基于任务的装备器材供应策略仿真对比

杨 帆，王铁宁，曹 钰，贾 琦

（陆军装甲兵学院 装备保障与再制造系，北京 100072）

1 引言

为了更好地应对不断变化的国际与国内形势，当前我军举办或参加出国演士、阅兵、联合军演等大型非战争军事任务越来越频繁，陆军装备基于任务的动用情况也随之增加。在传统基于任务的装备器材保障中，装备器材供应往往存在隶属分割、环节较多、流程复杂、周期较长、成本较高等问题，信息共享和军民融合也严重不足。缺乏系统性和科学性的装备器材供应方式，也伴随着供应效率及保障效率的不足，因此难以满足基于任务的器材保障过程中高效性及灵活性等要求。

当前对装备器材供应保障的研究主要集中于平时日常训练消耗[1-2]和战时器材保障[3]方面，对基于任务环境下装备器材的供应保障研究甚少。因此，本文研究了基于任务环境下两种可能的装备器材供应策略：两阶段策略和单阶段动态策略，并对这两种策略的机制进行描述，设计了对应的仿真流程，最后通过实例仿真，对比了两种策略的优劣所在。

2 两种策略机制及仿真流程

本文采用军事虚拟仓库（Military Virtual Warehouse，MVW）的成员组织模式，即基于任务的器材供应组织由一个虚拟的指挥成员和多个实体成员组成[4-5]。军事虚拟仓库作为一种典型的军民融合式保障模式，其实体成员包括军队仓库、地方仓库、地方生产商以及地方配送中心等，并在虚拟中心的协调与指挥下，共同为任务点提供装备器材保障，整体保障结构如图1所示。

图1 基于任务的MVW结构图

其中，联合指挥中心不同于其他部分，其本身为虚拟节点，并不存在实体，但却是整个MVM的指挥中心，军队成员和地方成员分别通过北斗网络与互联网，将信息实时汇总到联合指挥中心，而联合指挥中心则通过防火墙进行信息安全处理后，对任务器材供应策略进行优化，进行实时决策，并向各成员传达器材的供应指令，以满足任务需求。

2.1 两阶段策略

基于任务的装备器材供应的两阶段策略与当前我军现行的基于任务环境下器材保障策略基本一致，即将任务器材保障分为准备阶段和执行阶段两部分，其中准备阶段指的是从接到任务通知到任务正式开始的阶段，任务执行阶段指的是从任务开始到任务结束的阶段。

在准备阶段，军事虚拟仓库指挥中心根据前期的器材需求量预测结果，确定各实体成员的供应数量配置情况，之后组织中的各实体成员根据配置数量要求，在任务时间要求范围内，向任务预置储备点供应相应的器材。在任务的执行阶段，装备动用开始，若装备器材的消耗数量发生预期之外的变化，即当某项器材数量降低到设定的最低点时，由虚拟仓库指挥中心确定最优供应策略，指挥最优决策成员向任务预置储备点供应所需器材。

基于任务的两阶段策略下装备器材供应仿真流程如图2所示。

2.2 单阶段动态策略

基于任务的单阶段装备器材供应策略下，不再严格区分任务的准备时间和执行时间。在任务即将开始时，军事虚拟仓库首先预测短期内装备的器材需求情况，并进行初始化器材的供应配置，之后根据前一天装备动用中器材的实际消耗情况，实时更改供应计划，以尽可能减少任务预置储备点库存和降低缺货成本的前提下向任务点供应器材。

基于任务的单阶段策略下装备器材供应仿真流程如图3所示。

3 实例仿真设计

3.1 实例说明

现对某次任务中五种装备器材的两种供应策略进行仿真，其中器材2为新装备器材，只能由生产商进行供应。已知任务即将于2 160h后进行，任务持续时间为一个月。经过筛选，确定MVW成员分别包括2个生产商、2个部队仓库、3个地方配送中心，各成员所在位置信息（虚拟）、可用交通运输方式、器材最大供应量等见表1。现由该临时组建的MVW向任务点供应这五种器材，分别对两种策略进行仿真。

图2 两阶段策略仿真流程图

图3 单阶段策略仿真流程图

表1 MVW成员相关信息

3.2 仿真设计

本文采用基于Agent的建模与仿真方法对上述仿真实例的两种策略进行分析，通过仿真对基于任务情况下装备器材的供应情况进行动态模拟，统计相关成本指标，并将两种策略进行比较，从而对比二者的优劣所在。基于Agent的建模与仿真是当前比较流行的系统仿真方法，其中，Agent作为仿真模型的基本单元，可视为具有主动性、社会性、自治性和反应性等特征的智能化个体，能够动态适应周围环境的变化，并主动执行相关任务[6]。

本文利用Anylogic建模仿真平台进行仿真。当前大多数的建模仿真工具主要是围绕某种特定的建模方法，如SD方法有四个著名的建模仿真工具，SE方法有几十种建模仿真工具，DS方法由MATLAB Simulink主宰。而Anylogic作为一种新型的实用交叉方法工具，支持SD、SE、DS和智能体的所有建模风格，是一种多方法的仿真建模统一先进平台，可为使用者提供基于Agent的可视化界面、Agent行为规范、通讯、环境建模等最低要求的编码。因此，本文选择Anylogic对上述实例进行仿真，两种策略的仿真系统框架如图4所示。

图4 基于任务的器材供应仿真系统框架图

4 仿真结果分析

基于任务的器材供应成本作为本文两种策略模型的核心评价指标，主要由任务点库存成本、运输成本及缺货成本三部分构成。设置仿真时间单位为h，仿真结束时间为任务准备时间与任务执行时间之和，即2 880h，仿真过程成本实时时间堆叠图如图5至图7。

图5 两阶段准备阶段总成本

图6 两阶段执行阶段总成本

图7 单阶段总成本

图5为任务准备阶段结束时器材总成本，图6为任务执行阶段结束时器材总成本，二者之和即为两阶段的任务器材供应总成本。而由图7单阶段任务结束时汽柴总成本，可以看出，任务结束时两阶段总成本为6 500，而单阶段总成本只需要3 800，成本大大降低。这主要是由于两阶段策略增加了任务预置储备点巨大的库存成本，同时，该策略过于依赖需求的预测结果，在任务执行阶段，器材即将缺货才开始临时发货，缺货成本也较单阶段高。相比较而言，单阶段策略由于不存在器材运输的“规模效益”，因此运输费用略多于两阶段策略，但是任务预置储备点库存成本几乎可以忽略不计，其灵活的实时变化供应策略，也在很大程度上降低了器材的缺货成本。随着时间的推移，单阶段策略越来越显现出其成本优势。从仿真结果可以看出，任务结束时，单阶段成本明显低于两阶段成本之和。

5 结论

本文在军事虚拟仓库的任务器材保障模式下，提出了两种不同的供应策略，并对两种策略分别进行建模与仿真，根据仿真结果对两种策略在成本上进行分析比较，结果表明，在技术手段允许的情况下，采取单阶段策略能更好的响应任务器材需求。本文的研究成果也对基于任务情形下，装备器材的保障提供了一定的参考价值。