裝備快速動(dòng)員中的備件儲(chǔ)備問(wèn)題研究

◎中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 秦吉良 宋燚 鄭卓 邵世綱

武器裝備生產(chǎn)動(dòng)員是指國(guó)家為滿足戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器裝備的需要，有計(jì)劃、有組織地將武器裝備科研生產(chǎn)由平時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)入戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)，提高武器裝備戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)能力的活動(dòng)。由于是否發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)、何時(shí)發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)存在不確定性，保持武器系統(tǒng)平時(shí)的戰(zhàn)備狀態(tài)完好和滿足戰(zhàn)時(shí)的使用要求難度很大。因此，保證武器裝備的“常新常態(tài)”、提高裝備集結(jié)的效率非常關(guān)鍵，這不但指裝備部隊(duì)的正式產(chǎn)品，同時(shí)也包括與之配套的備件產(chǎn)品。若出現(xiàn)從平時(shí)狀態(tài)突發(fā)為戰(zhàn)前緊張狀態(tài)，備件產(chǎn)品的良好狀態(tài)無(wú)疑成為保證主戰(zhàn)產(chǎn)品突發(fā)不良狀態(tài)時(shí)的應(yīng)急替換，同時(shí)也是保證武器裝備快速、有效形成戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵屏障。

一、裝備動(dòng)員經(jīng)費(fèi)影響因素及解決方式

國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明，通常大型復(fù)雜裝備的使用與保障費(fèi)用占?jí)勖芷谫M(fèi)用的60%～80%，有的甚至更高。因此，發(fā)展一種裝備除考慮前期的研制和生產(chǎn)費(fèi)用，還要考慮使用階段的費(fèi)用；不僅要考慮主裝備本身的費(fèi)用，而且要考慮與之配套的各種保障資源的費(fèi)用，所以開(kāi)展綜合保障工程要考慮現(xiàn)有保障條件和經(jīng)費(fèi)的可承受能力。

隨著裝備高新技術(shù)的不斷采用，裝備的購(gòu)置費(fèi)用已十分昂貴，為保障裝備正常使用所需的保障費(fèi)用更是以驚人的速度增長(zhǎng)，這使得裝備保障的費(fèi)用需求與所能提供的有限經(jīng)費(fèi)間的矛盾十分突出。由于裝備在使用階段持續(xù)的年限長(zhǎng)，所支付的使用費(fèi)用在壽命周期中將大大超過(guò)采辦費(fèi)用，這意味著降低壽命周期費(fèi)用的主導(dǎo)因素在于控制裝備的保障費(fèi)用。因此，要以可承受的最低保障費(fèi)用為約束條件與裝備作戰(zhàn)性能進(jìn)行分析和權(quán)衡，保證實(shí)現(xiàn)裝備的最佳使用效能。

另外，考慮到系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性的要求，在裝備保障資源中，與主裝備配套交付使用的備件產(chǎn)品占據(jù)了非常重要的地位。要保證備件的技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定，就要在備件供應(yīng)規(guī)劃、費(fèi)用約束條件以及備件存放分布、技術(shù)進(jìn)步等基礎(chǔ)上，研究對(duì)備件進(jìn)行技術(shù)改造、升級(jí)的必要性及更新方案合理選擇的問(wèn)題。由于在裝備動(dòng)員工作中不可能對(duì)全部備件進(jìn)行更新，即為保證戰(zhàn)前緊張時(shí)達(dá)到武器裝備的使用要求，需在平時(shí)針對(duì)關(guān)鍵備件產(chǎn)品進(jìn)行有條件的更新及動(dòng)員。

二、備件儲(chǔ)備及更新的基本方式

1.備件的磨損及補(bǔ)償

備件產(chǎn)品在使用或存放過(guò)程中會(huì)發(fā)生有形和無(wú)形磨損。有形磨損指發(fā)生的實(shí)體磨損，主要是備件內(nèi)部零部件在外力作用下發(fā)生摩擦、振動(dòng)和疲勞，如備件在運(yùn)輸、搬運(yùn)中的磨損。無(wú)形磨損指自然力產(chǎn)生的磨損，如備件在閑置或封存時(shí)產(chǎn)生的金屬件腐蝕、橡膠件老化等，也包含由于技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致原備件技術(shù)上的落后。

兩種磨損都會(huì)造成備件原始價(jià)值的貶值，不同的是，遭受有形磨損的產(chǎn)品，特別是有形磨損嚴(yán)重的產(chǎn)品在修理之前常常不能工作；而遭受無(wú)形磨損的備件，即使無(wú)形磨損很嚴(yán)重仍然可以使用，只不過(guò)繼續(xù)使用在經(jīng)濟(jì)上是否合算，需要分析、研究。

要維持備件的“常新常態(tài)”，必須對(duì)備件的磨損進(jìn)行局部或完全補(bǔ)償。備件有形磨損的局部補(bǔ)償是修理，無(wú)形磨損的局部補(bǔ)償是現(xiàn)代化改裝，而有形和無(wú)形磨損的完全補(bǔ)償則是更換。例如，某型號(hào)的捷聯(lián)慣性測(cè)量組合包括捷聯(lián)慣性測(cè)量組合主體、電源變換器、轉(zhuǎn)動(dòng)定位減振機(jī)構(gòu)三部分零部組件，若根據(jù)對(duì)有形磨損和無(wú)形磨損的綜合考慮，把捷聯(lián)慣性測(cè)量組合使用期定為20年，那么，在這個(gè)壽命期內(nèi)需要對(duì)備件的部分零部件進(jìn)行定期的更換或修復(fù)，如電源變換器每5年更換一次，轉(zhuǎn)動(dòng)定位減振機(jī)構(gòu)每10年更換一次，以保證捷聯(lián)慣性測(cè)量組合完好地使用20年。

2.備件的維修

在實(shí)踐中，通常把為保持備件在壽命期內(nèi)的完好使用狀態(tài)而進(jìn)行的局部更換或修復(fù)作為維修，其形式分為日常維護(hù)及小、中、大修理，但大修理是維修工作中規(guī)模最大、耗費(fèi)最高的維修方式，因此對(duì)維修經(jīng)濟(jì)性的研究應(yīng)主要針對(duì)大修理。

在對(duì)備件進(jìn)行大修理決策時(shí)，必須與備件的更新及其它方式相比較。從技術(shù)角度分析，盡管要求大修理過(guò)的備件達(dá)到出廠水平，但實(shí)踐上大修理過(guò)的備件綜合質(zhì)量會(huì)有某種程度的降低。從經(jīng)濟(jì)角度分析，不能無(wú)止境地進(jìn)行大修理，原因在于隨著大修理次數(shù)的增加，修理和維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用都會(huì)不斷增加。

3.備件的升級(jí)改裝

對(duì)所有備件產(chǎn)品（含零部件）按照需要周期更換是不可能的，解決的方法是對(duì)現(xiàn)有備件進(jìn)行升級(jí)改裝，改善技術(shù)性能，使之全部或局部達(dá)到新產(chǎn)品的水平，如應(yīng)用延壽技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代化改裝。

在多數(shù)情況下，通過(guò)對(duì)備件進(jìn)行升級(jí)改裝使之達(dá)到需要的水平，所需經(jīng)費(fèi)往往比新投設(shè)備更換要少，因此在某些情況下對(duì)備件進(jìn)行升級(jí)改裝，在經(jīng)濟(jì)上有很大的優(yōu)越性。

三、備件儲(chǔ)備的經(jīng)濟(jì)性決策方法

備件升級(jí)改裝是廣義上更新的一種方式，需研究升級(jí)改裝的經(jīng)濟(jì)性與備件更新的其它方法進(jìn)行比較。一般情況下，與升級(jí)改裝并存的可行方案有：原備件的繼續(xù)使用，對(duì)原備件進(jìn)行大修理，新投相同產(chǎn)品更換原備件，或新投效率更高、結(jié)構(gòu)更好的產(chǎn)品更換原備件。決策的任務(wù)就是選擇總費(fèi)用最小的方案。

最低總費(fèi)用法是通過(guò)分別計(jì)算各種方案在不同服務(wù)年限內(nèi)的總費(fèi)用并加以比較，根據(jù)所需要的服務(wù)年限，按照總費(fèi)用最低的原則進(jìn)行決策的一種方法。運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，各種方案總費(fèi)用的計(jì)算公式可表示為：

式中： TCo，TCn，TCh，TCm，TCr分別為原備件的繼續(xù)使用，新投相同產(chǎn)品更換原備件，新投高效產(chǎn)品更換原備件，進(jìn)行升級(jí)改裝和進(jìn)行大修理等各種方案n年內(nèi)的總經(jīng)費(fèi)；

Kn，Kh，Km，Kr分別為新投相同產(chǎn)品更換原備件，新投高效產(chǎn)品更換原備件，進(jìn)行升級(jí)改裝和進(jìn)行大修理等各種方案所需的經(jīng)費(fèi)；

C0j，Cnj，Chj，Cmj，Crj分別為原備件的繼續(xù)使用，新投相同產(chǎn)品更換原備件，新投高效產(chǎn)品更換原備件，進(jìn)行升級(jí)改裝和進(jìn)行大修理等各種方案在第j年的維護(hù)費(fèi)及保養(yǎng)費(fèi)的總和；

V0L，VnL，VhL，VmL，VrL分別為原備件的繼續(xù)使用，新投相同產(chǎn)品更換原備件，新投高效產(chǎn)品更換原備件，進(jìn)行升級(jí)改裝和進(jìn)行大修理等各種方案的備件到第n年的價(jià)值；

β0，βn，βh，βm，βr分別為繼續(xù)使用舊備件，用原型備件更新，用新型高效備件更新，進(jìn)行現(xiàn)代化改裝和進(jìn)行大修理等各種方案的生產(chǎn)效率系數(shù)，可將作為基準(zhǔn)參數(shù)1；

rj，rn分別為第j年和第n年的現(xiàn)值系數(shù)，即

io是折現(xiàn)率。

按照普遍規(guī)律，備件的維護(hù)費(fèi)及保養(yǎng)費(fèi)之和隨時(shí)間推進(jìn)的變化規(guī)律呈正指數(shù)變化；按照價(jià)值規(guī)律，備件的價(jià)值應(yīng)為原價(jià)值減去其磨損的價(jià)值，隨時(shí)間推進(jìn)的變化規(guī)律基本呈負(fù)指數(shù)變化。另外，備件維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)及其價(jià)值變化亦可通過(guò)在實(shí)際使用中的測(cè)算以及與同類產(chǎn)品價(jià)格類比的方法，擬合與時(shí)間的變化規(guī)律曲線。

四、應(yīng)用實(shí)例

假定與主戰(zhàn)產(chǎn)品配套的關(guān)鍵備件2011年底開(kāi)始服役，其總價(jià)值為1億元，各種更新方案與各年分項(xiàng)費(fèi)用的原始資料如表1所列，根據(jù)上述方法選擇最佳更新方案。

按照公式（1）～（5）計(jì)算出在不同年份各方案的總費(fèi)用（見(jiàn)表2），取io=10%。從表2的計(jì)算結(jié)果可以看出，關(guān)鍵備件使用到第15年前以原封不動(dòng)地使用原備件的方案為最佳，這時(shí)不僅沒(méi)有更換的必要，就連大修理也是多余的；使用15～19年期間，最佳方案是擇機(jī)對(duì)原備件進(jìn)行一次大修理；使用到第20年時(shí)，主要由于技術(shù)進(jìn)步已達(dá)到相對(duì)成熟階段，則用舊備件升級(jí)改裝的方案最佳。

從上述例子中可以看出，在使用20年期間，沒(méi)有任何必要新投相同產(chǎn)品或新投高效產(chǎn)品對(duì)原備件進(jìn)行替換。同時(shí)可以分析得出，按照“最低總費(fèi)用法”建立的備件更新理論能保證關(guān)鍵備件的“常新常態(tài)”及快速動(dòng)員。

應(yīng)用筆者提出的“最低總費(fèi)用法”，可以在裝備保障費(fèi)用有限的條件約束下，從經(jīng)濟(jì)性方面對(duì)備件儲(chǔ)備問(wèn)題進(jìn)行合理分析及決策，可使裝備處于系統(tǒng)戰(zhàn)備完好狀態(tài)并能持續(xù)完成作戰(zhàn)任務(wù)，為裝備的快速動(dòng)員提供有力支撐。