基于系統(tǒng)動力學的裝備保障體制系統(tǒng)仿真分析*

趙 師，張遼寧，屈 洋，金 泉

（裝甲兵學院，安徽 蚌埠 233050）

基于系統(tǒng)動力學的裝備保障體制系統(tǒng)仿真分析*

趙 師，張遼寧，屈 洋，金 泉

（裝甲兵學院，安徽 蚌埠 233050）

裝備保障體制系統(tǒng)具有復雜性、動態(tài)性和非線性等特點，構(gòu)建了三級裝備保障體制的SD仿真理想模型和仿真延遲模型。充分考慮保障系統(tǒng)生成各要素之間都具有的反饋性和時滯性，通過模型仿真對三級裝備保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析，并指出了建立二級裝備保障體制的條件，分析了軍民聯(lián)合的保障機制對保持保障系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要作用。最后基于仿真結(jié)果提出了裝備保障體制建設(shè)方面的幾點建議。

系統(tǒng)動力學，裝備保障，保障體制，仿真分析

引言

裝備保障體制是為組織實施裝備保障工作而確立的組織體系和相應(yīng)制度。是科學運用裝備保障力量，充分發(fā)揮裝備保障能力的組織保證。當前，世界主要國家軍隊裝備保障體制模式大體有3種：一是以統(tǒng)一保障與分別保障相結(jié)合，總部負責通用裝備保障，軍種負責專用裝備保障，其代表國家有美國、俄羅斯、法國和德國等；二是軍種自行保障，總部負責計劃協(xié)調(diào)，裝備保障由各軍種自行負責，其代表國家有英國和印度等；三是統(tǒng)一保障，由總部全面負責3軍部隊的裝備保障，其代表國家為加拿大。我國現(xiàn)在主要實行的是總部、軍區(qū)（軍種）、部隊三級裝備保障體制。

為適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭需要，世界各國軍隊都十分重視裝備保障體制改革和研究，但運用定性與定量相結(jié)合的方法較為少見。由于裝備保障體制具有系統(tǒng)性、復雜性和動態(tài)性等特點，加之裝備保障體制與裝備保障能力建設(shè)和生成各要素之間都具有反饋性和時滯性，不能僅僅依靠線性系統(tǒng)的理論和方法以及傳統(tǒng)的直觀經(jīng)驗來掌握、跟蹤和預(yù)測這樣一個非線性的動態(tài)復雜系統(tǒng)。

系統(tǒng)動力學（System Dynamics，SD）因其擅長處理周期性、長期性和高階非線性等問題，對解決戰(zhàn)略決策和政策問題非常有效，被譽為“戰(zhàn)略與策略實驗室”。基于SD的裝備保障體制模型能夠較好地反映裝備保障系統(tǒng)各要素之間的關(guān)聯(lián)和體制改革的現(xiàn)實情況，能夠處理好“信息延遲”和“物質(zhì)延遲”等現(xiàn)象，并通過對裝備保障體制的仿真和結(jié)果的分析，對裝備保障體制改革提出合理化的建議。

1 裝備保障體制SD仿真分析

目前，我軍實行的主要是總部、軍區(qū)（軍種）、部隊三級裝備保障體制。該裝備保障體制可用三級保障效能SD模型來描述?？紤]到信息技術(shù)和軍事物流網(wǎng)絡(luò)發(fā)展程度不同，主要從裝備保障體制SD仿真理想模型和SD仿真延遲模型兩個方面進行仿真建模分析。

1.1 裝備保障體制SD理想模型仿真分析

裝備保障體制SD仿真理想模型不考慮信息延遲和軍事物流網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)延遲，是一種理想化的仿真模型，但同時也是信息技術(shù)和軍事物流網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)展狀態(tài)下的一種模型。其建模的主要思想為部隊裝備保障資源水平量維持其日常消耗，當出現(xiàn)無法滿足的保障需求時，即出現(xiàn)部隊保障需求差，從而加快部隊實施裝備保障的速率，引起軍區(qū)裝備保障資源水平量下降進而出現(xiàn)軍區(qū)裝備保障需求差，同時軍區(qū)加快裝備保障實施速率引起總部裝備保障資源水平量下降又帶來總部裝備保障需求差，總部加快裝備保障實施速率。其三級裝備保障體制SD模型流圖如圖1所示。

圖1 裝備保障體制SD仿真理想模型

由于系統(tǒng)動力學模型行為模式和結(jié)果主要由模型結(jié)構(gòu)所決定，而與具體參數(shù)值相關(guān)性不大，所以系統(tǒng)動力學模型對參數(shù)精確度的要求不像傳統(tǒng)系統(tǒng)工程方法要求那么高，只需滿足建模的要求與目的。設(shè)定仿真步長為一天，總部、軍區(qū)、部隊裝備保障資源水平量分別為15 000、7 000和1 500個單位，初始裝備保障需求為2 000個單位，利用STEP跳躍函數(shù)，設(shè)定在第30天時出現(xiàn)第2次裝備保障需求，為4 500個單位。通過DYNAMO方程對模型進行編程和賦值，運用Vensim軟件進行仿真后得到裝備保障效能如圖2所示（曲線1、2、3分別表示總部、軍區(qū)、部隊保障資源水平量，同理圖5、圖6）。初始裝備保障需求約為部隊裝備保障能力的1.33倍，從圖2中可以看出，裝備保障系統(tǒng)能夠滿足裝備保障需求，并出現(xiàn)小幅波動，且在第11天時系統(tǒng)重新得到穩(wěn)定。第2次裝備保障需求出現(xiàn)在第30天，為部隊裝備保障能力的3倍，圖2顯示，裝備保障系統(tǒng)出現(xiàn)系為大幅的波動，最大波動幅度部隊為90.2%，軍區(qū)為23.61%、總部為3.47%。裝備保障系統(tǒng)逐步收斂，在第58天即第2次保障需求出現(xiàn)后的第18天時重新得到穩(wěn)定。

通過多次試驗與仿真，改變保障需求量的大小，得到不同保障需求量情況下保障系統(tǒng)的波動幅度數(shù)據(jù)如表1所示。

綜合圖2和以上實驗數(shù)據(jù)可以看出：①三級裝備保障體制的波動幅度依次為部隊級大于軍區(qū)級大于總部級。部隊級保障資源水平量隨著保障需求量的變化波動幅度最大，且在保障需求量為部隊保障資源水平量2～3倍時波動幅度變化更為明顯，之后又進入一個較為平緩的變化階段。軍區(qū)級和總部級波動幅度始終較為平緩，且軍區(qū)級保障這一保障層次一定程度上緩解了總部級保障層次的波動幅度；②三級裝備保障體制一定程度上有利于整個保障系統(tǒng)的穩(wěn)定和控制，軍區(qū)裝備保障一定程度上緩解了部隊突然出現(xiàn)的裝備保障需求對總部戰(zhàn)略儲備帶來的波動，使其始終維持在一個較為穩(wěn)定的水平；③當總部裝備保障允許承擔一定幅度的波動時，可減少軍區(qū)一級保障環(huán)節(jié)，直接采用總部-部隊兩級裝備保障體制，但前提是裝備保障需求出現(xiàn)不會過于頻繁且不要遠遠大于部隊裝備保障能力，即當國家出現(xiàn)大規(guī)模戰(zhàn)爭的可能性較小、且信息技術(shù)、軍事物流網(wǎng)絡(luò)達到一定程度時，可以采用總部-部隊二級裝備保障體制。

1.2 裝備保障體制SD延遲模型仿真分析

裝備保障體制SD仿真延遲模型是充分考慮信息延遲和軍事物流網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)延遲，是較為符合現(xiàn)代作戰(zhàn)實際情況的一種仿真模型。這里主要考慮總部需求計劃時間、總部支援時間和軍區(qū)支援時間。建立軍隊單獨組織保障的延遲模型如圖3所示。

圖4 軍民聯(lián)合保障延遲模型調(diào)整部分

為了反映地方保障支援對保障系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，同時建立軍民實施聯(lián)合保障的延遲模型，模型改動部分如圖4所示（完整模型略）。

為了更充分反映保障系統(tǒng)的特性，利用Time參數(shù)控制保障需求出現(xiàn)的時間，分別設(shè)置兩次不同的保障需求，即在系統(tǒng)仿真開始設(shè)置保障需求1，其大小為2 000個單位，在系統(tǒng)傳真第20天設(shè)置出現(xiàn)保障需求2，其大小為4 000個單位，地方資源儲備設(shè)定為1 500個單位。

總部需求計劃時間為總部接到保障需求開始，研究裝備保障需求的實際情況、制定裝備保障需求計劃和實施方案等所需要的時間。總部支援時間為制定裝備保障需求實施方案后，總部統(tǒng)一組織、調(diào)配裝備保障資源并運送至需求單位所需要的時間。軍區(qū)支援時間為軍區(qū)接到部隊裝備保障需求后對部隊實施保障支援所需要的時間?？偛啃枨笥媱潟r間、總部支援時間和軍區(qū)支援時間分別設(shè)定為2天、3天、2天。第1次保障需求為2 000個單位，為部隊裝備資源量的1.33倍，第2次裝備保障需求量為4 000個單位，為部隊裝備資源量的2.67倍。軍隊單獨組織保障模型和軍民聯(lián)合保障模型仿真結(jié)果如圖5和圖6所示。

從圖5中可以看出，第1次保障需求對保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較小，且各級裝備保障資源量波動幅度較小，總部保障資源量波動幅度小于軍區(qū)小于部隊的波動幅度，軍區(qū)一級保障體制一定程度上緩沖了突發(fā)的裝備保障需求對總部戰(zhàn)略資源儲備量的影響程度。從實驗的結(jié)果分析出，當突發(fā)的裝備保障需求大于部隊裝備保障資源量的2.5倍時，保障系統(tǒng)出現(xiàn)較為大幅的波動，系統(tǒng)開始趨向于不穩(wěn)定，尤其是軍區(qū)一級，由于受部隊突發(fā)需求和總部需求計劃和支援時間雙重的影響，出現(xiàn)較為大幅的波動，波動幅度高達102.3%。

圖5 軍隊單獨組織保障模型仿真輸出圖

圖6 軍民聯(lián)合保障模型輸出圖

從圖6中可以看出，在出現(xiàn)第2次裝備保障需求時，動用地方裝備保障力量，一定程度上維持了整個保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，軍區(qū)一級的波動幅度降低到了32.04%。當出現(xiàn)較大規(guī)模的裝備保障需求時（從實驗數(shù)據(jù)反映一般為部隊保障資源水平量的2.5倍），由于總部制定保障需求計劃、統(tǒng)一調(diào)配保障資源和中間的運輸壞節(jié)等引起的信息延遲和物質(zhì)延遲，加之部隊需求的保障規(guī)模大、時間緊，導致了保障系統(tǒng)的巨幅波動。地方保障力量由于組織形式靈活多樣，靠近作戰(zhàn)區(qū)域一線，能夠及時保障部隊對保障資源的部分需求，一定程度上緩解了保障系統(tǒng)的保障壓力，對于維持整個保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)不間斷的保障具有重要的作用。

為了進一步研究總部計劃時間和支援時間對保障系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，分別統(tǒng)計不同需求計劃時間和支援時間對總部、軍區(qū)和部隊保障資源水平量的影響程度數(shù)據(jù)。由于篇幅限制，此處只列出需求計劃時間和支援時間變化為1天～3天時對部隊保障水平量的影響數(shù)據(jù)，如下頁表2所示。

按每行從左到右3個數(shù)據(jù)為一組和每列數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分別如下頁圖7、圖8所示。

從圖可以看出，需求計劃時間和支援時間對保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著較大的影響，圖7反映了軍區(qū)支援時間對部隊保障水平量的影響程度，不難發(fā)現(xiàn)，其影響呈近似指數(shù)的關(guān)系，變化較為急劇。圖8反映了總部需求計劃時間和支援時間對部隊保障水平量的影響程度，其變化較為平緩，但要強于線性變化。因此，要保持保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮短需求計劃時間和需求支援時間是非常必要的，其中以縮短軍區(qū)需求支援時間為重點。軍區(qū)級保障對保障系統(tǒng)影響呈現(xiàn)出的這種指數(shù)關(guān)系，也從一個側(cè)面驗證了軍民聯(lián)合保障仿真過程中，地方支援數(shù)量并不大，但對保障系統(tǒng)卻起到了很好的穩(wěn)定性效果。

表2 需求計劃時間、支援時間對部隊級保障影響程度

圖7 軍區(qū)需求支援時間的影響程度

圖8 總部需求計劃時間、支援時間的影響程度

2 結(jié) 論

通過對我軍裝備保障體制SD仿真分析，提出以下幾點建議：①基于我軍裝備保障發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有技術(shù)條件考慮，應(yīng)保持總部-軍區(qū)-部隊的三級裝備保障體制，建設(shè)過程中注重縮短需求計劃時間和支援時間，其中以縮短軍區(qū)保障需求支援時間為重點，必要時可采取總部直接支援部隊的兩級保障體制，尤其是當信息技術(shù)和軍事物流高度發(fā)展時，應(yīng)主要采用總部-部隊的二級裝備保障體制，同時建設(shè)的重點應(yīng)從戰(zhàn)略資源的儲備轉(zhuǎn)到戰(zhàn)略資源的快速生產(chǎn)和運輸上。②要注重地方裝備保障力量的建設(shè)，建立軍民一體化的裝備保障機制，地方保障力量的保障重點不是規(guī)模的大小，而是及時性，緩解信息延遲和物質(zhì)延遲給三級保障體制帶來的不穩(wěn)定性，因此，地方保障力量的建設(shè)應(yīng)注重多點建設(shè)、在可能的作戰(zhàn)區(qū)域重點建設(shè)。③動用裝備保障力量應(yīng)注重就近的原則，保障的及時性和準確性是首要考慮的問題，要減少保障層次和中間壞節(jié)，注重保障形式的多樣性和靈活性，提高保障效率。④為更高程度地提高裝備保障能力建設(shè)，應(yīng)重視裝備保障力量信息化建設(shè)和戰(zhàn)略資源運輸通道或軍事物流運輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

［1］王其藩，系統(tǒng)動力學（修訂版）［M］.北京：清華大學出版社，1994.

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Sumlation of Equipment Support System Based on System Dynamics

ZHAO Shi，ZHANG Liao-ning，QU Yang，JIN Quan
（Armored Force Institute，Bengbu 233050，China）

Equipment support system has characteristic of complexity，dynamic and non-linearity etc.This paper founds simulation ideal model and delay model of third class epuipment support sysytem. Fully considering the peculiarity of feedback and time lag，the stability of third class epuipment support sysytem is analyzed by model sumlation，pointing out the condition of founding secondary class epuipment support sysytem and analyzing the important effect of army-civilian sysytem to maintain the stability of equipment support system.This paper puts forward several adivces on epuipment support sysytem building based on the result of sumlation.

system dynamics，equipment support，support sysytem，sumlation

E92

A

1002-0640（2014）10-0150-04

2013-07-09

2013-10-11

總裝通用裝備保障部基金資助項目（12CJX301）

趙 師（1982- ），男，河北石家莊人，碩士研究生，講師。研究方向：軍事裝備。