典型裝備的實戰化保障資源配置方案合理性評價

李 浩，師 嬌，裘群海，何文凱，劉澤卿

（中國運載火箭技術研究院，北京，100076）

0 引 言

信息化條件下的多域聯合作戰具有戰爭進程快、空間跨度廣、資源損耗大的顯著特點，對裝備保障的依賴性越來越強。傳統“粗放規模型”保障和“單線保姆式”保障與未來作戰要求嚴重脫節，必須轉型“精確保障”模式，以提升裝備保障能力。

保障資源的合理配置是提升裝備保障能力的基礎，能夠對保持裝備戰備完好性和使用可用度產生重要的影響。目前，中國裝備保障資源規劃時通常采用經驗法、比例法預測資源需求，即在類似裝備過往使用經驗的基礎上針對未來資源進行配置[1]，對于資源的配置合理性沒有整體的評價，“備而不用、用而不備”等現象頻出，造成了大量的浪費，降低了整體的保障效能。

本文以典型裝備為研究對象，通過建立貼近實戰的裝備保障資源配置指標體系，綜合運用熵權法和模糊綜合評判法[2]對某典型裝備保障資源配置合理性進行評估，能夠定量地反映保障資源配置方案的科學性與正確性。

1 保障資源評估指標體系

對裝備保障資源方案進行效能評估需首先確定能力評價指標體系，只有建立一個完整的、能反映評估目的和要求的指標體系才能得出可信度高的評價結果。本文采用“5M1E”模型進行保障需求分析[3]，并結合裝備特點及作戰需求實際，在分析提煉中國裝備維修保障能力評估指標體系的基礎上，以文獻[4]提供的保障要素定量模型為基礎，融入社會化力量、戰場搶修等實戰化保障評價指標，構建貼近作戰實際的保障資源配置指標體系，如圖1 所示。

圖1 保障資源配置指標體系Fig.1 Indicator System Forensuring Resource Allocation

1.1 人力資源

人力資源指標主要指戰時人力資源的整體保障能力，其實戰化要素主要有人員的實訓等級、人員整體配置情況以及社會動員力量的運用，將相關要素轉化為定量參數融入模型可獲取改進后的指標描述。

1.1.1 人員實訓等級

人員實訓等級即配置于作戰單元的不同專業的裝備保障人員在戰時能夠發揮本專業裝備保障能力的水平。不同技術等級的人員在戰時將對裝備保障工作做出不同的貢獻，按照實際情況分為4 個等級并對應不同分數：實戰演習訓練（不低于90）、實裝訓練（不低于80 分）、模擬訓練（不低于60 分）、基礎訓練（不高于60 分）。作戰單元的裝備保障人員整體實訓等級評價按照式（1）計算：

式中 k 表示作戰單元配置裝備保障人員的專業種類；Si表示第i 個專業的評分。

1.1.2 人員整體配置

保障人員是開展維修保障工作的基礎，其數量及專業覆蓋率將影響維修保障工作的具體開展，作戰單元裝備保障人員的數量及專業設置總體能力評價按式（2）進行評價：

式中 H0為理想情況下保障人員處理所有故障所需總工時；Hi為實戰情況下i 專業人員修理本專業故障所需工時，理想情況下k 為故障發生涵蓋的所有專業的種類；η 為專業配置修正系數，當現場無該專業的人員時，視問題復雜程度取（1，3]；δ 表示專業能力修正系數，視具體情況取值（0，1]，與1.1.1 節的作戰單元配置的人員實訓等級相關。

1.1.3 社會動員能力

社會動員能力即戰時能夠動員的社會相關人員力量，反映了現代戰爭軍民融合的特點，社會動員力量的人員實訓能力和專業技術水平將向能力提升的方向影響1.1.1 節人員實訓等級U11和1.1.2 節人員整體配置U12兩項指標數值。

1.2 物質資源

備件供應是衡量戰時維修效能的重要指標，反映了對裝備保障所需的一切備件的供應能力，主要取決于備件的儲備與供應能力，其中，社會資源匹配性指標也在一定程度上反映了武器裝備通用化設計對裝備保障的影響。通過引入上述因素，可對物質資源實戰化指標模型進行建模。

1.2.1 備件儲備水平

備件的儲備水平是執行裝備保障活動的基礎，反映了裝備在故障情況下能夠及時獲得修復必需資源的能力，其評價指標可以按照式（3）進行計算：

式中 Nc表示單個裝備應配備的備件的種類；Jis為品種i 備件儲備的標準量；Ji為品種i 備件的實際攜帶量。

1.2.2 備件供應能力

備件供應能力是衡量備件數量不足情況下進行及時補給的能力，為裝備維修提供支持，主要影響裝備保障所需工時，其能力可按照式（4）進行評價：

式中 Hi表示該項故障維修所需的工時，其中，k 表示故障維修所涉及的總專業數量，Hi、k 與1.1.2 節中相同；Ht表示備件供應所需時間。

1.2.3 社會資源匹配性

社會資源匹配性表示在規定時間內民用資源能夠進行備件供應的能力，和武器裝備本身備品備件的通用化程度相關，其能力按式（5）進行計算：

式中 Jia為品種 i 備件的社會化供應量；Nc，Jis與1.2.1 節相同。

1.3 靠前搶修資源

靠前搶修是保持與恢復裝備戰斗力的重要因素，能夠使任務執行保持連續性，具有重大的經濟意義和軍事意義。其中，維修設備配套率、損傷定位能力、遠程支援能力是評估搶修時間、維修效率的重要參考，是衡量戰時搶修能力的重要指標，通過引入維修工時參數進行維修效能模型的描述，能夠有效提升模型的適應性。

1.3.1 維修設備配套率

維修設備配套率反映了靠前保障力量實有的維修設備和所需的維修設備在數量上的匹配程度，可以通過式（6）進行量化計算：

式中 Nd表示單個裝備應配備的設備的種類；Kis為品種i 設備儲備的標準量；Ki為品種i 設備的實有量。

1.3.2 損傷定位能力

損傷定位能力表示裝備在發生故障時，能夠及時定位故障的能力，是衡量靠前維修保障的重要指標。

式中 Hf表示預估損傷定位所需時間；α 表示修正系數，用于反映信息化能力對損傷定位的影響。

1.3.3 遠程支援能力

遠程支援能力指故障發生后應用遠程支援系統對維修保障一線人員進行指導和支援的能力，將提高故障定位效率、縮減損傷定位的時間，體現在定量模型上即修正U32指標α 的值。

2 基于熵權的模糊綜合評價方法

2.1 基于熵權的模糊綜合評判模型[5,6]

模糊綜合評判即通過把對象集U 中的元素進行模糊變換后映射至評價集V 中相應的元素，它們之間的模糊關系可用評價矩陣R 來表示。當權重向量W 和評價矩陣R 確定后即可進行綜合評判。

模糊綜合評判對具有多個相互干擾的因素構成的復雜系統進行評價十分有效，對于具有多層級因素的復雜系統，可以運用多級模糊綜合評判法進行綜合評價，模型的建立步驟如下。

2.1.1 建立對象集

根據圖1，某典型裝備保障資源的評價指標對象集為兩層，其對應對象集分別表示為

一級對象集： U = ｛U1, U2,U3｝；二級對象集分為3 類：人 力 資 源 集 U1=｛U11,U12｝，物 質 資 源 集U2=｛U21, U22,U23｝，靠前搶修資源集 U3=｛U31,U32｝。

2.1.2 建立評語集V

評語集的確定則根據實戰要求進行制定，評語集為V={卓越，合理，適中，失調}，為實現定量描述，采用百分制進行評判，設100～90 為優良，80～90 為合理，60～80 為適中，60 分以下為失調。

2.1.3 確定熵權系數

熵指的是系統的混亂程度，能夠對系統客觀狀態進行描述。熵權法將獨立的指標轉化為系統評價，根據各要素所含信息量的飽滿程度對其賦以相應的權重值，實現評價的綜合轉化。第i 項指標的熵權值為

式中 設對象集元素ui（i=1，2，···，m）有m 個，rivn（i=1，2，···，m；n=1，2，···，n）為對應對象集元素ui關于評價集V={Vn}的定量評價值，其取值范圍為[0,1]且

令：

則 W=｛ w1, w2, w3, ???, wm｝為對象集ui的權重向量，稱W 為熵權。

本文所需確定的對象集權重向量有兩級：一級對象集權重向量 W =｛W1, W2,W3｝；二級對象集權重向量：Wi=｛ wi1, wi2｝（i=1、3）、 W2=｛ w21, w22,w23｝。

2.1.4 各級模糊綜合評判

建立兩級對象集對應評價矩陣：

于是一級評價矩陣向量為： Bi= Wi?Ri，則一級評價矩陣為 R =( B1, B2, B3)。

2.2 仿真驗證

a）仿真條件。

以某典型裝備的保障資源配置方案為例，運用上述方法對其實戰化能力進行評估。

初始條件如表1～3 所示，現認為戰時故障的發生覆蓋所有專業、故障修復均需要更換備件，每一種故障都需要用設備進行維修。

表1 人力資源條件Tab.1 Human Resources Conditions

表2 物質資源條件Tab.2 Material Resources Conditions

表3 靠前搶修資源Tab.3 Forward Repair Resources

b）對象集、權重向量及評價矩陣計算：

U1={0.8325，0.8325}，U2={0.7778，0.8824，0.2222}，，U3={1，0.8333}。

構造對象評價集函數，令u 表示二級對象集所包含的元素Uij：

則二級對象集權重向量為W1=（0.5，0.5），W2=（0.313，0.374，0.313），W3=（0.597，0.403）；一級對象集權重向量為W=（0.283，0.388，0.329）。

模糊評價矩陣：

c）綜合模糊評判。

根據式（8）～（10），二級綜合評判為：

由 Bi= Wi?Ri（i=1，2，3）得：

一級綜合評判為

采用加權平均法對每個等級進行賦值，取優良為95、及時為85、適中為70、差為40，則賦值后的資源方案合理性評價矩陣為

則保障資源方案的整體評分為

2.3 結果分析

對裝備保障資源配置方案做出合理評價是一項非常復雜的工作，涉及到的因素多、種類廣，并且各因素之間存在著交錯復雜的聯系，相互影響、相互耦合。通過仿真評價可知，該套資源配置方案的綜合評價為78.3787 分，其二級指標即人力資源、物質資源、靠前搶修資源分別為82.4875、65.567、89.962，分析可知社會資源的綜合利用率低是降低保障資源方案的主要影響因素，該項指標反映了裝備設計的通用性問題對保障資源配置整體方案的影響。所以要加強對后續保障工作的指導及加強裝備設計的通用性，提高社會保障資源的應用。

3 結束語

通過分析過程可以得出，基于熵權的模糊綜合評判法能夠實現將單因素的評價指標轉化為總體的性能評價，系統而直觀地給出全系統的合理性評價，克服了傳統的專家打分方法所帶來的主觀因素影響，具有較好的可操作性，并且能夠融合定性與定量指標，兼容性強。初步建立的評價方法為完善保障資源配置提供了依據，對于后續進行更為科學、直觀地評估保障資源配置方案提供了新的思路，具有十分重要的意義。