大型动员装备加改装模块化设计

大型动员装备加改装模块化设计

孙栋，顾永治，马文刚， 王和文， 杨世坚

(总后勤部 军事交通运输研究所，天津 300161)

摘要针对目前我军动员装备加改装通用化程度低、改装器材品种多样、改装效益低、周期长等问题，提出大型动员装备加改装模块化设计。在尝试界定大型动员装备加改装及其模块化相关概念的基础上，研究了大型动员装备加改装模块化设计的总体框架和基本流程，探讨了加改装模块化的关键环节，提出了“模块二维分析法”“模块器材库构建法”等加改装模块化实用分析方法，为大型动员装备加改装模块化实践提供新的思路。

关键词大型动员装备；加改装；模块化；设计

收稿日期2014-11-15

基金项目部委级资助项目

作者简介孙栋(1984-)，男，工程师，博士，主要研究方向为动员装备改装与运用。xizhilang-dongdong@163.com

中图分类号E242

文章编号2095-3828(2015)05-0026-05

DOI文献标志码A 10.3783/j.issn.2095-3828.2015.05.006

收稿日期2015-01-15

基金项目国家社会科学基金资助项目(09&ZD066)

Modification Modularization Design of

Large-scale Equipment for National Defense Mobilization

SUN Dong，GU Yongzhi，MA Wengang，WANG Hewen，YANG Shijian

(Military Transportation Research Institute, General Logistics Department, Tianjin 300161, China)

AbstractThis paper researches on the modification modularization design of large-scale equipment for national defense mobilization to solve out the problems such as low modification generalization, more modification material types, low modification benefit and long modification period of the equipment for national defense mobilization. On the basis of conceptual definitions of modification of large-scale equipment for national defense mobilization and its modularization design, the paper analyzes the overall framework and basic procedure for modification modularization design, discusses the key steps, puts forward the practical analysis methods as 2-dimensional modularization method and modularization material library construction method to provide guidance and reference for modification modularization practice.

Keywordslarge-scale equipment for national defense mobilization; modification; modularization; design

大型动员装备加改装是贯彻落实军民融合发展战略，加快推进我军后勤装备体系建设，有效提升大规模作战后勤保障能力的一项十分必要且紧迫的任务。近年来，随着民用动员装备类型的不断增加，技术性能的不断提高以及大型动员装备加改装工作的不断深入，加改装器材的多样性和加改装技术的复杂性日益凸显，给大型动员装备的加装、改造、运用、维护、恢复等带来了一系列影响。深入推进大型动员装备模块化研究，提升加改装通用化、单元化、系列化水平，是缩短改装周期、降低改装费用、提高改装效益、增强保障实力的有力举措，对大型动员装备加改装工作具有极其重要的军事和经济意义。

本文针对目前我军动员装备加改装中的一系列问题，进行了大型动员装备加改装模块化设计研究，旨在为大型动员装备加改装模块化实践提供理论指导和方法借鉴。

1大型动员装备加改装模块化相关概念

1.1大型动员装备加改装

大型动员装备加改装并非新生事物，早在二战期间一些军事强国就曾广泛开展，并在二战中发挥了重要作用，我国也自20世纪90年代开始，围绕民用运载工具加装改造开展一系列工作，取得了一定成果。然而，关于大型动员装备加改装的概念却一直没有形成明确的定义，仅在《中国人民解放军军语》中能够查阅到与之相关的“交通工具改装”“装备加改装”的概念。其中，“交通工具改装”和动员装备加改装工作关系密切，是指：为使被征用的交通工具适应军事要求，在不改变原有总体结构和运输功能的前提下，对其进行加装改装的活动[1]。随着军事斗争准备的不断深化和民用大型装备技术的不断发展，大型动员装备加改装所涉及的领域范围得到极大扩展，加改装内容和形式也发生了很多变化，新形势下重新审视并充分认识大型动员装备加改装的概念内涵，对于其发展具有重要意义。

界定“大型动员装备加改装”首先要明确“大型动员装备”的内涵。“大型动员装备”这一概念在《辞海》《军事辞海》《军事后勤百科全书》《中国人民解放军军语》等权威书籍中并没有明确定义，结合部队保障实践，可以理解为：具备从平时状态转入战时状态、满足战时保障要求条件的大型民用装备。通过分析“大型动员装备”和“交通工具改装”的相关概念，结合动员装备加改装工作实践，可以将“大型动员装备加改装”定义为：为使战时被征用的大型民用装备适应军事要求，在不改变原有总体结构和功能的前提下，对其进行加装改装的活动。值得指出的是，受笔者专业领域所限，本文中涉及的大型动员装备加改装主要针对后勤保障领域，但所用模块化方法仍可为其他领域所借鉴。

1.2模块及模块化

近年来，模块(module)、模块化(modularity)等词已经在国内外得到了普遍的运用[2-3]，其概念也不下十几种，并且随着应用领域的不断拓展，其内涵和外延也在不断变化。综合学术界不同观点，根据军事后勤大型动员装备加改装工作特点，对模块、模块化进行界定性描述。

模块是指可组成复杂系统的、具有某种确定的独立功能的半自律性单元[4]，其特征主要包括：具有确定独立功能；具有确定独立结构，包括标准化的、能组成系统的接口结构；具有可组合性和互换性[5]。从功能上，可以分为定制模块和通用模块[6]，或者分为标准模块和功能模块[7]；从来源上，可以分为内部发展模块和外部获得模块[8]；从物理结构上，可以分为功能模块，结构模块和单元模块。

模块化是以模块为基础，综合了通用化、系列化、组合化的特点，用以解决复杂系统类型多样化、功能多变的一种标准化形式[9]。随着广泛深入地应用，模块化已经由最初作为产品设计的一种方法，逐步转变为可以被诸多领域广泛运用的一种思维工具。

1.3大型动员装备加改装模块化

综合上述观点，大型动员装备加改装模块化可以定义为：根据未来作战对大型动员装备的军事使用和加改装需求，在进行加改装功能分析和分解的基础上，划分、设计、研制出一系列通用和专用加改装功能模块，并通过组合加装到大型动员装备上，构成满足不同军事需求保障平台的过程。大型动员装备加改装模块化内涵如图1所示。

图1　大型动员装备加改装模块化内涵

2大型动员装备加改装模块化设计总体框架和基本流程

2.1总体框架

大型动员装备加改装模块化设计，要以军民融合、平战结合、专业组合、资源整合为原则，紧贴作战需求，强化统合力度，突出通用组合，升级改进现有加改装器材成果。设计整合需要新研加改装器材， 必须着眼形成功能完备、结构合理、通用实用的大型动员装备加改装模块器材系列，提升动员装备加装改装效率和保障效能，为有效增强大规模作战后勤保障能力提供强有力地支撑。大型动员装备加改装模块化设计总体框架如图2所示。

图2　大型动员装备加改装模块化设计总体框架

2.2基本流程

大型动员装备本质上是国家和社会拥有的较为成熟的民用产品，其设计建造时一般不会考虑军事需求，加改装工作也仅仅是在不改变原有总体结构和功能的前提下所进行的适度改装，其模块化并不针对装备构成的模块化，主要是加改装器材的模块化。因此，大型动员装备加改装模块化与其他军事装备模块化相比有很大区别，其模块化设计基本流程也需要在借鉴以往成熟模块化经验的基础上，根据大型动员装备加改装工作实际来制定。大型动员装备加改装模块化设计基本流程如图3所示。

大型动员装备加改装模块化设计基本流程主要包括：模块功能分析与分解，模块化器材库构建和模块化组合运用3个阶段。通过分析未来作战后勤保障使命任务，按照典型作战行动作战流程，研究各阶段运输投送、物资保障、卫勤保障、工程保障、装备保障等对大型动员装备的实际需求，明确装备勤务功能定位，进行功能合并和模块划分，明确模块单元；通过进行模块功能分析、模块原理性设计和结构设计，构建由通用模块和专用模块组成的系列化模块器材库；通过分析大型动员装备加改装需求，依据加改装功能需求和大型动员装备类型选取合理的加改装模块，实施模块化加改装并投入使用。

图3　大型动员装备加改装模块化设计基本流程

3大型动员装备加改装模块化设计关键环节

3.1模块功能分析与分解

加改装模块功能分析与分解是大型动员装备加改装模块化的关键步骤和核心环节，是指在保证加改装功能实现、结构完整的基础上，按照一定的原则和方法，将不同类型、不同用途大型动员装备的加改装功能进行分解和分类，并形成加改装功能模块的过程。为了既能确保以较少模块数量满足全部加改装功能，又能使模块之间存在松散耦合关系，增加模块的独立性和组合性，结合大型动员装备加改装工作实践，本文研究提出了“模块二维分析法”，用以对加改装模块功能进行分析和分解，如图4所示。

图4　大型动员装备加改装模块二维分析法

“模块二维分析法”包括勤务功能和装备类型2个分析维度。勤务功能分析维度，在总体保障任务分析的基础上，明确大型动员装备所承担的战时保障任务，然后将保障任务逐一分解，确定保障任务需要哪些勤务功能；在满足军事使用需求的前提下，根据勤务功能之间的相关性，整合大型动员装备加改装功能，合理确定功能模块。装备类型分析维度，在大型动员装备军事需求分析基础上，通过归纳同类大型动员装备不同加改装功能、加改装部位、加改装方式，在不影响加改装工作量、保证加改装费效比的前提下，整合加改装形式；并在分析不同大型动员装备相同功能模块的基础上，确定加改装功能模块形式。

“模块二维分析方法”不仅能够确保加改装模块全面性和独立性，还能从3个方面强化功能模块的通用性：一是不同功能模块同类装备上的接口通用；二是相同功能模块在不同类装备上的接口通用；三是不同模块间的通用。

3.2系列化模块库构建

构建系列化模块器材库是大型动员装备加改装模块化的基础性工作，是实现加改装功能模块灵活组合运用，提升加改装效率的重要保证。依据大型动员装备加改装器材功能及其加改装通用程度，可以将加改装器材模块分为领域通用模块、专业通用模块和专用模块，如图5所示。领域通用模块是指能够在不用专业间通用的加改装器材模块，如可以在铁路、公路、水路、航空等专业通用的医疗救护模块、兵员输送模块等；专业通用模块是指能够在同一专业间通用的加改装器材模块，如能够在不同类型船舶上通用的生活保障模块；专业模块是指针对特定用途、特定装备上采用的加改装器材模块。为确保功能模块的灵活组合运用，每种模块都需考虑3个基本要素，分别是功能信息要求、模块与装备接口信息要素和模块与模块接口信息要素。此外，系列化模块库的构建应贯彻“基本型派生发展”的思想，针对在不同类型装备上运用的相同功能模块，先发展基本型模块，再发展变型模块和特殊模块，以提高模块创建的时效性、科学性和经济性。

图5　大型动员装备加改装模块库架构

3.3模块组合化运用

模块的组合运用是根据大型动员装备保障任务需要，选取相应功能模块组合形成模块系统，加装改装到相应动员装备上，以实现装备功能跃升转变、满足军事后勤保障要求的过程，其中，模块系统可根据不同保障任务或保障环境的变化进行灵活调整。模块组合化运用是发挥大型动员装备加改装模块化优势的关键，也只有实现模块的组合运用，才能真正达到减少加改装工作量、缩短加改装周期、提高加改装灵活性的目的，从而大幅提升加改装保障能力。

加改装模块的组合化运用，并不是杂乱无章的简单堆积，而是以一定的质、量、时、空关系相组合，其基本方式包括：专业组合、数量组合、空间组合等。

专业组合是指为完成一定的军事保障任务，在一个大型动员装备上加装不同专业功能模块，如，在民用船舶上可加装医疗救治模块、伤病员后送模块、兵员输送模块等，可实现伤病员紧急救治、后送，兵员输送等功能。

数量组合是指加装在大型动员装备上不同功能模块的数量配比，这一数量配比主要取决于保障任务的勤务需求和大型动员装备的类型结构，相同动员装备不同保障任务，相同保障任务不同动员装备，则数量组合也各有不同。

空间组合是指不同功能模块在大型动员装备上的加改装部位和加改装总体布局，空间组合的合理性主要取决于勤务保障活动实施的便利性、大型动员装备技术性能要求等。

4结 束 语

大型动员装备加改装模块化是解决加改装投入高、周期长、可靠性低、维修性差、装备恢复困难等问题的主要途径，也是当前我军大型动员装备加改装发展的重要方向。

本文在梳理以往动员装备加改装相关概念基础上，尝试给出了大型动员装备加改装及其模块化的基本概念内涵，研究提出了大型动员装备加改装模块化的总体框架及基本流程，并结合大型动员装备加改装工作实践，分析了加改装模块化设计关键环节，为加改装模块化实践提供了一定的理论指导和方法参考。

参考文献(References)

[1]全军军事术语管理委员会.中国人民解放军军语(全本)[M].北京：军事科学出版社，2011:39.

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[4]杜人淮.基于模块化组织的装备军民融合式发展研究[J].装备学院学报，2013，24(2)：12-16.

[5]刘根，姜朝毅，刘继斌.现代军事装备模块化发展策略研究[J].军用标准化，2013,146(1)：5-8.

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[7]JEFFREY K L,DAHMUS J P.Modular product architecture [J].Design Studies,2001,22(5)：409-425.

[8]SAMINA K.Modularity in organizational structure the reconfiguration of internally developed and acquired business units [J].Strategic Management Journal,2006,27(9):799-823.

[9]李春田.现代模块化前沿:模块化研究[M].北京：中国标准出版社,2008:66-82.

(编辑：田丽韫)