裝備維修行為模型構(gòu)建研究

郭尚昆 古平 柳成成

摘要：裝備維修模型體系包括維修主體模型、維修行為模型和維修對象模型等，由于裝備維修活動全過程異常復(fù)雜，構(gòu)建出的模型體系通常存在適應(yīng)性差等問題，因此在現(xiàn)階段針對裝備維修活動進(jìn)行的模型構(gòu)建多以維修主體模型和維修對象模型為主，針對維修行為的研究存在較大空白。本文結(jié)合裝備維修活動，從維修指揮、戰(zhàn)場搶救、戰(zhàn)場搶修、物資供應(yīng)等方面對裝備維修行為模型的構(gòu)建進(jìn)行研究。

Abstract： The equipment maintenance model system includes the maintenance main body model， the maintenance behavior model and the maintenance object model. Because the whole process of equipment maintenance activities is extremely complicated， the built model system usually has problems such as poor adaptability. Therefore， at this stage， the model construction for equipment maintenance activities is mainly based on the maintenance main body model and the maintenance object model， and there is a big gap in the research on maintenance behavior. This paper combines equipment maintenance activities， research on the construction of equipment maintenance behavior model from the aspects of maintenance command， battlefield rescue， battlefield repair and material supply.

關(guān)鍵詞：裝備維修;行為模型;指揮;搶救;搶修;物資供應(yīng)

Key words： equipment maintenance;behavioral model;command;rescue;emergency repair;material supply

中圖分類號：E919? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0034-05

0? 引言

裝備維修行為是裝備維修實(shí)體為達(dá)成作戰(zhàn)目的，與環(huán)境和維修對象等元素進(jìn)行交互的過程，是響應(yīng)其環(huán)境條件、內(nèi)部狀態(tài)和其他驅(qū)動事件的活動的集合，主要包括裝備維修指揮活動、裝備戰(zhàn)場搶救活動、裝備戰(zhàn)場搶修活動以及維修器材供應(yīng)活動等。

1? 裝備維修指揮活動模型

裝備維修指揮，是裝備維修指揮機(jī)構(gòu)，包括裝備維修指揮決策主體和組織計(jì)劃主體，依托信息化指揮手段，感知戰(zhàn)場態(tài)勢，實(shí)施籌劃決策、組織計(jì)劃、協(xié)調(diào)控制等的一系列活動，是裝備維修諸多復(fù)雜環(huán)節(jié)中最重要的活動，直接關(guān)系到裝備維修活動完成的質(zhì)量和成敗。裝備維修指揮活動過程如圖1所示。

1.1 態(tài)勢感知模型

裝備維修態(tài)勢是敵情、我情、戰(zhàn)場環(huán)境等方面形成的狀態(tài)和形勢，是指揮決策主體和計(jì)劃組織主體分析判斷和籌劃決策的主要依據(jù)。態(tài)勢感知是裝備維修主體依托信息化指揮手段，獲取、處理和綜合的主動行為，是形成裝備維修態(tài)勢的重要活動。裝備維修態(tài)勢需要大量數(shù)據(jù)支撐，而感知是獲取數(shù)據(jù)的重要環(huán)節(jié)。既要感知當(dāng)前的敵我態(tài)勢和作戰(zhàn)進(jìn)展情況，又要感知本級首長對情況判斷的結(jié)論、決心、處置和各部（分）隊(duì)的作戰(zhàn)任務(wù)，以及各部（分）隊(duì)維修器材的消耗損失、武器裝備的損壞情況與各維修部（分）隊(duì)的人員、維修裝備的損失情況和維修能力等。其活動過程如圖2所示。

1.2 籌劃決策模型

籌劃決策是裝備維修指揮決策主體依托信息化指揮手段，在共享裝備維修態(tài)勢的基礎(chǔ)上，通過了解任務(wù)、分析判斷等環(huán)節(jié)，定下維修決心的過程。因此，籌劃決策的主要環(huán)節(jié)包括共享裝備維修態(tài)勢、了解任務(wù)、分析判斷和定下維修決心，主要目的是為制定維修保障計(jì)劃和確定最佳維修方案提供依據(jù)。其活動過程如圖3所示。

1.2.1 了解任務(wù)。了解任務(wù)是指揮決策主體進(jìn)行籌劃決策的前提，也是指揮決策主體進(jìn)行籌劃決策的首要環(huán)節(jié)。因此，指揮決策主體應(yīng)依托信息化指揮手段，充分了解上級作戰(zhàn)企圖、本級部隊(duì)的進(jìn)攻任務(wù)、力量加強(qiáng)和兵力部署、裝備維修的基本任務(wù)、上級和地方的支援保障程度、作戰(zhàn)指揮決策主體和上級裝備指揮決策主體對維修工作的指示和要求等，為準(zhǔn)確判斷情況提供基礎(chǔ)。

1.2.2 判斷情況。判斷情況是指揮決策主體進(jìn)行籌劃決策的第二個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既需要指揮決策主體掌握分析判斷的理論方法和專業(yè)知識，更需要指揮決策主體清楚分析判斷的內(nèi)容。如果分析判斷出現(xiàn)問題，直接影響維修決心的正確形成。指揮決策主體判明的內(nèi)容主要包括敵戰(zhàn)斗企圖、主要活動方向、可能采取的軍事行動和主要裝備等對我裝備維修活動的影響;部隊(duì)（分隊(duì)）進(jìn)攻戰(zhàn)斗任務(wù)和行動對裝備維修的需求及重點(diǎn);部隊(duì)裝備的種類、數(shù)量、質(zhì)量和維修能力，地方可供利用的資源，戰(zhàn)斗地區(qū)的地形、氣象、水文、電磁環(huán)境、社會情況對裝備維修活動的影響等。

1.2.3 定下決心。定下決心是指揮決策主體進(jìn)行籌劃決策的核心環(huán)節(jié)，對制定方案和計(jì)劃有重大影響。因此，指揮決策主體在了解任務(wù)、判斷情況的基礎(chǔ)上，應(yīng)綜合判斷情況的各項(xiàng)結(jié)論，權(quán)衡利弊，定下決心。戰(zhàn)術(shù)級裝備維修決心內(nèi)容應(yīng)包括維修任務(wù)、維修力量部署、維修方法、完成時限等。

1.3 計(jì)劃組織模型

計(jì)劃組織是裝備維修組織計(jì)劃主體根據(jù)指揮決策主體的維修決心所進(jìn)行的計(jì)劃與安排，是對維修決心的細(xì)化、量化和具體化。計(jì)劃組織活動是體現(xiàn)裝備維修決心的重要環(huán)節(jié)，在裝備維修中占有十分重要的地位，是把維修決心轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮?、可?zhí)行的首要步驟，涉及的活動主體為綜合計(jì)劃席、裝備管理席、裝備維修席、維修物資供應(yīng)席等，其活動過程如圖4所示。

指揮決策主體在形成決心后，向組織計(jì)劃主體分發(fā)裝備維修決心，并明確相關(guān)要求，指示組織計(jì)劃主體制定相應(yīng)的裝備維修方案。一般來說，綜合計(jì)劃席主要負(fù)責(zé)擬制裝備維修力量部署、裝備維修協(xié)同、裝備維修防衛(wèi)等綜合性方案，其它專業(yè)席位主要負(fù)責(zé)擬制裝備戰(zhàn)場搶救、裝備戰(zhàn)場搶修、器材補(bǔ)給、警戒勤務(wù)等專項(xiàng)方案。組織計(jì)劃主體在擬制方案時，既需要戰(zhàn)前靜態(tài)數(shù)據(jù)的支撐，也需要戰(zhàn)中動態(tài)數(shù)據(jù)的支撐。各專業(yè)方案完成方案，需經(jīng)綜合計(jì)劃席匯總上報(bào)，經(jīng)指揮決策主體審批后，最終向操作實(shí)施主體下達(dá)執(zhí)行。

1.4 控制協(xié)調(diào)模型

控制協(xié)調(diào)是裝備維修指揮機(jī)構(gòu)依據(jù)裝備維修決心和裝備維修方案，為順利實(shí)現(xiàn)裝備維修目標(biāo)而對維修行動進(jìn)行的追蹤反饋、評估研判、調(diào)控糾偏，涉及的活動主體包括指揮決策主體、組織計(jì)劃主體、操作實(shí)施主體，其活動過程如圖5所示。

控制協(xié)調(diào)可分為制定調(diào)控目標(biāo)、感知維修態(tài)勢數(shù)據(jù)、評估維修指令執(zhí)行情況、將執(zhí)行情況與目標(biāo)比對、采取糾偏措施等五個主要步驟。制定調(diào)控目標(biāo)是進(jìn)行調(diào)控的尺度，構(gòu)成了整個調(diào)控過程的基礎(chǔ)，這些目標(biāo)必須依據(jù)裝備維修方案的內(nèi)容來制定，且是明確的可度量的，具有較強(qiáng)的可操作性。感知維修態(tài)勢數(shù)據(jù)是進(jìn)行調(diào)控的前提，在實(shí)際過程中，應(yīng)當(dāng)主動獲取戰(zhàn)場態(tài)勢變化數(shù)據(jù)和操作實(shí)施主體執(zhí)行裝備維修指令的情況，形成可視化的裝備維修態(tài)勢。評估維修指令執(zhí)行情況就是根據(jù)感知的維修態(tài)勢數(shù)據(jù)，判斷裝備維修活動開展的好壞和完成的程度。將執(zhí)行情況與標(biāo)準(zhǔn)比對就是衡量執(zhí)行情況是否達(dá)到了各級指令要求和維修實(shí)際需求，與制定的裝備維修方案之間存在多少偏差和出入，既要找到具體的數(shù)據(jù)，也要分析存在的問題。采取糾偏措施就是在上述步驟的基礎(chǔ)上，對裝備維修行動進(jìn)行及時修正，從而盡可能的消除偏差，將裝備維修決策和方案的內(nèi)容變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。經(jīng)過對裝備維修控制協(xié)調(diào)過程的分析，可以看出控制協(xié)調(diào)的實(shí)質(zhì)就是對籌劃決策和計(jì)劃組織的反饋。

2? 裝備戰(zhàn)場搶救活動模型

裝備戰(zhàn)場搶救，是搶救單元在戰(zhàn)場環(huán)境的制約下，根據(jù)上級的指令，利用搶救裝備使得淤陷、翻車、戰(zhàn)傷以及失去行動能力的遇險裝備脫險的活動。裝備戰(zhàn)場搶救的方式通常有自救、拖救和后送三種，其中拖救又可分輕陷拖救、中陷拖救、重陷拖救和超重陷拖救，后送又可分為牽引后送和輸送。裝備戰(zhàn)場搶救活動的過程如圖6所示。

在作戰(zhàn)過程中，坦克、裝甲車輛、自行火炮等裝備發(fā)生了淤陷、翻車等險情，裝備保障指揮機(jī)構(gòu)獲取到需搶救裝備的數(shù)量、類型、地點(diǎn)等搶救需求數(shù)據(jù)后，經(jīng)過籌劃決策、計(jì)劃組織等一系列裝備維修指揮活動，形成裝備搶救決心，制定搶救計(jì)劃，向搶救單元下達(dá)裝備搶救指令。搶救單元根據(jù)指令要求，做好人員、維修設(shè)備和維修器材的準(zhǔn)備工作，并迅速機(jī)動至搶救地點(diǎn)。到達(dá)搶救地點(diǎn)后，首先判斷遇險裝備是否需要吊裝，若需要吊裝，則展開實(shí)施吊裝。之后，根據(jù)裝備具體險情判斷采用哪種搶救方式，對于淤陷裝備，應(yīng)采用拖救方式使其脫離險境;對于不能現(xiàn)地修復(fù)的損壞裝備，應(yīng)采用牽引方式將其運(yùn)至修理點(diǎn)。當(dāng)采用拖救方式時，應(yīng)根據(jù)遇險裝備實(shí)際情況，計(jì)算所需搶救人員、工具、設(shè)備等資源，并判斷自身是否具備相應(yīng)能力，若具備相應(yīng)能力，則展開組織實(shí)施，否則向上級申請支援，待支援力量到位后展開組織實(shí)施。當(dāng)采用牽引方式時，其活動過程與拖救類似，在此不再贅述。搶救單元完成搶救任務(wù)之后，應(yīng)進(jìn)行撤收，并上報(bào)情況。

通過對裝備戰(zhàn)場搶救活動進(jìn)行表征建模，可以發(fā)現(xiàn)裝備戰(zhàn)場搶救活動中的機(jī)動、展開、搶救組織實(shí)施、撤收還可以繼續(xù)細(xì)化，但由于撤收活動實(shí)質(zhì)上是展開活動的逆過程，故下面就對機(jī)動、展開、搶救組織實(shí)施這三個活動進(jìn)一步表征建模。

2.1 機(jī)動模型

機(jī)動是實(shí)施裝備維修活動的重要環(huán)節(jié)，不僅裝備戰(zhàn)場搶救需要機(jī)動，裝備戰(zhàn)場搶修、物資器材供應(yīng)、警戒勤務(wù)等其它活動也都離不開機(jī)動。裝備維修力量在具體實(shí)施機(jī)動過程中，受到眾多外界環(huán)境因素的影響與制約，必須精心籌劃，科學(xué)組織。經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)動模型實(shí)質(zhì)上就是數(shù)學(xué)上的多目標(biāo)規(guī)劃問題，即在綜合考慮影響機(jī)動的多個不同因素基礎(chǔ)之上，建立機(jī)動路徑選擇的目標(biāo)函數(shù)，通過模型求解，從道路網(wǎng)絡(luò)中（如圖7所示）確定最優(yōu)機(jī)動路徑。

戰(zhàn)時，最優(yōu)機(jī)動路徑的選擇受多個方面環(huán)境因素的影響，主要包括路徑長度、通行能力、敵方威脅等因素。不同情況下，各個因素對路徑選擇的影響是不一樣的。比如，在情況特別緊急，需要維修力量馬上到位的情況下，此時時間最短就是最優(yōu)選擇;在維修任務(wù)不急迫的情況下，保證自身安全成為首要考慮因素，此時敵方威脅最小就是最優(yōu)選擇。因此，機(jī)動路徑的選擇就是關(guān)于路徑長度、通行能力和敵方威脅的多目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)。下面，本文從機(jī)動路徑最短、通行能力最大、敵方威脅最小三個單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)出發(fā)，最終建立機(jī)動路徑選擇的多目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)。

2.1.1 機(jī)動路徑最短模型

機(jī)動路徑最短指的是從起始點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)選擇一條行駛距離最短的路徑，這里以行駛路徑的幾何長度為優(yōu)化目標(biāo)。因此，機(jī)動路徑最短的目標(biāo)函數(shù)M1為：

2.1.2 通行能力最大模型

通行能力最大指的是從起始點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)選擇一條整體通行能力最強(qiáng)的路徑，而通行能力的大小主要與道路的等級有關(guān)，且二者是正相關(guān)的關(guān)系。為了和其它單目標(biāo)函數(shù)保持一致，在此，本文采用通行能力的倒數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)。因此，通行能力最大的目標(biāo)函數(shù)M2為：

式中： 表示選擇k方案時，從起始點(diǎn)O到目的地D各路段通行能力的倒數(shù)之和;ta表示路段a的通行系數(shù)，通行系數(shù)越大，則通行能力越強(qiáng);ca表示路段a通行系數(shù)的倒數(shù)。由于其它符號在上文已作說明，故在此就不再贅述。

2.1.3 敵方威脅最小模型

敵方威脅最小指的是從起始點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)選擇一條整體遭受敵方打擊騷擾可能性最低的路徑，以減少自身損失。因此，敵方威脅最小的目標(biāo)函數(shù)M3為：

2.1.4 多目標(biāo)規(guī)劃模型

根據(jù)上文所建立的三個單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，機(jī)動路徑選擇的多目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)M為：

在建立機(jī)動路徑選擇的多目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)之后，通過對模型進(jìn)行求解，就可以得出最優(yōu)機(jī)動路徑，其算法實(shí)現(xiàn)在此就不再贅述。

2.2 展開模型

搶救單元的展開，是指搶救單元到達(dá)目標(biāo)地域后轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)的過程。按照展開程度劃分，展開可分為不展開、部分展開和完全展開。通常情況下，為了縮短裝備維修時間，滿足機(jī)動作戰(zhàn)需求，應(yīng)盡量采用部分展開的方式進(jìn)行裝備維修。展開活動的過程如圖8所示。

搶救單元機(jī)動至目標(biāo)地域后，應(yīng)首先做好警戒防衛(wèi)工作，派出對空觀察哨和對地警戒哨，設(shè)置一定的路標(biāo)，并做好場地、道路的平整和工事構(gòu)筑工作，為物資和搶救裝備的展開做好場地準(zhǔn)備。之后，應(yīng)對物資和車輛進(jìn)行偽裝，做好組織和物資的準(zhǔn)備工作，并與上級進(jìn)行溝通聯(lián)絡(luò)，保證通信暢通。在上述準(zhǔn)備工作完成之后，展開搶救設(shè)備和工具，開始對遇險裝備實(shí)施搶救。

2.3 搶救組織實(shí)施模型

搶救組織實(shí)施活動的過程具體包括五個方面，分別為了解遇險裝備情況、觀察周邊環(huán)境信息、選擇合適的搶救方法、做好搶救作業(yè)準(zhǔn)備工作和完成裝備搶救任務(wù)。了解遇險裝備情況，就是要摸清裝備處于什么程度的險情，其技術(shù)狀況怎么樣。觀察周邊環(huán)境信息，就是要掌握遇險裝備周圍的道路、地形、地物以及搶救作業(yè)場地等方面的情況，全面調(diào)查分析對搶救作業(yè)有影響的因素。選擇合適的方法，就是根據(jù)遇險裝備的險情、周邊環(huán)境以及所需牽引力等因素，經(jīng)過科學(xué)計(jì)算和精心籌劃，確定滑輪組的傳動比、滑輪組的連接方案以及實(shí)車連接方案等內(nèi)容。做好搶救作業(yè)準(zhǔn)備工作，就是要根據(jù)確定的搶救方法，對人員進(jìn)行合理分工，準(zhǔn)備好搶救所需的物資工具，并對搶救現(xiàn)場進(jìn)行必要的土木作業(yè)。在上述工作的基礎(chǔ)上，將人員、車輛、器材等搶救力量分配至各作業(yè)地點(diǎn)開始作業(yè)，完成裝備搶救任務(wù)。搶救組織實(shí)施活動的過程如圖9所示。

3? 裝備戰(zhàn)場搶修活動模型

裝備戰(zhàn)場搶修，是搶修單元在戰(zhàn)場環(huán)境的制約下，根據(jù)上級的指令，利用維修裝備對戰(zhàn)損或故障裝備進(jìn)行評估并快速修復(fù)損壞部位的活動。根據(jù)修理方法的不同，可分為應(yīng)急修理、換件修理、拼湊修理、原件修理以及綜合修理等，戰(zhàn)時由于情況緊急，戰(zhàn)場形勢瞬息萬變，故多采用前三種修理方法，以縮短修理時間，提高快速反應(yīng)能力。裝備戰(zhàn)場搶修活動的過程如圖10所示。

在作戰(zhàn)對抗的過程中，維修對象在產(chǎn)生戰(zhàn)損裝備需求后，裝備維修指揮機(jī)構(gòu)能夠感知到損壞裝備名稱、部件以及數(shù)量等搶修需求數(shù)據(jù)，經(jīng)過籌劃決策、組織計(jì)劃等一系列裝備維修指揮活動，形成裝備搶修決心，制定搶修計(jì)劃，向搶修單元下達(dá)裝備搶修指令。搶修單元根據(jù)指令要求，做好人員、維修設(shè)備和物資器材的準(zhǔn)備工作，并迅速機(jī)動至搶修地點(diǎn)。到達(dá)搶修地點(diǎn)后，進(jìn)行戰(zhàn)損評估，通過觀察戰(zhàn)損裝備的損傷現(xiàn)象，確定裝備的損壞部位與損壞原因，制定相應(yīng)的搶修方案，預(yù)計(jì)所需的搶修人員、備件、工具等資源。在上述工作的基礎(chǔ)上，判斷自身是否具備搶修能力，若能夠搶修，則展開實(shí)施搶修;若自身不具備搶修能力，則根據(jù)戰(zhàn)場情況判斷是否需要申請支援力量，如果需要，就向上級申請支援，待支援力量到達(dá)后展開實(shí)施搶修，否則就應(yīng)組織戰(zhàn)損裝備后送修理。搶修單元完成搶修任務(wù)后，應(yīng)進(jìn)行撤收，并上報(bào)情況。

通過對上述裝備戰(zhàn)場搶修活動進(jìn)行表征建模，可以發(fā)現(xiàn)同裝備戰(zhàn)場搶救模型一樣，裝備戰(zhàn)場搶修活動中的機(jī)動、展開、搶修組織實(shí)施、撤收還可以繼續(xù)細(xì)化，因在裝備戰(zhàn)場搶救活動模型中已經(jīng)研究過機(jī)動、展開、撤收等活動，且搶修的組織實(shí)施過程與搶救的組織實(shí)施過程比較相似，故在此就不再贅述。

4? 結(jié)束語

裝備維修行為模型是裝備維修模型體系中的重要組成部分，但現(xiàn)階段對其進(jìn)行的研究還不夠深入，不能滿足部隊(duì)作戰(zhàn)和訓(xùn)練實(shí)際。本文嘗試分析和描述維修行為模型的分類、概念和邏輯層次，結(jié)合部隊(duì)裝備維修工作中現(xiàn)實(shí)問題，對維修行為模型構(gòu)建的理論和方法進(jìn)行了思考，對完善具有我軍特色的裝備維修模型體系研究具有一定的借鑒意義。

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作者簡介：郭尚昆（1990-），男，山西運(yùn)城人，陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)檠b備信息化理論與應(yīng)用。