復雜裝備保障方案評估數據模型研究?

李萬寶 聶心東 曾祥順 王亞軍

（中國人民解放軍91515部隊 三亞 572016）

1 引言

航空、航天等領域武器裝備結構復雜，保障難度高，準備周期長，涉及保障因素環節多，需要基于嚴格技術流程，遵循一定保障程序，統籌調用多方力量，才能達成預定目標［1～3］。特別是在長周期作戰任務背景下，涉及多批次多型武器裝備體系兵力調用，更要嚴密制定綜合保障方案。這類方案不僅要在總體層面，突出規劃性，統籌保障任務組織，優化武器配置效益，滿足作戰保障需求；還要在具體層面，強化操控性，把控任務進度風險，調控保障資源配備，確保裝備完好狀態。

這就要求復雜裝備保障方案必須重視有效評估與動態調控，以適應體系化、長周期、復雜多變的作戰需求場景與保障實際條件。這也決定了該類方案評估是一個多層次、多角度、多階段的總體評價活動［4］。文獻［5～9］提出的指標融合評價方法更適用于裝備保障方案某一個階段、一個層面或某一類效能指標的評價。文獻［10］從模型構建的角度論述了保障體系評估的思路。較少文獻從數據建模與分析的角度來研究裝備保障方案規劃與評估問題。而所有保障方案評估，都要依賴于保障信息數據的結構化分析與融合。鑒于此，從分析復雜裝備保障活動的運行邏輯這個角度出發，提取方案評估體系的結構層次、目標用途、指標類型、使用時機與基礎數據支撐，以實現方案推演與施行的預測性評估、階段性評估與全流程評估。在此基礎上，基于面向對象的關系數據建模理念，開展保障任務流程的實體數據屬性與聯系分析，構建方案評估指標體系實體數據模型，為保障方案的順利實施提供全面的評估數據支撐。

2 基于保障邏輯的方案評估思路

2.1 復雜裝備保障邏輯

針對不同的任務需求，施行不同的保障活動。裝備保障方案的實質是裝備用戶基于一定前提原則，在時間、空間、資源、技術等約束邏輯條件下，對相互聯系的一系列保障活動進行的組織計劃安排。這個邏輯決定了保障活動之間的先后次序、主從關系、作用機理以及約束影響。

針對復雜裝備保障體系架構、運行機制、技術特點、戰備活動規律，基于層次分析思想，剖析復雜裝備保障方案施行過程的邏輯層次。由高至低，依次可以將方案分為4個層次，如圖1所示。

圖1 復雜裝備保障方案施行邏輯層次分析

一是需求層。面向一個方向的使命任務，解析作戰任務對于裝備保障提出的作戰能力、反應時間、裝備保障等定量化需求。其中，作戰能力需求決定了武器裝備動用的數量、型號與頻次，反應時間需求是對裝備保障效率、快速反應能力提出的具體標準，裝備保障需求是對遂行任務期間裝備技術狀態和保障特性提出的總體指標要求。

二是規劃層。面向一段周期的作戰任務，制定武器動用、任務流程、力量部署、資源保障、效用評估等規劃方案。其中，武器動用規劃的是參與作戰任務裝備的批次動用序列，任務流程計劃的是針對預保障裝備的行業屬性、專業特性和技術標準而做出的總體流程籌劃，力量部署規劃的是參與綜合保障各方組織人員的統籌協調，資源保障規劃的是相關設備器材資源的供應保障、維修保障方案。

三是任務層。面向一類裝備的保障任務，制定技術流程、裝備使用、崗位部署、資源使用、風險評估等計劃方案。其中，技術流程計劃是針對裝備動用對象而制定的技術準備流程實施程序，裝備使用計劃是針對體系裝備使用而指定的匹配動用時序，崗位部署計劃是針對任務組織人員而進行的崗位職責分工，資源使用計劃是針對配套設備器材而展開的供應保障措施，風險評估計劃是針對任務保障過程而實施的風險防控措施。

四是實施層。面向一種專業的保障項目，實施組織人員優化部署、測試操作流程實施、裝備器材維修供給、風險識別異常處置等保障活動安排，涉及各項保障資源的具體調用。

這四個層次直接決定了復雜裝備保障方案的體系結構和配套組成，也提出了對方案實施多角度全方位評估的關鍵標準和主要參數。

2.2 分層多步方案評估體系

針對不同邏輯層次的保障活動，應當建立不同的評估目標，采取不同的評估方法，設計不同的評估指標，并按照一定的評估流程展開［11］。惟其如此，才能確保評估的科學性與有效性。構建方案分層評估指標體系，如圖2所示。

圖2 復雜裝備保障方案評估指標體系

一是需求層評估。主要用于評估方案對于作戰任務需求的總體滿足程度，體現方案的可行性。指標有武器系統戰位有效存在率、戒備威懾強度分布、以及作戰快速反應時間等。

二是規劃層評估。主要用于評估方案對于武器裝備兵力運用的綜合效用水平，衡量方案的效益性。指標有武器裝備使用率、系統作戰效能、綜合效費比以及規劃飽和度等。

三是任務層評估。主要用于評估任一具體保障任務施行進展的綜合質效，反映方案的風險性。指標有任務風險度（或完成概率）、任務強度分布、武器技術準備完好率（或戰備完好率）等。

四是實施層評估。主要用于評估具體保障活動的各項保障資源使用或消耗情況，量化方案的保障性。指標有人員滿足率、設備利用率、器材滿足率、裝備使用可用度等。

方案評估的過程，是完善方案的過程。上述多層評估指標，在用于方案評估時，是有先后順序的。首先，進行需求層評估，以判斷方案滿足作戰需求“行不行”；其次，進行規劃層評估，以衡量方案作戰效益“好不好”；然后，進行任務層評估，以審查方案任務流程能否順利完成；最后，進行實施層評估，以查看方案保障資源是否配備完善。

3 基于任務流程的評估數據模型

3.1 裝備保障方案實體數據模型

作戰任務驅動了裝備使用，而裝備使用牽動了裝備保障［1］。復雜裝備系統的保障工作，是由承擔裝備技術準備任務職能的專門保障單位來完成，其技術準備內容，隨裝備類型、技術、性能和用途的差異而不同。不同裝備的保障任務活動，需要不同的保障流程，亦具有不同的保障特性，消耗不同的保障資源。

基于面向對象的關系數據建模思想，任務與流程兩個實體對象之間存在密切聯系，貫穿于復雜裝備保障活動的始終。對于具體的裝備保障單位來說，在一定的作戰任務需求前提下，其保障活動數據實體集是基于任務流程的，是確定的。如圖3 所示實體數據模型對于描述復雜裝備保障活動的數據關系，具有一定的普遍適用性。

圖3 復雜裝備保障方案實體數據模型

它以“保障任務”、“任務流程”、“流程項目”等實體類型為主要實例，這些實體之間存在密切的關聯關系，并與其他實體發生聯系。一個“作戰任務”一般應當對應籌劃多個多階段的“保障任務”規劃方案；一項“保障任務”一般應當對應制定多套多角度的“任務流程”計劃方案；一種“任務流程”一般對應作出多道多崗位的“流程項目”工序安排。

“保障任務”包含用于描述為滿足“作戰任務”需求而列出的裝備保障數量、品類、性質、范圍、時間、地域等屬性，主要與“武器裝備”、“作戰平臺”等實體對象發生聯系。

“任務流程”包含用于描述為實現“保障任務”而列出的裝備保障程序模式、運行方式、技術標準、完成時限等屬性，主要與“保障單位”、“保障裝備”等任務參與實體發生聯系。

“流程項目”包含用于描述為完成“任務流程”而列出的保障項目崗位名稱、專業種類、人員需求、資源消耗、設備占用等屬性，涉及具體的保障資源要素綜合使用，主要與“任務組織”、“器材資源”、“工位設備”等任務參與實體發生聯系。

3.2 規劃效益評估數據模型

通過一段時間多個保障任務規劃行動的實施，一定規模數量、規定狀態的多批次武器裝備按照任務預定指令要求，經過戰備保障準備，轉入作戰任務遂行狀態。

為評估這一方案規劃的綜合效用情況，引入以下評估指標。這些指標數據主要源于“武器裝備”的“戰技指標”與“可靠性指標”、“作戰平臺”的“能力指標”等實體數據。如圖4所示。

圖4 方案規劃層評估數據模型

1）系統作戰效能指標：用于衡量處于戰備狀態的批量武器裝備可靠發揮有效打擊能力的效能水平，一般基于系統效能評估方法計算。

2）武器使用率指標：用于評估累積投入戰備作戰任務的武器裝備比率。一般情況下武器使用率越高，所取得的武器系統效能水平越高，同時保障綜合消耗也越大。

3）規劃飽和度指標：用于評估累積規劃任務保障天數在一段時間或年度內可支配任務時間的占比。這是對保障任務總量的衡量。

4）綜合效費比指標：基于效費分析思想，以累積武器系統效能與年度保障任務量（人·時）之比表示，用于評估保障任務規劃實施的總體效益。

3.3 任務風險評估數據模型

“作戰任務”對于“保障任務”提出了明確的任務時限要求，這是實現快速戰備轉換的根本需要。為在規定時限內完成規定規模與狀態武器裝備的戰備保障任務，應當制定嚴密的保障“任務流程計劃”。

為便于風險量化分析、有效防控風險，引入以下評估指標。這些指標數據主要源于“任務流程計劃”、“流程項目安排”等實體數據，如圖5所示。

圖5 方案任務層評估數據模型

1）任務風險度指標：用于評估任一類型戰備保障任務的預期完成時間、完工概率程度。

2）任務強度分布指標：用于衡量一段時間或年度范圍內任一時間段保障任務忙閑狀態，以每日、周或月的累積工作量（人·時）來表征。

3.4 資源消耗評估數據模型

任一保障任務行動，均基于一定技術流程標準程序展開；任一流程計劃，均基于一定技術準備約束規則，實施具體的多項流程項目工序操作。

為評估任務流程項目的資源滿足與使用消耗情況，引入以下評估指標。

具體的“流程項目”實體概括了一個專業崗位的技術操作特征屬性，它需要由一個“任務組織”來落實，消耗一定的“器材資源”，占用一定的“工位設備”，即“流程項目”是上述各資源使用類實體聯系的中間環節。如圖6所示。

圖6 資源使用評估實體模型

1）人員滿足率指標：用于預先評估一個“任務流程”計劃條件下各“流程項目”崗位持證人員的滿足情況，以及“保障任務”規劃條件下各“任務流程”計劃任務人員的滿足情況。

2）設備滿足率指標：用于預先評估一個“任務流程”計劃條件下，各“流程項目”崗位需要使用的設備器材強度與實際能提供器材、設施、設備等資源條件的現存數量、占用情況、滿足程度。

4 方案評估示例分析

設定作戰任務場景：為持續保持對某方向目標的作戰威懾態勢，需輪番批量調用3 個型號復雜武器系統多個批次輪番機動至A區域執行戒備任務，接續存在一定時間。

為完成這一時期作戰任務保障，擬制裝備保障方案。為便于方案篩選和制定，審查方案行動措施是否合理，可基于文獻［12］方案優選評價準則，按照以下步驟，依次開展各層次評估。

1）開展可行性評估，擬制方案

準備了3 套保障方案，方案需求層指標滿足情況部分數據，如表1 所示。3 個方案均滿足該作戰任務的基本需求，前沿戰位保持有效接續存在100%以上，所不同的是平均作戰強度均值（當量）有差異。在戒備狀態持續升級的情況下，作戰強度和總體作戰效能無疑是方案選擇的第一指標。

表1 典型方案可行性評價指標數據

2）開展效益性評估，篩選方案

在一定時期常態持續戒備條件下，應當在滿足作戰需求的前提下，統籌考慮武器裝備和保障資源作戰使用的可持續性，制定完善出一套綜合效益更優的戰備保障方案。

如圖7 所示為各方案效益指標分布情況。在同樣滿足作戰任務需求的前提下，3 套方案中的方案三的作戰保障效費比最高，任務飽和度和武器使用率同比較低。從綜合效益的角度評估，無疑是性價比較高的一個選擇。這些指標數據可基于圖4所示實體數據模型推算得出。

圖7 復雜裝備保障方案綜合效用評估

3）開展風險性評估，優化方案

確定總體保障方案之后，需要對總體方案涉及的各裝備保障任務流程計劃方案的風險性進行評估，以確保任一項裝備技術保障行動的風險可控，對有可能出現的矛盾集中風險點實施預控。

如圖8 所示為在某一階段保障任務流程計劃前提下的保障任務強度分布階梯圖，由此可及時紓解任務壓差推進時的任務人員崗位部署沖突等矛盾風險，做好保障資源優化調控配置。這些指標數據可基于圖5所示實體數據模型推算得出。

圖8 保障任務強度分布階梯圖

4）開展消耗性評估，完善方案

裝備保障總體方案的必要內容之一是設備器材保障方案，尤其是關鍵器材設備的儲備率、消耗率等指標，它們對于各階段任務的滿足程度，將直接影響保障任務進程，是任意一次保障任務前的必檢事項。將相關評估指標以可視化數據分析的形式，來直觀展示其存量消耗情況。如圖9 所示。基于此進一步完善器材配套保障方案。這些指標數據可基于圖6所示實體數據模型推算得出。

圖9 X型密封材料任務消耗情況

5 結語

復雜裝備保障涉及體系化武器裝備兵力動用使用，對其方案進行評估應當堅持全方位、多層次、階段性實施的原則。惟其如此，才有利于方案本身的優化完善，有利于保障行動的順利實施。本文所構建的保障方案評估數據模型是某武器系統保障任務規劃評估數據庫設計的核心內容，它對于描述復雜裝備保障數據的結構化關系，具有一定的普遍參考價值。