工程装备保障（通用7篇）
工程装备保障 篇1
工程装备维修器材精确化保障要求保障物资必须“适量”[1],既不能造成用时短缺,也不能过量储备,因此,使用前对工程装备保障物资的需求进行精确的预测非常重要。
本文根据工程装备维修器材精确化保障业务中的数据需求情况,采用数据挖掘技术中的方法,对相关数据的影响因素进行深入的分析,研究其影响程度和相互关系,运用数学建模理论,研究提出更为精确合理的计算方法,建立数学模型,并通过实例分析验证模型的合理性和准确性。
1 数据挖掘
数据挖掘(Data Mining)[2]就是从大量数据中提取或挖掘出有用的信息。从技术角度看,数据挖掘是从大量的、不完全的、含噪声的、模糊的、随机的实际数据中,提取隐含在其中的、人们不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
工程装备保障工作中,需要处理大量的数据信息,这些信息既包括各种示意图、数据表格,也包括大量的文档资料,并且由于战场环境复杂、工程装备保障物资情况瞬息万变,战场反馈的许多数据如果不及时进行分析处理,可能就会成为无用数据甚至是错误数据,因此,如何快速有效地对这些信息进行分析处理,把大量的原始数据转换成有价值的信息,是能否实现工程装备保障物资精确化保障的关键。由其技术特点可以看出,数据挖掘技术可以很好地解决这些问题。
2 工程装备维修器材基数标准研究
在构成装备的零配件中,不是所有项目都可以作为维修器材的,可以作维修器材的,也不一定适合用时维修工作。此外,受经费保障能力和用时保障条件的限制,也需要对各级单项维修器材进行筛选,以确保最急需、最实用的维修器材品种和数量得以储备,求得需求和能力的有效平衡。
2.1 影响参数分析
(1)外部损伤影响。指由外部因素造成的装备损伤,与装备类型、工作样式、工作条件等有关。
(2)故障影响。指装备使用过程中故障损坏的可能性参数,与器材的固有可靠性和使用可靠性有关。
(3)关键性影响。指该零部件在装备系统中所起作用及器材损坏结果对系统性能影响程度。
(4)限时可更换性影响。指该零部件在有限时间内可拆装更换的难易程度影响。如损伤工程装备修理时间超过工程保障任务完成时间限制,对其修理不再对目前的工作具有意义。
(5)保障性影响。指用时对器材筹措供应条件的要求,与器材的筹措方式和运输能力有关。
(6)经济性影响。即零部件成本、价格大小的影响。
以上(1)到(6)的影响程度均分为很高、高、低、很低四级。
2.2 确定因素集和评价集
定义:称a=(a L,a M,a U)为三角模糊数[3],如果它的隶属函数为μa(X):R→[0,1],即:
考虑任意两个三角模糊数为:a=(a L,a M,a U)和b=(b L,bM,b U),根据扩展原理,有相应的模糊数运算规则如下:
C={c1,c2,c3,c4,c5,c6}={工作损伤,故障,关键性,限时可更换性,保障性,经济性}。
评价集选择为:V={v1,v2,v3,v4}={效果很好,效果好,效果差,效果很差}。
2.3 维修器材基数单件需求计算模型
(1)损耗装备依据
由上述分析可以看出,用时维修器材的消耗量主要取决于工程装备的损伤情况。依据工程装备的主要功能,结合其执行工程保障任务的环境恶劣程度,将工程装备分成一、二两个类别:
一类装备主要包括参加高强度、复杂条件施工行动的装备如推土机、多用工程车、岸滩路面器材等。这类装备正面和深度受损可能性大,而且抢救抢修较难,因此损伤率及重度损坏程度预计较高,维修器材消耗量较大。
(2)维修器材基数标准单项需求计算模型
确定维修器材基数项目和单项需求量后,就可以确定相应装备维修器材的基数标准。
3.1 维修器材需求量计算模型
运用资源重构[5]的思想,根据工程装备维修器材基数标准计算方法原理,将维修器材基数箱组中各单项器材分为易损件和非易损件,并综合考虑装备数量、损伤率和损伤程度系数,建立工程装备维修器材需求计算模型如下:
式中:Xi为某型工程装备维修器材基数需求量;Si为某型工程装备数量;Ei为某型工程装备维修器材基数保障装备数。
Pmax(xi易)为某型工程装备维修器材基数箱组易损件最大用尽概率,其计算公式如式(4)所示:
Pmin(xi非)为某型工程装备维修器材基数箱组非易损件最小用尽概率,其计算公式如式(5)所示:
将式(4)和式(5)代入式(3)中可得到工程装备维修器材基数需求计算模型:
3.2 实例分析
根据模型1-12基本算法,运用计算流程通过编程可计算a型推土机维修器材需求量为16个基数。
参考文献
[1]林干,王兴安,迟维英.装备精确化保障研究[J].地面防空武器,2004(1):37-42.
[2]范明,孟小峰.数据挖掘与概念技术[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3]王世明.排序决策的三角模糊数方法[J].工业工程与管理,2009(1):45-46.
[4]王乃超.基于产品维修策略的保障设备需求量计算模型研究[J].系统与电子技术,2009(5):1267-1269.
[5]韦韫.装配资源重构评价体系研究[J].中国机械工程,2008(9上半月):2059-2063.
装备保障信息评价研究 篇2
未来信息化战争中,信息驱动物质的流动和能量的释放,准确、及时、充分的信息对作战和保障至关重要。具体到装备保障而言,不管是采取可视化保障,还是采取一体化保障,或者是采取其他的保障方式,保障信息都将通过其联结、融合、增值等方式,影响装备保障的各个要素,作用于装备保障的各个环节,为装备保障提速,最终形成一种以保障信息为主导的新的装备保障格局。
但是在建设信息化军队的过程中,装备保障工作产生的信息繁杂无序且呈现海量趋势,“信息缺乏”和“信息迷茫”的问题同时困扰着装备保障决策者和实施者,关键问题就是对收集到的装备保障信息如何进行评价,判断其价值,它直接关系到信息对装备保障的作用效果。因此,对装备保障信息评价进行研究,具有积极的理论和现实意义。
1 装备保障信息及其评价
1.1 装备保障信息
目前,人们对装备保障信息的概念存在两种理解[1],一种是狭义的装备保障信息,指装备保障活动中产生的经过加工处理的有用信息,如装备保障中管理、供给、维修、训练等各方面存在的信息,都属于装备保障信息的范畴;另一种是广义装备保障信息,是指装备保障活动中产生的信息、装备保障人员的信息、装备保障环境的信息等要素的集合,包括:装备保障活动中产生的经过加工处理的有用信息的集合;为遂行装备保障任务而配备的装备保障人员的信息;装备保障所处的环境的信息;其他信息要素的集合,如装备保障设施、机构、经费等方面的信息。
本文研究的是广义的装备保障信息,因为它比狭义的装备保障信息更能从系统、整体的角度对装备保障信息进行把握。
1.2 装备保障信息评价
所谓装备保障信息评价是指对收集到的装备保障信息的价值以装备保障使用者的各方面需求特性为标准进行综合评价,判断信息是否能满足装备保障工作的需要。装备保障信息评价具体从两个方面入手:一是对信息源的评价,二是对信息本身价值的评价[2]。通过对这两方面的评价,可以大大增加对装备保障信息价值的把握,减少装备保障工作中的风险与失误。
1.2.1 装备保障信息源
装备保障工作中的信息源包括上级装备保障部门和首长的命令与指示、本级装备保障部门内部掌握的信息、下级基层单位上报的装备保障信息。上级的命令和指示是在全局的角度对装备保障工作的谋划,最具权威性,是装备保障人员制定决策、实施行动的前提;本级内部的装备保障信息是装备保障人员自身经验和所掌握信息的综合,受主观因素影响较大,是装备保障人员制定决策、实施行动的依据;下级基层单位上报的装备保障信息是装备保障人员掌握情况的基本手段,上报信息的真实程度至关重要,是装备保障人员制定决策、实施行动的基础。本文假设信息源是可靠的,主要研究对装备保障信息本身价值的评价。
1.2.2 装备保障信息本身价值的评价
信息价值是信息的一项本质属性,是一切信息存在的基本前提[3]。信息本身的价值指信息反映事件的准确可靠程度以及对下一步行动的指导作用大小,是信息价值非常关键的属性。
具体到装备保障领域而言,保障信息本身价值的评价就是对装备保障活动中产生的信息、装备保障人员的信息、装备保障环境的信息等本身价值大小的研究,是考察信息内容反映装备保障活动的准确可靠程度以及对下一步行动指导作用大小的过程。在信息评价过程中可选取的标准很多,比如真实性、重要性、内幕性、新颖性、完整性等等。针对装备保障活动对保障信息的需求特点,重点对准确性、充分性、预见性、动态性等四个特性加以阐述。
2 装备保障信息评价的影响因素
2.1 装备保障信息评价以信息效用为基础
装备保障信息本身包含大量知识、技术技能等为使用者所需的指导性、前瞻性情报,能够减少使用者决策和实施的风险和成本,提高决策和实施的效益。充分有效地利用装备保障信息,可以降低决策风险、提高工作效率、减少工作成本和增加效益,因而装备保障信息具备效用[4]。装备保障信息的价值就在于装备保障信息的效用,在于它具有满足使用者制定决策和实施行动对信息需求的属性。装备保障信息评价的高低以装备保障信息的客观效用为基础。
2.2 装备保障信息评价的高低受装备保障信息使用者的影响
装备保障信息使用者所处的层次和岗位不同,自身素质也参差不齐,面对同一保障信息的理解不同,制定的决策和实施的行动就会不同。保障信息最终发挥效用的大小很大程度上受限于装备保障信息的使用者。从装备保障信息需求的产生,到对信息的理解和使用的全部过程,都跟使用者有着直接的关系。因此,本文认为信息价值的大小由装备保障信息的客观效用决定,但受装备保障信息使用者主观感受影响。
3 装备保障信息的评价标准
3.1 准确性
准确性是指装备保障信息能否如实反映装备保障活动的实际情况和真实需求,是完全准确的信息还是在一定条件下的假设信息,是否存在虚假成分等等。美军《联合作战后勤保障纲要》明确指出:“准确的信息,对于有效的后勤计划工作、部队调动的协调,以及持续保障作业,具有至关重要的意义。知道部队补给品的位置,与实际拥有它们,几乎同等重要。”这些信息的准确辨别需要装备保障人员对各方面的情况有总体的把握。合乎日常装备保障规律和该单位正在执行任务的信息可靠性较高,与常规情况偏差较大的信息需要根据具体条件来判断。
3.2 充分性
随着装备器材日益智能化、精密化,保障环境也更加严酷化、透明化。装备保障工作对信息保障的要求越来越高,保障信息的覆盖面空前扩大。装备保障的时间、地点、环境、运输工具、防护措施、保障方式、保障人员、保障程度、保障器材的数质量以及敌情、我情、社情等方方面面的信息都必须包含之内。如果装备保障信息不充分,装备保障工作就不能较好地开展,甚至无法开展。判断装备保障信息是否充分,事先要看各项指标是否具备,事后要看各项指标是否符合实际要求,有无影响装备保障活动进行的漏项。
3.3 预见性
预见性是指信息的提供人员根据自身掌握的相关知识来推断未来某事发生的可能性。在装备保障领域,装备保障信息的提供者根据已有的知识和经验认为某一装备保障活动不可能发生,或者发生的时间、地点、数量、规模、方式等不同,那么该装备保障信息的预见性就比较低。如果有关某装备保障活动的信息与提供者的推断一致,保障活动的进程符合提供者的预见,就认为该装备保障信息的预见性比较高。预见性越高,该信息就越可靠。该特性虽然是一种事后检验,但在较长的时间内却可以判断出装备保障信息提供者的可信度。在运用预见性标准判断全新的问题时,如果提供者不了解情况或者信息陈旧,其预见性就会降低。
3.4 动态性
动态性是指装备保障工作中各要素的保障需求和保障能力等各方面信息必须及时更新,确保装备保障活动所使用的信息是最新的。在现代战争中,作战和保障态势瞬息万变,为了实现保障有力的目标,保障信息必须及时更新,动态性要求越来越高。如果使用者获得的信息陈旧过时,不但对装备保障工作起不到促进作用,反而会干扰装备保障工作,贻误战机。在运用动态性标准判断信息的价值时,距离当前越近的信息,价值通常就大;间隔越久的信息,价值通常就小。
4 事例分析
下面通过两个虚拟的事件,利用上面的四条标准来做信息评价示范。
事件1:A连为了让B班顺利完成外出侦查任务,连长命令向B班发放10支步枪、200发子弹(B班实际只有8人可参加行动),在没有发放望远镜的情况下命令B班出发。
在以上这个命令式的信息里,我们用准确性和充分性评价如下:(1)该连长没有准确掌握B班的情况就发放枪支,该信息的准确性为不准确;(2)外出执行任务却不配发望远镜,该信息的充分性为不充分。
结论:该事件所反映的信息价值比较低,对所执行任务的保障作用小。
事件2:在进行射击训练前,C连根据参加训练人数计划携带10支步枪。在第一天的训练中较好的满足了训练需要,但是却损坏了2支步枪。第二天尚能满足训练需要,却又损坏了3支步枪。到第三天训练的时候,只剩5支步枪能用,影响了训练的正常开展。
在以上这个事件中,我们用预见性和动态性评价如下:(1)在训练之前,组织者根据实际情况安排训练器材:预见性强;(2)在训练过程中,组织者没有根据变化的情况及时补充训练器材:动态性差。
结论:该事件反映的信息在训练之初预见性强,但是信息的动态性较差,对训练的持续保障效果较差。
5 装备保障信息价值评价标准的等级划分
在完成对装备保障信息各项标准的分析之后,我们对装备保障信息的各项标准进行等级划分。也就是分别对信息的准确性、充分性、预见性、动态性四个标准进行等级划分。这种划分虽然非常简单,但是却有助于装备保障信息工作者对信息各方面标准的效用高低有一个定性的把握。尤其是强调信息某一个方面的标准时,效果比较明显。表1是一种简便的装备保障信息价值的评价表。这个方法简洁明了,比较适合装备保障信息工作者使用。
6 结束语
本文针对装备保障工作中的保障信息及其评价问题进行讨论,分析了装备保障信息评价的影响因素,论述了装备保障信息评价的准确性、充分性、预见性、动态性等标准,并在此基础上为装备保障信息使用者提供了一种简单的信息评级表。装备保障信息的评价是信息有效利用的基础。针对装备保障信息的定量评价等有关问题,还可以做进一步深入探讨。
参考文献
[1]杨学强,黄俊.装备保障信息分类与代码设计研究[J].装甲兵工程学院学报,2006(3):6-9.
[2]张冬梅,曾忠禄.竞争情报中的信息评价[J].现代情报,2006(7):187-188.
[3]刘姝丽,韩中庚,宋留勇,等.信息价值的综合评价模型[J].信息工程大学学报,2007(8):118-120.
装备调配保障能力评估研究 篇3
1 装备调配保障能力评估的指标体系
装备调配保障能力, 是指通过计划、筹措、储存、供应、运输和管理等工作环节, 装备调配满足部队训练和作战需求的有效程度。 其影响因素主要包括装备筹措、储备、补充、换装、调整及退役与报废等。
建立装备调配保障能力评估指标体系通常在遵循科学性、 完备性、独立性、客观性、可比性、可测性、简明性等基本原则的基础上, 紧密结合装备调配保障能力的影响因素, 通过专家咨询法, 构建装备调配保障能力的多目标型评估指标体系, 即总目标层为装备调配保障能力C, 单目标层分别为装备筹措能力C1、装备储备能力C2、装备补充能力C3、 装备换装能力C4、 装备调整能力C5以及装备退役与报废能力C6, 具体如图1 所示。
2 装备调配保障能力评估的模型
从前面的指标体系可以看出, 装备调配保障能力涉及众多定性与定量的因素, 有些因素易于量化, 而有些因素难以量化。 对此, 本文采用客观赋权的熵权法和理想点法相结合的思路构建装备调配保障能力评估模型, 以期在一定程度上减少评估人员的主观随意性, 促使评估结果更加科学合理。
2.1 基于熵权法与理想点法建立评估模型
(1) 基于熵权理论的权重确定。 设有n个待选装备保障分队, 每个分队涉及到装备调配保障能力有m个评价因素, 建立原始数据矩阵:
式中, bij表示第i个分队、第j项评价因素值, i=1, 2, …, n, j=1, 2, …, m, 以下各式i, j取值与此相同。
对其进行归一化处理, 形成归一化的评价指标矩阵。规范化决策矩阵:。将规范化的决策矩阵进行归一化处理有:。
对装备保障分队中的某个指标, 其信息熵为:
则, 可定义第j个指标的熵权为:
由式 (3) 可以看出, 决策指标信息熵的大小决定了该指标的重要程度。 如果某个指标的信息熵越小, 就表明指标提供的信息量越大, 在综合评价中所起的作用就越大, 则其权重就越大;反之, 某指标信息熵越大, 就表明指标提供的信息量越小, 在综合评价中所起的作用就越小, 则其权重就越小。
(2) 确定理想装备保障分队。 理想点法就是要在众多待选装备保障分队中优选出一个最佳的保障分队, 使其与理想保障分队的距离最小。 首先, 根据规范化矩阵和式 (3) 计算得到的权重值, 计算得到加权规范矩阵:
则对于式 (1) , 设理想保障分队为B*0, 负理想保障分队为B-0, 则:
其中:
(3) 待选保障分队与理想保障分队的距离。 一般情况下, 一个待选保障分队与理想保障分队的距离最近, 应该与负理想保障分队的距离最远。 定义待选保障分队与理想保障分队的距离为b*, 与负理想保障分队的距离为b-[3]。 则:
用待选保障分队与理想保障分队的接近程度来评价各保障分队的优劣。 定义评价系数ci如下:
ci越大, 说明待选保障分队与理想保障分队的接近程度越大, 与负理想保障分队的接近程度越小, 当ci=1 时, 待选保障分队就是理想保障分队。
对各待选保障分队与理想保障分队和负理想保障分队的欧几里德距离计算后, 根据式 (6) 计算各待选保障分队与理想保障分队的接近程度, 确定最优保障分队。
2.2 算例分析
设有4 支装备保障分队 (即B1, B2, B3, B4) , 要求选择其装备调配保障能力最强的一支。 对此, 邀请相关领域部分专家给上述4 支待选保障分队基于上述16 项指标进行打分 (打分采用10 分制, 对效益型指标分值越大越好, 对成本型指标分值越小越好) , 其结果如表1所示。
将以上数据进行无量纲标准化和归一化处理后, 按照式 (2) ~ (5) 相应计算出4 支待选保障分队与理想保障分队和负理想保障分队相应距离, 如表2 所示。
根据表1 按照式 (6) 计算每支待选保障分队与理想保障分队的接近度:
c= (0.3780, 0.4783, 0.584, 0.5595) 。
从以上数据可以看出4 支待选保障分队各有优势, 以保障分队B3与理想保障分队的接近度最大, 是4 支保障分队中装备调配保障能力最强的一支。
3 结束语
装备调配保障能力评估是一项复杂而艰巨的工作。 运用熵权法和理想点法相结合的方法对装备调配保障能力进行综合评估, 有利于装备机关综合考察各装备保障部队的调配保障能力状况, 对促进装备保障部队的装备调配保障工作具有较强的现实意义。
摘要：建立了装备调配保障能力评估指标体系, 构建了基于熵权法与理想点法的评估模型, 并通过实例验证了该模型的可行性。
关键词：装备,调配保障,能力评估
参考文献
[1]李智舜.军事装备保障学教程[M].北京:军事科学出版社, 2012.
装备保障方案生成软件设计 篇4
关键词：装备保障方案,系统,方案生成
0 引言
装备保障方案是指依据作战使用要装备使用特点和保障决心, 对完成保障任务和实施措施的基本设想。它对规定了作战实施过程中如何对装备保障的总体设想和要求, 是实现保障工作的一种总体规划, 是协调保障性指标要求、进行保障性设计、确定保障资源的依据和基础[1]。
根据战时装备保障工作的内容, 以及战时装备保障的主要任务[2], 可以将装备保障方案分为装备保障部署方案、装备维修保障方案、器材保障方案和弹药保障方案等。
由于战时装备保障工作具有情况多变、人员结构复杂、专业分工细、技术含量高和要求标准高等特点[3], 为了适应高技术条件下战争突发性、多变性的要求, 战时装备保障人员必须随时分析判断战场情况的变化、并能够快速地进行装备保障方案的调整、做出相应的装备保障决策。
1 设计思想
装备保障方案软件系统是在装备综合保障数据环境数据库的支持下, 依靠人工智能系统和专家系统, 根据上级的命令、指示和要求以及本级的作战任务和装备保障情况, 对装备保障行动的进行合理的筹划设计, 是为了实现装备保障方案自动化应用。
2 装备保障方案拟制的一般过程
装备保障方案拟制的一般过程, 主要概括为:一是参加作战会议, 明确作战任务和装备保障任务;二是拟制装备保障报告和建议;三是定下保障决心;四是拟制装备保障方案和下达装备保障指示。如图1所示。
从装备保障方案的一般拟制过程可以看出, 装备保障方案的拟制与作战方案有密切的关系。即装备保障方案与作战方案存在着相互制约、相互影响的关系。为了解决目前装备保障与作战接口问题, 研究建立了联合作战装备保障平台, 此平台主要包括了作战使用任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统。在作战使用任务系统中, 可以明确装备保障的主要任务, 在装备保障对象系统中可以明确装备保障报告和建议的基本内容, 在装备保障系统中可以明确装备保障决心的基本内容。因此, 上述三个系统是装备保障方案软件系统的输入系统, 从上述三个系统完成对装备保障方案系统的输入, 在装备保障方案系统中实现对装备保障方案的建模和编辑以及生成装备保障方案文本。
3 系统成员设计
通过上述对装备保障方案拟制过程的分析, 确定装备保障方案软件系统的用户共有2类:装备保障方案拟制人员和装备保障方案审批人员。
装备保障方案拟制人员:装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 可以通过本软件方便的实现装备保障方案的规范化拟制。装备保障方案拟制人员可以按照装备保障系统、装备保障对象系统和作战任务系统中提供的数据进行装备保障方案的拟制, 并能保存到装备保障方案文件中, 形成以模型形式存储的装备保障方案和以文本形式出现的装备保障方案两种表现形式。
装备保障方案审批人员:装备保障方案审批人员主要有两类, 一是装备保障指挥员, 另一类是部队指挥员。装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 将拟制完成的装备保障方案逐级提交给装备保障指挥员、部队指挥员。经装备保障指挥员、部队指挥员进行审批。在发现问题或不足后反馈给装备保障方案拟制人员, 装备保障方案拟制人员在装备保障方案软件系统中对反馈回的装备保障方案进行修改和测试, 解决反馈问题后, 将拟制后的新的装备保障方案再次上报装备保障指挥员、部队指挥员审批。成员之间的关系具体和成员的主要任务如图2所示:
4 系统设计
根据上述对装备保障方案软件系统的用户类的分析, 可以得出装备保障方案软件系统应该分为以下四个部分:
(1) 初始化部分。主要是读取作战任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统的数据模型、数据信息, 进行初始化。
(2) 装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 操作部分。主要由装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 根据作战任务系统的要求, 结合装备保障对象系统和装备保障系统的模型、参数, 对装备保障方案进行创建、编辑、修改和生成等。
(3) 装备保障方案审批人员 (装备保障指挥员、部队指挥员) 。主要是对装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 上报的装备保障方案进行审批, 对装备保障方案中存在的不能满足作战保障的部分提出修改意见。
(4) 装备保障方案的生成和保存。装备保障方案经装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 拟制完成, 并通过装备保障方案审批人员 (装备保障指挥员、部队指挥员) 的审批, 自动对拟制完成的装备保障方案进行保存并生成装备保障方案的文本。
5 接口设计
装备保障方案软件系统的接口分为外部接口和内部接口两类。其中装备保障方案的外部接口主要是装备保障方案软件系统与作战任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统数据库之间的接口, 如图3所示。
按照装备保障方案的拟制过程, 装备保障方案软件系统应包括装备保障方案创建、装备保障方案建模、装备保障方案编辑、装备保障方案浏览以及装备保障方案文本生成几个部分。装备保障方案软件系统内部接口主要是装备保障方案内部各功能模块之间的接口, 如图4所示。
6 功能设计
为了便于装备保障拟制人员、装备保障审批人员的操作, 同时根据装备保障方案软件系统的基本特征, 对装备保障方案软件系统的功能确定如下:
(1) 装备保障方案文件操作功能:主要包括装备保障方案的创建、编辑、修改和保存等。在装备保障方案软件系统创建新的装备保障方案之后, 系统自动地将与新建的装备保障方案系统相关的数据、模型从作战任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统中读取过来, 装备保障拟制人员可以在已有的模型和数据的基础上对装备保障方案进行拟制;同时, 根据需要, 装备保障方案拟制人员 (战技参谋) 也可以只通过装备保障方案生成系统自行拟制完整的装备保障方案。
(2) 数据、模型读取和显示功能:对从作战任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统读取的数据信息, 模型等在装备保障方案软件系统中显示, 方便装备保障方案拟制人员进行控制、拖动和修改等操作。
(3) 装备保障方案审批功能:主要包括装备保障指挥员、部队指挥员对装备保障方案的审批, 以及提出对装备保障方案的修改意见等。
(4) 装备保障方案文本生成功能:主要包括将审批通过装备保障方案自动生成规范化的装备保障方案文本。
(5) 装备保障方案的存储:对审批通过的装备保障方案进行计算机化的存储, 实现装备保障方案的保存、管理等。
7 系统实现
基于以上的体系结构, 以要地防空联合作战装备保障方案制定为典型应用, 实现了装备保障方案软件原型系统。系统运行按照装备保障方案的创建、装备保障方案的建模、装备保障方案的编辑、装备保障方案的浏览和装备保障方案文本的生成五个步骤, 能支持要地防空联合作战装备保障方案制定的全过程。
装备保障方案生成系统既单人制定装备保障方案, 又支持多人多人系协助制定;既支持要地防空联合作战的装备保障机构可以单独制定装备保障方案, 也可以多个装备保障指挥机构共同制定装备保障方案。
装备保障方案的建模将作战任务系统、装备保障对象系统和装备保障系统的模型进行整理、合并。建立反映装备保障方案内容的模型, 例如, 装备保障初始部署模型就是以作战任务模型中的初始部署行动模型为主要依据建立的, 但作战任务系统的初始部署模型不是反映装备保障力量的, 因此需要重新建立装备保障初始部署行动模型。装备保障方案初始部署行动模型如图5所示。
装备保障方案的编辑是将装备保障方案的模型转换成装备保障方案的文本, 并依据装备保障文书的形式对装备保障方案进行合理的编辑, 如图6所示。
装备保障方案生成是从装备保障方案编辑之后将装备保障方案以Word生成机制, 自动生成装备保障方案的文档。
8 结束语
通过分析装备保障方案的一般拟制过程, 介绍了装备保障方案拟制人员、装备保障方案审批人员的用途和作用。并对装备保障方案生成系统进行了系统设计、接口设计以及功能设计, 并以要地防空联合作战的装备保障方案为例介绍了装备保障方案生成系统的建模、编辑的功能。为部队装备保障方案的规范化拟制提供一定的基础。
参考文献
[1]曹小平, 孟宪君, 周红, 等.保障性论证[M].北京:海潮出版社, 2005.
[2]刘志勤, 王兴录.战时装备保障概论[M].北京:军事科学出版社, 2002.
装备保障方式转型需求分析 篇5
装备保障方式是由一定的装备保障主体、装备保障对象、装备保障内容、装备保障手段等因素综合决定的，是装备保障体制和装备保障能力相统一的产物，也是军事需求和装备客观物质基础矛盾运动的结果。科学技术的发展、一体化联合作战模式的牵引和武器装备科技含量的提高，对未来作战部队装备保障方式提出了新的更高的需求。研究分析一体化联合作战对未来作战部队装备保障的新要求，并通过对比现行陆军装备保障方式现状，找出当前装备保障方式存在的主要问题和差距，明确装备保障方式转型需求，对于实现精确化保障具有重要的意义。
1 未来作战部队装备保障特点
未来的作战部队是以构建基于信息系统的一体化综合保障体系为核心，以发展基于信息技术的模块化、网络化、智能化保障平台为重点，以优化装备保障指挥体制、组织模式、制度机制和力量结构为关键，使得装备保障面临许多新情况、新问题，在保障任务、保障体系、保障过程、保障方式等方面呈现出一些新的特点，对装备保障提出了新的更高要求。
1.1 保障任务复杂多变
未来作战部队由于集成了更多保障对象和保障主体，注入了大量高新技术，特别是信息技术，要应对多种安全威胁，完成多样化任务，使得保障主体承担的任务呈现复杂易变性。复杂性的根源在于关系的非线性、多样性、紧密性等，既有对建制部队的保障，也有对加强和配属部（分）队的保障，既要保障硬摧毁的战损装备，也要保障软摧毁的战损装备；既有传统的平面保障，也有信息流控制物质流、技术流的立体精确保障；既有建制部队实施的保障，也有军民一体化实施的融合式保障，各种关系错综复杂。易变性主要指多变、快变和不确定性变。所谓多变，是指装备保障变化形式的多样性，它既与装备保障环境、任务需求的多变性相关，也与装备保障适应环境、满足任务的多样性方式相关。所谓快变性，是指装备保障变化的快速性、加速性，这主要是由信息化对信息的精确性、信息流程的快速性，乃至业务流程的高效性提供支撑和促进作用所导致的。变化的不确定性是指装备保障变化的难以明确预知的性质，它是装备保障复杂性特征的突出体现。随着装备保障内外部关系的日益丰富、多样化，随着装备保障流程效率大为提升、运转周期大为缩短、演化进程日益加快，装备保障变化的不确定性也将越趋明显。
1.2 保障体系内聚外联
未来作战部队按照陆军全域机动作战的要求，在信息系统的联通融合下，实现了各类装备保障实体的“硬联接”和装备保障指挥控制流程的“软联接”，使各种保障力量、保障单元、保障要素融为一个有机的整体，聚合成基于模块化、网络化、智能化的保障体系。这个体系，通过压缩保障规模，减少保障层次，将过去按条块划分、功能过于专一的保障力量编组方式，转变为按任务、能力和需要进行编组，发展多功能、小型化、模块化保障力量，实现保障结构的优化；通过广泛采用网络信息技术，将作战指挥、后勤保障和各级装备保障指挥、各种装备保障资源、各类装备保障信息连成协调一致的网络，实现装备保障纵向综合、横向联合、整体高效；通过建立具有装备状态监控、故障预测、智能诊断、损伤评估、信息处理和辅助决策等功能的维修管理信息平台，将信息流贯穿到装备保障的全过程和全要素，实施精确保障。
1.3 保障资源全维可视
全维在这里是一个广义的概念，是指信息化战场的各维战场空间和装备保障各个要素；可视，是指对保障对象和保障资源信息的准确掌握及对其需求的准确预测。未来作战部队广泛运用故障自动诊断技术、战损评估技术、自动识别技术、计算技术、网络通信技术、卫星定位技术等信息技术手段，能够实时准确地掌握战场装备的作战技术状态及保障需求、装备保障各要素的战场状态，以及装备保障行动的视讯、声讯、数据等信息，达到战场装备保障状态的“透明”。其主要标志是：一是保障力量可视。就是通过装备保障信息系统，能够实时掌握通用装备、弹药、维修器材、机具设备、保障人员等保障力量的数量、质量和战场分布等信息。二是保障需求可视。就是通过装备保障信息系统，能够实时掌握装备战损、弹药消耗、器材补充、保障人员及保障装备、机具设备需求。三是保障态势可视。就是通过一体化指挥平台和装备保障信息系统，能够实时掌握保障对象的战场动态变化，以及各级保障机构遂行任务的情况。
1.4 保障方式综合一体
未来作战部队基本作战形式是诸军兵种一体化联合作战，这从根本上决定了未来作战部队装备保障的基本形式必然是一体化综合保障。其主要标志是：一是各专业保障综合一体。就是适应武器装备一体化和信息化条件下体系作战的要求，打破机械化条件下装备保障各兵种专业自成体系、自我保障、分散管理、重复建设的模式，按照作战编成和装备技术、保障技术，依托综合信息系统和信息技术手段，对各专业装备保障，按技术门类重组定岗，按作业需求模块编组，按保障任务综合编成，建立功能聚合、专业组合、资源整合、力量统筹的装备保障体系，形成装备保障合力，为部队作战行动提供精确高效的装备保障。二是各层级保障综合一体。就是着眼体系作战要求，按照“建设向上集约”、“保障向下聚焦”的原则，科学统筹战略、战役、战术各级装备保障任务和军队、地方装备保障任务，改变传统的机械化条件下按级保障、按计划预先协同的粗放型保障模式，实行按需求适量保障、按信息实时协同的精确保障，实现各层级保障效能的有效聚合。三是各保障要素综合一体。就是着眼信息化装备平战时管理保障需要，运用基于信息技术、网络技术、横向一体化技术的装备保障综合集成技术，建立集装备管理、修理、供应、训练于一体，集平时建设管理与战时保障于一体的一体化综合保障体系，实现装备保障各要素融合互动、平战时保障整体高效。
2 当前部队装备保障方式转型需求
现行装备保障方式是基于传统手工作业的兵种专业分割的规模型定时计划保障，与未来作战部队装备保障需求相比，仍然存在着明显的问题与差距。
2.1 保障信息化水平亟待提高
我军基于信息系统的体系作战保障能力尚处于初步建设阶段，难以满足信息化条件下一体化联合作战装备保障需要。一是信息主导程度还不够高。信息在保障能力生成上的比重不大，信息系统对保障要素、保障单元、保障系统的聚合作用还不强，也难以有效将装备保障的技术侦察、指挥控制、抢救抢修、储备供应、快速机动等集成一体，形成具有倍增效应的体系化保障能力。二是体系保障程度还不够高。自成体系、分散保障的保障体制，致使诸军兵种之间、战略战役战术之间、军地之间的装备保障条块分割、多头管理、重复建设，资源难以有效配置，行动难以有效衔接，制约体系保障能力的形成。三是综合集成程度还不够高。我军装备保障信息化建设技术体制和标准规范还未完全统一，现有信息资源的整合及利用率低，横向一体化技术、集成保障技术、全资可视技术、远程支援技术、精确保障技术、预测维修技术、C4ISR技术等尚未转化为技术手段，制约信息化条件下装备保障能力的生成和提高。
2.2 一体化综合保障体系亟待健全
目前，我军装备保障仍以立足军内、自成体系、自我保障、分散建设为主，体系结构的优化更多的是各专业、各领域、各系统的局部优化，与形成一体化综合保障体系的要求有较大差距。一是军地一体保障体系还不健全。国防军工企业和社会保障力量尚未有效引入军队装备保障领域，军地保障资源配置、力量运用、信息共享的机制还没有形成，难以有效发挥国家整体保障效能。二是诸兵种一体保障体系还不健全。各兵种专业自成体系、自我封闭的建设格局和大而全、小而全的建设模式没有根本改变，难以有效发挥整体保障效能。三是战略战役战术一体保障体系还不健全。各层次保障力量之间任务分工相互交叉，保障力量运用相互脱节，影响了一体化综合保障能力的形成与提高。
2.3 保障手段科技含量亟待增强
总体看，保障装备体系与装备体系不配套的问题仍然存在。一是保障装备技术含量低。现有保障装备的信息化程度还比较低，尚未建立集信息采集、传输、处理和检测、抢修、补给于一体的通装保障手段体系。二是保障装备体系不完善。现行保障装备体系主要基于装备型号，通用化、模块化、组合化水平还不高。装备保障技术观察装备、通用装备电子系统综合检测装备、通用装备机械液压系统综合检测试验装备、野战弹药器材装卸载装备等尚未纳入陆军武器装备体系，两栖作战、高原高寒作战、空降作战保障装备还未形成系统配套的体系。三是保障设备机具体系滞后。由于缺少系统整合，保障机具设备按兵种专业开发多、通用化少，型谱种类多、系列化少，单一功能多、组合化少，与综合保障的要求不相适应。
2.4 保障方式快速灵活亟待拓展
陆军现行的管理机构设置采用总部、军区、集团军、师（旅）、团五级树状管理体系，构成多级制的一条树状管理链。自上而下，各级相应编配有修理厂、修理分队及器材仓库，分别承担装备的大修、中修和小修。战时则展开成修理抢救机构和器材供应机构，完成抢救和抢修任务。作战营一般无建制维修力量，战时主要靠上级支援加强。这种树状装备管理机构设置便于组织建制保障和逐级保障，但随着信息化战争的不断发展，这种体系表现出信息流程长、平级之间不能横向沟通、抗毁能力差等不足。一个装备保障问题的发生到解决，需要从战斗单元开始逐级反映到相关职能部门，经决策后，再按相反的顺序将指令下达到执行部门。中间若有反复，则需要重复以上环节，容易造成决策流程长、反应速度慢，容易造成时间上的延误和管理资源的浪费，导致工作效率的低下。
参考文献
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[3]李智舜,吴明曦.军事装备保障学[M].北京:军事科学出版社,2009.
对装备精确保障的思考 篇6
装备精确保障就是充分运用以信息技术为核心的高技术手段,精细而准确地筹划、建设和运用装备保障资源,在准确的时间、准确的地点为部队提供准确数量的装备物资和高质量的装备技术保障,使保障适时、适地、适量原则达到尽可能精确的程度,最大限度地提高装备保障的军事效益和经济效益[1]。
1 影响装备精确保障能力的关键因素
1.1 信息保障能力。
装备精确保障的组织、指挥、协调都依赖于装备保障信息的高效快速流通。实现装备精确保障的前提和基础是要能够迅速、准确地向装备保障系统提供相关需求信息,只有这样才能具备信息优势并转换为决策优势和行动优势,找出最适合的保障时机、最适合的保障力量、最适合的保障装备和物资,使装备保障的精确化成为可能。
1.2 装备保障人员。
装备保障人员主要包括装备保障指挥员、参谋人员、技术保障人员、物资保管员及其他勤务保障人员,是实施装备保障的主体,其能力素质的高低直接决定着装备保障的效果。对他们的普遍要求是政治觉悟高、业务能力强、身心素质好、综合素质全面。其中,装备保障指挥员应具备出色的决策指挥能力;参谋人员应具备较强的辅助决策和组织协调能力;技术保障人员可以是军队编制体制内的专业技术干部、士官,也可以是装备生产厂家的技术专家,应具备精湛的装备维护修理技能。
1.3 保障装备和物资。
保障装备和物资是实施装备保障的物质基础。保障装备主要包括综合检测装备、维修工程车辆、运输装备等,保障装备的技术性能、可靠性、机动能力、防护能力、适应严酷环境的能力与最终能否实现精确保障密切相关。
装备保障物资主要包括弹药、维修器材、维修工(机)具、检测设备等,其储存位置的地理分布状况,携运行情况,种类和数、质量情况,包装情况及采购难易程度也与最终能否实现精确保障密切相关。
1.4 环境因素。
装备保障活动自始至终都要受到环境因素的制约和影响,如敌对环境、人际环境、自然环境、社会环境等[2]。环境因素对装备保障活动的制约和影响,既有有利的一面,也有不利的一面,有利与不利在一定条件下互相转化。天气、道路状况以及敌方的干扰、破坏对能否实施装备精确保障影响尤为重大。
2 装备精确保障的辩证解析[3]
与传统的粗放型规模保障相比,精确保障具有及时、准确、优质、高效、低耗的显著优点,但是也有其局限性,应辩证地认识和理解。
2.1 装备精确保障是一种对“相对精确”的追求。
这里的精确是一个相对概念,装备精确保障是一种理念和不断变化逼近的过程,尽可能使装备保障的供求之间达成或接近一致,而并非是绝对的一一对应。作为精确保障理念的倡导者和实践者,美军在伊拉克战争中后勤保障行动也并非尽善尽美,也暴露出了一些问题。
由于受伊拉克沙漠地形、沙尘暴天气影响,美军物资运输受到严重阻碍,其保障人员频频遭到伊军的袭击,被打死、打伤或俘虏;运输车辆被烧毁,补给线一度中断。由于战场上地面运输工具不足,造成大批物资积压在科威特港口。由于缺少真正有效的物资管理控制系统,造成物资的错误分发,蓄电池、轮胎、发动机、履带、防弹背心、附加装甲、作战配给等7种物资器材没有到位,导致美军作战能力大大降低。
美军利用信息技术模拟战争过程,预先取得了与战争实际极为相近的各种保障需求数据,使战前保障准备工作颇具针对性。但是,现实战场与实验室毕竟有很大差距,土耳其政府临时决定不允许美军在其境内发动进攻,迫使先前抵达土耳其境内的美军撤回,这一变数,使美军不得不重新制定相关的保障计划,精确保障不仅未达到所期望的效果,反而浪费了宝贵的时间和资源。战后,美军承认在精确保障的理论和实践上还有许多需要改进的地方。
2.2 装备精确保障一般适用于非对称战场态势。
战争中始终存在诸多不确定因素,人们也不可能对战争需求做出完全精确的预测和判断。当对抗双方实力对比相差不大时实施精确保障,在某些情况下、某一时段上,“够用即可”的保障策略很可能会造成供不应求的严重后果,产生巨大的风险,进而影响到战争进程。但是,如果战争双方在实力上悬殊很大,保障量减小带来的风险与交战双方在战争实力上的差距相比微不足道,精确保障引起的风险就会有效化解。正如伊拉克战争,拥有世界上最强大的经济和军事实力的美国根本不用担心战争的胜负。在这种非对称战场态势下,强势一方可以大胆地实施精确保障,争取以最小的消耗换取最大的胜利。
2.3 装备精确保障一般适用于战役、战术层次。
信息化战争的不确定因素较多,战争强度、持续时间、参战装备的数量和种类,在战前都难以精确计算,因而“精确保障”更多地体现在战役、战术层次,在战略层次较难把握。如美军在伊拉克战争中没有预计到“战后”重建时间这么长,战前储备不足,造成消耗品补充困难。在战略层面上应该考虑得更全面、更长远,把一些不确定、难以把握的因素考虑进来,在满足需求的基础上留有充足预置。
3 提高我军装备精确保障能力的基本途径[4,5,6]
精确保障是信息化条件下装备保障发展的必然趋势,是实现我军由数量规模型向质量效能型转变、由人力密集型向技术密集型转变的必然要求。当前,我军距适时、适地、适量的装备精确保障要求还有相当差距,我们必须立足实际,以提高战斗力和保障力为着眼点,采取切实可行的措施,不断提高我军装备精确保障能力。
3.1 掌握装备保障资源信息。
首先,装备保障部门通过汇总统计,精确掌握建制内装备保障资源信息及其变化;其次,装备保障部门还要了解周围地域内的可利用资源,即与装备保障相关的民用资源:有哪些工厂或车间可利用,有多少工程技术人员可利用等。为此,必须建立完善的装备保障资源数据库,使各级装备保障部门能够精确掌握保障资源状况,以便根据部队的需求制定科学合理的装备保障计划。
3.2 采用先进的装备保障技术。
应重点加强各个保障环节所需关键技术的开发和利用。在保障指挥环节,应充分利用信息获取技术、信息传输技术、信息处理技术和信息防御技术;在保障资源储存和输送环节,应加强现代包装技术、先进仓储技术、可视化技术和自动识别技术的研究与应用;在故障检测与诊断环节,应利用内置式故障自动诊断系统、神经网络诊断技术、专家系统诊断技术等先进的故障检测与诊断技术;在保障作业环节,应重点发展应急维修技术、快速制造技术和远程支援技术。
3.3 加强装备保障人才建设。
实现装备精确保障,人是根本因素。依托军队院校和国民教育,采取专业培训、在职轮训、联合培养和招收物流专业国防生等途径,建立和完善人才培训体系,拓宽人才培养渠道,更新人才知识结构,并根据装备保障的实际需求科学确定保障人员编制,逐步构建一支结构合理、业务熟练的精确保障人才队伍。
3.4 发展适用于精确保障的保障装备。
在技术性能上,使保障装备具备卫星定位、无损检测、自动测试和诊断、射频识别、无线通信等技术能力;在机动能力和输送能力上,实现陆地、水面与空中保障装备的合理编配,重点提升远程运输、快速运输、机动运输能力;在功能上,实现保障装备功能的综合化,使一种保障装备能够完成多种保障任务。此外,还应使保障装备具备良好的防护能力和环境适应能力。3.5构建科学合理的运行机制。只有在科学合理的运行机制下,优秀的保障人才、先进的配套资源和保障技术才能有效地发挥效能。应以科学发展观为指导,对不合理的保障机制进行调整与改革,建立健全相关的法规体系,力求权责明确,运行顺畅。首先,要完善装备保障信息流的管理机制,从组织体系上实现装备保障信息流的有效获取和运行,重点加强装备保障的横向协调机制,构建保障效果评估与反馈机制等。其次,应树立装备保障服从、服务于作战的观念,使装备保障与作战同步协调发展,形成一个有机的整体。再次,建立健全装备保障动员机制,充分利用地方保障力量,实施军民一体化的联合保障。
3.6 综合运用多种装备保障方式。
信息化战争条件下,装备保障需求具有很强的随机性,要求装备保障必须因时而变,对保障预案及时调整,由任务需求牵动保障内容,同时考虑战场环境的影响,灵活采用适合的保障方式,如预置保障、伴随保障、超越直达保障、远程支援保障、一体化保障等。精确保障不应理解为一种具体的保障方式,而是对保障过程和效果的理想描述,因此,无论是采用什么样的保障方式,只要是适时、适地、适量的,就是精确保障。
3.7 灵活编组装备保障力量。
根据装备保障任务对装备保障力量进行灵活编组。一是小型化,各级保障力量要编成技术密集、小巧精干的专业单元结构,提高编组运用的灵活性和可控性。二是模块化,保障力量形成模块化的保障单元,根据每一次作战和保障任务的特殊需要拆分、组合,组成具有特定功能的保障力量。三是综合化,以适应装备保障行动整体联动、一体化保障的要求,保障力量必须集咨询、检测、供应、维修、抢救、防卫等多种功能于一体,具备综合保障能力。四是一体化,建制保障力量、地方支前保障力量和预备役保障力量统一编组,各种力量做到一体化使用。
摘要：精确保障是信息化条件下装备保障发展的必然趋势,分析了影响装备精确保障能力的关键因素,对装备精确保障进行了辩证解析,指出了提高我军装备精确保障能力的基本途径。
关键词：精确保障,装备保障,信息
参考文献
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装备自主维修保障技术体系研究 篇7
传统的装备维修保障通常根据大量装备损伤或寿命的历史统计规律配置大量的维修保障资源并指导维修保障实践, 由于缺乏对装备个体技术状态的准确判断, 致使难以对维修保障需求进行实时准确的预计, 同时各层级维修保障资源之间缺乏灵活的协同机制, 致使整个维修保障体系中经常面临局部维修保障能力过剩或不足的情况, 传统装备维修保障呈现费用高、效能低的特点。装备自主维修保障与感知响应保障理念强调以网络为中心, 结合故障预测健康管理技术与分布式决策技术, 通过实时获取维修保障需求、动态配置保障资源来提高装备可靠性, 缩减保障规模, 降低保障费用与保障风险[1,2]。
实现装备自主维修保障 (autonomic logistics system, ALS) 需要两个关键要素 (维修保障需求的准确预测能力和全局范围内动态响应维修保障需求) , 来重构维修保障资源的决策能力。有些学者在相关方面作了一些探索, 如文献[3,4,5]分析了装备故障预测信息与备件库存策略以及供应链的关系, 并提出了相应的单部件系统换件维修模型与供应链优化设计模型;文献[6]采用复杂网络理论与方法构建了基本的自适应保障的网络模型, 并对重要的特征参数进行了统计分析与对比。整体来说, 目前关于装备维修决策、备件管理、资源分配的研究相对比较多, 但其理论系统均建立在传统的维修保障体制与模式基础之上。为了适应网络化作战及精确保障的要求, 特别需要对将装备故障预测信息与维修保障网络深度结合的自主维修保障体系进行研究。为此, 本文在分析装备自主维修保障内涵的基础上, 分析装备自主维修保障体系的体系结构、运行特点与技术体系结构, 并着重从维修保障网络建模与分析、维修保障行为触发与响应策略、维修决策优化以及维修保障资源网络的动态重构与资源配置方面对其技术体系进行分析。
1 装备自主维修保障的内涵
维修的根本目的就是在现有技术条件限制下, 以最低的成本尽可能地保持、恢复甚至延长工程系统的可靠性寿命, 保证其运行安全, 最大限度地提高其利用率[7]。保障是为实现既定的维修任务而伴随的备件库存、物资运输、器材供应筹措等相关活动。在装备全寿命周期中, 伴随着装备智能化、复杂化程度的提高, 维修保障费用的比例也越来越高。出于控制费用、提升效益的考量, 伴随网络技术、信息技术在装备维修保障领域的渗透, 兼具装备状态信息预测与维修保障网络化、精确化特点的装备自主维修保障模式成为新的发展趋势。
装备维修决策可分为修复性维修策略、预防性维修策略和预测性维修策略。修复性维修策略与预防性维修策略依据故障事件或装备使用历史数据进行维修决策分析, 存在维修不足或维修过度的问题。预测性维修策略 (即自主维修策略) , 是通过集成传感器数据与智能推理算法对装备故障进行实时预测, 在零部件迫近失效时及时修理或更换, 该策略使维修人力规模及库存需求降至最低, 可将零部件的有效剩余使用寿命尽可能地加以充分运用。
三种维修策略的主要区别在于启动时机、效率、费用、风险等方面, 其对比如表1所示。
维修资源保障策略经历了从规模保障到自主保障的变革, 从刚性配置到柔性配置的转变。规模保障策略在线性、层次结构的维修保障组织模式下, 通过历史数据分析来部署大量库存, 以应对资源短缺的风险, 其保障规模大、消耗资源多。自主保障策略在非线性、动态网络结构的维修保障组织模式下, 通过维修保障需求信息共享与维修保障作业协同支援来抑制保障资源规模, 减少资源消耗。
自主保障策略和规模保障策略之间的差异主要体现在保障组织结构、保障策略、保障模式、保障效果等方面, 如表2所示。
2 装备自主维修保障系统的体系结构及运行特点
面对装备维修保障需求存在的非线性、不确定性的特点, 以及维修保障系统具有的分布式、网络化的特点, 装备自主维修保障体系必须实现从装备平台到整个保障架构全维可观、全局可控、端到端无缝集成。自主维修保障策略能够通过装备技术状态传感器与资源传感器实时感知全景态势, 通过决策支持系统进行调度与管理, 组织维修人力、保障资源、保障设施等协同运作, 其体系结构由三个层次的网络组成并辅以维修保障综合训练系统与基础设施, 如图1所示。
(1) 装备技术状态感知网络和维修保障资源感知网络。装备技术状态感知网络为装备自主维修保障系统的需求网络, 由资源消耗 (需求) 节点构成, 利用机载嵌入式传感器与测试系统完成对装备技术状态信息的监控、存储和传送, 借助智能推理机来预计、检测并隔离装备的故障, 并将信息在合适的时间以合适的方式提供给装备使用人员与维修人员, 适时激发维修保障系统。维修保障资源感知网络具备各类维修保障资源的信息采集能力, 能够实时传输与管理资源的位置、数量、可用性等信息。
(2) 维修保障技术与决策信息传递网络。它立足于装备使用任务要求与指挥管理者意图, 充分利用信息网络技术与分布式处理能力, 综合装备技术状态感知网络和维修保障资源感知网络提供的装备技术状态数据 (实时状态监控与故障预测信息) 与可用资源的配置信息, 作出装备维修与资源配置决策。
(3) 维修保障行为实施网络。它由维修保障基础设施、人力资源等对维修保障需求作出反应的节点构成, 是装备自主维修保障系统的响应网络, 需要强调的是其中的保障节点, 不仅包括传统的补给链节点, 而且包括能满足某一具体需求的任何节点或潜在节点[2]。各保障节点能够根据需求与自身能力的变化, 自适应地改变组织结构, 在各层次、全区域范围内充分响应维修保障任务。
装备自主维修保障体系在结构与系统运行方面存在如下特点:
(1) 网络多元化。在基础结构方面装备自主维修保障具备网络多元化的特点, 涉及一系列维修保障资源与能力网络, 如感知网络、决策网络、指挥网络、通信网络、制造网络、库存网络、维修网络、运输供应网络、人力资源网络等。装备自主维修保障依托信息网络, 将各层级军民维修保障资源统一于多元分布式网络中, 实现纵横结合、多边协作与资源共享[8]。
(2) 实时敏捷性。在装备维修保障需求感知方面, 该系统要求装备技术状态感知网络能够实时获知关键设备、重要部件的健康等级, 对其可能的故障模式、剩余使用寿命作出准确的判断和预计, 要求资源感知网络能够实时更新各个节点的维修人力、库存备件数量、器材设备、物资在途运输等信息。在装备维修保障响应方面, 分布式决策网络能够快速对维修需求作出智能决策, 能够协调各个层级的维修需求与保障资源, 从而确保装备的安全性、较高的战备完好率以及快速的战斗力再生能力。
(3) 协作柔性。装备自主维修保障突破刚性组织模式与维修体系的束缚, 维修保障体系中各实体的作用与义务可以动态定义与分配, 在具体背景下可以调整, 基于协商动态构建保障支援关系[2]。维修保障各要素之间的关系可随装备使用任务、维修需求、保障资源等信息的变化动态组合与重构, 具体表现为感知网络、决策网络、资源网络的拓扑演化, 能够最大化网络效能与资源利用。同时, 装备自主维修保障在总体协调控制下具备充分的局部自主权, 各种形式网络的局部能够适时适地组成小型决策支持网络, 具备相对的独立性, 能适应动态多变的实际情况。
装备自主维修保障模式与传统的维修保障模式相比, 能够充分借助装备故障预测信息与网络化的资源协调能力, 在适当的时机启动维修保障行为, 调用适当的维修保障资源, 可以缩短维修和供应保障的过程, 减少使用和保障的费用, 提高装备的可用度以及任务可靠性。
3 装备自主维修保障技术体系
应用系统分析思路对装备自主维修保障 (ALS) 技术体系进行分析。该技术体系主要包括ALS基础理论、ALS体系结构设计、ALS维修保障要素分析、ALS调度决策分析、ALS支撑技术等。其具体内容及关系如图2所示。
4 装备自主维修保障关键技术
从技术体系角度分析, 装备自主维修保障技术涉及维修保障网络建模与分析、维修保障行为触发与响应策略、维修决策优化以及资源网络的动态重构与资源配置等。
4.1装备自主维修保障网络建模与分析
高效网络是实现装备自主维修保障的基础和关键, 传统维修保障研究的基础是层次化的维修保障模型, 在考虑装备维修保障需求的非稳定性, 维修保障行为的分布式、网络化特性时, 传统装备维修保障固化的组织、信息、物流模型难以适应新的要求, 因此需要对维修保障基础模型进行革新。根据维修保障需求, 从维修保障组织、维修保障信息、维修行为、维修保障资源等层次对模型进行抽象, 应用无向/有向、无权/加权等复杂网络建模工具描述基本模型 (图3) , 根据装备自主维修保障中组织、信息、维修、资源的特点, 应用随机图模型、小世界网络模型、无标度网络模型等对基本网络进行扩展演化, 研究复杂网络的基本特征量, 如特征路径长度、聚类系数、度分布、网络化效能系数等, 并将上述网络特征参数映射为维修保障行为的特性, 解释网络演化的规律, 从而为优化分析装备维修保障网络提供依据。初步分析表明, 通过网络重构所建立的新型维修保障模式能够使维修保障模式从刚性向柔性过度, 是三级维修保障模式与两级维修保障模式的中间状态, 尤其是基层级节点间协同共享维修保障模式对资源、信息共享的意义重大, 能够使维修保障系统性能获得显著提升。
4.2装备自主维修保障系统运行机制分析与信息流分析
传统装备维修保障行为触发一般基于单个装备的可用特征 (修复性维修) 或者是批量装备的故障统计规律 (预防性维修) , 且装备维修保障组织关系均为固定结构, 这就决定了传统的维修保障行为触发是固定模式的, 响应模式为根据预先设定的维修方案在相应的维修级别或地点进行。而在自主维修保障模式下, 装备的实际健康状况与装备使用任务要求是维修保障行为的触发源, 维修需求与维修保障关系的动态性, 决定了维修保障触发方式具有动态全局的特性。
应用统一建模语言 (unified modeling language, UML) 时序图模型对装备自主维修保障的运行机制进行简要描述, 包括装备、人员、保障设备、零备件、保障实体、设备状态传感器、资源传感器等各种要素以及装备故障预测与健康评估、维修保障决策、维修调度与执行等各环节, 具体如图4所示。
结合运行机制, 应用信息熵模型分析维修需求信息流与指挥流的传播机理、静态稳定需求和动态非平稳需求下的触发判别准则, 评估维修保障响应的深度与广度。
4.3装备自主维修保障中维修决策优化
维修决策的主要任务为根据装备状态感知信息 (包括故障预测信息、状态监控与故障识别等) 的类型与特点以及维修保障行为的触发规则, 在维修保障网络框架内, 综合考虑装备使用任务、装备剩余寿命时间、装备完好性要求、费用等约束, 以装备可用度 (或费用) 为目标建立目标函数, 综合衡量维修工作相关的支出和收益方面的因素以确定最佳的维修行为选择。装备故障预测信息是维修决策的最重要依据, 故障预测信息按其结果形式可分为故障时间分布、剩余寿命 (分布) 和下次检查或维修前故障发生的概率等类型。在单部件系统模型下, 以故障时间分布为例说明故障预测信息对维修决策的影响, 如图5所示。随着系统运行时间历程的增加, 系统性能健康指数hi (hi∈[0, 1]) 逐渐递减, 修复性维修策略可能给系统与人员带来较大的经济与安全隐患, 而预防性维修策略过多地浪费了系统的剩余使用寿命, 基于故障预测信息的预测性维修能够最大化地利用装备寿命, 最大化系统运行的效费比。
1.系统性能退化点 2.系统潜在故障点 3.系统当前状态点4.系统最佳维修点 5.系统功能失效点
在任意的时间点t, 故障预测系统产生一个故障时间分布pf (τ, t) , pf (τ, t) 表示在时间点t由故障预测系统得出的在时间点τ发生故障的概率估计。随着系统运行时间增加, 故障预测系统应用实时传感器数据来修订与改进其故障时间分布pf (τ, t) [4,5]。对于单部件系统, 当系统运行至系统最佳维修时间点tm时, 潜在故障迫近装备失效临界点, 装备的剩余使用寿命趋向于极小, 此时执行维修能够最大化系统效能。对于多部件系统, 将部件级的故障预测结论推广到系统级取决于系统与部件功能之间的关系, 以及部件故障对系统功能的影响程度。同时要考虑各个部件之间的经济相关性、随机相关性与结构相关性对维修行为的影响与限制, 作维修决策时需综合分析故障预测信息, 系统的组织结构 (串联、并联、表决) , 维修效果 (完全维修、非完全维修、最小维修) 与维修模式, 根据故障时间分布来计算可能的漏检概率与是否维修的机会成本并进行权衡, 对维修行为 (维修时机、维修级别、维修程度、维修质量) 进行选择。
4.4装备自主维修保障中资源的配置与决策
资源网络是由维修保障的各级节点按照保障模式、供应关系构成的时空网络, 可以用三元组Q={N, R, K}来描述, N={ni|i=1, 2, …, n}表示资源节点集合, R={ri j|i, j=1, 2, …, n}表示节点间资源供应关系的集合, K={ki|i=1, 2, …, n}表示各节点资源数量的集合。资源网络的动态重构涉及两方面的内容, 一是各节点资源的数量配置, 二是各节点供应关系的组合, 表现在库存方面就是确定库存补充时机和补充数量, 表现在供应链 (需求网) 方面就是网络节点之间连接关系的重新组合。资源网络的动态重构就是基于实时的维修保障需求与维修保障能力约束对Q进行动态调节, 对资源在时空范畴内的规模进行合理的分配, 分析资源网络在各要素由于自然消耗、蓄意攻击等平稳或非平稳的局部波动之后的拓扑演变规律并改善其结构, 使资源的利用能力获得提升。
以供应链 (需求网) 模型为例进行说明, 单条供应链有m级 (与维修保障网络模型对应) 混连组成, 始节点代表一个具有充足供应的位置, 其资源可以无延迟提供, 终节点表示修理点 (供应点) , 中间节点是潜在的库存点, 资源处于筹备或在运往修理点的途中。多条供应链交织在一起, 在故障预测信息的驱动下生成需求网。综合考虑各类目标与约束形成联合问题表述:其目标为供应链 (需求网) 成本、修理成本与虚警成本 (由故障预测信息的不确定性所引起) 之和, 约束为各类成本模型、故障预测信息模型、资源可用性与维修保障网络模型 (包括资源分布、空间距离) 。以复杂网络理论、供应链理论与库存理论为指导对其进行联合建模分析。
5 结束语
本文概述了装备维修保障体系的演进趋势, 从网络化角度分析了自主维修保障系统的体系结构, 对关键支撑技术进行了分析和初步研究, 主要包括维修保障网络建模与分析、维修保障行为触发与响应策略、维修决策优化和维修保障资源网络的动态重构与资源配置, 为将来进一步深入研究提供了理论启示和参考价值。
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