战时车辆装备维修任务量测算模型

赵劲松，令狐昌应，贺　宇

(军事交通学院 装备保障系，天津 300161)



● 装备保障Equipment Support

战时车辆装备维修任务量测算模型

赵劲松，令狐昌应，贺宇

(军事交通学院 装备保障系，天津 300161)

通过战时车辆装备维修保障任务的分析，明确了维修任务量生成逻辑，形成了各类维修任务量关系结构，构建了战时车辆动用量预计模型和维修任务量测算模型，实例分析验证了模型的有效性，模型可为战时车辆保障辅助决策提供支持。

车辆装备；战时维修; 任务量测算

战时车辆装备维修保障，是保持和恢复车辆使用性能和技术状况的主要措施，是提升车辆装备战斗力的重要保证。准确分析车辆装备保障任务，科学预计车辆装备保障任务量，是制订装备保障方案的前提和组织装备保障活动的基础。装备保障任务量的预计和测算一直是装备保障领域研究的重点和难点问题。

目前，关于装备保障任务量预计研究，形成了很多理论成果，有效地指导了部队实践。文献[1]按照应用时机不同将车辆装备保障任务区分为平时、平转战时和战时3个阶段，并采用推断法对车辆保障任务进行了测算。文献[2]根据维修任务对维修人员的需求，建立了面向任务的维修人员预测模型，旨在优化维修人员的配置。文献[3]提出了一种用于解决装备维修任务分配问题的约束多目标粒子权算法。文献[4]提出了在预测装备损坏数的基础上，从装备故障统计数据出发，利用作战模拟法和解析法建立了火炮维修工时量的计算模型，结合专家判断方法，修正了形成了火炮维修任务量预测模型。文献[5]对比分析了MSG-3维修任务与CMR维修任务形成目标、适用对象等，并对二者对维修中的各种关系进行了比较。文献[6]研究了复杂装备系统维修任务之间的关系，采用IDEF3建立了复杂装备系统维修任务模型，并对模型进行了简化。文献[7]给出了维稳行动中力量对比分析，建立了考虑装备的兰彻斯特方程，给出了典型情况下参数设置。相关研究成果多是对问题进行定性分析；另外，确定定量指标的不确定性因素多，计算结果与实际情况差距较大。本文在对维修任务分析基础上，综合前期理论研究成果，按照实战中维修保障活动建立了车辆装备维修任务量计算模型，有效增加了实际应用价值和模型的可信性。

1　战时车辆装备保障任务分析

战时车辆装备保障任务，是各级维修机构承担的车辆维修工作。完成任务的主要目的是在作战全过程中利用最短时间、最少资源，最大化修复损伤车辆或恢复车辆行驶性能，保证车辆装备参战率，使部队具有持续战斗能力[8]。

1.1任务划分

车辆装备保障按照作战进程可以划分为作战准备保障阶段、作战实施保障阶段和作战结束保障阶段。各阶段车辆装备保障的任务：作战准备保障阶段，主要进行修复性和预防性修理，即采取各种措施和手段恢复车辆良好技术性能，保证车辆的完好率和首次参战率；作战实施保障阶段，主要进行战场抢修，在有效时间内最大化修复战损和故障车辆，提升重复参战率和持续参战率；作战结束保障阶段，主要进行抢救和修复性修理，做好再次战斗准备，本阶段不作为研究的重点，在文中不做赘述。

按照任务产生和生成特点，战时车辆装备保障任务可分为战前准备阶段的定程维修、作战实施阶段产生的战斗损伤修理、整个过程中车辆使用产生的小修和总成修理等[1]。理论上，车辆使用过程中会产生大修和中修任务，但现代战争战斗持续时间短、装备性能质量高，使得使用过程中产生中修和大修任务量非常小，本文不作考虑。作战准备阶段的定程修理和保养主要为完成在修在保车辆、待修待保车辆的修理与保养，使其恢复和保持良好的技术性能；战损修理主要是对战斗阶段武器毁伤车辆进行修理，按照损伤等级可以划分为完全损伤、严重损伤、中度损伤和轻微损伤[8]。车辆装备在使用过程中，因自然磨损、使用不当、车辆事故、装备质量或设计缺陷造成的损坏属于使用故障修理范畴，主要是小修或总成更换。

1.2任务量关系结构

根据参战车辆保障任务分析，其任务量是按照一定的逻辑关系产生的，其逻辑起点源于作战任务，其逻辑主线是由作战任务确定被保障对象，由保障对象明确保障任务，再根据保障任务计算车辆动用量，并推算维修任务量，向下延伸可推测保障资源的需求量(如图1所示)。各种类别维修任务量生成过程及关系结构如图2所示。

2　战时车辆动用量预计

根据相应战术背景下按单车日行驶里程预计车辆动用数量。这种方法涉及变量较少，适用于战前准备阶段车辆定程维修量的预计，其预计结果可作为开展后续工作的基本参考。

(1)式中：SLC为各类车辆总行驶里程，km；m为参战车辆类别数；Ci为第i种参战车辆数，台；T为任务持续时间，d；Xi为第i种车型，单车日行驶里程，km。

(2)

(3)

式中:Si为第i条线路上动用车量；γ为载质量利用率；L1i为第i路线的长度；Loi为收发车里程，km；TD为有效工作时间，h；Tsi为工作停滞时间，h；Vi为平均速度，km/h。

其约束条件：车辆行驶速度小于最大车速，日有效工作时间与日工作停止时间之和小于24 h，单车单程行驶距离小于车辆最大续驶里程。由于该方法需要输入参数和约束条件较多，在战场数据充分和信息获取及时的情况下方可使用，本文采用单车日行驶里程消耗来预计。

图1　维修任务量生成逻辑

图2　维修任务量关系结构

3　战时车辆维修任务量预计模型

3．1车辆定程维修任务量

定程维修任务量包括各级定程保养和修理，主要根据车辆当前行驶里程、维修间隔里程、预计行驶里程等进行测算。假设m台同一类车辆在给定保障期内，产生第j类定程维修间隔次数ZDj，其中，j=1，2，3，代表车辆一、二、三级保养；j=4，5代表车辆中修和大修。

(4)

式中：Lvi为第i台车当前里程数，km；Lsvij为第i台车辆上次实施第j类定程维修的里程数；Cli为给定保障期间第i台车辆的预计行驶里程；Lsj为第j类定程维修间隔里程；α为战时定程维修间隔里程修正系数30%～50%。

则各类定程维修在使用期间内的任务量(工时)为

(5)

式中Hj为第j类定程维修的额定工时。

3.2车辆使用小修任务量

车辆使用小修与车辆故障规律、装备技术状况、使用条件等因素有着直接的关系，主要取决于车辆使用强度。在车辆技术状况变化规律中，产生小修的故障率较稳定。令车辆在使用期间T内使用小修任务量Zxj台次，SZx工时。

Zxj=λx·T·SZ

(6)

SZx=Zxj·Hx=λx·T·SZ·Hx

(7)

式中：Hx为各型车辆小修额定工时；λx为使用损伤小修故障率。

3.3车辆总成维修任务量

总成维修主要含总成更换和总成大修，由于基层级修理分队以换件修理为主，因此这里主要考虑总成更换，待大修的总成后送到上一级维修机构。在使用期间T内，需要完成的总成维修任务量Zzj台次、SZz工时。

Zzj=λz·T·SZ

(8)

SZz=Hz·Zzj=Hz·λz·T·SZ

(9)

式中：Hz为各型车辆总成维修额定工时；λz为使用损伤总成大修率。

3.4车辆战损修理任务量

车辆战斗损伤受到作战样式、部队任务、车辆技术状况、车辆配置情况、兵器兵力对比、防卫措施、车辆运行条件、人员素质等众多因素的影响和控制。由于影响因素众多，且战场环境动态变化，很难精确计算车辆战斗损伤量。各国关于战斗损伤估算的一般做法通常是按照给定的战斗损伤率进行概率计算，计算结果存在较大误差，缩小误差的主要做法是依靠战略投送完成保障资源的补充和保障。

假设m台同型车辆在作战期间内，由于武器装备的打击和毁伤，导致车辆产生完全损伤、严重损伤、中度损伤和轻微损伤，对应产生维修任务量Zsk台次、SZs工时，以及大修、中修和小修任务量。

Zsk=SZ·T·γs·ρk

(10)

(11)

式中：ρk为战斗损伤中，第k种损伤的比率，k=1，2，3；γs为作战期间，日战斗损率；Hk为第k种修理额定工时。

3.5战时车辆总维修任务量

综上所述，战时维修任务量是由定程维修任务量、车辆使用小修任务量、总成维修任务量、战损修理任务量4部分组成，其测算模型如式(12)。

SZX=SZD+SZx+SZz+SZs

由式(5)(7)(9)(11)可得

(12)

4　实例分析

4.1基本情况

某部防御战斗参战车型为4种，共投入车辆装备1 200台，其中车型1、2共750台，车型3、4共450台；作战准备阶段，持续时间28 d，动用数量和单车日行驶里程见表1，各类定程维修间隔里程与平时维修间隔里程相比其修正系数为30%～50%；作战实施阶段，持续时间7 d，车辆战损率和各类损伤比例等相关参数见表2，预计此次战斗共需要完成的车辆维修任务。

表1　作战准备阶段车辆动用情况

表2　战时车辆装备维修任务量参数表

4.2预测结果

作战准备阶段，车辆维修主要以保养工作为主。根据式(1)和表1，各型车辆装备在作战准备阶段单车累计行驶里程分别为车型1为4 200 km、车型2为1 960 km、车型3为616 km、车型4为840 km。战时维修间隔里程修正按照40%计算，车型1考虑进行二级保养，车型2、3、4考虑一级保养。按式(4)(5)，依据测算单位统计的每台车辆的里程数、采用车辆保养规定中定程保养间隔里程和维修工时参考数据。计算作战准备阶段需要完成维修任务量是一级保养车辆442台次、二级保养车辆10台次，取一级保养额定工时为15工时，二级保养额定工时为65工时，作战准备阶段维修任务量为7 280工时。

作战实施阶段，车辆维修任务按式(6)—(11)计算可知，需要进行小修车辆326台次，总成更换车辆56台次，后送117台次；取使用小修额定工时为15，总成更换额定工时为30，本级作战实施阶段需要完成的维修任务量为7 335工时。

作战结束阶段，车辆维修任务包括后送车辆装备不计算在本级维修任务量范围内，但作为维修任务量计算的完整性，计算内容中包含后送任务量。

按照式(12)计算，某部防御战斗需要完成的维修任务量为14 615工时。

4.3结果分析

表3为通过预测数据与实际发生数据的比较。

表3　预测数据与实际数据对比表

由表3可以看出，预测值基本趋势与实际值基本一致，最大数据误差小于0.12，在系统允许范围内证明该预测方法是有效的。

5　结　语

战时车辆装备保障维修任务量是进行战时装备保障方案基础和前提，其预测的科学可靠是保证方案切实可行的重要依据。该模型能够有效预测战时车辆装备维修任务量，能够为战时指挥员进行车辆装备保障维修决策提供理论依据，也为维修保障力量的编组和运用提供有益参考。

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(编辑：闫晓枫)

Repair Workload Measuring Model of Wartime Vehicle Equipment

ZHAO Jinsong, LING-HU Changying, HE Yu

(Equipment Support Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

By analyzing wartime vehicle euipment repair tasks, this paper clarifies repair workload generating logic and relation structure of all types of repair workload. The prediction model of the amount of vehicles to be repaired and the measuring model of the workload to be involved are established. The case analysis verifies that the models are valid and are of reference value for wartime vehicle support.

vehicle equipment; wartime repair; workload measurement

2015-10-15；

2015-11-06．

赵劲松(1979—)，男，博士研究生，讲师.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.06.007

TK428.9

A

1674-2192(2016)06- 0027- 05