舰空导弹武器系统维修保障能力评估指标体系研究*

王学伟 涂三军,2) 孙殿星

(海军航空工程学院控制工程系1) 烟台 264001)(91599部队2) 莱阳 265200)

1 引言

舰空导弹武器系统维修保障能力就是其运用各类保障资源保证舰空导弹武器系统平时战备完好和战时完成任务的能力。对其进行有效的评估[1],一方面,可以考核现有维修保障方案是否能够满足装备维修保障要求以及满足程度,为修正、完善维修保障方案提供决策依据;另一方面,通过搜集并整理维修保障能力评估过程中的数据,为该装备的改进、新装备的研制,以及为类似装备的维修保障能力评估提供参考。

建立科学合理的维修保障能力评估指标体系,是评估研究中最关键的一环,指标体系是装备维修保障能力评估的重要基础和依据。它通过一系列科学的、完整的、系统的数据指标来反映维修保障系统的运行情况和存在的不足。没有维修保障能力评估指标体系,评估工作就无法进行。

关于装备维修保障能力评估指标体系,国内已经有一些文献进行了研究,但研究还不够深入和全面[2～4],如文献[2]建立了装备保障链整体和单元敏捷性的评价指标体系,提出的指标体系的数据均难以计算确定;文献[3]建立了导弹武器系统项目前评价指标体系的框架,并细化分析了各指标,形成了一个完整的指标体系;文献[4]提出了舰炮武器系统维修保障指标体系,但是对建立的指标体系是否满足维修保障能力评估的要求还需要做进一步的研究。

2 维修保障系统分析

装备维修(Maintenance)是为了使装备保持、恢复到或改善其规定技术状态所进行的全部活动[5]。维修贯穿于装备服役的全过程,包括使用与存储过程。一般地说,“维修”与“维修保障”并无严格的区分,即维修工作自身也需要保障,就是维修工作本身也需要人、财、物力的支持,特别是人员训练、备件供应,仪器设备维修及补充,技术资料的准备及供应等要素。另外,对于大多数装备来说,维修保障活动是保证装备能正常使用的日常性工作。从这两层意义上来说,要顺利完成维修保障活动,需要一套完善高效的维修保障系统(Maintenance Support System)。

图1 维修保障系统的组成

所谓维修保障系统,是指经由综合和优化的多种维修保障要素构成的有机总体,是在寿命周期内用于使用和维修装备的所有保障资源及其管理的有机组合,是为达到既定目标使所需的保障资源相互关联和相互协调而形成的一个系统。维修保障要素,除上述的人与物质因素外,还应包括组织机构、规章制度等管理因素,以及包括程序和数据等软件与硬件构成的计算机资源或系统。所以,维修保障系统也可以说是由装备维修所需的物质资源、人力资源、信息资源及管理手段等要素组成的系统。显然,维修保障系统是由硬件、软件、人及其管理组成的复杂系统。维修保障系统的功能是完成维修任务,将待维修装备转变为技术状态符合规定的装备(如图1所示)。

舰空导弹武器系统维修保障能力评估的对象是维修保障系统,简单地讲,维修保障系统就是各种保障资源以及对这些资源进行管理的有机结合。

3 评估指标的选择原则

选择评估指标需要遵循一定的原则,如果任意选择评估指标,就可能使得评估指标显得零零散散,出现评估指标重合、不全面等现象。下面给出本论文在研究舰空导弹武器系统维修保障能力评估指标体系过程中重点考虑的原则[6～7]。

1)指标的系统性。系统性是指指标体系应能全面反映维修保障能力各方面的特征和综合情况,从中抓住主要因素,既能反映直接效果,又能反映间接效果;

2)指标的完备性。完备性包括充分性和必要性两方面,在选择指标时,应做到任何一个指标下的子指标,不仅能充分全面的刻画该指标特性,而且任何一个子指标的放弃都会影响到这种刻画;

3)指标的独立性。独立性是指各指标间不能相互代替和包含,指标体系中允许相关指标的存在,但不允许相容指标的并存;

4)指标的可行性。可行性是指在选择指标时做到简单明了,易于理解,抓住关键,便于计算分析,有统计基础和数据来源;

5)指标的可比性。可比性是指指标体系应能在不同时间、不同地点进行比较对照,以反映维修保障工作在不同条件下的运行状态;

6)指标的动态性。动态性是指设置指标时,对一些从宏观上看一段时间内相对稳定的现象尽可能忽略,以保证各项指标的灵敏性;

7)指标的规范性。规范性是指在选择指标时,应尽量选择研究范围内的规范指标,使其具有通用性;

8)指标的可扩展性。可扩展性是指指标体系的建立应能适应未来发展的需要。

4 评估指标体系构建分析

舰空导弹武器系统维修保障是一个复杂的综合工程保障体系,其效能和效益是多方面、多层次的综合体现。以美国拉姆导弹为例,其包括电子瞄准子系统、目标指示雷达系统、火力兼容子系统、目标照射子系统、防空导弹子系统、导弹发射子系统、指挥仪子系统、计算机子系统等,而每个子系统又包括若干台设备。只有对维修保障能力的构成要素与指标体系进行分析,并将其分析结果做综合处理,才能得出整体的评价。

图2 建立评估指标体系的程序

为了得到可信度更高的维修保障能力评估结果,可根据图 2所示程序建立评估指标体系。

5 评估指标体系的建立

依据评估指标体系建立的原则,结合装备特点和修理现状,选取各层次评估指标,从而建立评估指标体系。选择哪些指标更符合评估目的[8],这是一个较难解决的问题。本文参照国内装备维修保障能力评估指标体系的研究成果,建立维修保障能力评估指标体系如表1所示。

表1 舰空导弹武器系统维修保障能力评估指标体系

6 指标参数的意义及计算

1)人力资源水平

专业覆盖率是指可参加维修的人员以及为执行特定任务所配备的维修技术人员所掌握专业对维修工作所需专业的覆盖程度,属定量指标。设集合A表示维修人员所学的专业项,集合B表示进行某次维修所需的专业项。记A和B中共有的元素个数为X,B中包含的元素个数为Y,则专业覆盖率的量值可由X/Y的值得出。

数量配套率用来表示维修人数与实际需要人数的配套程度,属定量指标,在量值上等于某个保障方案中可投入的维修人数与任务期间维修工作实际需要的人数之比。计算数量配套率的关键也是根据维修工作分析以及任务特点,确定维修工作需要人数。

其中,N2为维修保障系统中的人员实有数,N1为维修保障系统中人员的编制数。

维修技术水平是用来描述维修工作人员整体维修能力的一个指标,属定性指标。对于基层级维修人员,维修水平高低主要考虑能否根据经验准确判断故障部位,正确快速地拆卸和更换故障件,以及进行一些简单修理工作,这也是专家评定的基础。其量值可专家调查法确定。

2)维修设施水平

维修场所适用度的影响因素主要有:维修空间是否合适,是否便于维修工作的开展,场所工作环境情况,以及能源供给能力等;器材仓库适用度的主要影响因素有:存储空间大小合适程度,存储环境适宜程度(温度、湿度、洁净度等),以及仓库位置合适程度等。专家综合考虑各影响因素的水平,给出这两个指标的定性评定,从而可以进一步确定其量值。

3)维修器材水平

维修器材是维修资源中十分重要的组成部分,维修器材水平反映了对装备维修所需的一切器件和材料的供应能力,如备件的供应能力、附品和装具的供应能力等。因此,在维修器材水平下设置第二层指标为:备件保障水平和耗材供给能力,而备件保障水平下可设置第三层指标为:备件数量满足率(即通常说的备件满足率)、备件品种配套率。如表2所示。

表2 备件保障水平指标

备件保障水平主要考虑部队在备件配置以及备件补给上对装备维修保障活动的影响,反映了部队的备件储备与补给上对装备维修保障所贡献出来的能力。备件数量满足率和备件品种配套率放映了实际备件在品种和数量上满足标准要求的程度。备件品种配套率和备件数量满足率分别可以通过式(2)和式(3)计算。

其中,Nc为应配备的备件品种数;Jis为品种i备件储备的标准量;Ji为品种i备件实有的储备量。

其中,N4代表备件单品种数量在储备底量以上的品种数;N3代表应由各备件储备的品种数。

4)维修设备水平

维修设备对维修保障能力的影响主要表现为维修设备的品种及数量与维修工作所需的设备品种及占用时间之间的匹配程度、维修设备的通用程度、以及维修设备的技术能力(检测故障的速度与精度、车磨等的加工能力等)。因此,设置维修设备水平下的第二层指标为:维修设备通用性、维修设备配套率以及维修设备技术能力,其中,维修设备配套率下又可设置第三层指标:品种配套率和数量配套率,如表3所示。

维修设备通用性属定性指标,反映维修设备的通用程度。选用的维修设备通用性越好,对提高保障能力的贡献也越大,在对这个指标进行评价时,应考虑以下影响因素:维修用手工工具的通用程度;测试仪器的通用程度;诊断设备的通用程度等。

表3 维修设备配套率指标

维修设备品种配套率反映了保障系统实有的维修设备品种数与维修工作需要的品种数之间的匹配程度,属定量指标,在量值上等于实有的维修设备品种数与需要的品种数之比。其中,所需的品种数由维修工作分析确定,计算公式如式(4)所示。

其中,N6代表设备单品种数量在储备底量以上的品种数;N5代表应由各设备储备的品种数。

维修设备数量配套率则反映了实有的维修设备和所需的维修设备在数量上的匹配程度,也是一个定量指标,量化值为两者之比,计算公式如式(5)所示。

其中,Nd为应配备的设备品种数;Kis为品种i设备储备的标准量;Ki为品种i设备实有的储备量。

维修设备的技术能力指标是维修设备数量需求的重要指标,由于不同设备的能力各异,因而其计算分析也是十分复杂,评价这一指标时要综合考虑监测设备与加工设备的能力。

5)技术资料水平

技术资料对保障能力的影响主要是资料是否完整齐备、是否便于相应技术能力的维修人员阅读和使用等。

资料完备度属定量指标,在量值上等于保障系统中实有的资料数与所需的资料数之比。资料适用度属定性指标,反映了技术资料指导排除故障的能力。对这个指标评价时,要结合人员业务水平进行,考虑资料、图表是否通俗易懂,对维修工作指导的具体程度,其量值按定性指标的量化方法求取。

6)保障工作管理水平

保障工作管理对保障能力的影响主要体现在对保障资源的管理、调度;对保障对象的监控;以及保障延误时间的大小。

保障对象监控能力是指对装备技术状态的监控能力,若监控能力差,不能及时预防故障的发生和检查出故障原因和故障部位,就会形成保障延误,降低保障能力,该指标属于定性指标。

保障资源管理能力包括的方面较多,如人力资源的调度能力、对人员维修技术水平的了解、备件的管理、维修设备的运用及管理等,这些因素都会影响维修保障能力,如发生故障后,明知有备件却不知道其具体位置,延误保障时机;或故障后指派的维修人员不当,影响维修速度;或维修设备运用不当等,这些都会造成保障延误,导致同样的保障资源,对同样的对象进行保障,保障能力却有所降低,该指标属于定性指标。

平均保障延误时间是指进行保障工作时,由于管理和资源不到位而引起的保障延误时间,例如维修准备及总结工作所耗时间、等待备件时间、维修决策时间等的平均值,平均保障延误时间越大,维修保障能力越小,所以这个指标值越小效果越好,为此,该指标的最终取值应进行归一化处理。平均保障延误时间等于任务期间所需各项维修工作中因管理和资源不能及时到位而引起的延误时间的平均值之加权和,许多文献以备件为例,讨论了备件的保障延误时间,本文以维修流程分析,求得保障延误时间。其他各项维修工作的保障延误时间同样也可以通过维修流程分析获得,在数据充足的前提下,可计算出平均保障延误时间。

7 结语

舰空导弹武器系统维修保障能力的高低直接影响着部队战斗力的形成,对其进行评估是一项重要的工作。根据国内外的研究成果,本文从系统的角度,在评估指标选择的原则基础上,建立的舰空导弹武器系统维修保障能力评估指标体系客观地反映了部队维修保障情况,该指标体系包含了保障资源的各个方面,基本指标计算简便,实用性强,为舰空导弹武器系统的维修保障能力评估与分析打下了基础。

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[5]甘茂治,康建设,高崎.军用装备维修工程学[M].北京:国防工业出版社,2009:3～6

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[8]董文洪,徐廷学.确定导弹武器系统保障性指标的研究[J].弹箭与制导学报,2005,25(4):885～887