網(wǎng)電對抗裝備戰(zhàn)場搶修器材需求SD模型研究?

李曉星 陳 玲 袁學華 許有武

（國防科技大學 合肥 230037）

1 引言

網(wǎng)電對抗裝備在未來信息化戰(zhàn)爭中的作用越來越明顯［1］，由于未來信息化戰(zhàn)爭爆發(fā)時間短、對抗強度大、破壞性強，這就決定了戰(zhàn)爭對戰(zhàn)場搶修的時效性越來越高，對搶修維修器材品種數(shù)量的需求越來越精準，因此研究未來信息化戰(zhàn)爭條件戰(zhàn)場搶修器材保障規(guī)律，實現(xiàn)裝備器材的精確化保障，保障網(wǎng)電對抗裝備最大程度地發(fā)揮作戰(zhàn)效能，具有重要的意義。

2 戰(zhàn)場搶修的基本流程

滿足戰(zhàn)場搶修的器材需要是戰(zhàn)時網(wǎng)電對抗裝備維修器材需求的直接動因，因此研究維修器材需求必須從戰(zhàn)場搶修的過程著手分析。

戰(zhàn)場搶修由戰(zhàn)場損傷評估（Battlefield Damage Assessment，BDA）和戰(zhàn)場損傷修復（Battlefield Damage Repair，BDR）兩部分組成，其中，BDA是BDR的前提和基礎［2～4］。戰(zhàn)場搶修按照先評估后修復的思路，首先應確定網(wǎng)電對抗裝備的損傷程度，對于輕損和中損的裝備以現(xiàn)場實施戰(zhàn)時一級修理為主；針對重損裝備應后送到后方基地實施戰(zhàn)時二級修理［5～6］，報廢裝備脫密處理后拋棄，因裝備報廢或重損裝備后送造成裝備缺口，因此應及時申請補充裝備。戰(zhàn)場搶修實施過程［7～8］如圖1所示。

圖1 搶修策略與實施過程

3 戰(zhàn)場搶修器材需求影響因素分析

戰(zhàn)場搶修戰(zhàn)損裝備所消耗的器材量決定裝備維修器材需求量。裝備受擊戰(zhàn)損、技術損壞和自然損壞是引發(fā)戰(zhàn)時裝備維修器材消耗的直接影響因素，其中受擊損壞約占裝備總損壞數(shù)的80%，技術損壞和自然損壞約占20%［8～9］。同時戰(zhàn)時網(wǎng)電對抗裝備的動員生產(chǎn)能力、運輸能力決定了戰(zhàn)時網(wǎng)電對抗裝備補給能力（速度），決定了網(wǎng)電對抗部隊的持續(xù)作戰(zhàn)能力，也間接決定裝備維修器材的需求。

4 戰(zhàn)場搶修器材需求預測的SD模型

4.1 系統(tǒng)假設

為方便研究和突出重點，對問題的部分因素與研究邊界作如下合理假設。

1）交戰(zhàn)過程中網(wǎng)電對抗裝備戰(zhàn)損率始終保持不變；

2）戰(zhàn)場搶修過程中保障資源（維修人員、維修器材）充足；

3）網(wǎng)電對抗裝備型號不做區(qū)分；

4）裝備損傷程度分布：輕度損傷8%，中度損傷18%，嚴重損傷35%，報廢39%；

5）輕損維修工作量0.5工時，中損維修工作量2工時，重損維修工作量12工時。輕損、中損裝備均為單人維修，維修時限分別為0.5h和2h，重損以三人小組開展搶修行動，即維修時限為4h，重損裝備的后送和前送均為 6h［5～6］；

6）輕損、中損裝備的修復率為100%，重損裝備的修復率為70%；

7）單裝器材消耗標準是保障單臺套裝備所需要的維修器材的品種和數(shù)量［10～11］。

4.2 系統(tǒng)變量選取

基于戰(zhàn)場搶修策略和維修器材需求影響因素地分析，簡化次要因素，選取參戰(zhàn)裝備數(shù)量、期望裝備數(shù)量、裝備補充速度、裝備戰(zhàn)損速度、裝備待修數(shù)、裝備維修數(shù)、裝備修復數(shù)、報廢裝備數(shù)、輕損維修時間、中損維修時間、重損維修時間、重損后送時間、重損前送時間、戰(zhàn)損維修器材消耗、自然環(huán)境損耗因子、技術因素損耗因子和單裝基數(shù)標準等作為主要變量構建裝備維修器材需求預測SD模型。

4.3 因果關系分析

通過分析網(wǎng)電對抗裝備戰(zhàn)場搶修系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的關系，可以得到如圖2所示的裝備戰(zhàn)場搶修的因果關系圖［12～14］。圖中箭尾元素對箭頭元素產(chǎn)生作用，“十”表示正相關關系，“一”表示負相關關系。

圖2 戰(zhàn)場搶修器材需求SD模型系統(tǒng)因果關系圖

4.4 系統(tǒng)流圖建立

因果關系圖雖然能夠直觀地描述系統(tǒng)的反饋機制，但由于是粗略的定性描述，不能表示不同性質(zhì)變量的區(qū)別，必須進一步運用定量化的系統(tǒng)流圖［12～14］來表示。在圖2基礎上繪制戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型系統(tǒng)流圖，進而更精準地描繪戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型系統(tǒng)反饋與控制機制，如圖3所示。

圖3 戰(zhàn)場搶修器材需求SD模型系統(tǒng)系統(tǒng)流圖

模型中5個狀態(tài)變量，6個速率變量，其他為輔助變量或常量。該系統(tǒng)流圖模型中涉及到的主要變量關系如下：

5 戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型仿真分析

5.1 背景條件設定

對戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型進行仿真實驗，首先應設定作戰(zhàn)背景和作戰(zhàn)條件。假設在某次戰(zhàn)役行動中某網(wǎng)電對抗旅對當面之敵實施偵察，某型參戰(zhàn)網(wǎng)電對抗偵察裝備數(shù)量60套，期望裝備數(shù)為100套。作戰(zhàn)方案不同，則網(wǎng)電對抗偵察裝備的部署位置、動員補給策略也不盡相同，進而裝備戰(zhàn)損率、裝備補給時間也不同。

5.2 仿真實驗及結(jié)果分析

5.2.1 不同戰(zhàn)損率條件下維修器材需求預測

根據(jù)基本作戰(zhàn)背景，設定四種作戰(zhàn)方案的戰(zhàn)損率分別為0.1、0.2、0.3和0.4，裝備補給時間為兩天。作戰(zhàn)（仿真）時長為20天，仿真步長設置為0.1天。則通過SD模型仿真得到器材需求預測曲線如圖4所示。

圖4 不同戰(zhàn)損率條件下維修器材需求預測曲線

圖4橫坐標為作戰(zhàn)持續(xù)時間，縱坐標分別為維修器材需求（基數(shù)/天）和維修器材累計需求（基數(shù)［15～16］）。仿真結(jié)果分析如下。

1）維修器材需求在不同的作戰(zhàn)階段變化有差異。如圖3戰(zhàn)損率為0.3的維修器材需求曲線，第1天器材需求為11基數(shù)/天，第3天為15基數(shù)/天，需求量變化較大；第10天開始器材需求為17基數(shù)/天趨于穩(wěn)定。作戰(zhàn)初期，由于大量戰(zhàn)損裝備處于維修搶修越大狀態(tài)，導致器材需求波動較大；作戰(zhàn)中后期，搶修分隊維修保障能力的不斷提升，搶修效果逐漸顯現(xiàn)，器材需求趨于穩(wěn)定。

2）裝備戰(zhàn)損率直接影響維修器材需求量。如圖3戰(zhàn)損率為0.1和0.3的維修器材需求曲線，第20天，戰(zhàn)損率0.1的器材需求為6基數(shù)/天，器材累計需求量為117基數(shù)；戰(zhàn)損率0.3的器材需求為16基數(shù)/天，器材累計需求量為407基數(shù)。裝備戰(zhàn)損率的增加，搶修任務加重，維修器材需求量增加。

5.2.2 不同裝備補給時間條件下維修器材需求預測

根據(jù)基本作戰(zhàn)背景，設定四種作戰(zhàn)方案的裝備補給時間分別為1天、2天、3天和4天，則通過SD模型仿真得到裝備補給速度預測曲線和器材需求預測曲線如圖5和圖6所示。

圖5 不同裝備補給時間條件下裝備補給速度預測曲線

圖6 不同裝備補給時間條件下維修器材需求預測曲線

仿真結(jié)果分析如下。

1）裝備補給時間直接影響裝備補給速度。如圖5所示，裝備補給時間為1天，則第1.6天裝備補充速度達到峰值35套/天，第7天裝備補充速度趨于穩(wěn)定約為22套/天；裝備補給時間為4天，則第4天裝備補充速度達到峰值40套/天，第15天裝備補充速度趨于穩(wěn)定約為22套/天?；谡麄€作戰(zhàn)過程裝備補充速度曲線呈現(xiàn)出作戰(zhàn)初期變化幅度大、作戰(zhàn)中后期逐漸趨向穩(wěn)定的特點，可得裝備補給時間延時了裝備補給速度。

2）裝備補給時間延時滯后器材需求。如圖6所示，裝備補給時間1天，則第3.7天維修器材需求達到峰值約15基數(shù)/天，第8天維修器材需求趨于穩(wěn)定約為14基數(shù)/天；裝備補給時間4天，則第7.4天維修器材需求達到峰值約16基數(shù)/天，第17.5天維修器材需求趨于穩(wěn)定，約為14基數(shù)/天。裝備補給時間影響后續(xù)裝備的補給速度，直接影響實際參戰(zhàn)裝備數(shù)量，直接影響部隊戰(zhàn)斗力的生成。由于直接影響參戰(zhàn)裝備總數(shù)，在戰(zhàn)損率恒定的情況下，客觀上將間接影響戰(zhàn)損裝備數(shù)量，進而延時滯后維修器材需求。

6 結(jié)語

戰(zhàn)時網(wǎng)電對抗裝備器材保障是網(wǎng)電對抗部隊完成未來聯(lián)合作戰(zhàn)任務的重要保障，精準預測戰(zhàn)場搶修網(wǎng)電對抗裝備器材的品種和數(shù)量，是確保網(wǎng)電對抗裝備保障精確化的客觀要求。本文將系統(tǒng)動力學方法引入到網(wǎng)電對抗裝備戰(zhàn)場搶修器材的需求預測，通過因果關系分析，有效地展現(xiàn)戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型系統(tǒng)中諸多因素相互關聯(lián)、相互影響的復雜關系。通過構建系統(tǒng)流圖進行仿真實驗，研究了裝備戰(zhàn)損率、裝備補給時間對戰(zhàn)場搶修器材需求預測SD模型系統(tǒng)帶來的影響。以上研究成果有助于深入認識戰(zhàn)場搶修器材預測SD模型系統(tǒng)的運行機理，也為實現(xiàn)戰(zhàn)時器材的精確化保障提供了參考，具有一定的理論和現(xiàn)實意義。