装备维修行为模型构建研究

郭尚昆 古平 柳成成

摘要：装备维修模型体系包括维修主体模型、维修行为模型和维修对象模型等，由于装备维修活动全过程异常复杂，构建出的模型体系通常存在适应性差等问题，因此在现阶段针对装备维修活动进行的模型构建多以维修主体模型和维修对象模型为主，针对维修行为的研究存在较大空白。本文结合装备维修活动，从维修指挥、战场抢救、战场抢修、物资供应等方面对装备维修行为模型的构建进行研究。

Abstract： The equipment maintenance model system includes the maintenance main body model， the maintenance behavior model and the maintenance object model. Because the whole process of equipment maintenance activities is extremely complicated， the built model system usually has problems such as poor adaptability. Therefore， at this stage， the model construction for equipment maintenance activities is mainly based on the maintenance main body model and the maintenance object model， and there is a big gap in the research on maintenance behavior. This paper combines equipment maintenance activities， research on the construction of equipment maintenance behavior model from the aspects of maintenance command， battlefield rescue， battlefield repair and material supply.

关键词：装备维修;行为模型;指挥;抢救;抢修;物资供应

Key words： equipment maintenance;behavioral model;command;rescue;emergency repair;material supply

中图分类号：E919                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）17-0034-05

0  引言

装备维修行为是装备维修实体为达成作战目的，与环境和维修对象等元素进行交互的过程，是响应其环境条件、内部状态和其他驱动事件的活动的集合，主要包括装备维修指挥活动、装备战场抢救活动、装备战场抢修活动以及维修器材供应活动等。

1  装备维修指挥活动模型

装备维修指挥，是装备维修指挥机构，包括装备维修指挥决策主体和组织计划主体，依托信息化指挥手段，感知战场态势，实施筹划决策、组织计划、协调控制等的一系列活动，是装备维修诸多复杂环节中最重要的活动，直接关系到装备维修活动完成的质量和成败。装备维修指挥活动过程如图1所示。

1.1 态势感知模型

装备维修态势是敌情、我情、战场环境等方面形成的状态和形势，是指挥决策主体和计划组织主体分析判断和筹划决策的主要依据。态势感知是装备维修主体依托信息化指挥手段，获取、处理和综合的主动行为，是形成装备维修态势的重要活动。装备维修态势需要大量数据支撑，而感知是获取数据的重要环节。既要感知当前的敌我态势和作战进展情况，又要感知本级首长对情况判断的结论、决心、处置和各部（分）队的作战任务，以及各部（分）队维修器材的消耗损失、武器装备的损坏情况与各维修部（分）队的人员、维修装备的损失情况和维修能力等。其活动过程如图2所示。

1.2 籌划决策模型

筹划决策是装备维修指挥决策主体依托信息化指挥手段，在共享装备维修态势的基础上，通过了解任务、分析判断等环节，定下维修决心的过程。因此，筹划决策的主要环节包括共享装备维修态势、了解任务、分析判断和定下维修决心，主要目的是为制定维修保障计划和确定最佳维修方案提供依据。其活动过程如图3所示。

1.2.1 了解任务。了解任务是指挥决策主体进行筹划决策的前提，也是指挥决策主体进行筹划决策的首要环节。因此，指挥决策主体应依托信息化指挥手段，充分了解上级作战企图、本级部队的进攻任务、力量加强和兵力部署、装备维修的基本任务、上级和地方的支援保障程度、作战指挥决策主体和上级装备指挥决策主体对维修工作的指示和要求等，为准确判断情况提供基础。

1.2.2 判断情况。判断情况是指挥决策主体进行筹划决策的第二个关键环节，既需要指挥决策主体掌握分析判断的理论方法和专业知识，更需要指挥决策主体清楚分析判断的内容。如果分析判断出现问题，直接影响维修决心的正确形成。指挥决策主体判明的内容主要包括敌战斗企图、主要活动方向、可能采取的军事行动和主要装备等对我装备维修活动的影响;部队（分队）进攻战斗任务和行动对装备维修的需求及重点;部队装备的种类、数量、质量和维修能力，地方可供利用的资源，战斗地区的地形、气象、水文、电磁环境、社会情况对装备维修活动的影响等。

1.2.3 定下决心。定下决心是指挥决策主体进行筹划决策的核心环节，对制定方案和计划有重大影响。因此，指挥决策主体在了解任务、判断情况的基础上，应综合判断情况的各项结论，权衡利弊，定下决心。战术级装备维修决心内容应包括维修任务、维修力量部署、维修方法、完成时限等。

1.3 计划组织模型

计划组织是装备维修组织计划主体根据指挥决策主体的维修决心所进行的计划与安排，是对维修决心的细化、量化和具体化。计划组织活动是体现装备维修决心的重要环节，在装备维修中占有十分重要的地位，是把维修决心转变为可操作、可执行的首要步骤，涉及的活动主体为综合计划席、装备管理席、装备维修席、维修物资供应席等，其活动过程如图4所示。

指挥决策主体在形成决心后，向组织计划主体分发装备维修决心，并明确相关要求，指示组织计划主体制定相应的装备维修方案。一般来说，综合计划席主要负责拟制装备维修力量部署、装备维修协同、装备维修防卫等综合性方案，其它专业席位主要负责拟制装备战场抢救、装备战场抢修、器材补给、警戒勤务等专项方案。组织计划主体在拟制方案时，既需要战前静态数据的支撑，也需要战中动态数据的支撑。各专业方案完成方案，需经综合计划席汇总上报，经指挥决策主体审批后，最终向操作实施主体下达执行。

1.4 控制协调模型

控制协调是装备维修指挥机构依据装备维修决心和装备维修方案，为顺利实现装备维修目标而对维修行动进行的追踪反馈、评估研判、调控纠偏，涉及的活动主体包括指挥决策主体、组织计划主体、操作实施主体，其活动过程如图5所示。

控制协调可分为制定调控目标、感知维修态势数据、评估维修指令执行情况、将执行情况与目标比对、采取纠偏措施等五个主要步骤。制定调控目标是进行调控的尺度，构成了整个调控过程的基础，这些目标必须依据装备维修方案的内容来制定，且是明确的可度量的，具有较强的可操作性。感知维修态势数据是进行调控的前提，在实际过程中，应当主动获取战场态势变化数据和操作实施主体执行装备维修指令的情况，形成可视化的装备维修态势。评估维修指令执行情况就是根据感知的维修态势数据，判断装备维修活动开展的好坏和完成的程度。将执行情况与标准比对就是衡量执行情况是否达到了各级指令要求和维修实际需求，与制定的装备维修方案之间存在多少偏差和出入，既要找到具体的数据，也要分析存在的问题。采取纠偏措施就是在上述步骤的基础上，对装备维修行动进行及时修正，从而尽可能的消除偏差，将装备维修决策和方案的内容变为现实。经过对装备维修控制协调过程的分析，可以看出控制协调的实质就是对筹划决策和计划组织的反馈。

2  装备战场抢救活动模型

装备战场抢救，是抢救单元在战场环境的制约下，根据上级的指令，利用抢救装备使得淤陷、翻车、战伤以及失去行动能力的遇险装备脱险的活动。装备战场抢救的方式通常有自救、拖救和后送三种，其中拖救又可分轻陷拖救、中陷拖救、重陷拖救和超重陷拖救，后送又可分为牵引后送和输送。装备战场抢救活动的过程如图6所示。

在作战过程中，坦克、装甲车辆、自行火炮等装备发生了淤陷、翻车等险情，装备保障指挥机构获取到需抢救装备的数量、类型、地点等抢救需求数据后，经过筹划决策、计划组织等一系列装备维修指挥活动，形成装备抢救决心，制定抢救计划，向抢救单元下达装备抢救指令。抢救单元根据指令要求，做好人员、维修设备和维修器材的准备工作，并迅速机动至抢救地点。到达抢救地点后，首先判断遇险装备是否需要吊装，若需要吊装，则展开实施吊装。之后，根据装备具体险情判断采用哪种抢救方式，对于淤陷装备，应采用拖救方式使其脱离险境;对于不能现地修复的损坏装备，应采用牵引方式将其运至修理点。当采用拖救方式时，应根据遇险装备实际情况，计算所需抢救人员、工具、设备等资源，并判断自身是否具备相应能力，若具备相应能力，则展开组织实施，否则向上级申请支援，待支援力量到位后展开组织实施。当采用牵引方式时，其活动过程与拖救类似，在此不再赘述。抢救单元完成抢救任务之后，应进行撤收，并上报情况。

通过对装备战场抢救活动进行表征建模，可以发现装备战场抢救活动中的机动、展开、抢救组织实施、撤收还可以继续细化，但由于撤收活动实质上是展开活动的逆过程，故下面就对机动、展开、抢救组织实施这三个活动进一步表征建模。

2.1 机动模型

机动是实施装备维修活动的重要环节，不仅装备战场抢救需要机动，装备战场抢修、物资器材供应、警戒勤务等其它活动也都离不开机动。装备维修力量在具体实施机动过程中，受到众多外界环境因素的影响与制约，必须精心筹划，科學组织。经过分析可以发现，机动模型实质上就是数学上的多目标规划问题，即在综合考虑影响机动的多个不同因素基础之上，建立机动路径选择的目标函数，通过模型求解，从道路网络中（如图7所示）确定最优机动路径。

战时，最优机动路径的选择受多个方面环境因素的影响，主要包括路径长度、通行能力、敌方威胁等因素。不同情况下，各个因素对路径选择的影响是不一样的。比如，在情况特别紧急，需要维修力量马上到位的情况下，此时时间最短就是最优选择;在维修任务不急迫的情况下，保证自身安全成为首要考虑因素，此时敌方威胁最小就是最优选择。因此，机动路径的选择就是关于路径长度、通行能力和敌方威胁的多目标规划函数。下面，本文从机动路径最短、通行能力最大、敌方威胁最小三个单目标优化函数出发，最终建立机动路径选择的多目标规划函数。

2.1.1 机动路径最短模型

机动路径最短指的是从起始点至目标点选择一条行驶距离最短的路径，这里以行驶路径的几何长度为优化目标。因此，机动路径最短的目标函数M1为：

2.1.2 通行能力最大模型

通行能力最大指的是从起始点至目标点选择一条整体通行能力最强的路径，而通行能力的大小主要与道路的等级有关，且二者是正相关的关系。为了和其它单目标函数保持一致，在此，本文采用通行能力的倒数作为目标函数。因此，通行能力最大的目标函数M2为：

式中： 表示选择k方案时，从起始点O到目的地D各路段通行能力的倒数之和;ta表示路段a的通行系数，通行系数越大，则通行能力越强;ca表示路段a通行系数的倒数。由于其它符号在上文已作说明，故在此就不再赘述。

2.1.3 敌方威胁最小模型

敌方威胁最小指的是从起始点至目标点选择一条整体遭受敌方打击骚扰可能性最低的路径，以减少自身损失。因此，敌方威胁最小的目标函数M3为：

2.1.4 多目标规划模型

根据上文所建立的三个单目标优化函数，机动路径选择的多目标规划函数M为：

在建立机动路径选择的多目标规划函数之后，通过对模型进行求解，就可以得出最优机动路径，其算法实现在此就不再赘述。

2.2 展开模型

抢救单元的展开，是指抢救单元到达目标地域后转为工作状态的过程。按照展开程度划分，展开可分为不展开、部分展开和完全展开。通常情况下，为了缩短装备维修时间，满足机动作战需求，应尽量采用部分展开的方式进行装备维修。展开活动的过程如图8所示。

抢救单元机动至目标地域后，应首先做好警戒防卫工作，派出对空观察哨和对地警戒哨，设置一定的路标，并做好场地、道路的平整和工事构筑工作，为物资和抢救装备的展开做好场地准备。之后，应对物资和车辆进行伪装，做好组织和物资的准备工作，并与上级进行沟通联络，保证通信畅通。在上述准备工作完成之后，展开抢救设备和工具，开始对遇险装备实施抢救。

2.3 抢救组织实施模型

抢救组织实施活动的过程具体包括五个方面，分别为了解遇险装备情况、观察周边环境信息、选择合适的抢救方法、做好抢救作业准备工作和完成装备抢救任务。了解遇险装备情况，就是要摸清装备处于什么程度的险情，其技术状况怎么样。观察周边环境信息，就是要掌握遇险装备周围的道路、地形、地物以及抢救作业场地等方面的情况，全面调查分析对抢救作业有影响的因素。选择合适的方法，就是根据遇险装备的险情、周边环境以及所需牵引力等因素，经过科学计算和精心筹划，确定滑轮组的传动比、滑轮组的连接方案以及实车连接方案等内容。做好抢救作业准备工作，就是要根据确定的抢救方法，对人员进行合理分工，准备好抢救所需的物資工具，并对抢救现场进行必要的土木作业。在上述工作的基础上，将人员、车辆、器材等抢救力量分配至各作业地点开始作业，完成装备抢救任务。抢救组织实施活动的过程如图9所示。

3  装备战场抢修活动模型

装备战场抢修，是抢修单元在战场环境的制约下，根据上级的指令，利用维修装备对战损或故障装备进行评估并快速修复损坏部位的活动。根据修理方法的不同，可分为应急修理、换件修理、拼凑修理、原件修理以及综合修理等，战时由于情况紧急，战场形势瞬息万变，故多采用前三种修理方法，以缩短修理时间，提高快速反应能力。装备战场抢修活动的过程如图10所示。

在作战对抗的过程中，维修对象在产生战损装备需求后，装备维修指挥机构能够感知到损坏装备名称、部件以及数量等抢修需求数据，经过筹划决策、组织计划等一系列装备维修指挥活动，形成装备抢修决心，制定抢修计划，向抢修单元下达装备抢修指令。抢修单元根据指令要求，做好人员、维修设备和物资器材的准备工作，并迅速机动至抢修地点。到达抢修地点后，进行战损评估，通过观察战损装备的损伤现象，确定装备的损坏部位与损坏原因，制定相应的抢修方案，预计所需的抢修人员、备件、工具等资源。在上述工作的基础上，判断自身是否具备抢修能力，若能够抢修，则展开实施抢修;若自身不具备抢修能力，则根据战场情况判断是否需要申请支援力量，如果需要，就向上级申请支援，待支援力量到达后展开实施抢修，否则就应组织战损装备后送修理。抢修单元完成抢修任务后，应进行撤收，并上报情况。

通过对上述装备战场抢修活动进行表征建模，可以发现同装备战场抢救模型一样，装备战场抢修活动中的机动、展开、抢修组织实施、撤收还可以继续细化，因在装备战场抢救活动模型中已经研究过机动、展开、撤收等活动，且抢修的组织实施过程与抢救的组织实施过程比较相似，故在此就不再赘述。

4  结束语

装备维修行为模型是装备维修模型体系中的重要组成部分，但现阶段对其进行的研究还不够深入，不能满足部队作战和训练实际。本文尝试分析和描述维修行为模型的分类、概念和逻辑层次，结合部队装备维修工作中现实问题，对维修行为模型构建的理论和方法进行了思考，对完善具有我军特色的装备维修模型体系研究具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]周栋，霍琳，王美慧，毛德耀.虚拟维修技术研究与应用[J].北京航空航天大学学报，2011，37（2）：231-236.

[2]栗彦辉，张素宁，谷志锋.电站装备虚拟维修训练系统开发[J].移动电源与车辆，2015（4）：6-10.

[3]赵生平，张禹，叶琼龙，钟何平.雷达虚拟维修模型设计方法研究[J].舰船电子工程，2013，33（2）：19-21.

[4]刘正春，王勇，解璞，薛海鹏.某高炮电气虚拟维修系统的设计与实现[J].火炮发射与控制学报，2013（3）：45-48.

[5]李学文，刘晓东， 王永杰.航空装备维修策略模型研究[J].航空计算技术，2004，34（3）：35-38.

作者简介：郭尚昆（1990-），男，山西运城人，陆军工程大学石家庄校区在读硕士研究生，主要研究方向为装备信息化理论与应用。