面向任務(wù)的戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備技術(shù)保障力量抽組模型研究

孫 揚(yáng)， 虞 暢， 王 新， 焦現(xiàn)煒

（1.72465部隊(duì)； 2.山東交通學(xué)院 外語系，山東 濟(jì)南250300）

在戰(zhàn)備拉動(dòng)、演練演習(xí)、作戰(zhàn)準(zhǔn)備的過程中，裝備保障機(jī)構(gòu)需要完成的一項(xiàng)重要工作就是根據(jù)實(shí)際任務(wù)要求抽組建立裝備技術(shù)保障力量并形成抽組方案，以明確所需人員及其數(shù)質(zhì)量要求，從而實(shí)現(xiàn)快速出動(dòng)、精確保障。由于軍械裝備種類繁雜、型號(hào)眾多、集成度高、發(fā)展迅速、升級(jí)改造頻繁，對(duì)其保障人員的綜合素質(zhì)要求高、專業(yè)要求差異大，因此抽組該類裝備的技術(shù)保障力量非常復(fù)雜。

目前我軍對(duì)于裝備保障力量抽組問題的研究成果不多。文獻(xiàn)［1］分析了影響裝備維修分隊(duì)抽組優(yōu)化的關(guān)鍵要素，建立了基于距離、交通工具、可攜設(shè)備工具、解決問題能力及可選人員冗余度5個(gè)指標(biāo)的最佳維修分隊(duì)選取評(píng)價(jià)模型，而后使用“線性加權(quán)法”對(duì)該多目標(biāo)決策模型進(jìn)行了解算，模型和算法相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)指標(biāo)的主觀評(píng)價(jià)依賴度較高。文獻(xiàn)［2］研究了多資源點(diǎn)、多需求點(diǎn)的保障力量抽組問題，建立了以時(shí)間為約束的費(fèi)用最低和緊急抽組2類情況的模型，并且研究了相應(yīng)的算法，降低了算法的難度，但缺少抽組對(duì)象差異性的考慮。文獻(xiàn)［3］建立了抽組人員數(shù)量的計(jì)算模型，可以較好地控制各類人員的數(shù)量，但是欠缺對(duì)保障力量抽組因素的分析及整體上的優(yōu)化。文獻(xiàn)［4］分析了影響戰(zhàn)時(shí)裝備保障力量抽組決策的因素，并針對(duì)建立的多目標(biāo)優(yōu)化模型提出了一種相對(duì)理想的求解算法。此外，國(guó)外的許多學(xué)者對(duì)與抽組問題比較類似的“應(yīng)急問題”［5－7］和“資源優(yōu)化調(diào)度問題”［8－9］進(jìn)行了研究，提出了把應(yīng)急問題轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)最短路徑問題的求解思路。

上述工作大都以不同保障機(jī)構(gòu)與集結(jié)點(diǎn)之間的距離為主要參數(shù)建立費(fèi)效函數(shù)，對(duì)于解決大規(guī)模、高級(jí)別裝備保障力量抽組問題有很大的借鑒意義。但是，對(duì)戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備技術(shù)保障機(jī)構(gòu)而言，筆者認(rèn)為其自身就應(yīng)該具有對(duì)全區(qū)全部軍械裝備的中繼級(jí)維修保障能力，而不需要再?gòu)钠渌麢C(jī)構(gòu)抽調(diào)人員，戰(zhàn)時(shí)才能對(duì)于中度以下的戰(zhàn)損軍械裝備展開前出保障、現(xiàn)地保障及伴隨保障，從而省去抽組人員之間的相互磨合過程，以提高保障效率，同時(shí)減少由非部隊(duì)人員參與帶來的不可預(yù)知性。目前，戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備技術(shù)保障機(jī)構(gòu)大都集中駐防。因此，在很多任務(wù)情況下，抽組軍械裝備技術(shù)保障力量的關(guān)鍵制約因素，并非保障機(jī)構(gòu)與集結(jié)點(diǎn)的距離，而是保障人員對(duì)不同種類、型號(hào)裝備的保障能力差異性。由于軍械裝備種類、型號(hào)眾多，每名保障人員不可能對(duì)全部種類、型號(hào)的裝備都非常熟悉，如何抽組人員能最佳滿足保障任務(wù)需求是本文研究的重點(diǎn)。

本文以最大化抽組力量保障能力、最小化每種型號(hào)裝備平均保障能力差異為目標(biāo)，以裝備最低保障能力及抽組力量和保障機(jī)構(gòu)現(xiàn)有編制為約束，建立了面向任務(wù)的戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備技術(shù)保障力量抽組模型。

1 保障力量抽組模型

1.1 前提假設(shè)

目前，軍械裝備是我軍列裝裝備中種類最雜、型號(hào)最多的裝備，高炮、地炮、雷達(dá)、導(dǎo)彈、自行火炮、輕武器等每種裝備都有十幾種，甚至幾十種、上百種型號(hào)，而且每種裝備都涉及很多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)能對(duì)其形成全面的保障能力已經(jīng)是一件很困難的事，抽組力量要形成有效的保障能力則更加困難。因此，為簡(jiǎn)化問題，本文建立的抽組模型基于以下5個(gè)前提假設(shè)：

1）戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)有能力提供本區(qū)所有軍械裝備的中繼級(jí)技術(shù)保障，不需從其他戰(zhàn)區(qū)或?qū)蛹?jí)的保障機(jī)構(gòu)及工廠、院校抽調(diào)人員；

2）戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)的專業(yè)設(shè)置與本區(qū)所轄軍械裝備種類一一對(duì)應(yīng)，并且能夠全部包含任務(wù)中潛在需要保障的軍械裝備種類；

3）戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)所屬人員按照軍械裝備型號(hào)形成保障能力，不考慮按照各類裝備部件或功能形成保障能力的情況；

4）保障人員對(duì)軍械裝備的保障能力可以量化評(píng)價(jià)；

5）在軍械裝備技術(shù)保障力量抽組過程中，只考慮技術(shù)保障人員的組成，不考慮指揮、后勤等其他人員。

1.2 符號(hào)說明

為便于數(shù)學(xué)描述，設(shè)n為任務(wù)需要保障的軍械裝備種類數(shù)量以及戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)所設(shè)置的對(duì)應(yīng)專業(yè)數(shù)量；ni為第i類裝備的型號(hào)數(shù)量（i＝1，2，…，n）；m為抽組保障力量所需的總?cè)藬?shù)；mi為抽組保障力量第i類專業(yè)所需的人員數(shù)量（i＝1，2，…，n）；l為戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)在編的總?cè)藬?shù)；li為戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)第i專業(yè)在編人員數(shù)量（i＝1，2，…，n）；qijk為戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)第i類專業(yè)所屬的第j名人員對(duì)第i類裝備的第k種型號(hào)的保障能力（i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，li；k＝1，2，…，ni），以百分制衡量，與該人員是否學(xué)習(xí)過該型號(hào)裝備相關(guān)知識(shí)，是否保障過該型號(hào)裝備、保障數(shù)量，是否學(xué)習(xí)過相近型號(hào)裝備相關(guān)知識(shí)，是否保障相近型號(hào)裝備、保障數(shù)量有關(guān)；wij為0－1變量，且有

1.3 模型建立

1.3.1 目標(biāo)函數(shù)

軍械裝備的型號(hào)眾多，而且越來越多的新型裝備都集成了火力、火控、光電、機(jī)械等多專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，保障人員的工作時(shí)間、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)能力等又各不相同，若要求每名保障人員對(duì)全部型號(hào)了如指掌是不現(xiàn)實(shí)的，只能采取以某種或某幾種型號(hào)為主其他型號(hào)為輔的保障模式，這就存在不同保障人員對(duì)不同型號(hào)裝備的保障能力不盡相同，且抽組力量又存在編制限制的問題。因此，抽組模型的目標(biāo)就是根據(jù)任務(wù)潛在的保障要求，在有限編制內(nèi)最大化全部所屬人員的保障能力之和，同時(shí)最小化每種型號(hào)保障能力的差異，防止出現(xiàn)“偏科”現(xiàn)象，以確保又好又快地完成保障任務(wù)，目標(biāo)函數(shù)可表示為

1.3.2 約束條件

3）保障機(jī)構(gòu)編制約束。戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備保障機(jī)構(gòu)各專業(yè)所屬人員的數(shù)量必須大于抽組力量對(duì)應(yīng)專業(yè)所需人員的數(shù)量，否則無法完成抽組任務(wù)，表示為li＞mi。

1.4 模型求解

為便于問題求解，通過構(gòu)造權(quán)重的方法將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題，筆者認(rèn)為對(duì)于大部分任務(wù)2個(gè)目標(biāo)的重要性相同，則抽組模型的目標(biāo)函數(shù)可轉(zhuǎn)換為

該模型屬于典型的以wij為決策變量的0－1規(guī)劃問題［10］。因此，本文采用隱枚舉法對(duì)其進(jìn)行求解。其中，qijk根據(jù)全區(qū)在編的裝備型號(hào)、保障人員參加工作的情況以及學(xué)習(xí)經(jīng)歷，采取人員自評(píng)與專家打分相結(jié)合的方式設(shè)定，n、ni、m、mi根據(jù)實(shí)際任務(wù)確定。

2 實(shí)例解算

假定在某戰(zhàn)區(qū)組織的軍事演習(xí)過程中需由戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械技術(shù)保障機(jī)構(gòu)建立抽組力量，參加演習(xí)的軍械裝備有A、B、C、D、E 5種類型，每種類型裝備分別有7、10、9、3、5種型號(hào)，該技術(shù)保障機(jī)構(gòu)每種類型裝備對(duì)應(yīng)專業(yè)的人員數(shù)量為10、12、8、3、7，抽組力量每種類型裝備對(duì)應(yīng)的編制數(shù)為4、8、3、1、4；同時(shí)，筆者根據(jù)我部人員保障能力的統(tǒng)計(jì)分布，模擬了保障機(jī)構(gòu)每名人員對(duì)每種型號(hào)的保障能力數(shù)據(jù)，如表1～表5所示。

表1 A類軍械裝備保障能力數(shù)據(jù)

表2 B類軍械裝備保障能力數(shù)據(jù)

表3 C類軍械裝備保障能力數(shù)據(jù)

表4 D類軍械裝備保障能力數(shù)據(jù)

表5 E類軍械裝備保障能力數(shù)據(jù)

根據(jù)本文建立的模型利用Matlab求解得到人員序號(hào)的抽組結(jié)果為｛（1，2，3，8），（1，2，3，5，7，9，10，11），（1，2，3），（1），（1，2，5，6）｝。從抽組結(jié)果可以看出，所選人員對(duì)各種型號(hào)裝備基本都具有一定的保障能力，只對(duì)某一種型號(hào)保障能力強(qiáng)的“偏科”人員大都沒有進(jìn)入抽組力量，這有利于每名抽組人員在任務(wù)執(zhí)行過程中最大化發(fā)揮保障能力。另一方面，注意到在模擬數(shù)據(jù)中存在部分qijk＝0的情況，說明相應(yīng)人員對(duì)該裝備不具有保障能力。對(duì)于型號(hào)眾多的軍械裝備這是一種常見現(xiàn)象，當(dāng)抽組力量的編制較為充足時(shí)，抽組人員之間可相互彌補(bǔ)，以確保能夠圓滿完成保障任務(wù)。但是，當(dāng)抽組力量的編制非常有限時(shí)，由于無法在編制人數(shù)限定內(nèi)選取一組能夠保障全部裝備的人員，極有可能出現(xiàn)無法滿足裝備最低保障能力約束的情況，導(dǎo)致無法完成抽組。因此，加大保障人員培訓(xùn)力度，努力提升其保障能力的全面性，使其對(duì)每種型號(hào)或多或少具備一定的保障能力，是保障機(jī)構(gòu)需要重視的一項(xiàng)工作。

3 結(jié) 論

本文針對(duì)實(shí)際保障任務(wù)需求，綜合考慮了抽組力量總體保障能力及每種型號(hào)裝備保障能力差異等指標(biāo)，構(gòu)建了以裝備最低保障能力、抽組力量及保障機(jī)構(gòu)現(xiàn)有編制等為主要約束的戰(zhàn)區(qū)級(jí)軍械裝備技術(shù)保障力量抽組模型，并通過實(shí)例解算驗(yàn)證了模型的有效性。模型給出的抽組結(jié)果在編制允許的情況下大都選取了“技術(shù)全面、嫻熟”人員，使得抽組力量的綜合保障能力得到了最大化提升，為順利完成軍械裝備保障任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，筆者認(rèn)為這對(duì)于新人或經(jīng)驗(yàn)尚淺者的成長(zhǎng)卻不是十分有利，年輕人如果能有機(jī)會(huì)參加該類大項(xiàng)任務(wù)對(duì)于其能力的提高作用十分明顯。因此，如何能在保證完成任務(wù)的前提下，盡量抽組年輕人參加，以老帶新，是下一步需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容；再者，研究每種型號(hào)裝備的數(shù)量與戰(zhàn)爭(zhēng)的動(dòng)態(tài)變化性對(duì)保障任務(wù)的影響以及完成抽組以后原建制保障機(jī)構(gòu)如何繼續(xù)遂行保障任務(wù)，也是一件十分有意義的工作。

（

）

［1］葛偉，樊東.基于多目標(biāo)決策的維修分隊(duì)抽組優(yōu)化模型［J］.計(jì)算機(jī)工程，2007，33（11）：261－263.

［2］徐英，于永利，張波.面向任務(wù)的裝備保障力量抽組模型研究［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2008，22（3）：45－49.

［3］王萊軍，李宏偉，趙勇，等.戰(zhàn)略裝備保障力量人員抽取模型設(shè)計(jì)［J］.工兵裝備研究，2005，24（3）：29－32.

［4］李想，楊英杰，繩慧.戰(zhàn)時(shí)裝備保障力量抽組多目標(biāo)優(yōu)化模型研究［J］.指揮控制與仿真，2011，33（5）：54－57.

［5］TAKEO Y.A network flow approach to a city emergency evacuation planning［J］.International Journal of Systems Science，1996，27（10）：931－936.

［6］樊延平，馬亞龍，柏杰.基于規(guī)則預(yù)置的應(yīng)急事件指揮控制建模研究［J］.指揮控制與仿真，2009，31（3）：9－12.

［7］何建敏，劉春林，曹杰，等.應(yīng)急管理與應(yīng)急系統(tǒng)［M］.北京：科學(xué)出版社，2005：56－60.

［8］王威，胡濤，楊建軍.單個(gè)需求點(diǎn)軍械緊急調(diào)運(yùn)的多層規(guī)劃模型［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2006，28（2）：257－262.

［9］SITTITHUMWAT A，SOUDI F，TOMSOVIC K.Optimal allocation of distribution maintenance resources with limited information［J］.Electric Power Systems Research，2004，68（3）：208－220.

［10］《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫組.運(yùn)籌學(xué)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005：122－130.