艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力評估指標(biāo)體系研究*

王學(xué)偉 涂三軍,2) 孫殿星

(海軍航空工程學(xué)院控制工程系1) 煙臺 264001)(91599部隊2) 萊陽 265200)

1 引言

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力就是其運(yùn)用各類保障資源保證艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)平時戰(zhàn)備完好和戰(zhàn)時完成任務(wù)的能力。對其進(jìn)行有效的評估[1],一方面,可以考核現(xiàn)有維修保障方案是否能夠滿足裝備維修保障要求以及滿足程度,為修正、完善維修保障方案提供決策依據(jù);另一方面,通過搜集并整理維修保障能力評估過程中的數(shù)據(jù),為該裝備的改進(jìn)、新裝備的研制,以及為類似裝備的維修保障能力評估提供參考。

建立科學(xué)合理的維修保障能力評估指標(biāo)體系,是評估研究中最關(guān)鍵的一環(huán),指標(biāo)體系是裝備維修保障能力評估的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。它通過一系列科學(xué)的、完整的、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)指標(biāo)來反映維修保障系統(tǒng)的運(yùn)行情況和存在的不足。沒有維修保障能力評估指標(biāo)體系,評估工作就無法進(jìn)行。

關(guān)于裝備維修保障能力評估指標(biāo)體系,國內(nèi)已經(jīng)有一些文獻(xiàn)進(jìn)行了研究,但研究還不夠深入和全面[2～4],如文獻(xiàn)[2]建立了裝備保障鏈整體和單元敏捷性的評價指標(biāo)體系,提出的指標(biāo)體系的數(shù)據(jù)均難以計算確定;文獻(xiàn)[3]建立了導(dǎo)彈武器系統(tǒng)項目前評價指標(biāo)體系的框架,并細(xì)化分析了各指標(biāo),形成了一個完整的指標(biāo)體系;文獻(xiàn)[4]提出了艦炮武器系統(tǒng)維修保障指標(biāo)體系,但是對建立的指標(biāo)體系是否滿足維修保障能力評估的要求還需要做進(jìn)一步的研究。

2 維修保障系統(tǒng)分析

裝備維修(Maintenance)是為了使裝備保持、恢復(fù)到或改善其規(guī)定技術(shù)狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動[5]。維修貫穿于裝備服役的全過程,包括使用與存儲過程。一般地說,“維修”與“維修保障”并無嚴(yán)格的區(qū)分,即維修工作自身也需要保障,就是維修工作本身也需要人、財、物力的支持,特別是人員訓(xùn)練、備件供應(yīng),儀器設(shè)備維修及補(bǔ)充,技術(shù)資料的準(zhǔn)備及供應(yīng)等要素。另外,對于大多數(shù)裝備來說,維修保障活動是保證裝備能正常使用的日常性工作。從這兩層意義上來說,要順利完成維修保障活動,需要一套完善高效的維修保障系統(tǒng)(Maintenance Support System)。

圖1 維修保障系統(tǒng)的組成

所謂維修保障系統(tǒng),是指經(jīng)由綜合和優(yōu)化的多種維修保障要素構(gòu)成的有機(jī)總體,是在壽命周期內(nèi)用于使用和維修裝備的所有保障資源及其管理的有機(jī)組合,是為達(dá)到既定目標(biāo)使所需的保障資源相互關(guān)聯(lián)和相互協(xié)調(diào)而形成的一個系統(tǒng)。維修保障要素,除上述的人與物質(zhì)因素外,還應(yīng)包括組織機(jī)構(gòu)、規(guī)章制度等管理因素,以及包括程序和數(shù)據(jù)等軟件與硬件構(gòu)成的計算機(jī)資源或系統(tǒng)。所以,維修保障系統(tǒng)也可以說是由裝備維修所需的物質(zhì)資源、人力資源、信息資源及管理手段等要素組成的系統(tǒng)。顯然,維修保障系統(tǒng)是由硬件、軟件、人及其管理組成的復(fù)雜系統(tǒng)。維修保障系統(tǒng)的功能是完成維修任務(wù),將待維修裝備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)狀態(tài)符合規(guī)定的裝備(如圖1所示)。

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力評估的對象是維修保障系統(tǒng),簡單地講,維修保障系統(tǒng)就是各種保障資源以及對這些資源進(jìn)行管理的有機(jī)結(jié)合。

3 評估指標(biāo)的選擇原則

選擇評估指標(biāo)需要遵循一定的原則,如果任意選擇評估指標(biāo),就可能使得評估指標(biāo)顯得零零散散,出現(xiàn)評估指標(biāo)重合、不全面等現(xiàn)象。下面給出本論文在研究艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力評估指標(biāo)體系過程中重點考慮的原則[6～7]。

1)指標(biāo)的系統(tǒng)性。系統(tǒng)性是指指標(biāo)體系應(yīng)能全面反映維修保障能力各方面的特征和綜合情況,從中抓住主要因素,既能反映直接效果,又能反映間接效果;

2)指標(biāo)的完備性。完備性包括充分性和必要性兩方面,在選擇指標(biāo)時,應(yīng)做到任何一個指標(biāo)下的子指標(biāo),不僅能充分全面的刻畫該指標(biāo)特性,而且任何一個子指標(biāo)的放棄都會影響到這種刻畫;

3)指標(biāo)的獨(dú)立性。獨(dú)立性是指各指標(biāo)間不能相互代替和包含,指標(biāo)體系中允許相關(guān)指標(biāo)的存在,但不允許相容指標(biāo)的并存;

4)指標(biāo)的可行性?？尚行允侵冈谶x擇指標(biāo)時做到簡單明了,易于理解,抓住關(guān)鍵,便于計算分析,有統(tǒng)計基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)來源;

5)指標(biāo)的可比性?？杀刃允侵钢笜?biāo)體系應(yīng)能在不同時間、不同地點進(jìn)行比較對照,以反映維修保障工作在不同條件下的運(yùn)行狀態(tài);

6)指標(biāo)的動態(tài)性。動態(tài)性是指設(shè)置指標(biāo)時,對一些從宏觀上看一段時間內(nèi)相對穩(wěn)定的現(xiàn)象盡可能忽略,以保證各項指標(biāo)的靈敏性;

7)指標(biāo)的規(guī)范性。規(guī)范性是指在選擇指標(biāo)時,應(yīng)盡量選擇研究范圍內(nèi)的規(guī)范指標(biāo),使其具有通用性;

8)指標(biāo)的可擴(kuò)展性。可擴(kuò)展性是指指標(biāo)體系的建立應(yīng)能適應(yīng)未來發(fā)展的需要。

4 評估指標(biāo)體系構(gòu)建分析

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障是一個復(fù)雜的綜合工程保障體系,其效能和效益是多方面、多層次的綜合體現(xiàn)。以美國拉姆導(dǎo)彈為例,其包括電子瞄準(zhǔn)子系統(tǒng)、目標(biāo)指示雷達(dá)系統(tǒng)、火力兼容子系統(tǒng)、目標(biāo)照射子系統(tǒng)、防空導(dǎo)彈子系統(tǒng)、導(dǎo)彈發(fā)射子系統(tǒng)、指揮儀子系統(tǒng)、計算機(jī)子系統(tǒng)等,而每個子系統(tǒng)又包括若干臺設(shè)備。只有對維修保障能力的構(gòu)成要素與指標(biāo)體系進(jìn)行分析,并將其分析結(jié)果做綜合處理,才能得出整體的評價。

圖2 建立評估指標(biāo)體系的程序

為了得到可信度更高的維修保障能力評估結(jié)果,可根據(jù)圖 2所示程序建立評估指標(biāo)體系。

5 評估指標(biāo)體系的建立

依據(jù)評估指標(biāo)體系建立的原則,結(jié)合裝備特點和修理現(xiàn)狀,選取各層次評估指標(biāo),從而建立評估指標(biāo)體系。選擇哪些指標(biāo)更符合評估目的[8],這是一個較難解決的問題。本文參照國內(nèi)裝備維修保障能力評估指標(biāo)體系的研究成果,建立維修保障能力評估指標(biāo)體系如表1所示。

表1 艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力評估指標(biāo)體系

6 指標(biāo)參數(shù)的意義及計算

1)人力資源水平

專業(yè)覆蓋率是指可參加維修的人員以及為執(zhí)行特定任務(wù)所配備的維修技術(shù)人員所掌握專業(yè)對維修工作所需專業(yè)的覆蓋程度,屬定量指標(biāo)。設(shè)集合A表示維修人員所學(xué)的專業(yè)項,集合B表示進(jìn)行某次維修所需的專業(yè)項。記A和B中共有的元素個數(shù)為X,B中包含的元素個數(shù)為Y,則專業(yè)覆蓋率的量值可由X/Y的值得出。

數(shù)量配套率用來表示維修人數(shù)與實際需要人數(shù)的配套程度,屬定量指標(biāo),在量值上等于某個保障方案中可投入的維修人數(shù)與任務(wù)期間維修工作實際需要的人數(shù)之比。計算數(shù)量配套率的關(guān)鍵也是根據(jù)維修工作分析以及任務(wù)特點,確定維修工作需要人數(shù)。

其中,N2為維修保障系統(tǒng)中的人員實有數(shù),N1為維修保障系統(tǒng)中人員的編制數(shù)。

維修技術(shù)水平是用來描述維修工作人員整體維修能力的一個指標(biāo),屬定性指標(biāo)。對于基層級維修人員,維修水平高低主要考慮能否根據(jù)經(jīng)驗準(zhǔn)確判斷故障部位,正確快速地拆卸和更換故障件,以及進(jìn)行一些簡單修理工作,這也是專家評定的基礎(chǔ)。其量值可專家調(diào)查法確定。

2)維修設(shè)施水平

維修場所適用度的影響因素主要有:維修空間是否合適,是否便于維修工作的開展,場所工作環(huán)境情況,以及能源供給能力等;器材倉庫適用度的主要影響因素有:存儲空間大小合適程度,存儲環(huán)境適宜程度(溫度、濕度、潔凈度等),以及倉庫位置合適程度等。專家綜合考慮各影響因素的水平,給出這兩個指標(biāo)的定性評定,從而可以進(jìn)一步確定其量值。

3)維修器材水平

維修器材是維修資源中十分重要的組成部分,維修器材水平反映了對裝備維修所需的一切器件和材料的供應(yīng)能力,如備件的供應(yīng)能力、附品和裝具的供應(yīng)能力等。因此,在維修器材水平下設(shè)置第二層指標(biāo)為:備件保障水平和耗材供給能力,而備件保障水平下可設(shè)置第三層指標(biāo)為:備件數(shù)量滿足率(即通常說的備件滿足率)、備件品種配套率。如表2所示。

表2 備件保障水平指標(biāo)

備件保障水平主要考慮部隊在備件配置以及備件補(bǔ)給上對裝備維修保障活動的影響,反映了部隊的備件儲備與補(bǔ)給上對裝備維修保障所貢獻(xiàn)出來的能力。備件數(shù)量滿足率和備件品種配套率放映了實際備件在品種和數(shù)量上滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的程度。備件品種配套率和備件數(shù)量滿足率分別可以通過式(2)和式(3)計算。

其中,Nc為應(yīng)配備的備件品種數(shù);Jis為品種i備件儲備的標(biāo)準(zhǔn)量;Ji為品種i備件實有的儲備量。

其中,N4代表備件單品種數(shù)量在儲備底量以上的品種數(shù);N3代表應(yīng)由各備件儲備的品種數(shù)。

4)維修設(shè)備水平

維修設(shè)備對維修保障能力的影響主要表現(xiàn)為維修設(shè)備的品種及數(shù)量與維修工作所需的設(shè)備品種及占用時間之間的匹配程度、維修設(shè)備的通用程度、以及維修設(shè)備的技術(shù)能力(檢測故障的速度與精度、車磨等的加工能力等)。因此,設(shè)置維修設(shè)備水平下的第二層指標(biāo)為:維修設(shè)備通用性、維修設(shè)備配套率以及維修設(shè)備技術(shù)能力,其中,維修設(shè)備配套率下又可設(shè)置第三層指標(biāo):品種配套率和數(shù)量配套率,如表3所示。

維修設(shè)備通用性屬定性指標(biāo),反映維修設(shè)備的通用程度。選用的維修設(shè)備通用性越好,對提高保障能力的貢獻(xiàn)也越大,在對這個指標(biāo)進(jìn)行評價時,應(yīng)考慮以下影響因素:維修用手工工具的通用程度;測試儀器的通用程度;診斷設(shè)備的通用程度等。

表3 維修設(shè)備配套率指標(biāo)

維修設(shè)備品種配套率反映了保障系統(tǒng)實有的維修設(shè)備品種數(shù)與維修工作需要的品種數(shù)之間的匹配程度,屬定量指標(biāo),在量值上等于實有的維修設(shè)備品種數(shù)與需要的品種數(shù)之比。其中,所需的品種數(shù)由維修工作分析確定,計算公式如式(4)所示。

其中,N6代表設(shè)備單品種數(shù)量在儲備底量以上的品種數(shù);N5代表應(yīng)由各設(shè)備儲備的品種數(shù)。

維修設(shè)備數(shù)量配套率則反映了實有的維修設(shè)備和所需的維修設(shè)備在數(shù)量上的匹配程度,也是一個定量指標(biāo),量化值為兩者之比,計算公式如式(5)所示。

其中,Nd為應(yīng)配備的設(shè)備品種數(shù);Kis為品種i設(shè)備儲備的標(biāo)準(zhǔn)量;Ki為品種i設(shè)備實有的儲備量。

維修設(shè)備的技術(shù)能力指標(biāo)是維修設(shè)備數(shù)量需求的重要指標(biāo),由于不同設(shè)備的能力各異,因而其計算分析也是十分復(fù)雜,評價這一指標(biāo)時要綜合考慮監(jiān)測設(shè)備與加工設(shè)備的能力。

5)技術(shù)資料水平

技術(shù)資料對保障能力的影響主要是資料是否完整齊備、是否便于相應(yīng)技術(shù)能力的維修人員閱讀和使用等。

資料完備度屬定量指標(biāo),在量值上等于保障系統(tǒng)中實有的資料數(shù)與所需的資料數(shù)之比。資料適用度屬定性指標(biāo),反映了技術(shù)資料指導(dǎo)排除故障的能力。對這個指標(biāo)評價時,要結(jié)合人員業(yè)務(wù)水平進(jìn)行,考慮資料、圖表是否通俗易懂,對維修工作指導(dǎo)的具體程度,其量值按定性指標(biāo)的量化方法求取。

6)保障工作管理水平

保障工作管理對保障能力的影響主要體現(xiàn)在對保障資源的管理、調(diào)度;對保障對象的監(jiān)控;以及保障延誤時間的大小。

保障對象監(jiān)控能力是指對裝備技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)控能力,若監(jiān)控能力差,不能及時預(yù)防故障的發(fā)生和檢查出故障原因和故障部位,就會形成保障延誤,降低保障能力,該指標(biāo)屬于定性指標(biāo)。

保障資源管理能力包括的方面較多,如人力資源的調(diào)度能力、對人員維修技術(shù)水平的了解、備件的管理、維修設(shè)備的運(yùn)用及管理等,這些因素都會影響維修保障能力,如發(fā)生故障后,明知有備件卻不知道其具體位置,延誤保障時機(jī);或故障后指派的維修人員不當(dāng),影響維修速度;或維修設(shè)備運(yùn)用不當(dāng)?shù)?這些都會造成保障延誤,導(dǎo)致同樣的保障資源,對同樣的對象進(jìn)行保障,保障能力卻有所降低,該指標(biāo)屬于定性指標(biāo)。

平均保障延誤時間是指進(jìn)行保障工作時,由于管理和資源不到位而引起的保障延誤時間,例如維修準(zhǔn)備及總結(jié)工作所耗時間、等待備件時間、維修決策時間等的平均值,平均保障延誤時間越大,維修保障能力越小,所以這個指標(biāo)值越小效果越好,為此,該指標(biāo)的最終取值應(yīng)進(jìn)行歸一化處理。平均保障延誤時間等于任務(wù)期間所需各項維修工作中因管理和資源不能及時到位而引起的延誤時間的平均值之加權(quán)和,許多文獻(xiàn)以備件為例,討論了備件的保障延誤時間,本文以維修流程分析,求得保障延誤時間。其他各項維修工作的保障延誤時間同樣也可以通過維修流程分析獲得,在數(shù)據(jù)充足的前提下,可計算出平均保障延誤時間。

7 結(jié)語

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力的高低直接影響著部隊?wèi)?zhàn)斗力的形成,對其進(jìn)行評估是一項重要的工作。根據(jù)國內(nèi)外的研究成果,本文從系統(tǒng)的角度,在評估指標(biāo)選擇的原則基礎(chǔ)上,建立的艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)維修保障能力評估指標(biāo)體系客觀地反映了部隊維修保障情況,該指標(biāo)體系包含了保障資源的各個方面,基本指標(biāo)計算簡便,實用性強(qiáng),為艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的維修保障能力評估與分析打下了基礎(chǔ)。

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