復(fù)雜裝備保障方案評估數(shù)據(jù)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(lǐng)域武器裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保障難度高，準(zhǔn)備周期長，涉及保障因素環(huán)節(jié)多，需要基于嚴(yán)格技術(shù)流程，遵循一定保障程序，統(tǒng)籌調(diào)用多方力量，才能達(dá)成預(yù)定目標(biāo)［1～3］。特別是在長周期作戰(zhàn)任務(wù)背景下，涉及多批次多型武器裝備體系兵力調(diào)用，更要嚴(yán)密制定綜合保障方案。這類方案不僅要在總體層面，突出規(guī)劃性，統(tǒng)籌保障任務(wù)組織，優(yōu)化武器配置效益，滿足作戰(zhàn)保障需求；還要在具體層面，強化操控性，把控任務(wù)進(jìn)度風(fēng)險，調(diào)控保障資源配備，確保裝備完好狀態(tài)。

這就要求復(fù)雜裝備保障方案必須重視有效評估與動態(tài)調(diào)控，以適應(yīng)體系化、長周期、復(fù)雜多變的作戰(zhàn)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(xiàn)［5～9］提出的指標(biāo)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(biāo)的評價。文獻(xiàn)［10］從模型構(gòu)建的角度論述了保障體系評估的思路。較少文獻(xiàn)從數(shù)據(jù)建模與分析的角度來研究裝備保障方案規(guī)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(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化分析與融合。鑒于此，從分析復(fù)雜裝備保障活動的運行邏輯這個角度出發(fā)，提取方案評估體系的結(jié)構(gòu)層次、目標(biāo)用途、指標(biāo)類型、使用時機與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，以實現(xiàn)方案推演與施行的預(yù)測性評估、階段性評估與全流程評估。在此基礎(chǔ)上，基于面向?qū)ο蟮年P(guān)系數(shù)據(jù)建模理念，開展保障任務(wù)流程的實體數(shù)據(jù)屬性與聯(lián)系分析，構(gòu)建方案評估指標(biāo)體系實體數(shù)據(jù)模型，為保障方案的順利實施提供全面的評估數(shù)據(jù)支撐。

2 基于保障邏輯的方案評估思路

2.1 復(fù)雜裝備保障邏輯

針對不同的任務(wù)需求，施行不同的保障活動。裝備保障方案的實質(zhì)是裝備用戶基于一定前提原則，在時間、空間、資源、技術(shù)等約束邏輯條件下，對相互聯(lián)系的一系列保障活動進(jìn)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(guān)系、作用機理以及約束影響。

針對復(fù)雜裝備保障體系架構(gòu)、運行機制、技術(shù)特點、戰(zhàn)備活動規(guī)律，基于層次分析思想，剖析復(fù)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(fù)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(wù)，解析作戰(zhàn)任務(wù)對于裝備保障提出的作戰(zhàn)能力、反應(yīng)時間、裝備保障等定量化需求。其中，作戰(zhàn)能力需求決定了武器裝備動用的數(shù)量、型號與頻次，反應(yīng)時間需求是對裝備保障效率、快速反應(yīng)能力提出的具體標(biāo)準(zhǔn)，裝備保障需求是對遂行任務(wù)期間裝備技術(shù)狀態(tài)和保障特性提出的總體指標(biāo)要求。

二是規(guī)劃層。面向一段周期的作戰(zhàn)任務(wù)，制定武器動用、任務(wù)流程、力量部署、資源保障、效用評估等規(guī)劃方案。其中，武器動用規(guī)劃的是參與作戰(zhàn)任務(wù)裝備的批次動用序列，任務(wù)流程計劃的是針對預(yù)保障裝備的行業(yè)屬性、專業(yè)特性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而做出的總體流程籌劃，力量部署規(guī)劃的是參與綜合保障各方組織人員的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，資源保障規(guī)劃的是相關(guān)設(shè)備器材資源的供應(yīng)保障、維修保障方案。

三是任務(wù)層。面向一類裝備的保障任務(wù)，制定技術(shù)流程、裝備使用、崗位部署、資源使用、風(fēng)險評估等計劃方案。其中，技術(shù)流程計劃是針對裝備動用對象而制定的技術(shù)準(zhǔn)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(wù)組織人員而進(jìn)行的崗位職責(zé)分工，資源使用計劃是針對配套設(shè)備器材而展開的供應(yīng)保障措施，風(fēng)險評估計劃是針對任務(wù)保障過程而實施的風(fēng)險防控措施。

四是實施層。面向一種專業(yè)的保障項目，實施組織人員優(yōu)化部署、測試操作流程實施、裝備器材維修供給、風(fēng)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(diào)用。

這四個層次直接決定了復(fù)雜裝備保障方案的體系結(jié)構(gòu)和配套組成，也提出了對方案實施多角度全方位評估的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)和主要參數(shù)。

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(yīng)當(dāng)建立不同的評估目標(biāo)，采取不同的評估方法，設(shè)計不同的評估指標(biāo)，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(xué)性與有效性。構(gòu)建方案分層評估指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 復(fù)雜裝備保障方案評估指標(biāo)體系

一是需求層評估。主要用于評估方案對于作戰(zhàn)任務(wù)需求的總體滿足程度，體現(xiàn)方案的可行性。指標(biāo)有武器系統(tǒng)戰(zhàn)位有效存在率、戒備威懾強度分布、以及作戰(zhàn)快速反應(yīng)時間等。

二是規(guī)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(biāo)有武器裝備使用率、系統(tǒng)作戰(zhàn)效能、綜合效費比以及規(guī)劃飽和度等。

三是任務(wù)層評估。主要用于評估任一具體保障任務(wù)施行進(jìn)展的綜合質(zhì)效，反映方案的風(fēng)險性。指標(biāo)有任務(wù)風(fēng)險度（或完成概率）、任務(wù)強度分布、武器技術(shù)準(zhǔn)備完好率（或戰(zhàn)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(biāo)有人員滿足率、設(shè)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(biāo)，在用于方案評估時，是有先后順序的。首先，進(jìn)行需求層評估，以判斷方案滿足作戰(zhàn)需求“行不行”；其次，進(jìn)行規(guī)劃層評估，以衡量方案作戰(zhàn)效益“好不好”；然后，進(jìn)行任務(wù)層評估，以審查方案任務(wù)流程能否順利完成；最后，進(jìn)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(wù)流程的評估數(shù)據(jù)模型

3.1 裝備保障方案實體數(shù)據(jù)模型

作戰(zhàn)任務(wù)驅(qū)動了裝備使用，而裝備使用牽動了裝備保障［1］。復(fù)雜裝備系統(tǒng)的保障工作，是由承擔(dān)裝備技術(shù)準(zhǔn)備任務(wù)職能的專門保障單位來完成，其技術(shù)準(zhǔn)備內(nèi)容，隨裝備類型、技術(shù)、性能和用途的差異而不同。不同裝備的保障任務(wù)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?qū)ο蟮年P(guān)系數(shù)據(jù)建模思想，任務(wù)與流程兩個實體對象之間存在密切聯(lián)系，貫穿于復(fù)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(zhàn)任務(wù)需求前提下，其保障活動數(shù)據(jù)實體集是基于任務(wù)流程的，是確定的。如圖3 所示實體數(shù)據(jù)模型對于描述復(fù)雜裝備保障活動的數(shù)據(jù)關(guān)系，具有一定的普遍適用性。

圖3 復(fù)雜裝備保障方案實體數(shù)據(jù)模型

它以“保障任務(wù)”、“任務(wù)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(guān)聯(lián)關(guān)系，并與其他實體發(fā)生聯(lián)系。一個“作戰(zhàn)任務(wù)”一般應(yīng)當(dāng)對應(yīng)籌劃多個多階段的“保障任務(wù)”規(guī)劃方案；一項“保障任務(wù)”一般應(yīng)當(dāng)對應(yīng)制定多套多角度的“任務(wù)流程”計劃方案；一種“任務(wù)流程”一般對應(yīng)作出多道多崗位的“流程項目”工序安排。

“保障任務(wù)”包含用于描述為滿足“作戰(zhàn)任務(wù)”需求而列出的裝備保障數(shù)量、品類、性質(zhì)、范圍、時間、地域等屬性，主要與“武器裝備”、“作戰(zhàn)平臺”等實體對象發(fā)生聯(lián)系。

“任務(wù)流程”包含用于描述為實現(xiàn)“保障任務(wù)”而列出的裝備保障程序模式、運行方式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、完成時限等屬性，主要與“保障單位”、“保障裝備”等任務(wù)參與實體發(fā)生聯(lián)系。

“流程項目”包含用于描述為完成“任務(wù)流程”而列出的保障項目崗位名稱、專業(yè)種類、人員需求、資源消耗、設(shè)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(wù)組織”、“器材資源”、“工位設(shè)備”等任務(wù)參與實體發(fā)生聯(lián)系。

3.2 規(guī)劃效益評估數(shù)據(jù)模型

通過一段時間多個保障任務(wù)規(guī)劃行動的實施，一定規(guī)模數(shù)量、規(guī)定狀態(tài)的多批次武器裝備按照任務(wù)預(yù)定指令要求，經(jīng)過戰(zhàn)備保障準(zhǔn)備，轉(zhuǎn)入作戰(zhàn)任務(wù)遂行狀態(tài)。

為評估這一方案規(guī)劃的綜合效用情況，引入以下評估指標(biāo)。這些指標(biāo)數(shù)據(jù)主要源于“武器裝備”的“戰(zhàn)技指標(biāo)”與“可靠性指標(biāo)”、“作戰(zhàn)平臺”的“能力指標(biāo)”等實體數(shù)據(jù)。如圖4所示。

圖4 方案規(guī)劃層評估數(shù)據(jù)模型

1）系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)：用于衡量處于戰(zhàn)備狀態(tài)的批量武器裝備可靠發(fā)揮有效打擊能力的效能水平，一般基于系統(tǒng)效能評估方法計算。

2）武器使用率指標(biāo)：用于評估累積投入戰(zhàn)備作戰(zhàn)任務(wù)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(tǒng)效能水平越高，同時保障綜合消耗也越大。

3）規(guī)劃飽和度指標(biāo)：用于評估累積規(guī)劃任務(wù)保障天數(shù)在一段時間或年度內(nèi)可支配任務(wù)時間的占比。這是對保障任務(wù)總量的衡量。

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

3.3 任務(wù)風(fēng)險評估數(shù)據(jù)模型

“作戰(zhàn)任務(wù)”對于“保障任務(wù)”提出了明確的任務(wù)時限要求，這是實現(xiàn)快速戰(zhàn)備轉(zhuǎn)換的根本需要。為在規(guī)定時限內(nèi)完成規(guī)定規(guī)模與狀態(tài)武器裝備的戰(zhàn)備保障任務(wù)，應(yīng)當(dāng)制定嚴(yán)密的保障“任務(wù)流程計劃”。

為便于風(fēng)險量化分析、有效防控風(fēng)險，引入以下評估指標(biāo)。這些指標(biāo)數(shù)據(jù)主要源于“任務(wù)流程計劃”、“流程項目安排”等實體數(shù)據(jù)，如圖5所示。

圖5 方案任務(wù)層評估數(shù)據(jù)模型

1）任務(wù)風(fēng)險度指標(biāo)：用于評估任一類型戰(zhàn)備保障任務(wù)的預(yù)期完成時間、完工概率程度。

2）任務(wù)強度分布指標(biāo)：用于衡量一段時間或年度范圍內(nèi)任一時間段保障任務(wù)忙閑狀態(tài)，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(shù)據(jù)模型

任一保障任務(wù)行動，均基于一定技術(shù)流程標(biāo)準(zhǔn)程序展開；任一流程計劃，均基于一定技術(shù)準(zhǔn)備約束規(guī)則，實施具體的多項流程項目工序操作。

為評估任務(wù)流程項目的資源滿足與使用消耗情況，引入以下評估指標(biāo)。

具體的“流程項目”實體概括了一個專業(yè)崗位的技術(shù)操作特征屬性，它需要由一個“任務(wù)組織”來落實，消耗一定的“器材資源”，占用一定的“工位設(shè)備”，即“流程項目”是上述各資源使用類實體聯(lián)系的中間環(huán)節(jié)。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(biāo)：用于預(yù)先評估一個“任務(wù)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(wù)”規(guī)劃條件下各“任務(wù)流程”計劃任務(wù)人員的滿足情況。

2）設(shè)備滿足率指標(biāo)：用于預(yù)先評估一個“任務(wù)流程”計劃條件下，各“流程項目”崗位需要使用的設(shè)備器材強度與實際能提供器材、設(shè)施、設(shè)備等資源條件的現(xiàn)存數(shù)量、占用情況、滿足程度。

4 方案評估示例分析

設(shè)定作戰(zhàn)任務(wù)場景：為持續(xù)保持對某方向目標(biāo)的作戰(zhàn)威懾態(tài)勢，需輪番批量調(diào)用3 個型號復(fù)雜武器系統(tǒng)多個批次輪番機動至A區(qū)域執(zhí)行戒備任務(wù)，接續(xù)存在一定時間。

為完成這一時期作戰(zhàn)任務(wù)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(xiàn)［12］方案優(yōu)選評價準(zhǔn)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(zhǔn)備了3 套保障方案，方案需求層指標(biāo)滿足情況部分?jǐn)?shù)據(jù)，如表1 所示。3 個方案均滿足該作戰(zhàn)任務(wù)的基本需求，前沿戰(zhàn)位保持有效接續(xù)存在100%以上，所不同的是平均作戰(zhàn)強度均值（當(dāng)量）有差異。在戒備狀態(tài)持續(xù)升級的情況下，作戰(zhàn)強度和總體作戰(zhàn)效能無疑是方案選擇的第一指標(biāo)。

表1 典型方案可行性評價指標(biāo)數(shù)據(jù)

2）開展效益性評估，篩選方案

在一定時期常態(tài)持續(xù)戒備條件下，應(yīng)當(dāng)在滿足作戰(zhàn)需求的前提下，統(tǒng)籌考慮武器裝備和保障資源作戰(zhàn)使用的可持續(xù)性，制定完善出一套綜合效益更優(yōu)的戰(zhàn)備保障方案。

如圖7 所示為各方案效益指標(biāo)分布情況。在同樣滿足作戰(zhàn)任務(wù)需求的前提下，3 套方案中的方案三的作戰(zhàn)保障效費比最高，任務(wù)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(biāo)數(shù)據(jù)可基于圖4所示實體數(shù)據(jù)模型推算得出。

圖7 復(fù)雜裝備保障方案綜合效用評估

3）開展風(fēng)險性評估，優(yōu)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(wù)流程計劃方案的風(fēng)險性進(jìn)行評估，以確保任一項裝備技術(shù)保障行動的風(fēng)險可控，對有可能出現(xiàn)的矛盾集中風(fēng)險點實施預(yù)控。

如圖8 所示為在某一階段保障任務(wù)流程計劃前提下的保障任務(wù)強度分布階梯圖，由此可及時紓解任務(wù)壓差推進(jìn)時的任務(wù)人員崗位部署沖突等矛盾風(fēng)險，做好保障資源優(yōu)化調(diào)控配置。這些指標(biāo)數(shù)據(jù)可基于圖5所示實體數(shù)據(jù)模型推算得出。

圖8 保障任務(wù)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(nèi)容之一是設(shè)備器材保障方案，尤其是關(guān)鍵器材設(shè)備的儲備率、消耗率等指標(biāo)，它們對于各階段任務(wù)的滿足程度，將直接影響保障任務(wù)進(jìn)程，是任意一次保障任務(wù)前的必檢事項。將相關(guān)評估指標(biāo)以可視化數(shù)據(jù)分析的形式，來直觀展示其存量消耗情況。如圖9 所示?；诖诉M(jìn)一步完善器材配套保障方案。這些指標(biāo)數(shù)據(jù)可基于圖6所示實體數(shù)據(jù)模型推算得出。

圖9 X型密封材料任務(wù)消耗情況

5 結(jié)語

復(fù)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(jìn)行評估應(yīng)當(dāng)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(yōu)化完善，有利于保障行動的順利實施。本文所構(gòu)建的保障方案評估數(shù)據(jù)模型是某武器系統(tǒng)保障任務(wù)規(guī)劃評估數(shù)據(jù)庫設(shè)計的核心內(nèi)容，它對于描述復(fù)雜裝備保障數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化關(guān)系，具有一定的普遍參考價值。