基于保障效益分析的訓(xùn)練彈需求預(yù)測(cè)方法

陳 偉，陳義軍，孔凡成，羅敏強(qiáng)，邢 正

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥保障系，江蘇 徐州 210000；2.解放軍95364 部隊(duì)，廣東 遂溪 524300；3.解放軍94655 部隊(duì)，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

為了提升部隊(duì)訓(xùn)練質(zhì)量，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈戰(zhàn)訓(xùn)使用需求迅速增大，各部隊(duì)均不同程度存在彈藥數(shù)量不足的現(xiàn)象，直接影響部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的提升，如何在有限經(jīng)費(fèi)下實(shí)現(xiàn)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益最優(yōu)化，是當(dāng)前空軍機(jī)關(guān)十分關(guān)注的問(wèn)題。本文明確部隊(duì)?wèi)?zhàn)訓(xùn)任務(wù)對(duì)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障需求，總結(jié)訓(xùn)練彈指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上建立保障效益分析模型，對(duì)某場(chǎng)站消耗某型空地導(dǎo)彈訓(xùn)練彈的數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益分析指標(biāo)體系

影響某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障的因素較多，利用因素分析法分析出某型空地導(dǎo)彈訓(xùn)練彈保障過(guò)程中的各個(gè)影響因素，獲得保障效益分析指標(biāo)。

1.1 因素分析法

因素分析法可以較為全面地反映出某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障的各個(gè)不同側(cè)面。某一分析指標(biāo)由具有相關(guān)性的因素a，b，c，…影響時(shí)，存在如下關(guān)系：益為分析指標(biāo)F，飛行員年均訓(xùn)練量為因素A，打靶任務(wù)為因素B，演習(xí)演練為因素C，警巡任務(wù)為因素D，臨時(shí)性任務(wù)因素為因素E。

1）構(gòu)建指標(biāo)體系。某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈的供應(yīng)保障效益與飛行員的年均訓(xùn)練量、打靶任務(wù)、演習(xí)演練、臨時(shí)性任務(wù)及供應(yīng)端因素有關(guān)，根據(jù)該型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)保障效益的基本內(nèi)涵可以推斷出以下指標(biāo)體系：

某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)保障效益= 飛行員年均訓(xùn)練量+打靶任務(wù)+ 演習(xí)演練+ 臨時(shí)性任務(wù)+警巡任務(wù)，即：

2）具體分解步驟。將分析指標(biāo)F 分解為各個(gè)因素，根據(jù)依存關(guān)系依次替代以測(cè)定各個(gè)因素對(duì)分析指標(biāo)的影響。其基本原理如下：首先，明確各個(gè)因素對(duì)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)保障的影響，按照數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系，考慮實(shí)際的供應(yīng)保障關(guān)系，排列成合理的計(jì)算順序；其次，假設(shè)僅有一個(gè)因素變化，水平比較前后變化的結(jié)果，得到因素變化影響數(shù)；最后，進(jìn)行各個(gè)因素的阻隔計(jì)算分析。其一般分為以下步驟：

1.2 因素分析法模型構(gòu)建

假設(shè)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈的供應(yīng)保障效

確定供應(yīng)保障指標(biāo)的影響因素，建立供應(yīng)指標(biāo)與各因素之間的函數(shù)關(guān)系模型。影響某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈的因素包括飛行員年均訓(xùn)練量因素A，打靶任務(wù)因素B，演習(xí)演練因素C，警巡任務(wù)因素D，臨時(shí)性任務(wù)因素E。其中場(chǎng)站飛行員數(shù)量m，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈掛飛壽命n，一架某型飛機(jī)所需領(lǐng)航員或武器操控員數(shù)量O，訓(xùn)練大綱規(guī)定訓(xùn)練所需某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈總數(shù)量R。

某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈總數(shù)量：

說(shuō)明R、B、C、D、E 5 個(gè)因素變化對(duì)供應(yīng)指標(biāo)影響程度之和等于實(shí)際與計(jì)劃之間的差異。但是必須注意，此方法有一定的假設(shè)，即是在假定某一因素變化而其他因素不變的情況下，計(jì)算得到的影響程度，但是在實(shí)際情況下可能有一定的變化。

3）實(shí)證檢驗(yàn)與分析

某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈掛飛壽命為120 個(gè)起落，一架某型飛機(jī)有兩名領(lǐng)航員，假設(shè)飛行員年均訓(xùn)練量為a 個(gè)飛行起落，場(chǎng)站領(lǐng)航員數(shù)量為b 人，實(shí)彈射擊次數(shù)為c 次，打靶前訓(xùn)練次數(shù)為d 次，演習(xí)演練飛行起落為e，警巡次數(shù)為f 次，出動(dòng)架次為g，訓(xùn)練次數(shù)為h，臨時(shí)任務(wù)掛飛次數(shù)為i?？梢缘玫剑?/p>

Step 1 確定分析對(duì)象。選擇某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈的供應(yīng)指標(biāo)作為分析對(duì)象。

Step 2 確定該指標(biāo)的驅(qū)動(dòng)因素及函數(shù)關(guān)系。其中飛行員年均訓(xùn)練量a、打靶前訓(xùn)練次數(shù)d、警巡前訓(xùn)練次數(shù)為定值h。

某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)實(shí)際指標(biāo)：

1.3 數(shù)據(jù)分析

在需求不確定性因素分析中可知，飛行員年均訓(xùn)練量由空軍訓(xùn)練大綱規(guī)定，場(chǎng)站領(lǐng)航員數(shù)量由停飛領(lǐng)航員數(shù)量和新領(lǐng)航員決定，總的數(shù)量相對(duì)在一個(gè)固定值，影響度q接近于零，如圖1 所示；打靶次數(shù)變化量比較大，影響度q較大，如圖2 所示；演習(xí)演練任務(wù)趨于固定化，影響度q較小，如圖3 所示；警巡次數(shù)受國(guó)際環(huán)境影響，但警巡任務(wù)是所有航空兵部隊(duì)都參加，分配到各個(gè)場(chǎng)站基數(shù)小，因此影響度q較小，如圖4 所示；臨時(shí)性任務(wù)雖然次數(shù)很難確定，但臨時(shí)性強(qiáng)，接到任務(wù)就直接上，無(wú)充足訓(xùn)練時(shí)間，所需架次少，影響度q較小，如下頁(yè)圖5 所示。

圖1 飛行員年均訓(xùn)練量影響程度

圖2 打靶任務(wù)影響程度

圖3 演習(xí)演練影響程度

圖4 警巡任務(wù)影響程度

圖5 臨時(shí)性任務(wù)影響程度

通過(guò)分析，實(shí)彈打靶次數(shù)對(duì)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)保障影響最大。上述分析是利用因素分析法對(duì)需求端中的飛行員年均訓(xùn)練量、打靶任務(wù)、演習(xí)演練、警巡任務(wù)和臨時(shí)性任務(wù)進(jìn)行分析。某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障過(guò)程中還受到多種相關(guān)因素的影響，其中裝備體制編制、軍事任務(wù)需求、保障環(huán)境和調(diào)配能力等因素具有更為直接的影響。體制編制不同，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)保障的任務(wù)和內(nèi)容也不同。各個(gè)場(chǎng)站地域不同，則保障環(huán)境也不一樣，部隊(duì)所處的自然地理環(huán)境、社會(huì)環(huán)境不同，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障的需求及保障條件不同，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈在不同自然環(huán)境下儲(chǔ)存、使用、損耗狀況不同，與之相配套的維修器材需求也不盡相同，某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈儲(chǔ)備、補(bǔ)充、管理等活動(dòng)也有所不同。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)展水平不同，依托地方組織某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈儲(chǔ)備和運(yùn)輸補(bǔ)充的條件也不同。地理位置不同，所擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)領(lǐng)域也不同。某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈調(diào)配保障能力不同，對(duì)部隊(duì)需求的保障程度和水平也不同。供應(yīng)端的主要影響因素有供應(yīng)時(shí)間、運(yùn)輸費(fèi)用、調(diào)配能力和供應(yīng)機(jī)制，特別是在臨時(shí)申請(qǐng)時(shí)，這些因素尤為重要。臨時(shí)申請(qǐng)具有緊迫性，必須具有快速供應(yīng)能力；供應(yīng)的多少和供應(yīng)距離決定供應(yīng)時(shí)的運(yùn)輸方式，距離和供應(yīng)方式不一樣，所需的費(fèi)用也不一樣，影響著經(jīng)濟(jì)效益；調(diào)配能力決定供應(yīng)保障過(guò)程中供應(yīng)時(shí)間的多少；現(xiàn)在供應(yīng)保障過(guò)程中各型導(dǎo)彈的供應(yīng)機(jī)制都不夠成熟，在申請(qǐng)時(shí)容易出現(xiàn)拖拉現(xiàn)象，影響保障效益。

保障管理包含管理信息的及時(shí)性、管理信息的準(zhǔn)確性、管理人員協(xié)調(diào)能力、保障管理的安全性和部隊(duì)多點(diǎn)同時(shí)保障能力。

保障裝備/器材包括保障裝備/器材的數(shù)量、保障裝備/器材與彈型的匹配率、保障裝備/器材的良好率、倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存能力和上一年度的剩余掛飛次數(shù)。

1.4 保障效益分析指標(biāo)體系

根據(jù)上述分析，可以得到某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益績(jī)效評(píng)價(jià)過(guò)程中所需的評(píng)價(jià)指標(biāo)。某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)如圖6 所示。

圖6 某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益分析指標(biāo)權(quán)重

G1 法是層次分析法的改進(jìn)方法，不需要構(gòu)建判斷矩陣，無(wú)需一致性檢驗(yàn)，對(duì)指標(biāo)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，同時(shí)具有保序性，具體步驟如下：

1）確定序關(guān)系

定義1 若指標(biāo)X相對(duì)某評(píng)價(jià)準(zhǔn)則（或目標(biāo)）的重要程度不劣于X時(shí)，則記為X≥X（符號(hào)≥表示不劣于關(guān)系）。

表1 rk 賦值參考表

3 模糊綜合分析模型

根據(jù)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益情況及指標(biāo)體系研究，采用二級(jí)模糊綜合分析法構(gòu)建某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益績(jī)效分析模型。

3.1 建立分析指標(biāo)集

3.2 構(gòu)造評(píng)價(jià)因素的權(quán)重集

3.3 需求預(yù)測(cè)

需求預(yù)測(cè)一般步驟為：

1）預(yù)測(cè)未來(lái)矩陣；2）應(yīng)用抽樣技術(shù)產(chǎn)生N 個(gè)矩陣；3）對(duì)N 個(gè)矩陣，在未來(lái)某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配流；4）分析某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈需求量結(jié)果，確定其概率分布函數(shù)。

矩陣樣本抽樣：

試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為：字母L，M 和H 分別表示低、一般和高；LL 表示最低，LM、ML 表示中等偏低，LH、HL、MM 表示中等，HH 表示最高。本文中矩陣的均值是確定的，而矩陣中標(biāo)準(zhǔn)差是變化的。

為了模擬彈藥需求量預(yù)測(cè)的不確定性，預(yù)測(cè)模型中引入拉丁超立方抽樣方法，來(lái)產(chǎn)生不確定條件下彈藥需求量的可能數(shù)值。這些數(shù)值假定符合正態(tài)分布。每個(gè)所對(duì)應(yīng)的潛在彈藥需求的標(biāo)準(zhǔn)差（σ），按照彈藥需求量預(yù)測(cè)精度分為以下3 個(gè)類型：

彈藥需求量的每個(gè)對(duì)均值也分為3 個(gè)水平。高和低水平的均值是在中間水平的基礎(chǔ)上，上下波動(dòng)20%。為了便于比較，在一般決策中，需求均值設(shè)置為中等水平。

每年的需求一般采用負(fù)指數(shù)需求函數(shù)（如圖7所示），其形式為：

圖7 彈藥隨機(jī)需求量

某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)訓(xùn)練彈需求量的不確定性，訓(xùn)練彈需求的不確定性又會(huì)影響到保障是否能夠達(dá)到預(yù)期的目的和效果。在分析中某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈需求量預(yù)測(cè)產(chǎn)生的誤差一般認(rèn)為符合正態(tài)分布，并且假定彈藥需求量預(yù)測(cè)的誤差隨著需求量成比例的增長(zhǎng)。潛在訓(xùn)練彈需求是反映訓(xùn)練彈需求不確定性的主要外因，第n 年潛在需求為：

3.4 綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

3.5 建立模糊判斷矩陣

通過(guò)需求預(yù)測(cè)可以得到某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益的最優(yōu)解，為了驗(yàn)證這一結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行判斷。

1）請(qǐng)專家對(duì)結(jié)果進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，得評(píng)價(jià)結(jié)果R，令R為權(quán)重系數(shù)向量A的模糊評(píng)價(jià)判斷矩陣，考慮二級(jí)指標(biāo)隸屬于各個(gè)評(píng)語(yǔ)的程度，則評(píng)價(jià)矩陣為：

與A相乘作模糊變換，得到二級(jí)模糊綜合判斷矩陣：

3.6 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

4 實(shí)例分析

得到分析模型后，為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，現(xiàn)對(duì)某場(chǎng)站某年度某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4.1 權(quán)重計(jì)算

根據(jù)所得某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益分析指標(biāo)，邀請(qǐng)專家對(duì)各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可得一級(jí)指標(biāo)包括供應(yīng)端X，需求端Y、保障管理Z、保障裝備/器材W，如表2 所示。判斷X、Y、Z、W 的4 個(gè)序關(guān)系相同，得相鄰指標(biāo)相對(duì)重要度的平均值為r=1.5，r=1.3，r=1.2。

表2 一級(jí)指標(biāo)評(píng)判表

根據(jù)上述運(yùn)算可得一級(jí)權(quán)重集：A={0.38，0.26，0.20，0.16}。

根據(jù)下頁(yè)表3 二級(jí)指標(biāo)評(píng)判表，可得二級(jí)權(quán)重集：

表3 二級(jí)指標(biāo)評(píng)判表

4.2 需求預(yù)測(cè)

由分析供應(yīng)端影響因素時(shí)得到：

又知該場(chǎng)站于前一年申請(qǐng)了9 枚某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈，實(shí)際消耗11 枚訓(xùn)練彈。經(jīng)過(guò)抽樣分析和三次預(yù)測(cè)，由式（9）預(yù)測(cè)該場(chǎng)站某年度所需14枚某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈。

4.3 單因素評(píng)價(jià)

表4 單因素評(píng)價(jià)表

可得判斷矩陣為：

4.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)需求預(yù)測(cè)得到該場(chǎng)站某年度所需14 枚某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈，由評(píng)價(jià)結(jié)果可得該結(jié)果介于基本滿足與完全滿足之間。該場(chǎng)站某年度實(shí)際消耗某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈15 枚，其中兩枚某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈掛飛壽命有結(jié)余。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該場(chǎng)站向上級(jí)機(jī)關(guān)申請(qǐng)某年度訓(xùn)練彈數(shù)量為11枚，其中兩枚為臨時(shí)申請(qǐng)。由此可知，該預(yù)測(cè)方法較為準(zhǔn)確，雖然不能完全滿足部隊(duì)的需求，但是極大地提高了某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈的保障效益，既達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益，又滿足了軍事效益。

5 結(jié)論

本文以某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益分析為研究對(duì)象，利用因素分析法對(duì)影響某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈需求因素進(jìn)行分析，從總體上計(jì)算出各個(gè)因素的影響程度，讓部隊(duì)在編制請(qǐng)領(lǐng)計(jì)劃時(shí)有側(cè)重點(diǎn)，最后建立某型空地導(dǎo)彈飛行訓(xùn)練彈保障效益分析模型，通過(guò)實(shí)例分析驗(yàn)證了本文方法的有效性。