基于任務的飛機轉場保障資源配置方法

■ 陳星星 金永尚/中國飛行試驗研究院

0 引言

保障資源是使用與維修裝備所需的全部物資與人員的統稱，包括人力與人員、供應保障、保障設備、保障設施和技術資料、訓練資源、計算機資源保障以及包裝、裝卸、貯存和運輸保障等各方面，是裝備形成保障能力的基礎。保障設備是保障資源的重要組成部分，也是裝備形成持續戰斗力的重要保障。

為有效保證飛機轉場任務以及實現飛機持續戰斗力，必須配置充足且適用的保障資源。隨之而來的就是保障資源的配置問題，是將所有保障資源一同轉場，還是只轉場其中一部分。若轉場攜帶的設備少，可能滿足不了任務的需求；若攜帶設備多，則可能增加了轉場規模。從目前的實際情況來看，基本上是依據以往經驗攜帶了所有的保障資源，勢必增加轉場規模，降低轉場效率。

本文基于飛機轉場任務，研究了飛機轉場保障資源配置的最優方法，可實現保障資源的精準轉場，具有較強的軍事和經濟價值。

1 研究現狀

目前，國內外開展了較多關于保障設備優化配置方法的研究工作，北京航空航天大學章文晉教授提出武器裝備綜合保障的概念模型以及由作戰單元保障對象模型和保障系統模型構成裝備保障概念模型，同時將保障對象劃分為任務、功能、維修任務及持續能力評價模型[1]。解放軍裝備學院于洪敏教授從裝備維修保障資源整體和要素兩個方面制定了信息化條件下裝備維修保障資源優化配置策略，并提出了構建陸軍通用裝備維修保障資源四級優化配置模型的構想[2]。海軍裝備部宿勇等人采用遺傳算法和蒙特卡洛仿真方法建立了以保障費用為優化目標，使用可用度、倉庫庫存容量、維修人員編制等多約束條件下的保障資源配置優化模型[3]。解放軍軍械工程學院劉學程等人基于有色Petri網，研究了維修保障任務模型和維修保障資源模型的建模方法，構建了維修保障資源配置的CPN模型，并利用CPN-Tools對模型進行仿真研究，對任務執行時間、資源沖突、資源利用率、資源再分配等問題進行了分析研究[4]。

上述研究都是基于機群進行研究，討論了機群保障設備優化配置的問題，或者是針對裝備使用過程中維修資源配置開展的研究。本文基于飛機單機轉場模態，研究滿足單機執行轉場任務條件下的保障資源確定方法。

2 飛機轉場任務階段劃分

在確定飛機轉場執行任務保障資源配置前，首先應明確飛機各工作任務階段。對于轉場執行任務的飛機來說，其工作階段主要包括轉場準備階段、轉場階段以及任務執行階段。任務執行階段即為在目的地機場開展任務的全周期，如圖1所示，包括飛機日常飛行準備（飛行前檢查、再次出動檢查、飛行后檢查），周期性定檢階段，排故檢查階段等。在每一任務階段均有飛行、檢查、使用維護等相關工作，而每一項工作都需要使用相應的資源、設備進行維護保障。

對于轉場執行任務的飛機來說，保障設備配置應能滿足飛機在各階段執行任務的需要。基于“飛行+任務”的基本原則，以滿足使用為前提、縮減規模為目標來確定飛機轉場保障資源的配置。

3 保障資源配置確定方法

根據飛機轉場任務的特點，確定轉場任務要素，包括轉場任務的類型、任務執行時間、任務區域特點等。按照飛行保障類、周期定檢類、排故檢查類、特定任務類以及場務保障類等對保障設備進行類別劃分，給出保障設備的選取原則，確定每一類設備的具體范圍。保障設備確定流程如圖2所示。

3.1 飛行保障類

飛行保障類設備是指飛行前準備、飛行后準備以及再次出動準備所需使用的保障資源設備。飛行保障類設備是滿足飛機日常飛行、執行任務所必備的，根據飛機飛行各階段保障流程，確定飛行類保障設備集合為。

3.2 周期定檢類

圖1 飛機轉場任務全周期

圖2 保障資源配置確定流程圖

周期定檢類設備是指周期性工作、定檢類工作所需的保障資源設備，主要作用是為了保證飛機處于良好狀態或具備穩定性能的狀態。對于周期定檢類設備的選取，主要根據執行任務的時間以及飛機的定檢周期要求確定，不同的任務時間段所需的保障資源不同。飛機周期定檢工作一般分為15天、30天、90天等，根據轉場執行任務的時間T，周期定檢工作所需的保障設備集合為P21為“15天周期定檢”所需的保障資源集合，P22為“30天周期定檢”所需的保障資源集合，P2n為定檢周期n所需的保障資源集合，n取值應滿足其中，Xi為定檢周期，X1=15，X2=30，X3=90……；T為任務段時間。

3.3 排故檢查類

排故檢查類設備主要是指系統設備排故、故障檢測定位所需的設備。飛機及設備在使用過程中會出現不同的問題，必須有相應的維修保障設備對故障進行快速定位、檢測和隔離，以達到戰場快速修復的目的。

對于任意一項保障設備，確定其是否需要攜帶轉場的依據如下。

1）確定該項設備的具體適用范圍，可應用于哪些系統/設備的故障檢測、隔離。

2）確定該項保障設備適用的各系統/設備的故障率。

3）預估整個任務期間飛機系統/設備的工作總時間。

3.4 特定任務類

特定任務類設備是指執行特定任務、飛行特殊科目或者轉場至特定機場環境所需的保障設備。根據轉場任務及飛行特點，若涉及飛機多任務構型更換，則需要任務載荷拆裝設備；若涉及電子對抗科目檢查飛行，則需要使用自衛電子對抗檢查儀。設特定任務類設備集合為。

3.5 場務保障類

場務保障類設備是飛機飛行所必需的場地保障設備，包括加油車、電源車、空調車等，一般不屬于飛機機載保障設備，由機場負責提供。但在執行轉場任務時，應梳理飛機所需的場務保障類設備目錄及型號規格，再與目標機場對接，必須明確目標機場是否具備相關設備以及能否使用。對于部分特殊的場務類設備，如有些飛機需要補充偏二甲肼燃料等，則必須攜帶相應設備。根據此原則，設場務保障類設備集合為。

實際應用時，對飛機保障資源設備按照上述五類進行類別劃分，劃分為集合然后根據每一類設備的綜合選取，分析、計算得出每一類保障設備所需攜帶轉場的設備集合P1、P2、P3、P4、P5，最后得出基于該次任務飛機轉場保障資源的配置集合。

4 案例分析

以某飛機執行轉場飛行任務為例，介紹上述保障資源配置方法的實際應用。

該飛機轉場至沿海城市執行飛行任務，預計任務周期為45天，任務階段總工作時間預計為130小時左右。根據此條件確定飛機轉場所需攜帶的保障設備。

1）日常飛行類。保障飛機飛行前檢查、再次出動檢查和飛行后檢查的基本需求，共確定34項日常飛行類保障設備為應攜帶轉場的設備。

2）周期定檢類。轉場任務周期為50天，任務階段包含T15、T30定檢工作項目，攜帶轉場的保障設備應滿足T15和T30定檢工作需要。依據此原則，共確定13項周期定檢類設備為應攜帶轉場的設備。

3）排故檢查類。針對飛機19項排故檢查類保障設備，按照判別公式確定是否需要攜帶轉場。以任務管理系統檢測設備為例說明。該類設備用于任務機、慣導等8個系統/設備的排故及功能、性能檢查工作。任務機、慣導等設備的可靠性指標值平均故障間隔時間（MTBF）為250小時、400小時等，任務階段飛機總工作時間為130小時，根據λ取值為2），滿足的判定要求，任務管理系統檢測設備為應攜帶轉場的設備。按照此原則對其余設備進行判定，共確定10項排故檢查類設備為應攜帶轉場的設備。

4）特定任務類：根據任務需求，確定密鑰注入設備、載荷拆裝設備、電子對抗檢查儀、發動機拆裝車等6項特定任務類保障設備為應攜帶轉場的設備。

通過上述計算分析，此次隨飛機轉場執行任務的保障設備數量為63項，飛機保障設備總目錄規定的設備數量共95項，攜帶轉場設備數占總保障設備數的66.3%，與攜帶全部保障設備相比，極大地縮減了攜帶保障設備的數量及規模。

綜合飛機6次歷史轉場任務可知，根據本方法確定攜帶的保障設備均能滿足轉場飛行任務需求，沒有出現因缺少相關保障資源而導致任務受影響的情況。轉場所攜帶保障設備的平均利用率為93.5%，達到了飛機轉場保障資源優化配置的目的。

5 總結

本文主要針對飛機單機轉場執行任務過程中保障資源優化配置的問題開展研究，通過分析基于任務的飛機轉場任務階段劃分以及各階段飛機使用維護的特點，將飛機所需保障資源劃分為飛行保障類、周期定檢類、排故檢查類、特定任務類以及場務保障類5個類別，給出每一類型保障資源攜帶轉場的選取原則及確定方法，形成了飛機單機轉場保障資源的最優配置確定方法。并通過實例驗證，該方法準確、有效，能夠縮減轉場所需攜帶保障資源的數量及規模，實現了飛機轉場保障資源的最優配置。