典型裝備的實(shí)戰(zhàn)化保障資源配置方案合理性評(píng)價(jià)

李 浩，師 嬌，裘群海，何文凱，劉澤卿

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

0 引 言

信息化條件下的多域聯(lián)合作戰(zhàn)具有戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程快、空間跨度廣、資源損耗大的顯著特點(diǎn)，對(duì)裝備保障的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。傳統(tǒng)“粗放規(guī)模型”保障和“單線保姆式”保障與未來(lái)作戰(zhàn)要求嚴(yán)重脫節(jié)，必須轉(zhuǎn)型“精確保障”模式，以提升裝備保障能力。

保障資源的合理配置是提升裝備保障能力的基礎(chǔ)，能夠?qū)Ρ３盅b備戰(zhàn)備完好性和使用可用度產(chǎn)生重要的影響。目前，中國(guó)裝備保障資源規(guī)劃時(shí)通常采用經(jīng)驗(yàn)法、比例法預(yù)測(cè)資源需求，即在類似裝備過(guò)往使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上針對(duì)未來(lái)資源進(jìn)行配置[1]，對(duì)于資源的配置合理性沒(méi)有整體的評(píng)價(jià)，“備而不用、用而不備”等現(xiàn)象頻出，造成了大量的浪費(fèi)，降低了整體的保障效能。

本文以典型裝備為研究對(duì)象，通過(guò)建立貼近實(shí)戰(zhàn)的裝備保障資源配置指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用熵權(quán)法和模糊綜合評(píng)判法[2]對(duì)某典型裝備保障資源配置合理性進(jìn)行評(píng)估，能夠定量地反映保障資源配置方案的科學(xué)性與正確性。

1 保障資源評(píng)估指標(biāo)體系

對(duì)裝備保障資源方案進(jìn)行效能評(píng)估需首先確定能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，只有建立一個(gè)完整的、能反映評(píng)估目的和要求的指標(biāo)體系才能得出可信度高的評(píng)價(jià)結(jié)果。本文采用“5M1E”模型進(jìn)行保障需求分析[3]，并結(jié)合裝備特點(diǎn)及作戰(zhàn)需求實(shí)際，在分析提煉中國(guó)裝備維修保障能力評(píng)估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，以文獻(xiàn)[4]提供的保障要素定量模型為基礎(chǔ)，融入社會(huì)化力量、戰(zhàn)場(chǎng)搶修等實(shí)戰(zhàn)化保障評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建貼近作戰(zhàn)實(shí)際的保障資源配置指標(biāo)體系，如圖1 所示。

圖1 保障資源配置指標(biāo)體系Fig.1 Indicator System Forensuring Resource Allocation

1.1 人力資源

人力資源指標(biāo)主要指戰(zhàn)時(shí)人力資源的整體保障能力，其實(shí)戰(zhàn)化要素主要有人員的實(shí)訓(xùn)等級(jí)、人員整體配置情況以及社會(huì)動(dòng)員力量的運(yùn)用，將相關(guān)要素轉(zhuǎn)化為定量參數(shù)融入模型可獲取改進(jìn)后的指標(biāo)描述。

1.1.1 人員實(shí)訓(xùn)等級(jí)

人員實(shí)訓(xùn)等級(jí)即配置于作戰(zhàn)單元的不同專業(yè)的裝備保障人員在戰(zhàn)時(shí)能夠發(fā)揮本專業(yè)裝備保障能力的水平。不同技術(shù)等級(jí)的人員在戰(zhàn)時(shí)將對(duì)裝備保障工作做出不同的貢獻(xiàn)，按照實(shí)際情況分為4 個(gè)等級(jí)并對(duì)應(yīng)不同分?jǐn)?shù)：實(shí)戰(zhàn)演習(xí)訓(xùn)練（不低于90）、實(shí)裝訓(xùn)練（不低于80 分）、模擬訓(xùn)練（不低于60 分）、基礎(chǔ)訓(xùn)練（不高于60 分）。作戰(zhàn)單元的裝備保障人員整體實(shí)訓(xùn)等級(jí)評(píng)價(jià)按照式（1）計(jì)算：

式中 k 表示作戰(zhàn)單元配置裝備保障人員的專業(yè)種類；Si表示第i 個(gè)專業(yè)的評(píng)分。

1.1.2 人員整體配置

保障人員是開(kāi)展維修保障工作的基礎(chǔ)，其數(shù)量及專業(yè)覆蓋率將影響維修保障工作的具體開(kāi)展，作戰(zhàn)單元裝備保障人員的數(shù)量及專業(yè)設(shè)置總體能力評(píng)價(jià)按式（2）進(jìn)行評(píng)價(jià)：

式中 H0為理想情況下保障人員處理所有故障所需總工時(shí)；Hi為實(shí)戰(zhàn)情況下i 專業(yè)人員修理本專業(yè)故障所需工時(shí)，理想情況下k 為故障發(fā)生涵蓋的所有專業(yè)的種類；η 為專業(yè)配置修正系數(shù)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)該專業(yè)的人員時(shí)，視問(wèn)題復(fù)雜程度取（1，3]；δ 表示專業(yè)能力修正系數(shù)，視具體情況取值（0，1]，與1.1.1 節(jié)的作戰(zhàn)單元配置的人員實(shí)訓(xùn)等級(jí)相關(guān)。

1.1.3 社會(huì)動(dòng)員能力

社會(huì)動(dòng)員能力即戰(zhàn)時(shí)能夠動(dòng)員的社會(huì)相關(guān)人員力量，反映了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)軍民融合的特點(diǎn)，社會(huì)動(dòng)員力量的人員實(shí)訓(xùn)能力和專業(yè)技術(shù)水平將向能力提升的方向影響1.1.1 節(jié)人員實(shí)訓(xùn)等級(jí)U11和1.1.2 節(jié)人員整體配置U12兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值。

1.2 物質(zhì)資源

備件供應(yīng)是衡量戰(zhàn)時(shí)維修效能的重要指標(biāo)，反映了對(duì)裝備保障所需的一切備件的供應(yīng)能力，主要取決于備件的儲(chǔ)備與供應(yīng)能力，其中，社會(huì)資源匹配性指標(biāo)也在一定程度上反映了武器裝備通用化設(shè)計(jì)對(duì)裝備保障的影響。通過(guò)引入上述因素，可對(duì)物質(zhì)資源實(shí)戰(zhàn)化指標(biāo)模型進(jìn)行建模。

1.2.1 備件儲(chǔ)備水平

備件的儲(chǔ)備水平是執(zhí)行裝備保障活動(dòng)的基礎(chǔ)，反映了裝備在故障情況下能夠及時(shí)獲得修復(fù)必需資源的能力，其評(píng)價(jià)指標(biāo)可以按照式（3）進(jìn)行計(jì)算：

式中 Nc表示單個(gè)裝備應(yīng)配備的備件的種類；Jis為品種i 備件儲(chǔ)備的標(biāo)準(zhǔn)量；Ji為品種i 備件的實(shí)際攜帶量。

1.2.2 備件供應(yīng)能力

備件供應(yīng)能力是衡量備件數(shù)量不足情況下進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)給的能力，為裝備維修提供支持，主要影響裝備保障所需工時(shí)，其能力可按照式（4）進(jìn)行評(píng)價(jià)：

式中 Hi表示該項(xiàng)故障維修所需的工時(shí)，其中，k 表示故障維修所涉及的總專業(yè)數(shù)量，Hi、k 與1.1.2 節(jié)中相同；Ht表示備件供應(yīng)所需時(shí)間。

1.2.3 社會(huì)資源匹配性

社會(huì)資源匹配性表示在規(guī)定時(shí)間內(nèi)民用資源能夠進(jìn)行備件供應(yīng)的能力，和武器裝備本身備品備件的通用化程度相關(guān)，其能力按式（5）進(jìn)行計(jì)算：

式中 Jia為品種 i 備件的社會(huì)化供應(yīng)量；Nc，Jis與1.2.1 節(jié)相同。

1.3 靠前搶修資源

靠前搶修是保持與恢復(fù)裝備戰(zhàn)斗力的重要因素，能夠使任務(wù)執(zhí)行保持連續(xù)性，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和軍事意義。其中，維修設(shè)備配套率、損傷定位能力、遠(yuǎn)程支援能力是評(píng)估搶修時(shí)間、維修效率的重要參考，是衡量戰(zhàn)時(shí)搶修能力的重要指標(biāo)，通過(guò)引入維修工時(shí)參數(shù)進(jìn)行維修效能模型的描述，能夠有效提升模型的適應(yīng)性。

1.3.1 維修設(shè)備配套率

維修設(shè)備配套率反映了靠前保障力量實(shí)有的維修設(shè)備和所需的維修設(shè)備在數(shù)量上的匹配程度，可以通過(guò)式（6）進(jìn)行量化計(jì)算：

式中 Nd表示單個(gè)裝備應(yīng)配備的設(shè)備的種類；Kis為品種i 設(shè)備儲(chǔ)備的標(biāo)準(zhǔn)量；Ki為品種i 設(shè)備的實(shí)有量。

1.3.2 損傷定位能力

損傷定位能力表示裝備在發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)定位故障的能力，是衡量靠前維修保障的重要指標(biāo)。

式中 Hf表示預(yù)估損傷定位所需時(shí)間；α 表示修正系數(shù)，用于反映信息化能力對(duì)損傷定位的影響。

1.3.3 遠(yuǎn)程支援能力

遠(yuǎn)程支援能力指故障發(fā)生后應(yīng)用遠(yuǎn)程支援系統(tǒng)對(duì)維修保障一線人員進(jìn)行指導(dǎo)和支援的能力，將提高故障定位效率、縮減損傷定位的時(shí)間，體現(xiàn)在定量模型上即修正U32指標(biāo)α 的值。

2 基于熵權(quán)的模糊綜合評(píng)價(jià)方法

2.1 基于熵權(quán)的模糊綜合評(píng)判模型[5,6]

模糊綜合評(píng)判即通過(guò)把對(duì)象集U 中的元素進(jìn)行模糊變換后映射至評(píng)價(jià)集V 中相應(yīng)的元素，它們之間的模糊關(guān)系可用評(píng)價(jià)矩陣R 來(lái)表示。當(dāng)權(quán)重向量W 和評(píng)價(jià)矩陣R 確定后即可進(jìn)行綜合評(píng)判。

模糊綜合評(píng)判對(duì)具有多個(gè)相互干擾的因素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)十分有效，對(duì)于具有多層級(jí)因素的復(fù)雜系統(tǒng)，可以運(yùn)用多級(jí)模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，模型的建立步驟如下。

2.1.1 建立對(duì)象集

根據(jù)圖1，某典型裝備保障資源的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)象集為兩層，其對(duì)應(yīng)對(duì)象集分別表示為

一級(jí)對(duì)象集： U = ｛U1, U2,U3｝；二級(jí)對(duì)象集分為3 類：人 力 資 源 集 U1=｛U11,U12｝，物 質(zhì) 資 源 集U2=｛U21, U22,U23｝，靠前搶修資源集 U3=｛U31,U32｝。

2.1.2 建立評(píng)語(yǔ)集V

評(píng)語(yǔ)集的確定則根據(jù)實(shí)戰(zhàn)要求進(jìn)行制定，評(píng)語(yǔ)集為V={卓越，合理，適中，失調(diào)}，為實(shí)現(xiàn)定量描述，采用百分制進(jìn)行評(píng)判，設(shè)100～90 為優(yōu)良，80～90 為合理，60～80 為適中，60 分以下為失調(diào)。

2.1.3 確定熵權(quán)系數(shù)

熵指的是系統(tǒng)的混亂程度，能夠?qū)ο到y(tǒng)客觀狀態(tài)進(jìn)行描述。熵權(quán)法將獨(dú)立的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)評(píng)價(jià)，根據(jù)各要素所含信息量的飽滿程度對(duì)其賦以相應(yīng)的權(quán)重值，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的綜合轉(zhuǎn)化。第i 項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)值為

式中 設(shè)對(duì)象集元素ui（i=1，2，···，m）有m 個(gè)，rivn（i=1，2，···，m；n=1，2，···，n）為對(duì)應(yīng)對(duì)象集元素ui關(guān)于評(píng)價(jià)集V={Vn}的定量評(píng)價(jià)值，其取值范圍為[0,1]且

令：

則 W=｛ w1, w2, w3, ???, wm｝為對(duì)象集ui的權(quán)重向量，稱W 為熵權(quán)。

本文所需確定的對(duì)象集權(quán)重向量有兩級(jí)：一級(jí)對(duì)象集權(quán)重向量 W =｛W1, W2,W3｝；二級(jí)對(duì)象集權(quán)重向量：Wi=｛ wi1, wi2｝（i=1、3）、 W2=｛ w21, w22,w23｝。

2.1.4 各級(jí)模糊綜合評(píng)判

建立兩級(jí)對(duì)象集對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)矩陣：

于是一級(jí)評(píng)價(jià)矩陣向量為： Bi= Wi?Ri，則一級(jí)評(píng)價(jià)矩陣為 R =( B1, B2, B3)。

2.2 仿真驗(yàn)證

a）仿真條件。

以某典型裝備的保障資源配置方案為例，運(yùn)用上述方法對(duì)其實(shí)戰(zhàn)化能力進(jìn)行評(píng)估。

初始條件如表1～3 所示，現(xiàn)認(rèn)為戰(zhàn)時(shí)故障的發(fā)生覆蓋所有專業(yè)、故障修復(fù)均需要更換備件，每一種故障都需要用設(shè)備進(jìn)行維修。

表1 人力資源條件Tab.1 Human Resources Conditions

表2 物質(zhì)資源條件Tab.2 Material Resources Conditions

表3 靠前搶修資源Tab.3 Forward Repair Resources

b）對(duì)象集、權(quán)重向量及評(píng)價(jià)矩陣計(jì)算：

U1={0.8325，0.8325}，U2={0.7778，0.8824，0.2222}，，U3={1，0.8333}。

構(gòu)造對(duì)象評(píng)價(jià)集函數(shù)，令u 表示二級(jí)對(duì)象集所包含的元素Uij：

則二級(jí)對(duì)象集權(quán)重向量為W1=（0.5，0.5），W2=（0.313，0.374，0.313），W3=（0.597，0.403）；一級(jí)對(duì)象集權(quán)重向量為W=（0.283，0.388，0.329）。

模糊評(píng)價(jià)矩陣：

c）綜合模糊評(píng)判。

根據(jù)式（8）～（10），二級(jí)綜合評(píng)判為：

由 Bi= Wi?Ri（i=1，2，3）得：

一級(jí)綜合評(píng)判為

采用加權(quán)平均法對(duì)每個(gè)等級(jí)進(jìn)行賦值，取優(yōu)良為95、及時(shí)為85、適中為70、差為40，則賦值后的資源方案合理性評(píng)價(jià)矩陣為

則保障資源方案的整體評(píng)分為

2.3 結(jié)果分析

對(duì)裝備保障資源配置方案做出合理評(píng)價(jià)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，涉及到的因素多、種類廣，并且各因素之間存在著交錯(cuò)復(fù)雜的聯(lián)系，相互影響、相互耦合。通過(guò)仿真評(píng)價(jià)可知，該套資源配置方案的綜合評(píng)價(jià)為78.3787 分，其二級(jí)指標(biāo)即人力資源、物質(zhì)資源、靠前搶修資源分別為82.4875、65.567、89.962，分析可知社會(huì)資源的綜合利用率低是降低保障資源方案的主要影響因素，該項(xiàng)指標(biāo)反映了裝備設(shè)計(jì)的通用性問(wèn)題對(duì)保障資源配置整體方案的影響。所以要加強(qiáng)對(duì)后續(xù)保障工作的指導(dǎo)及加強(qiáng)裝備設(shè)計(jì)的通用性，提高社會(huì)保障資源的應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析過(guò)程可以得出，基于熵權(quán)的模糊綜合評(píng)判法能夠?qū)崿F(xiàn)將單因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為總體的性能評(píng)價(jià)，系統(tǒng)而直觀地給出全系統(tǒng)的合理性評(píng)價(jià)，克服了傳統(tǒng)的專家打分方法所帶來(lái)的主觀因素影響，具有較好的可操作性，并且能夠融合定性與定量指標(biāo)，兼容性強(qiáng)。初步建立的評(píng)價(jià)方法為完善保障資源配置提供了依據(jù)，對(duì)于后續(xù)進(jìn)行更為科學(xué)、直觀地評(píng)估保障資源配置方案提供了新的思路，具有十分重要的意義。