基于網絡計劃技術的艦上彈藥調度流程優化*

陶 益 魏嘉彧 李海軍 張沛帆

（1.中國船舶及海洋工程設計研究院 上海 200011）（2.海軍航空大學 煙臺 264001）

1 引言

對于以艦載機為主戰武器的艦艇而言，艦載機出動能力是衡量艦載機編隊作戰性能的關鍵指標［1］，主要包括彈藥轉運掛載和載機維護保障兩個方面。在實際保障過程中，盡可能提高航空彈藥保障效率是在載機起飛前準備工作基本確定的條件下，提高艦載機出動能力的有效途徑。

目前，國內外對于艦上航空彈藥貯運系統已經有了一定的研究。“福特”級航母項目主管邁克爾·施瓦茲曾表示，彈藥貯運是影響艦載機出動架次率的最大瓶頸［2～3］。貯運系統是進行航空彈藥調度的主要依托，它接收上級航空保障部門發出的任務指令，立即形成相應的航空彈藥調度方案并將方案分解下發給各調度站位，操作人員控制轉運裝置實施具體操作并及時向上級反饋現場信息，發現問題及時處理，從而保證各類型航空彈藥在艦上的貯存、轉運、管理等流程的順利進行。

航空彈藥的保障過程主要由艦上彈藥貯運系統實現。保障過程中，貯運系統較低的轉運效率與彈藥的高消耗量通常是最主要的矛盾所在，也是現階段亟待討論的課題。本文基于網絡計劃技術，以某型艦上貯運系統為依托，通過對關鍵路線的分析，采取合理的措施對航空彈藥單批次調度流程進行優化，以達到滿足載機保障時間要求，提高保障效率的目的，為艦上航空彈藥保障體系的建設打下一定基礎。

2 網絡計劃技術基本原理

網絡計劃技術是基于網絡圖開展工程項目計劃與控制的管理技術。其實施過程如圖1所示。

圖1 網絡計劃實施過程示意圖

網絡圖是網絡計劃技術的基礎［4］，由節點和帶箭頭的線組成，它以圖解的形式表示一個項目或任務中各活動或工序之間的關系，將事項、工作和路線三者結合為一個整體，表現出整個任務的執行過程，形成流程圖。網絡圖用集合G(N，A)表示，如圖2，N為節點，表示事項；A為箭線，表示工作。

圖2 典型網絡圖范例

通過網絡計劃優化，能夠實現時間、費用、資源的優化，從而縮短任務工期、降低任務成本、減少任務消耗。目前，網絡計劃技術已經被廣泛應用于工業、農業、國防、科研等計劃管理中，國外多年實踐證明，應用網絡計劃技術組織與管理生產，一般能夠縮短工期20%左右，降低成本10%左右［4］。

3 彈藥單批次調度流程分析

某型攻擊艦與航母相比，航空彈藥調度過程中轉運通道較少，基本環節一致，主要劃分為艙內轉運、升降機垂直轉運、甲板水平轉運及彈藥掛載四個階段，實施流程如圖3所示。

圖3 航空彈藥調度實施流程圖

航空彈藥的水平轉運主要在飛行甲板上進行，在升降機阱口、彈藥準備區和起降機位三者之間進行調度。甲板共設p個起降機位，設q個彈藥準備區，準備區具備兩波次機載航空彈藥臨時準備停放條件。

彈藥的轉運路線主要有：1）升降機→準備區；2）升降機→起降機位；3）準備區→起降機位。該攻擊艦上共有q部彈藥升降機。工作過程中，q部彈藥升降機并行工作、互不影響。本文以向x號起降機位轉運4枚某型彈藥為例，對單批次彈藥調度流程進行分析及優化，使其滿足艦載機保障時間要求。

根據調度資源（人員、調度設施設備等）的分配情況，將調度流程進行分解，得到工序邏輯表1。

表1 某型彈藥調度流程工序邏輯表

工序持續時間用查閱定額資料或相關統計資料法確定，具體實施有三種途徑。

1）查閱國內外資料，類比航母上相似的過程，結合調度設施設備說明書的規定，確定各個活動的持續時間。

2）獲得詳細的定額資料或活動能力資料時，用公式法計算時間。對于手動進行的工作，其持續時間為

其中，Q為手工工作量；l為工作人數；n為工作班次；η為效率系數；Δt為正常中斷時間。

對于機械進行的工作，其工作時間為

其中，M為機械工作量；m為機器數量；n為工作班次；η為效率系數；Δt為正常中斷時間。

3）用定額法確定工作時間，公式為

其中，調整系數是根據工作的復雜程度和技術條件給出的。

艙內轉運、甲板水平轉運及彈藥掛載三個階段，根據航母上部分類型航空彈藥轉運的實際經驗，考慮艦上實際轉運條件，確定各項工序持續時間；升降機垂直轉運階段的各項工序持續時間，依據《某型攻擊艦機載武器保障系統保障能力分析報告》中部分操作效率基礎數據確定。調度過程的各項工序持續時間如表1所示。

依據工序邏輯表中各項工序之間的邏輯關系及網絡圖繪制規則，繪制得到如圖3所示某型彈藥調度流程網絡圖。其中，節點1為起點節點，節點18為終點節點。

圖4 某型彈藥保障x號起降機位調度流程網絡圖

4 彈藥單批次調度流程優化

在航空彈藥保障過程中，若嚴格按照保障流程順序執行相應工序，彈藥調度所需總時間通常難以滿足艦載機保障時間要求，導致艦載機出動效率低下，尤其是在典型任務執行過程中，對于航空彈藥調度時間的要求尤為嚴格，各工序之間要做到緊密銜接才能確保保障任務順利進行。本文以某型彈藥保障x號起降機位調度流程網絡圖為基礎，找出關鍵路線，應用關鍵路線法（CPM）進行優化。

根據表1列出的各工序執行時間，得出各事項的最早時間tE和最遲時間tL，各工作的最早可能開工時間tES、最遲可能開工時間tLS、總時差R和單時差r。根據艦載機保障時序要求，本次調度任務工期結束時間應盡可能短且至少滿足tL(n)=tE(n)≤36min。求得的事項及工作相關參數如圖5所示。

圖5 網絡計劃圖的關鍵路線及各項參數

圖5中總時差為0的各項工作組成關鍵路線：1→2→3→5→6→9→10→12→13→14→18，用加粗箭線表示。此路線為整個保障任務轉運流程中的重點，決定著任務的總執行時間，是彈藥調度流程優化的入手點。

應用CPM對網絡計劃圖5所示過程進行優化，方法主要有三種：1）將串聯工作改為平行工作或平行交叉工作，調整網絡計劃中的工作邏輯關系；2）通過壓縮關鍵路線工作持續時間，縮短任務總時間；3）合并部分非重要工作，具體措施如下。

1）部分串行工作并行進行

在彈藥轉運過程中，為了減少整個任務消耗的時間，將關鍵路線上一些串聯進行的工作改為并行或交叉進行的工作，通過增加操作人數或并行執行工序等方式實現時間上的優化。

如圖6所示，工作F若按原來的操作步驟進行導彈的搬運需360s完成，將準備武器轉運車的人員與開彈箱的人員分為兩組同時進行彈藥搬運（兩者均為彈藥專業，可通用），期間不中斷，則根據式（1）計算可知，時間減少一半。

圖6 F工作的優化

2）通過加強人員操作熟練度減少關鍵工作消耗時間

彈藥調度整個過程中，各項工作操作人員均應經過專業訓練，對本專業技能掌握熟練。對于各項手動操作工作時間的估計，均在人員操作熟練度一般的條件下進行，實際操作過程中留有一定余量。因而通過提高人員操作熟練度，減少某項工作消耗時間，達到優化的目的。

圖7中R工作為掛彈作業，以陸基保障要求為標準，在人員操作熟練度一般的條件下，軍械小組掛載每枚彈消耗時間為300s，掛載4枚導彈需用時1200s。實際操作過程中，以航母上掛載某型彈藥（同為手動掛載式）實際用時（大約用時3min）作為參考，完全可以在12min內實現4枚該型彈藥的掛載。

圖7 R工作的優化

3）合并部分非重要工作

實際操作過程中，一些工作操作較為簡便，并且不占用資源，出現錯誤概率較低。將此類工作與前項或后項工作合并進行，減少任務執行某一階段消耗時間，從而達到優化時間的目的。

圖8 C、E工作的優化

由于該型艦貯運系統在執行典型任務的過程中，艙內彈藥種類較為單一，因此，在彈藥使用情況登統計等方面較為簡便，B工作、C工作可合并，在120s內完成開箱、檢查外觀、登記信息等步驟；同時E工作、F工作可并行進行，在彈藥出箱搬運進行的同時，由指揮人員進行信息核對，節省工作時間。

5 優化結果

優化后的網絡圖如圖9所示。其中，節點1為起點節點，節點18為終點節點。

圖9 保障流程優化后網絡圖

其各項參數如圖10所示。

圖10 保障流程優化后網絡圖各項參數

6 結語

為優化某型艦單批次彈藥調度流程，本文將特定的調度任務分解成執行工序，基于工序之間的邏輯關系，運用網絡計劃技術，得出調度流程網絡圖，通過調整工作時序、增加操作熟練度、合并非重要工作等方式優化關鍵轉運路線，使任務執行時間滿足載機保障時間要求，提高了調度效率，為艦上彈藥保障體系建設提供一定指導作用。