軍事物流基地保障能力模擬與仿真

王 敏，辛世成

(1.軍事交通學(xué)院 軍事物流系，天津300161;2.軍事交通學(xué)院學(xué)員旅，天津300161)

軍事物流基地是指具有一定規(guī)模、物資種類齊全、組織體系完整、信息化程度高，融物資的籌措、儲(chǔ)存、保管、配送和信息支持等功能于一體的新型物資保障實(shí)體，是調(diào)節(jié)軍事物流流向、流量和流速的重要結(jié)點(diǎn)，是我軍現(xiàn)代軍事物流體系的重要組成部分［1］。大力開展軍事物流基地建設(shè)，切實(shí)提高軍事物流基地保障能力，是建設(shè)現(xiàn)代軍事物流體系必不可少的環(huán)節(jié)，是打贏未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的最基本需求。

軍事物流基地的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其保障能力的生成受倉儲(chǔ)設(shè)施、裝備設(shè)備、人員素質(zhì)和信息化水平等多種因素影響。在這些因素的相互制約和共同作用下，軍事物流基地保障能力得到動(dòng)態(tài)變化與提升。因此，研究和論證軍事物流基地的建設(shè)方案，必須分析影響軍事物流基地保障能力的相關(guān)要素及其因果作用關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)資源投入情況，開展軍事物流基地相關(guān)要素的建設(shè)，以提升軍事物流基地的保障能力。

1 軍事物流基地保障能力生成要素的提取和分析

軍事物流基地保障能力的生成具有其自身的特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)律。構(gòu)成軍事物流基地保障能力的諸要素，通過一定排列組合即形式結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)軍事物流基地的功能，并通過各要素及結(jié)構(gòu)形式的不斷變革和優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)軍事物流基地的發(fā)展。各要素在軍事物流基地系統(tǒng)中相互依存、相互影響。文獻(xiàn)［2］提取和分析了構(gòu)成軍事物流基地保障能力的5種要素，即倉儲(chǔ)設(shè)施、裝備設(shè)備、物資儲(chǔ)備、人員素質(zhì)和信息化水平。在此基礎(chǔ)上，通過分析各要素與物流基地建設(shè)之間的聯(lián)系，得到不同要素對(duì)軍事物流基地保障能力的貢獻(xiàn)權(quán)重，從而動(dòng)態(tài)模擬得到軍事物流基地建設(shè)水平隨各要素的變化趨勢(shì)［2］。然而關(guān)于各要素內(nèi)部的作用形式以及特點(diǎn)未見研究?？紤]到軍事物流基地各個(gè)建設(shè)要素內(nèi)部也具有一定的關(guān)系，且各要素內(nèi)部關(guān)系較為復(fù)雜，可能為一階反饋模型，也可能為二階負(fù)反饋模型。因此，在深入分析各個(gè)要素特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的建設(shè)要素建立適宜的模型，可以更加全面真實(shí)地得到軍事物流基地建設(shè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化過程。

2 軍事物流基地保障能力模擬仿真

開展軍事物流基地建設(shè)要緊緊結(jié)合各個(gè)要素進(jìn)行，通常由于軍事物流資源的有限性，不能在各個(gè)要素上都投入足夠的資源進(jìn)行建設(shè)［3］。因此需要考察各個(gè)要素的相互關(guān)系，及其對(duì)保障能力影響的作用過程，動(dòng)態(tài)模擬不同要素在不同的資源投入狀態(tài)下生成軍事物流基地保障能力的大小，從而科學(xué)地做出資源投入決策，確定合理的建設(shè)方案。

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬的方法較多，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、微觀仿真模型、元細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等［4－6］?？紤]到相關(guān)要素作用關(guān)系的非線性，本文采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬與仿真。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(system dynamics，SD)是美國麻省理工學(xué)院(MIT)J.W.弗雷斯特(J.W.Forrrester)教授最早提出的一種對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題進(jìn)行系統(tǒng)分析的方法論和定性與定量相結(jié)合的分析方法［7］。近些年，SD應(yīng)用到許多領(lǐng)域，尤其在國土規(guī)劃、區(qū)域開發(fā)、環(huán)境治理和企業(yè)戰(zhàn)略研究等方面［8］。由于SD能夠?qū)@些復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析與條件預(yù)測(cè)，基于SD的仿真方法得到長(zhǎng)足發(fā)展。運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)軍事物流基地保障能力進(jìn)行模擬仿真，就是在分析影響保障能力各要素性質(zhì)及相互作用關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立軍事物流基地保障能力因果關(guān)系圖和流圖，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)Dynamo仿真語言建立方程進(jìn)行計(jì)算，并據(jù)此進(jìn)行定量分析，以獲取正確決策所需的信息。

2.1 因果關(guān)系圖的建立

文獻(xiàn)［2］分析了軍事物流基地影響要素的內(nèi)部關(guān)系，軍事物流基地保障能力取決于倉儲(chǔ)設(shè)施水平、裝備設(shè)備水平、倉儲(chǔ)物資水平、人員素質(zhì)水平和信息化水平。而倉儲(chǔ)設(shè)施水平又取決于倉儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)速率、倉儲(chǔ)設(shè)施在建面積以及在建設(shè)施投入使用速率等;裝備設(shè)備水平取決于新裝備的訂購量和現(xiàn)有裝備與期望裝備水平的差距;倉儲(chǔ)物資水平與物資訂貨量和物資差額等相關(guān);軍事物流基地人員素質(zhì)水平取決于人員培訓(xùn)速率、培訓(xùn)量和供需差等;信息化水平取決于信息化建設(shè)速率和信息化建設(shè)量等。因此，建立倉儲(chǔ)設(shè)施、裝備設(shè)備、倉儲(chǔ)物資、人員素質(zhì)和信息化建設(shè)5條不同的反饋回路構(gòu)成軍事物流基地保障能力因果關(guān)系圖(如圖1所示)。

2.2 流圖的建立

根據(jù)圖1，在分析軍事物流基地保障能力建設(shè)與各要素資源投入量的具體作用關(guān)系上，建立軍事物流基地保障能力生成過程流圖(如圖2所示)。

2.3 Dynamo方程的建立

根據(jù)軍事物流基地保障能力生成過程流圖，在分析各變量之間存在的函數(shù)關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立軍事物流基地保障能力的Dynamo方程。設(shè)Li(i=1，4，5)為水準(zhǔn)變量，分別代表倉儲(chǔ)設(shè)施在建面積、人才培訓(xùn)量、信息化建設(shè)量;Ii(i=1，2，…，5)為另一組水準(zhǔn)變量，分別代表倉儲(chǔ)設(shè)施面積、裝備設(shè)備數(shù)量、倉儲(chǔ)物資量、人才擁有量、信息化水平;Yi(i=1，2，…，5)為期望水平;Ui(i=1，2，…，5)為轉(zhuǎn)化因子。則水準(zhǔn)變量方程(L)，速率變量方程(R)和輔助變量方程(A)如下:

圖2 軍事物流基地保障能力生成過程流圖

上述方程式中，轉(zhuǎn)化因子Ui(i=1，2，…，5)分別為單位的建設(shè)面積差值、裝備數(shù)量差距、物資差額、人員供需差、信息化水平差距對(duì)應(yīng)的建設(shè)水平，是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)而獲得的一組標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)。

2.4 變量和參數(shù)的確定

假定某軍事物流基地為提升總體保障能力，依據(jù)物流基地的實(shí)際情況和固定獲批經(jīng)費(fèi)(假定1 000萬元)，在兼顧各建設(shè)要素均衡性的基礎(chǔ)上，提出3種建設(shè)投入方案(見表1)。

表1 3種方案的各要素建設(shè)投入情況 萬元

專家根據(jù)軍事物流基地實(shí)際情況，通過經(jīng)驗(yàn)法和打分法確定各水準(zhǔn)變量的初值和常量數(shù)值［9］(見表2)。

各要素建設(shè)投入與建設(shè)時(shí)間以及調(diào)整時(shí)間之間的關(guān)系也有經(jīng)驗(yàn)規(guī)律可循(見表3)。

表2 水準(zhǔn)變量的初值、期望值與常量值

表3 各要素建設(shè)投入相關(guān)時(shí)間參數(shù)表 月

2.5 仿真計(jì)算

根據(jù)建立的Dynamo方程和給出的參數(shù)和初值，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件Vensim_PLE進(jìn)行計(jì)算，可得到3種方案下，軍事物流基地保障能力生成過程的動(dòng)態(tài)變化曲線(如圖3所示)。進(jìn)一步分析還可以確定在不同方案中中倉儲(chǔ)設(shè)施、裝備設(shè)備、倉儲(chǔ)物資、人員素質(zhì)和信息化等建設(shè)要素的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)圖，以方案二為例可以看出各要素的動(dòng)態(tài)變化(如圖4所示)。

圖3 3種方案下軍事物流基地保障能力動(dòng)態(tài)變化

2.6 結(jié)果分析

(1)由圖3可知，無論采用哪種投資建設(shè)方案，軍事物流基地保障能力生成過程都是迅速提升，到達(dá)頂點(diǎn)后回落，輕微震蕩后保持平穩(wěn)。這表明軍事物流基地建設(shè)系統(tǒng)的非線性特征，是多個(gè)不同階的負(fù)反饋回路共同作用的結(jié)果。對(duì)3個(gè)方案進(jìn)一步對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):方案一和方案二的保障能力提升曲線明顯高于方案三，并且方案二曲線對(duì)應(yīng)的斜率值時(shí)刻大于方案一，因而方案二保障能力提升更快，由于其在震蕩后能夠較早達(dá)到穩(wěn)定值，在做建設(shè)決策時(shí)應(yīng)選擇方案二，以實(shí)現(xiàn)軍事物流基地保障能力的快速提升與迅速穩(wěn)定。

圖4 方案二各建設(shè)要素水平動(dòng)態(tài)變化

(2)由圖4可知:裝備設(shè)備水平、倉儲(chǔ)物資水平、信息化水平在一定時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化符合S型曲線，是一階負(fù)反饋模型;倉儲(chǔ)設(shè)施水平和人員素質(zhì)水平在一定時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化為震蕩曲線，是二階負(fù)反饋模型。這說明倉儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人員素質(zhì)的培養(yǎng)經(jīng)歷了一個(gè)先增長(zhǎng)、后波動(dòng)、最終趨于穩(wěn)定的過程，較其他3種要素來說更為復(fù)雜。從圖4中可看出，各建設(shè)要素達(dá)到穩(wěn)定所經(jīng)歷的時(shí)間不同，其中裝備設(shè)備、倉儲(chǔ)設(shè)施、信息化水平在30個(gè)月內(nèi)較早到達(dá)穩(wěn)定，其余要素到達(dá)穩(wěn)定時(shí)間較晚。為避免個(gè)別要素建設(shè)水平的滯后成為影響軍事物流基地總體保障能力提升的短板，或個(gè)別要素水平發(fā)展過快而出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的情況，應(yīng)在基地建設(shè)前期重點(diǎn)進(jìn)行倉儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人力資源培訓(xùn)，在后期逐步重點(diǎn)發(fā)展裝備設(shè)備建設(shè)、信息化普及和倉儲(chǔ)物資的儲(chǔ)備。

3 結(jié)語

本文以軍事物流基地保障能力為研究對(duì)象，提取了倉儲(chǔ)設(shè)施、裝備設(shè)備、倉儲(chǔ)物資、人員素質(zhì)、信息化水平5個(gè)影響因素，考慮到資源有限的實(shí)際情況，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)軍事物流基地保障能力提升過程進(jìn)行了模擬仿真。結(jié)果表明:軍事物流基地保障能力生成是一個(gè)存在波動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化過程，是其各個(gè)影響因素共同作用的結(jié)果。通過不斷變化各個(gè)影響因素的投入比例，可以實(shí)現(xiàn)在有限資源投入下軍事物流基地建設(shè)方案的對(duì)比選優(yōu)，為基地建設(shè)方案的決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。由于模型建立時(shí)各要素速率變量與相應(yīng)投入之間存在一定的關(guān)系，后續(xù)研究還要針對(duì)歷史數(shù)據(jù)和專家意見對(duì)相應(yīng)的表函數(shù)進(jìn)行修正，以期達(dá)到更加精準(zhǔn)的效果。

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