艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額研究

李鵬

艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額研究

李鵬

（海軍駐上海江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司軍事代表室 上海 201913）

艦船；機(jī)電器材；備件；戰(zhàn)備儲(chǔ)備

建立了以戰(zhàn)損消耗和非戰(zhàn)損消耗兩部分組成的艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額模型。提出了戰(zhàn)損消耗部分艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額的計(jì)算方法，以平時(shí)消耗為基礎(chǔ)，提出了非戰(zhàn)損消耗部分艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額的計(jì)算方法，并依此模型對(duì)兩型艦船戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額進(jìn)行了計(jì)算。

0 引言

武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)修理是戰(zhàn)時(shí)技術(shù)保障的重點(diǎn)。在現(xiàn)代高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)中，戰(zhàn)時(shí)修理的地位和作用則顯得尤為重要。

戰(zhàn)時(shí)修理除了組織指揮與管理以外，戰(zhàn)時(shí)備品、備件的保障更為重要。在戰(zhàn)場(chǎng)條件下，由于裝備的使用條件及環(huán)境條件差，戰(zhàn)斗損傷不可避免，因而備件消耗較和平時(shí)期大幅增加，并呈現(xiàn)許多不同的特點(diǎn)和規(guī)律。加之作戰(zhàn)過(guò)程中更多地采用了換件修理的方法，維修工作對(duì)備件的依賴性增大。因此，合理確定戰(zhàn)場(chǎng)條件下的備件保障數(shù)量是一項(xiàng)艱巨而重要的任務(wù)。

近年來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家在戰(zhàn)場(chǎng)備件保障方面開(kāi)展了深入研究［1，2］，有的是結(jié)合戰(zhàn)場(chǎng)搶修、戰(zhàn)場(chǎng)損傷分析與評(píng)估進(jìn)行的研究，也有的是專門(mén)針對(duì)備件準(zhǔn)備進(jìn)行的研究。但這些模型中涉及因素眾多，許多參數(shù)需要大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)才能得出，在缺少數(shù)據(jù)信息的情況下，該模型難以應(yīng)用。

目前，我軍在確定戰(zhàn)場(chǎng)備件需求時(shí)，主要采用的是經(jīng)驗(yàn)的比例系數(shù)方法，該方法已難以應(yīng)對(duì)未來(lái)高技術(shù)條件下的作戰(zhàn)保障需要。所以，有必要運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)備件模型進(jìn)行研究和探討。

本文根據(jù)作戰(zhàn)想定，建立一個(gè)以平時(shí)消耗為基礎(chǔ)，操作性比較強(qiáng)、簡(jiǎn)單而又有一定科學(xué)依據(jù)，且適應(yīng)我軍現(xiàn)有管理水平的艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額模型。

1 模型分析

將艦船在特定作戰(zhàn)背景下的備件的戰(zhàn)備儲(chǔ)備分為兩部分。一部分是考慮戰(zhàn)斗損傷必須儲(chǔ)備的備件，它與艦船的抗毀傷能力以及艦船在戰(zhàn)斗中的命中概率有關(guān)；另一部分為非戰(zhàn)損消耗所須儲(chǔ)備的備件，它與艦船在戰(zhàn)役中使用時(shí)間以及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣程度有關(guān)［3］。為便于進(jìn)行計(jì)算，設(shè)定：

（1）戰(zhàn)斗損傷與非戰(zhàn)斗損傷是彼此獨(dú)立的；

（2）各種戰(zhàn)斗損傷事件的發(fā)生是相互獨(dú)立的。

1.1 戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備定額

裝備在戰(zhàn)場(chǎng)的任何地域和時(shí)間內(nèi)都可能受到敵方的打擊。根據(jù)以往的作戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)，裝備戰(zhàn)斗損傷占全部損傷的比重很大。隨著裝備日益先進(jìn)，特別是高技術(shù)在軍事裝備上的應(yīng)用，這一比例還將不斷提高，作為各種設(shè)備密集的艦船平臺(tái)更是如此。戰(zhàn)斗損傷后，需要更換的零部件往往不止一個(gè)，且破壞嚴(yán)重、修復(fù)困難。此外，戰(zhàn)斗損傷還會(huì)使平時(shí)很少出現(xiàn)故障的部位受到損傷。因此，戰(zhàn)損消耗規(guī)律與自然故障有很大不同，兩者不呈線性比例關(guān)系［4］。

1.1.1 破損假設(shè)

（a）船長(zhǎng)方向：武器中彈概率為正態(tài)分布，船高方向：武器中彈概率為均勻分布；

（b）整個(gè)船的中彈概率之和為1；

（c）敵方的攻擊為導(dǎo)彈或魚(yú)雷，其中彈后的破壞效果相等（若為炮彈，則折合為導(dǎo)彈攻擊的效果）；

（d）中彈后的破壞直徑為D；

（e）以艦船受攻擊面最大的舷側(cè)作為受威脅的模型，且假設(shè)艦船中彈全部集中在艦船的側(cè)面；

（f）若艦船的型寬B大于2倍的導(dǎo)彈破壞直徑（即B＞2D），則應(yīng)考慮艦船兩舷中彈時(shí)的設(shè)備損傷概率的區(qū)別。

1.1.2 艦船中彈概率劃分

由于只考慮艦船舷側(cè)受攻擊的情況，在船高方向武器的中彈概率為均勻分布，且船的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于船的有效高度。因此我們可將整條艦船簡(jiǎn)化成為如下的中彈概率分布：根據(jù)中彈后的破壞直徑D將艦船按長(zhǎng)度方向分成相等的區(qū)間，各區(qū)間的概率分布為pj，pj服從正態(tài)分布規(guī)律。

式中：y=4.6（x-xm）/（xs-xl）·2；

x為艦船的肋骨號(hào)；

xs為艦船艏部的肋骨號(hào)；xl為艦船艉部的肋骨號(hào)；xm為艦船長(zhǎng)度中心點(diǎn)的肋骨號(hào)。

1.1.3 艦船設(shè)備的戰(zhàn)損消耗模型

設(shè)某型設(shè)備的安裝位置為xi1~xi2（肋骨號(hào)），則該設(shè)備的損失概率為：

若該艦在戰(zhàn)役中的中彈次數(shù)（概率）為P2，第i種設(shè)備的備件戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備數(shù)量為：

該型艦戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備定額：

式中：p1i為該型艦在受到攻擊時(shí)設(shè)備的損傷概率；

p2為該型艦在戰(zhàn)役中的命中概率；

Mi為該型艦第i種設(shè)備的單價(jià)；

N1i為該型艦第i種設(shè)備在受到一次導(dǎo)彈攻擊時(shí)損失概率；

l為該型艦主要設(shè)備總數(shù)量。

1.2 非戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備定額

非戰(zhàn)損消耗包括兩部分：延長(zhǎng)使用消耗儲(chǔ)備和嚴(yán)酷使用消耗儲(chǔ)備。

1.2.1 延長(zhǎng)使用消耗儲(chǔ)備

在戰(zhàn)役活動(dòng)中，由于艦船需進(jìn)行軍事行動(dòng)，其使用時(shí)間將比正常情況下的使用時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，其機(jī)電設(shè)備正常磨損也與使用時(shí)間的增加成比例的增長(zhǎng)，因此導(dǎo)致備件數(shù)量的相應(yīng)增加。這部分增加量由裝備的固有可靠性所決定。備件消耗量取決于故障率及使用時(shí)間，其規(guī)律及特點(diǎn)可以在裝備（或相似裝備）研制及平時(shí)使用中基本搞清。

式中：M0為該型艦?zāi)暾Ｊ褂闷鞑南模?/p>

T為戰(zhàn)役中該型艦使用時(shí)間（h）；

T0為該型艦?zāi)暾Ｊ褂脮r(shí)間（h）。

1.2.2 設(shè)備嚴(yán)酷使用消耗儲(chǔ)備

戰(zhàn)場(chǎng)中裝備的使用條件與平時(shí)有很大不同，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境及使用條件一般較差。在緊張的作戰(zhàn)過(guò)程中，不按規(guī)程操作的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使用的差錯(cuò)率明顯提高，維護(hù)保養(yǎng)也難以正常進(jìn)行，出現(xiàn)致命性故障、損壞關(guān)鍵部件的可能性比平時(shí)要大。因而，戰(zhàn)場(chǎng)條件下嚴(yán)酷使用是一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致備件消耗的增加必須考慮在內(nèi)。

參考國(guó)外研究結(jié)果，嚴(yán)酷使用消耗量可由延長(zhǎng)消耗量乘以一比例系數(shù)k得出。

1.3 戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額M的確定

通過(guò)以上分析，可以確定，某型艦船備件戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額為：

進(jìn)一步將其簡(jiǎn)化可得：

式中：M0為該型艦正常情況下機(jī)電設(shè)備備件年均消耗費(fèi)用（萬(wàn)元）；

T0為該型艦正常情況下年均使用時(shí)間（h）；

a為該型艦的戰(zhàn)損備件消耗費(fèi)用；

b為和戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)背景有關(guān)的系數(shù)。

表1 艦船主要機(jī)電設(shè)備損失概率表

2 實(shí)例分析

利用以上的計(jì)算方法，對(duì)某戰(zhàn)役中我軍的A、B兩型水面戰(zhàn)斗艦船所需的機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額進(jìn)行了計(jì)算分析。

2.1 戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備定額

通過(guò)戰(zhàn)役背景想定計(jì)算確定艦船在戰(zhàn)役中的中彈概率以及使用時(shí)間為：

根據(jù)A、B兩型艦船的機(jī)電設(shè)備布置圖可以確定在被命中后各機(jī)電設(shè)備的損失概率，其中幾種主要設(shè)備的中彈概率及設(shè)備單價(jià)如表1所示。

由以上計(jì)算可以確定A、B兩型艦船的戰(zhàn)損儲(chǔ)備定額為：

2.2 非戰(zhàn)損消耗儲(chǔ)備定額

通過(guò)對(duì)A、B兩型艦船正常使用情況下的調(diào)查，確定年使用時(shí)間和機(jī)電器材消耗費(fèi)用分別為：

根據(jù)式（3）可以求出A、B兩型艦船的非戰(zhàn)損消耗分別為：

2.3 戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額

通過(guò)以上計(jì)算，A、B兩型艦船在該戰(zhàn)役中的機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額分別為：

在完成戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額計(jì)算后，對(duì)于戰(zhàn)備儲(chǔ)備設(shè)備的購(gòu)置，可以戰(zhàn)損消耗的損失概率為依據(jù)對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行購(gòu)置，滿足戰(zhàn)時(shí)對(duì)大型設(shè)備的需求。對(duì)消耗器材，以日常消耗為基準(zhǔn)，按比例進(jìn)行采購(gòu)，滿足日常消耗和維護(hù)保養(yǎng)的需求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文研究，可得出以下結(jié)論：

（1）建立的以平時(shí)消耗為基礎(chǔ)的艦船機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲(chǔ)備定額模型，在我軍現(xiàn)有的條件下切實(shí)可行且具有較好的可操作性，研究結(jié)果也是合理的；

（2）該方法具有通用性，根據(jù)戰(zhàn)役想定背景的不同，對(duì)其中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以計(jì)算不同戰(zhàn)役背景下的備件消耗量。

［1］Combat ship design guidance through mission effectiveness analysis［J］.Naval Engineer Journal.1984，03.

［2］A system engineering approach to surface combat design issues［J］.Naval Engineer Journal.1990，03.

［3］李建平，石泉，甘茂治.裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修理論與應(yīng)用［M］.北京：兵器出版社，2000.

［4］陳學(xué)楚.裝備系統(tǒng)工程［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995.

Study on combat readiness ration of warship electromechanical equipment spare parts

LIPeng
（Naval Military Representative Department of Jiang nan Shipyard（Group）Co.，Ltd.，Shanghai 201913，China）

warship；electromechanical equipment；spare part；combat readiness

This paper established the combat readiness ration model of warship electromechanical equipment spare parts，which consists of combat consumption and non-combat consumption.The calculation method of the combat readiness ration for combat consumption part is presented，and the method for non-combat consumption part is also proposed based on daily consumption.Based on which，the combat readiness ration of electromechanical equipment spare parts for two types of warship are calculated.

U674.7

A

1001-9855（2011）03-0062-04

2010-09-20

李鵬（1968-），男，漢族，工程師，主要從事艦船輪機(jī)研究設(shè)計(jì)工作。