基于矢量分析的后勤保障力模型理論研究

姚淼鑫，潘競(jìng)科，鞏義權(quán)

(國(guó)防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院,北京 100858)

后勤保障力是軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要組成部分。如何科學(xué)準(zhǔn)確評(píng)估后勤保障力(即后勤保障能力)要素,對(duì)于指導(dǎo)軍隊(duì)后勤建設(shè)、為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮員提供決策支撐等方面具有重要現(xiàn)實(shí)意義,也是當(dāng)前部隊(duì)亟須研究的課題。

1 相關(guān)理論

1.1 后勤保障力理論

軍隊(duì)很早就提出后勤保障力的概念,認(rèn)為后勤保障力的本質(zhì)就是物質(zhì)保障能力，并且提出了以一定社會(huì)群體(軍隊(duì))對(duì)后勤保障力的需要作為價(jià)值標(biāo)準(zhǔn),建立后勤保障力效用、效率、效益、轉(zhuǎn)換率、整合率等指標(biāo)將勤務(wù)活動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化統(tǒng)一,最終采用因素綜合評(píng)估,因素比較評(píng)估,加權(quán)綜合評(píng)估,模糊綜合評(píng)估等方法對(duì)后勤保障力進(jìn)行評(píng)估[1]。還有學(xué)者將后勤保障力分為保障速度和保障效益兩個(gè)部分,通過(guò)建立了保障時(shí)間和保障效用的函數(shù)對(duì)后勤保障力進(jìn)行了量化。一方面,對(duì)每一種保障確立一個(gè)有關(guān)保障時(shí)間的效用保障函數(shù),六個(gè)效用之和則為總函數(shù),另一方面,從保障成本出發(fā)建立另一函數(shù),相互制衡,通過(guò)總效用的正負(fù),判斷戰(zhàn)爭(zhēng)成敗[2]。這些都是對(duì)后勤保障力的不斷探索,但是筆者認(rèn)為后勤保障力與物理上的力具有類(lèi)似性質(zhì),可以運(yùn)用矢量方法進(jìn)行分析。即,后勤保障力的本質(zhì)是物質(zhì),可以分為直接物質(zhì)保障即各類(lèi)物資保障,以及間接物質(zhì)保障(各類(lèi)專(zhuān)業(yè)技能保障)。 同時(shí)物質(zhì)流動(dòng)有大小、方向和作用點(diǎn),具備矢量的全部特性。這點(diǎn)與王宗喜教授在《物流矢量分析方法初探》中提出的物資流動(dòng)有大小、方向和作用點(diǎn)等矢量的全部特征,可以利用矢量方法分析物資流動(dòng)問(wèn)題不謀而合[3-4]。

1.2 關(guān)于矢量

在物理學(xué)研究中,對(duì)有些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述中既要給出其量值大小,又要表明其方向,即矢量。矢量可以用一條有向線段來(lái)表示,如圖1所示。線段的長(zhǎng)度表示矢量A的大小,又稱(chēng)A的模,箭頭的指向表示其方向。矢量A和B合成服從平行四邊形法則:以這兩個(gè)矢量為鄰邊作平行四邊形,從兩矢量始端的交點(diǎn)引出該平行四邊形的對(duì)角線矢量C,如圖2所示,C就是矢量A和B的合矢量。根據(jù)圖2中的幾何關(guān)系,可求出合矢量C的大小,并確定其方向[5]。

圖1 矢量

圖2 矢量的合成

2 后勤保障力矢量分析方法

后勤保障力矢量分析主要是在作戰(zhàn)環(huán)境下,各級(jí)作戰(zhàn)指揮員針對(duì)后勤關(guān)鍵物資、關(guān)鍵勤務(wù)保障滿足度分析的一種定性和定量相結(jié)合的判斷方法。其結(jié)果主要面向各級(jí)作戰(zhàn)指揮員,為各級(jí)指揮員提供作戰(zhàn)決策支撐。由于后勤保障力的本質(zhì)是物質(zhì),且物資保障和勤務(wù)保障是可以轉(zhuǎn)化的,下文筆者以物資保障為例進(jìn)行矢量分析。

2.1 基本思路

首先,單模型主要是將某一類(lèi)影響作戰(zhàn)效果的關(guān)鍵物資保障力分解成為數(shù)質(zhì)(Q)、時(shí)空(St)和軍事意圖(I)方向上三維空間矢量,并分別計(jì)算各維度后勤保障滿足度(實(shí)際保障與作戰(zhàn)需求的比率,且不能低于作戰(zhàn)需求的最低承受度),再利用矢量合成原理將三維空間矢量合成總后勤保障力矢量。通過(guò)分析總后勤保障力的方向和大小判斷此次后勤保障是否有效,以及后勤保障單位優(yōu)勢(shì)、短板和保障力的強(qiáng)弱。

其次,在數(shù)質(zhì)(Q)方向上根據(jù)多種關(guān)鍵物資(勤務(wù))重要性進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)估,在時(shí)空(St)方向上根據(jù)作戰(zhàn)部隊(duì)保障需求程度進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)估,以及軍事意圖(I)方向上根據(jù)作戰(zhàn)階段保障與作戰(zhàn)的擬合度進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)估,最后通過(guò)矢量方法聚合,得到后勤保障力P,若P的值不為零則此次后勤保障有效,其數(shù)值的大小與最優(yōu)保障(三個(gè)方向均為1)、最低保障的函數(shù)關(guān)系構(gòu)成物資保障的可用度。

2.2 單位模型

1)物資保障影響因素分析。軍事物資保障是為達(dá)軍事目的而存在,解決軍事物資時(shí)空矛盾的活動(dòng),具有數(shù)質(zhì)時(shí)空四大特性。假定外部環(huán)境對(duì)其干擾為0。則后勤保障力P可以抽象為由數(shù)質(zhì)方向上的矢量Q、時(shí)空方向上的矢量St、軍事意圖方向上的矢量I合成而來(lái)。

則有

P=(Q,St,I)

(1)

其合成方法如圖3所示:

圖3 物質(zhì)流示意圖

在作戰(zhàn)環(huán)境下,如不考慮動(dòng)員、時(shí)間等因素,數(shù)質(zhì)方向矢量Q主要的影響因素即為后勤儲(chǔ)備的數(shù)量結(jié)構(gòu)規(guī)模以及運(yùn)輸途中損耗。軍事意圖方向上矢量I是后勤指揮員對(duì)作戰(zhàn)意圖的理解和領(lǐng)悟,可以采用后勤保障預(yù)案與作戰(zhàn)方案的吻合度來(lái)衡量。

時(shí)空方向上矢量St包含時(shí)間和空間兩個(gè)維度,但是筆者認(rèn)為兩個(gè)維度均可以由軍事物資保障速度統(tǒng)一起來(lái),即軍事物資時(shí)間矛盾和空間矛盾都可以轉(zhuǎn)化成軍事物資保障速度問(wèn)題。當(dāng)S=V·T,S是一個(gè)固定值,當(dāng)軍事物流速度達(dá)到足夠大,T可以忽略不計(jì),因此解決軍事物資時(shí)間矛盾其實(shí)質(zhì)是解決軍事物資保障速度的問(wèn)題;軍事物資的空間矛盾我們通常以倉(cāng)儲(chǔ)的方式解決,因此,出現(xiàn)軍隊(duì)系統(tǒng)在各個(gè)方向上存在大量的戰(zhàn)備倉(cāng)庫(kù),這些其實(shí)質(zhì)是由于軍事物資保障速度較慢,才以空間換時(shí)間的方式增強(qiáng)軍事物資保障速度,當(dāng)速度達(dá)到一定程度,完全可以采取以時(shí)間換空間,實(shí)現(xiàn)軍事物資時(shí)空矛盾的統(tǒng)一。綜上,時(shí)空方向上矢量St本質(zhì)其實(shí)是軍事物資保障速度。

2)基于作戰(zhàn)需要各影響因素滿足度分析。在作戰(zhàn)部隊(duì)需求比較明確的情況下,指揮員按照對(duì)作戰(zhàn)重要程度把物資劃分成若干個(gè)等級(jí),如關(guān)鍵物資,重要物資,一般物資等分類(lèi)進(jìn)行分析并制定滿足度標(biāo)準(zhǔn)范圍,再根據(jù)后勤保障準(zhǔn)備情況得出各方向的滿足度。以關(guān)鍵物資為例,在數(shù)質(zhì)方向上,不考慮動(dòng)員和時(shí)間因素,僅考慮后勤儲(chǔ)備的多少以及運(yùn)輸途中的貨損,關(guān)鍵物資保障數(shù)量質(zhì)量低于α(0≤α≤1),則該類(lèi)物資在數(shù)質(zhì)方向的滿足度為0;在時(shí)空方向上,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),根據(jù)物資運(yùn)輸速度及裝卸搬運(yùn)時(shí)間,送達(dá)的物資低于β(0≤β≤1),則該類(lèi)物資在時(shí)空方向的滿足度為0;在軍事意圖方向,采用專(zhuān)家打分法考察后勤保障預(yù)案與作戰(zhàn)方案的吻合度,如果軍事吻合度低于γ(0≤γ≤1),則該類(lèi)物資在軍事意圖方向滿足度為0(注:α、β、γ可以根據(jù)具體不同作戰(zhàn)樣式進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬,利用蒙特卡洛模擬方法得出)。則有

Qn=Qn(Qn≥α);

Qn=0(Qn<α);

Stn=Stn(Stn≥β);

Stn=0(Stn<β);

In=In(In≥γ);

In=0(In<γ)。

最后由三個(gè)方向滿足度Q、St、I矢量合成后勤保障力P。在作戰(zhàn)環(huán)境下我們,規(guī)定若P位于Q、St、I任意二者確定的平面中,則保障力不足以支撐作戰(zhàn),P值為0。

則式(1)表述為

Pn=(Qn,Stn,In)

(2)

其中:

Pn=Pn(當(dāng)Qn≥α且Stn≥β且In≥γ時(shí));

Pn=0(當(dāng)Qn<α或Stn<β或In<γ時(shí))。

3)矢量分析結(jié)果的運(yùn)用。某類(lèi)物資矢量分析結(jié)果為,Q、St、I的大小分別為0.6、0.4、0.8(假定0.6≥α、0.4≥β、0.8≥γ),則根據(jù)勾股定理,|P|=1.07。如圖4所示,我們可以發(fā)現(xiàn)該類(lèi)物資保障在擬制保障方案時(shí)進(jìn)行了充分的考慮,儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)規(guī)模相對(duì)合理,但運(yùn)輸效率相對(duì)較低，制約了該類(lèi)物資保障效能。

圖4 A類(lèi)物資矢量分析結(jié)果

P值的大小在某類(lèi)物資保障中沒(méi)有實(shí)際意義,但是多類(lèi)物資不同保障實(shí)體分析得出大量結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)將具有現(xiàn)實(shí)意義，如表1所示，可以分析同一個(gè)部隊(duì)哪些物資保障能力較強(qiáng),哪些物資保障能力較弱，也可分析同一種物資各實(shí)體保障能力的強(qiáng)弱。

表1 后勤物資保障力分析表

2.3 聚合模型

戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,指揮員關(guān)心的關(guān)鍵性物資可能為若干種,比如彈藥、油料、藥品等(見(jiàn)圖5),得到

(3)

根據(jù)各物資對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)的重要程度賦權(quán)重系數(shù)(一般采用主、客觀相結(jié)合的賦權(quán)方法,如層次分析法、G1法、G2法,主成分分析法、熵值法以及CRITIC法),可得

(4)

得到

Q=A×Q′

(5)

而在St的方向上,保障部隊(duì)能對(duì)不同梯隊(duì)的部隊(duì)進(jìn)行保障,如一線部隊(duì)、二線部隊(duì)、后備隊(duì)等,其與保障部隊(duì)距離、道路情況以及吸引敵方火力情況都不一樣,因此

(6)

可根據(jù)該場(chǎng)戰(zhàn)役中保障的重要程度進(jìn)行賦權(quán)(見(jiàn)表2)，賦權(quán)方法同上

(7)

得到

St=B×St′

(8)

圖5 后勤關(guān)鍵物資分類(lèi)

表2 保障目標(biāo)部隊(duì)等級(jí)

I的方向上,把作戰(zhàn)分為作戰(zhàn)階段1、作戰(zhàn)階段2、作戰(zhàn)階段3等,則

(9)

根據(jù)各階段作戰(zhàn)后勤保障方案滿足作戰(zhàn)意圖程度進(jìn)行賦權(quán)(一般采用專(zhuān)家調(diào)查法):

(10)

得到

I=C×I′

(11)

將(2)、(3)、(4)代入公式(1)得到:

P=(A×Q′,B×St′,C×I′)

(12)

2.4 實(shí)例應(yīng)用分析

某戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合作戰(zhàn)演習(xí)中聯(lián)合作戰(zhàn)指揮中心后勤要素對(duì)此次演習(xí)的后勤保障能力進(jìn)行評(píng)估,經(jīng)分析認(rèn)為此次聯(lián)合戰(zhàn)役的關(guān)鍵物資分別為通用彈藥Q1、油料Q2、藥品Q(chēng)3,根據(jù)此次聯(lián)合戰(zhàn)役樣式、對(duì)后勤物資重要程度賦權(quán)分析以及后勤需求預(yù)計(jì)得出,其重要程度依次為a1=0.5,a2=0.3,a3=0.2,現(xiàn)有后勤物資儲(chǔ)備數(shù)量質(zhì)量滿足度分別為|Q1|=90%,|Q2|=80%,|Q3|=70%;保障作戰(zhàn)對(duì)象分別為一類(lèi)部隊(duì)St1,二類(lèi)部隊(duì)St2,三類(lèi)部隊(duì)St3,根據(jù)作戰(zhàn)樣式中作戰(zhàn)部隊(duì)保障重要程度賦權(quán)分析、物資分布、運(yùn)投能力和作戰(zhàn)強(qiáng)度綜合得出,保障的重要程度分別為b1=0.8,b2=0.1,b3=0.1,保障部隊(duì)的時(shí)空滿足度分別為 |St1|=50%,|St2|=80%,|St3|=90%;聯(lián)合作戰(zhàn)分為3個(gè)階段I1,I2,I3,經(jīng)專(zhuān)家評(píng)估,各階段作戰(zhàn)后勤保障方案滿足作戰(zhàn)意圖的重要程度為c1=0.2,c2=0.6,c3=0.2,每個(gè)階段后勤保障方案與實(shí)際作戰(zhàn)方案的吻合度為|I1|=80%,|I2|=60%,|I3|=40%,假設(shè)Qi(i=1,2,3),Sti(i=1,2,3),Ii(i=1,2,3)均分別大于α,β,γ(假定此次聯(lián)合戰(zhàn)役樣式經(jīng)蒙特卡洛隨機(jī)方法確定,α=0.7,β=0.5,γ=0.4),則|P|≠0,可得

P=(Q,St,I)=(a1×Q1+a2×Q2+a3×Q3,b1×

St1+b2×St2+b3×St3,c1×I1+c2×I2+c3×I3)

=(0.5×0.9+0.3×0.8+0.2×0.7,0.8×0.5+0.1×0.8+0.1×0.9,0.2×0.8+0.6×0.6+0.2×0.4)

=(0.84,0.57,0.6)

|P|=1.18,可用度L=29.4%,即針對(duì)此次演習(xí),后勤物資保障實(shí)際可用為29.4%。

3 后勤保障力矢量分析方法不足與改進(jìn)

3.1 分析的前提條件

后勤保障物資流動(dòng)有大小、方向和作用點(diǎn),具備矢量的全部特性。但是矢量有一個(gè)前提條件,即在矢量的任何一點(diǎn)上都是同質(zhì)的,而且速度是勻速的。所以我們?cè)谶M(jìn)行矢量分析前要將后勤保障物資進(jìn)行分類(lèi),越細(xì)同質(zhì)化越高,矢量分析結(jié)果越精確。另外,此類(lèi)后勤保障物資分析主要為指揮員提供大致后勤保障能力判斷,屬于事前分析,因此筆者假定作戰(zhàn)保障物資需求為勻速。即使作戰(zhàn)保障物資出現(xiàn)非線性需求,可以通過(guò)細(xì)化保障時(shí)間段的方法將作戰(zhàn)保障物資設(shè)定為勻速。

3.2 方法的缺點(diǎn)和不足

首先,由于分析方法前提條件比較嚴(yán)格,對(duì)于后勤物資保障而言,將對(duì)后勤物資分級(jí)分類(lèi)處理分析,甚至還要按時(shí)段區(qū)分開(kāi)來(lái),這無(wú)疑使工作量巨大。其次,影響后勤物資保障的因素很多,如戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、人員素質(zhì)等,建立怎樣的后勤物資保障影響因素維度空間也頗具爭(zhēng)議,但是筆者只是提出一種方法和思路,具體分析仍需見(jiàn)仁見(jiàn)智。再次,對(duì)于滿足度標(biāo)準(zhǔn)范圍,這是一個(gè)比較難以標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題,不同的指揮員不同的作戰(zhàn)樣式甚至不同的作戰(zhàn)部隊(duì)都會(huì)有不同的滿足度標(biāo)準(zhǔn)范圍,這需要借助作戰(zhàn)指揮員的經(jīng)驗(yàn)以及歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合得出。

4 結(jié)束語(yǔ)

通常對(duì)后勤保障能力的評(píng)估是從后勤專(zhuān)業(yè)的角度進(jìn)行分析,而本文以后勤物資保障為例,從作戰(zhàn)指揮員關(guān)心的數(shù)質(zhì)、時(shí)空以及與軍事意圖吻合度三個(gè)維度對(duì)后勤保障力進(jìn)行分析,并得出復(fù)雜環(huán)境下后勤保障力矢量分析方法,為作戰(zhàn)指揮員決策提供支撐。筆者設(shè)想,下一步除了后勤物資保障問(wèn)題,還可以建立勤務(wù)技能矢量分析模型,既可以分析戰(zhàn)略后勤保障問(wèn)題,也可以研究戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)后勤保障問(wèn)題?？偟乃悸肥前押笄诒Ｕ详P(guān)鍵問(wèn)題分類(lèi)建立矢量分析模型,根據(jù)實(shí)際利用指數(shù)法、綜合法、集成分析法和灰色模糊法等傳統(tǒng)分析方法聚合匯總。