饒 卿 ,謝 駿 ,楊 俊
(1.海軍工程大學,湖北 武漢 430033;2.解放軍91911部隊,海南 三亞 572000)
在遠洋條件下,由于受到艦船空間和載重條件的限制,在艦載直升機保障資源的準備中,總會涉及到資源攜帶量與任務量能否相當的問題。如何在有限的條件下發揮最大的效益,以解決有限的維修資源與可靠性維修之間的矛盾,是遠洋條件下艦載機保障必須考慮的問題。
本文運用價值工程的方法,在艦載直升機遠洋條件的約束下,對物資準備與預備飛行時間的總體概況進行價值分析,目的在于確保艦載直升機的技術性能,達到預期的任務效果,并最大可能地節省成本,降低費用開支。
價值工程(VE,Value Engineering)源于二戰后的美國。當時通用電氣公司工程師麥爾斯發現,人們使用某種材料的目的,在于材料所具有的功能,因此可以考慮用功能相同但價格低廉的替代品,來取代原來昂貴的材料。于是促生了“價值分析”的問世[1]。
爾后,美國防部和政府部門開展價值工程活動,都取得了顯著成效。我國在1978年下半年開始推廣價值工程活動。價值工程作為一種有效的現代化管理技術,是以提高產品價值為目標的定量分析方法,著重于功能分析,力求用最低的壽命周期費用,可靠地實現必要功能的有組織的創造性活動。其價值的概念不包含政治經濟學中社會必要勞動的釋義,而是指產品的功能與取得該功能所需成本的比值,是衡量產品經濟效益的尺度,是效率公式在價值工程中的具體體現[2-3],其一般表達式為
價值V=功能F/成本C (1)
維修保障系統的投入,就是維修保障的消耗,包括零部件、器材的消耗,以及人力的消耗等;系統的產出,就是維修保障過程的結果,包括維修后的良好裝備或有效的維修服務等。對維修保障系統投入與產出進行分析,就是通過研究維修保障的投入與產出之間穩定的數量依存關系,運用價值工程分析方法,來建立以投入產出為主要目標的評價模型,來合理的分配維修資源[4],即
維修保障系統的價值V=系統的產出E/系統的投入C (2)
艦載直升機執行遠洋任務時,由于任務飛行時間的不確定性和攜帶的物資(工具、備件、油料等)有限,所以飛行時間總量受到限制,具體的分析目標就是如何準備與飛行時間相應的物資,以保證飛行任務正常完成的概率最大化。艦載機遠洋保障系統中,投入的是保障的資源費用,產出的是艦載機的飛行時間,即
艦載機的價值V=完成任務的時間T/物資費用C(3)
當準備的物資數量大于保障任務飛行的時間,將浪費一定的維修物資費用,比如不易儲存的油料和消耗件;當準備的物資數量少于保障任務飛行時間,則不能滿足使用的要求,也要造成相應的損失,比如出口運輸備件的高費用,任務執行率低等,相較于前者,該損失的后果更為嚴重。
如何滿足一定的使用功能,而所使用的費用又最少,即期望有一個高的價值系數。因此需要選擇一個最佳的任務預備飛行時間,來確定物資準備量,使平均損失費用值最小。
根據艦載直升機每50 h定檢的特點,以每50 h飛行時間為一單位,設:
C1為每多準備50 h飛行時間的損失費;
C2為每少準備50 h飛行時間的損失費;
P(t)為任務需求飛行時間的概率;
T為預備任務飛行時間。
遠洋任務結束時可能出現以下3種情況:
(1)第一種情況,準備時間與實際飛行時間相等。即

(2)第二種情況,準備時間多于實際飛行時間。則平均損失費為

顯然,隨著準備時間的增加,該費用逐漸增加。
(3)第三種情況,準備時間少于實際飛行時間。則平均損失費為

顯然,隨著準備時間的增加,該費用逐漸減少;
綜合這3種情況,平均損失費為

為了確定使平均損失費最小的最佳準備時間T,首先應求出與最佳準備時間對應的臨界值,對式(8)求極值,得

可見,臨界值M就是最佳預備飛行時間的累計概率值,是確定最佳準備時間的標準。取累計概率等于或大于臨界值M的T值,就是最佳準備時間。
以某型艦載直升機為例,過去該型機每次執行遠洋任務總飛行時間的統計量見表1。

表1 某型機每次遠航任務總飛行時間的統計量
以準備時間T=100 h來分析。
第二種情況平均損失費為
C1(100)=P(50)(100-50)C1=5C1
第三種情況平均損失費為

綜合來看,當T=100 h,平均損失費為
C(100)=C1(100)+C2(100)=5C1+75C2
利用平均損失費C(T)的一般公式,計算出各種準備時間的平均損失費為

假設C1=0.01,C2=0.02,即損失費用為所需費用的1%和2%,計算各準備時間下的平均損失值,并列入表2中。

表2 各種準備時間的平均損失值
借助MATLAB繪圖工具,將時間與費用損失的關系繪制于圖1中。

圖1 時間與損失費用的關系圖
從表2和圖1都可以看出,當C1=0.01,C2=0.02時,準備時間T=200 h可使平均損失最小。又因為

從表1可知,累計概率

是大于且最接近M=0.67的值,所以,它對應的任務時間,就是最佳準備時間即T=200 h。
這說明最佳準備時間的累計概率值,即臨界值M,的確是確定最佳準備時間的標準。其中臨界值M由損失費C1、C2決定,它所對應的最佳準備時間隨著C1、C2的變化而改變。
本文運用價值工程的理論,簡單分析了遠洋任務中艦載機保障物資準備的經濟性問題。以累積概率值作為臨界值,來計算物資準備量的標準,簡單可行,為實際工作省去了大量計算。其次,文中所用的是最基本的模型,用于說明思路與方法已經足夠,在更復雜的系統性備件工程中,還需要考慮更多的因素影響。
[1]Wilson A R.A study of the best value engineering practice in China[J].The Value Manager,1998,4(2):3-5
[2]年桂芳.價值工程[M].長春:吉林人民出版社,1986.
[3]楊建昊,金立順.廣義價值工程[M].北京:國防工業出版社,2009.
[4]鄭東良.航空維修管理[M].北京:國防工業出版社,2006.