基于目標規劃的航材調撥模型構建

俞 魁，崔崇立 （空軍勤務學院，江蘇 徐州221000）

庫存航材調撥工作在很大程度上依賴于以往的工作經驗，或者是機關助理員個人偏好，主觀性隨機性大，雖然有比例分配法、按裝備重要程度分配法、按航材消耗分配法等方法[1]，但是未從系統的數學角度去分析航材調撥策略。所以如何進行航材調撥，是提高航材保障水平，提高新時代基層單位作戰能力的體現。

1 航材調撥流程分析

基層年度申請計劃生成后，上報對口機關，機關匯總所有基層的申請計劃，結合基層任務、基層庫存、在修和待修數量、歷史消耗、裝機數、裝機剩余壽命等，對基層申請數進行審核，如果出現異常申請數據，需要和基層一起進行調整，然后再進行年度分配工作[2]。流程如圖1所示。

1.1 航材調撥影響因素分析

（1）基層擔負任務重要程度。在相同需求情況下，應先考慮滿足重點方向、重點基層、重點機型的需求；

（2）基層器材緊缺程度?；鶎由暾垥r，對可能造成停飛的基層，優先滿足需求；

（3）調出調入單位之間的遠近。多個倉庫滿足基層需求，在遵循本區優先供應原則的基礎上，再選取距離近的倉庫進行發付；

（4）場站基層的庫存優化。對場站基層的庫存結構進行優化，庫存數大于年需求數一定倍數（系統計算評估得出）的，且倉庫庫存不滿足調撥需求的，考慮參與調出（這部分要好好研究，防止來回調撥）。

（5）其他因素。一個基層最好接收一個倉庫的調撥物資；

車輛運輸，還需要根據配送路線考慮供需單位之間的優化組合。

1.2 航材調撥倉庫庫存影響分析

機關對各單位器材申請進行匯總，按照器材編碼排序，根據倉庫庫存數是否滿足申請需求，分以下三種情況實施。

（1）基層申請總數小于倉庫庫存總數。按照需求單位循環，選取最近倉庫進行調撥；

（2）基層申請數大于倉庫庫存總數。該項器材的需求，如果加上基層的多余（庫存數大于本股年需求數的部分）庫存能夠滿足，參照1的操作，否則按照3操作；

（3）基層申請數大于總供給數。在進行調撥時，要綜合考慮擔負任務、需求緊缺度、距離等因素，然后才能進行合理的循環。

2 基層申請數大于總供給數器材調撥策略設計

2.1 影響因素量化設計

循環順序的選擇：綜合緊缺度、擔負任務、距離三種因素，加權確定滿足的優先順序。

權值的確定：需求緊缺度權值最高、擔負任務權值其次、距離權值最小。

2.2 調撥流程分析

在進行調撥時，可按照逐件分配（應用邊際效益理論）、逐單位分配（物流運輸最優化）進行分配。

（1）根據權值的大小，逐單位循環，根據需求數進行調撥，循環至可調撥庫存為0結束；

（2）逐件器材循環：計算權值，先拿出1件滿足權值最大的，然后重新計算權值，再拿出1件滿足權值最大的，循環至可調撥庫存為0結束。

2.3 循環思路優劣比較

（1）逐單位循環

優點：循環次數較少，執行快速；

缺點：相同需求基層可能由于排序問題，器材滿足差異較大。

（2）逐件器材循環

優點：申請單位器材需求能夠得到較大程度上的滿足；

缺點：循環次數較多，且權值更新計算量較大。

考慮保障情況，建議選擇逐件器材調撥策略。

2.4 調撥流程設計

每個調出單位預設庫存數、調撥數2個參數。調撥數預設為0。每個需求單位預設申請數、滿足數、庫存數、缺貨數4個參數。滿足數預設為0，缺貨數預設為申請數。如圖2所示。

3 航材調撥決策模型構建

航材調撥模型主要解決供需矛盾條件下航材分配的問題[3]。當倉庫庫存數滿足基層需求數時，可應用最短路模型，確定分配方案。最短路模型是成熟的數學模型，在此不做過多討論。當倉庫庫存數不滿足基層需求時，采用多目標規劃、多階段決策構建模型。

3.1 構建分配滿意指數、系統缺貨指數模型

分配滿意指數（Distribute-Satisfaction Index，DSI），是指各場站基層的航材分配單位滿意率與其相對應的航材分配優先系數的乘積之和，用來反映整個年度航材分配工作的滿意程度。由定義可知，為使年度航材分配決策最優，分配滿意指數越大越好[4]。其數學表達式為：

式中：ui表示場站i的重要程度系數，最重要的基層，ui=1；最不重要的單位，則取較小值，如ui=0.1；對其他基層，可按重要程度的大小，給出重要程度系數值。Gi表示場站i的分配數，Qi表示場站i需求數，vi表示場站i對航材需要的緊急程度系數，與重要程度系數類似，可按緊急程度大小，給出緊急程度系數值。系統缺貨指數（System OOS Index，SOI），是參與某項器材分配的各個場站基層本年度將實施航材保障的平均缺件數之和。由定義可知，為使年度航材分配決策最優，系統缺貨指數越小越好[5]。系統缺貨指數的數學表達式為：

式中：S為基層某項器材的實際庫存量，則假設第i個場站參與某項器材的分配，那么第i個場站該項器材的實際庫存量Si就等于該項器材的當前庫存量Xi和分配量Yi之和，即Si=Xi+Yi，n表示參與某項器材分配的場站個數。表示各場站對該項器材的需求量為X的概率。

3.2 構建航材分配多目標優化模型

航材分配的目標是基層分配的滿意度最高，缺航材停飛的幾率最低，所以在上述指標的基礎上，構建多目標優化模型如下：

式中：M為可供分配的庫存數。

3.3 零星申請調撥策略

零星申請計劃策略主要按照“先倉庫后場站基層”、“距離先近后遠”、“調出單位庫存數先多后少”的策略綜合考慮。

（1）查找有無滿足申請數的倉庫，有則選擇最近距離的倉庫進行調撥；（2）如果倉庫庫存不滿足申請需求，查找有無滿足申請數的基層。根據器材需求的緊缺程度，如果器材緊缺，則選擇最近基層，否則選擇庫存數量最多的基層進行調撥。

4 總結

通過研究，更加豐富了航材調撥思路，優化了現有航材調撥流程，相比于傳統的偏向人工決策方式，從數學上分析了調撥的優化建設方向，總結了分別屬于不同調撥情況的策略，該調撥模型的構建能夠為之后的調撥流程智能化提供有效的參考。