海域作战推演为例，根据推演情况产生战损为轻创1艘驱逐舰，重创1艘护卫舰，飞机2架等；需要拖船、运输船以及各类器材等保障资源。根据保障任务的优先级计算方法，对这四类保障任务进行优先级排序，利用层次分析法计算出各指标权重为［0.42，0.27，0.16，0.11，0.04］（本文不多做阐述），综合各专家打分，利用公式计算任务优先级，其中各个任务属性值如表1所示。

表1 维修保障任务优先度

根据计算结果可以看出，保障任务优先级排序为Y2→Y3→Y1→Y4。

距离保障任务发生海域附近的保障点有9个，构建保障点与被保障点的运输时间矩阵如表2所示。

根据4.3节所描述计算方法，对各保障点的保障资源进行时间排序，选取符合要求的保障点进行资源的调度，具体资源优化配置过程如表3所示。

从表中可以看出，保障资源优化配置方案首先对保障任务进行优先级排序，进而明确了对各保障点的选取、所提供资源的数量以及具体的保障时间，该模型的优点表现在：

1）考虑了整个战场环境的保障需求，从保障任务入手优化保障资源的配置；

表2 保障点与被保障点的时间矩阵

表3 保障资源优化配置过程

2）对保障资源的优先级进行排序，从首先能够确保重点装备、重点方向、易修装备等方面考虑，按照保障任务紧迫程度进行优先保障，这对于快速完成保障任务具有重要作用；

3）在保障资源优化配置时，以保障时间为约束条件，争取用最短时间完成保障任务，这在一定程度上大大提高了保障的效率。

6 结语

现代战争形势的复杂多变，保障任务层出不穷，保障资源的作用和地位日益凸显，合理配置保障资源也就显得尤为重要。由于保障资源配置涉及类型多、单位广，传统凭经验的方法容易造成资源的浪费和时间的延误。本文以维修保障任务为牵引，构建保障资源优化配置模型，为保障资源配置方案制定提供一种有效途径。但有时候由于维修保障任务的特殊性、保障环境的局限性等因素的影响，需要根据实际需要在此基础上做出相应的调整。模型结果可为保障机关、任务部队配置保障资源、制定保障方案提供辅助支撑，具有较强的实用性。

［1］敬军.国内舰船装备维修保障资源优化技术研究综述［J］.中国船舶研究，2013（4）：117-118

［2］杨春辉.基于CPN的面向任务指挥控制组织建模、仿真及优化方法研究［D］.长沙：国防科技大学，2008：61-70.

［3］李晓宇，王新阁等.面向任务的装备维修保障资源优化配置［J］.国防科技，2011（3）：49-50.

［4］曹小平.保障性论证［M］.北京：海潮出版社，2005.

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［6］赵武奎.舰船装备保障学［M］.北京：解放军出版社，2003.

［7］王正元.舰船装备维修保障辅助决策方法［M］.北京：国防工业出版社，2013.

［8］何建敏，刘春林.应急系统多出救点的选择问题［J］.系统工程理论与实践，2001（11）：89-93.

［9］曹继平，宋建社等.战时舰船装备维修保障资源优化调度方法研究［J］.系统工程与电子技术，2007（6）：918-919.

［10］曹继平，宋建社，等.一种战时装备维修保障资源优化调度算法［J］.系统仿真学报，2007（15）：3390-3391.

Optimal Allocation for Mission-oriented Warship Equipment Maintenance Support Resources

YU Fengzhu1FANG Guangtong1YANG Ruiping1DING Zhichao2
（1.No.91204 Troops of PLA，Beijing100161）（2.No.71897 Troops of PLA，Xinyang464194）

The support resources is an important part of warship equipment maintenance.Optimization and allocation legitimately have great significance to recover equipment effectiveness timely.This text takes the warship equipment maintenance support mission as traction，divides each stage of tasks，the element constitution of support resources andthe correlationdefinitely.On this basis，it analyzes the influence factor and concrete thoughts of optimal allocation，structures optimal allocation model for support resources based on task priority，and verifies feasibility of the model by specific examples.

equipment maintenance，support mission，support resources，optimal allocation

E92

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.06.021

2016年12月8日，

2017年1月29日

军队重点科研项目资助。

于风竺，女，硕士，工程师，研究方向：装备保障。