战时装备抢修业务流程框架建模研究

张 星，郝立山，李 华

（1.军械工程学院，石家庄 050003；2.石家庄陆军指挥学院，石家庄 050084）

战时装备抢修业务流程框架建模研究

张 星1，郝立山2，李 华1

（1.军械工程学院，石家庄 050003；2.石家庄陆军指挥学院，石家庄 050084）

在信息化战争条件下，装备的战损情况将会变得越来越复杂，针对在未来复杂战场条件下如何确定装备的战斗损伤情况，并进行快速修理，进而提高装备的生存性和战场抢修效率，保持装备持续作战能力的问题，进行了战时装备抢修业务流程框架建模的研究，介绍了装备抢修的相关概念，将装备抢修的军事概念模型划分为多个作战行动，对装备抢修业务流程进行分析抽象并进行建模，采用概率随机抽样方法进行损伤分析，并对修理任务、修理能力和修理时间进行定量分析，设计出合理的装备抢修业务流程框架，为相关研究提供参考。

装备抢修，模型，损伤分析，修理

0 引言

在信息化战争条件下，战场情况瞬息万变，装备保障越来越复杂，如何快速确定装备的战斗损伤情况，并进行快速修理，进而提高装备的生存性和战场抢修效率，保持装备持续作战能力的研究是一项重要课题。建立一套装备战损模型，获取装备战损率，对装备抢修过程进行分析抽象并进行建模，对指导作战指挥训练、提高部队的装备保障能力具有十分重要的军事意义［1］。装备抢修业务流程包括毁伤分析、机动、展开、修理、撤收等一系列动作，本文着重对装备抢修过程中装备的毁伤分析和抢修分队的机动及修理流程进行抽象分析建模，建立装备抢修业务流程的基本框架，对其他相关研究提供参考。

1 相关概念

1.1 装备抢修

装备抢修是对作战或其他行动中损坏的武器装备进行的突击性修理。装备的修理通常分为小修、中修和大修。

1.2 维修策略

维修策略是指装备故障或损坏后如何维修，它规定了某种装备预定完成维修的深度和方法。装备系统维修策略一般分为：不修复、局部修复和全部修复。

1.3 损伤形式

损伤形式包括：受击损坏，技术损坏，自然磨损损坏。

1.4 损坏程度

损坏程度分为：轻损、中损、重损、报废。

1.5 抢修性

抢修性是指在作战条件下和在规定的时间内，以应急手段和方法维修时，使损伤装备恢复到完成某种任务所需功能或能自救的能力。

2 抢修分队基本情况

装备抢修分队是能独立实施装备抢修行动并完成抢修任务的基本保障单位，由一定数量的人员和抢修装备组成，可受保障队、保障群、后方指挥所直接指挥，保障完毕后向指令下达方报告任务执行情况。

装备战场抢修指在战场上或紧急情况下，当装备遭到损伤时，运用应急诊断技术，对装备的损伤程度及现场可修复程度进行快速评估，如果通过评估认为“现场可修”，且时间紧急，即可经现场指挥员同意，利用现场可以得到的资源，运用应急修理技术或现场创造临时性的应急方法，快速修复损伤装备，使之及时投入作战或完成当前任务，或能够实施自救。战场抢修的核心内容是战场装备损伤评估和战场损伤修复［2-3］。

3 军事概念模型

3.1 抢修行动列表

装备抢修业务包括多种流程，根据实体任务和仿真需要，将装备抢修的军事概念模型划分为多个作战行动，如表1所示。

待命是装备没有任务的空闲状态，是没有动作的一个基本动作，本模型不作描述。展开和撤收是分队抢修的一些相关动作，本模型也不作描述。本文主要是对装备抢修中的损伤分析、机动和修理3个环节着重进行分析设计。其中装备修理是一个组合行动，组合行动一般由多个基本行动构成，对应于某一类具体任务的处理过程［4-5］。

表1 装备抢修分队作战行动列表

装备抢修保障行动的流程如图1所示。

图1 装备抢修保障行动流程

3.2 装备抢修损伤分析模型

3.2.1 损伤分析概述

损伤是装备遭受敌方火力打击后的一种被动受损行为，从保障的角度看，它是产生装备技术保障需求的根源。损伤分析的主要任务是在损伤计算后，确知装备受损的情况下，对装备进行损伤分析，获得装备损伤程度、损伤部件等信息，并将损伤情况上报上级单位。

3.2.2 装备损伤等级计算

本模型采用概率随机抽样方法进行损伤分析。根据装备类型查找对应的损伤等级分布P1～P4，对每一个概率Pi，产生0～1随机数Si，对随机数Si变换得Si'=（Si-0.5）/5，从而得到在±10%范围内生成新的概率Pi'=Pi+Si'，对Pi'归一化得Pi''。再次抽取0～1随机数S，根据S的大小，判定装备的损伤等级［6］，判断式为：

损伤分析流程如图2所示。

图2 装备抢修组损伤分析流程

3.3 装备抢修机动模型

3.3.1 作战行动概述

机动是装备抢修分队作战的基本行动，其目的在于到达保障位置。装备抢修分队应当根据上级意图、受领的任务和战场情况组织实施机动。

3.3.2 执行规则描述

①行动执行条件

行动执行条件主要包括：

a.装备抢修分队没有遭受火力打击，需要执行机动任务，且处于待命状态。

b.装备抢修分队遭受敌火力打击后仍有机动能力，需要执行机动任务，且处于待命状态。

②行动终止条件

行动终止条件主要包括：

装备抢修分队在机动过程中收到敌火力打击存在毁伤且失去机动能力；

装备抢修分队已机动到指定位置；

装备抢修分队收到上级行动终止命令；

装备抢修分队遭遇工程障碍不能通行。

③行动状态变迁及其执行流程

装备抢修分队在机动过程中的状态变迁情况如表2所示。

表2 装备抢修分队机动过程中的状态变迁表

装备抢修分队的机动流程如图3所示。

图3 装备抢修分队的机动流程

④行动交互描述

装备抢修分队在机动过程中可能产生或接收的各类交互见表3。

表3 行动信息交互表

3.4 装备抢修修理模型

3.4.1 修理行动概述

修理是装备抢修保障的基本行动，主要完成对故障装备的电子、电气设备和机械、液压、机电等故障部件的换件修理。

修理行动的终止条件及相应的处理如下：

装备抢修分队在修理过程中存在损伤且失去修理能力：将状态修改为损伤状态并向装备指挥所进行损伤上报。

装备抢修分队接到上级停止行动命令：退出修理，转为撤收状态。

修理时间到，修理任务完成：退出修理，转为撤收状态。

3.4.2 装备修理任务的计算

装备修理任务的计算对应于保障组的级别、类别或修理要求。通常基层级承担装备轻损的修理任务，中继级承担装备中损以下的任务［8］（如果修理要求只承担中损的修理，则按要求计算）。设某部队的装备轻损修理任务为Tq，装备中损修理任务为Tz，则

式中，T0为针对轻损的某种装备，其某类可更换单元的标准修理组时；r为针对轻损的某种装备，某类可更换单元的个数；m为某种装备损坏的可更换单元的类数；n为某类损坏装备的个数；p为损坏装备的类数。

装备中损修理任务Tz的计算方法同Tq。

3.4.3 装备修理能力的计算

装备修理能力是以修理组为单位进行计算的，主要影响因素包括敌火力压制强度与维修器材的充足情况［9］。对于一个修理组来说，设小组工作能力为u，则

式中，k1为人员利用系数，可取80%；k2为时间利用系数，可取80%；k3为敌火力压制等级影响系数；k4为维修器材充足程度影响系数。

3.4.4 装备修理时间的计算

对于某个修理组，装备修理时间为承担的装备修理任务量与装备修理能力之比。设某修理分队一次修理行动的修理时间为t，单位为小时，则

3.4.5 修理行动执行流程

图4 装备抢修的修理流程

装备抢修的修理流程如图4所示。

装备抢修分队在修理过程中的状态变迁情况如表4所示［10］。

表4 装备抢修分队修理过程中的状态变迁表

4 结束语

通过对装备抢修业务流程进行分析，抽象出损伤分析模型和装备修理模型，在对装备修理过程中的状态变化进行建模的前提下，采用概率随机抽样方法进行损伤分析，对修理任务、修理能力和修理时间进行定量分析。但是战时装备抢修业务流程建模是一个非常复杂的过程，本文对模型进行了合理的简化，将装备抢修业务流程的关键环节抽象出来，实际工作中需要对模型中的资源和任务等进行更为详细的分类，要描述一个完善的和非常详细的装备抢修业务模型，还有很多工作要做。

［1］张柳.装备维修保障系统模型研究［D］.石家庄：军械工程学院，2003.

［2］刘建英，李小龙，高波.基于CPN战时装备保障业务流程建模［J］.计算机工程与设计，2011，35（6）：170-173.

［3］孙明，王精业.装备维修保障仿真中装备毁伤分析模型研究［J］.系统仿真学报，2006，31（8）：163-165.

［4］薛青，张伟，王立国.装备作战仿真［M］.北京：兵器工业出版社，2006：19-20.

［5］王晖，潘高田，李雄.军事运筹学［M］.北京：装甲兵工程学院出版社，2003.

［6］许国志.系统科学［M］.上海：上海科技教育出版社，2000.

［7］董成喜，郑志海，武昌.基于CPN的通信装备战场抢修系统效能优化［J］.空军工程大学学报，2006，7（4）：75-78.

［8］杨春辉.基于CPN的面向任务指挥控制组织建模、仿真及优化方法研究［D］.长沙：国防科学技术大学，2008：61-65.

［9］宋彬，龚传信，孟昭福.信息化条件下装备保障组织变革的新逻辑［J］.装甲兵工程学院学报，2006，20（5）：25-28.

［10］陈春良，陈伟龙.基于主动式保障的装备维修保障系统研究［J］.装甲兵工程学院学报，2013，27（5）：13-18.

Modeling of Equipment Rush Repairing Work Process in Wartime

ZHANG Xing1，HAO Li-shan2，LI Hua1
（1.Ordance Engineering College，Shijiazhuang 050003，China；
2.Shijiazhuang Army Command College，Shijiazhuan 050084，China）

Under the war in the information age，the battle damage of equipment will become more and more complicated，aimming at how to make sure the battle damage of equipment in the future complicated battlefield condition，and carry on quickly fixing，then raise the survivability and equipment rush repairing efficiency，keep the equipment sustainbility，carry on the research that the modeling of equipment rush repairing work process in wartime，the related concept of equipment rush repairing is introduced，the military concept of equipment rush repairing is divided into several battle action，the equipment rush repairing work process is abstracted and modelled，damage analysis is made using the random probability sampling，and quantitative analysis of the repair task，the repair ability and the repair time is made，and then the reasonable equipment rush repairing work process is devised，which can give a reference for the correlational research.

equipment rush repairing，model，damage analysis，repair

TP391

A

1002-0640（2015）05-0116-04

2014-03-15

2014-04-26

张 星（1985- ），男，河北石家庄人，硕士研究生。研究方向：装备保障指挥及自动化。