装备维修保障资源配置文献分析与内容综述

杨 超，侯兴明，廖兴禾，秦海峰，许 庆

(航天工程大学， 北京 101416)

科技发展的突飞猛进与信息网络技术的广泛运用，使得现代化武器装备呈现出高技术、多类型、体系化的特点，对装备维修保障的精准性、实时性、高效性要求越来越高，在有限的维修保障资源支持条件下，传统的粗放型保障模式已完全不能适应新时代信息化条件下联合作战装备维修保障任务的需要，严重影响部队装备维修保障能力的快速生成。为解决上述问题，近年来，军事学术界一批学者尤其关注装备维修保障资源配置与优化技术的研究，针对不同的军事背景、武器装备、维修保障任务等开展了相关探索，本文基于国内核心期刊数据库对装备维修保障资源配置与优化方法的主要文献进行了搜集检索、整理分析、归纳总结，以期把握研究现状、查找存在问题、指引后续研究。

1 装备维修保障资源配置的概念界定

关于“装备维修保障资源”的界定，2011版《军语》综合国军标及有关界定，从系统角度出发对装备维修保障资源进行了精准权威的定义，即“可用于维修保障的人力、物力、财力、信息等资源的统称”，军事学术界普遍认同这一概念界定。

“配置”一词源自围棋术语，意即布阵时棋子相互之间的配合，包括棋子间位置的高低、远近、疏密程度。《现代汉语词典》将配置释义为“配备布置”，从该词的构成要素来看，“配”是指把缺少的补足，“置”是指设立，组合一起则是将缺少的补足并且设置到合适的位置。配置所反映的是一个由相互联系的若干事物所构成的集合以及集合内事物之间的排列组合的状态、相互作用关系。

综合上述两个概念，“装备维修保障资源配置”是指为完成装备维修保障任务，对可用于装备维修保障的人力、物力、财力、信息等资源的统筹协调、布局安排、组合设置。这是一种基于目标的系统观，即将装备维修保障资源配置活动视为一个系统，系统的输入即为装备维修保障任务，依据维修保障任务确定资源配置需求，通过合理的规划计划、协调安排、优化控制，使各保障资源精准设置、合理运用，集约高效支撑维修保障活动的顺利展开，将有限的保障资源通过配置优化发挥其最大效能，输出保障能力，实质上资源配置也是一种体系聚能和精确释能的过程。

2 装备维修保障资源配置文献可视化分析

2.1 文献数量

为确保检索文献的完备性，以 “维修保障资源”“维修人力”“维修人员”“维修备件”“维修器材”“维修信息”“配置”“优化”等主题词对中国知网期刊数据库和中国军事核心期刊数据库进行组合检索，去除明显不相关文献，截至2018年底，共检索到168篇文章，其年度分布和数量走势如图1所示。从文献检索的数量走势来看，我军开展装备维修保障资源配置问题研究始于本世纪初，即我军由机械化条件向信息化条件转变的历史转折期，也是我军武器装备建设呈现快速发展的效能释放期。新世纪新阶段，无论是装备的数量、种类、型号等都快速增加，系统化、信息化、集成化程度不断提高，对装备维修保障资源配置的要求也更趋于精准集约，有关研究呈现出总体增加的趋势。其中，得到国家自然科学基金支持的文献19篇，武器装备预研基金支持的文献6篇，中国博士后科学基金支持的文献2篇，国家高新技术研究发展计划支持的文献2篇，如图2所示。

图1 文献数量走势图

图2 基金支持示意图

2.2 关键词共现分析

共现分析就是对共现现象的定量研究，以揭示其内容关联性信息。基于关键词能够反映文章研究的核心内容和关键要素，故本文选择以关键词为特征项对检索到的文献进行共现分析，如图3所示。由图3可知，关于装备维修保障资源配置优化的研究，主要集中在以下四个方面：一是基于任务开展维修保障资源配置优化的研究；二是针对维修保障资源中的器材、备件等物力资源开展研究较多；三是主要运用建模仿真和优化计算的方法开展研究；四是多数针对广义的武器装备或者通用武器装备，如装甲装备等，大型复杂装备的针对性研究较少。

图3 关键词共现示意图

2.3 研究机构分布

对文献作者所属研究机构进行统计分析，由图4可知，从事装备维修保障资源配置优化研究的单位主要有军械工程学院、装甲兵工程学院、国防科技大学、海军工程大学、军事交通学院、海军航空工程学院等。可见，各军事科研机构普遍认识到在信息化条件下联合作战中装备维修保障资源的重要性，相继对维修保障资源配置问题展开研究，取得了一些成果。

3 装备维修保障资源配置研究内容述评

通过对查阅文献的研究分析，目前多数文献还主要从不同角度针对维修保障资源各子要素开展针对性研究，因此，本文尝试从人力资源、物力资源、财力资源、信息资源4个方面展开综述。

图4 研究机构分布示意图

3.1 装备维修保障人力资源配置相关研究

人力资源是装备维修保障的核心资源，是具有能动性的资源，是维修保障能力生成的关键要素。因此，人力资源的确定也是装备维修保障资源配置规划的核心问题。装备维修保障人力资源具体包括装备技术专家、装备维修指挥人员、装备维修技术操作人员等，其配置通常考虑配置人员的数量、专业编组、技术等级等。目前主要有以下4种方法。

一是使用与维修工作分析法。这种方法以维修任务分析、FMECA和RCMA分析为基础，以维修工时数为主要分析数据，通过相应的分析确定各维修专业人员的数量。文献[1-3]阐述了使用与维修工作分析的主要内容和方法程序。该法通用性较强，但数据量需求较大，分析过程繁琐复杂。

二是维修单元法。该法将“规定时间内、完成规定保障任务、实现最佳保障效能的最少保障资源组合”定义为一个最小维修单元，通过确定战时装备最小维修单元人数和工时标准建模，计算战时保障人力的需求[4]。文献[5]提出了基于维修任务的基本维修单元确定方法，文献[6-8]基于最小维修单元建立了维修人员数量需求预测模型，给出了维修人员预测方法。维修单元法应用价值较强，但不同任务背景下最小维修单元的确定是该法运用的基础和关键。

三是工时估算法。该法根据经验数据确定各类装备的损坏率及标准维修工时，从而估算装备维修总工时及实有工作时间，进而粗略计算出维修人员需求。文献[9]以修理工工时利用率和全年维修总工时为指标，提出了维修人员类别确定方法和维修人员数量确定模型。文献[10] 基于维修机构的有效总工时和维修任务所需工时，建立了战时维修人员配置模型。文献[11]以维修保障人员最大工作量满足战时维修保障任务需求工作量为原则，给出了战时维修保障人员数量的计算方法。工时估算法在维修保障人员配置中的通用性较强，易于理解和操作，但往往因其输入参数如标准工时和装备损坏率的数据来源不准确导致其计算结果精确性较差。

四是相似系统法。该法主要用于新研装备维修保障人员的配置。其原理是参考相似系统或相似装备的保障人员配置情况确定新研装备的保障人员专业、数量、等级等，文献[12]给出了确定相似系统的程序和内容。文献[13-14]针对装备研制和试验阶段人员需求，建立了由多级相似元组成的装备相似比较模型，给出了需求分析系统设计与实现的方法。相似系统法的关键是相似系统的选取和分析，这是确保该法有效性的关键。

3.2 装备维修保障物力资源配置相关研究

装备维修保障物力资源主要是指装备维修保障的备件、器材、设备、设施等物质资源，是装备维修保障活动顺利开展的物质保证。装备维修保障物力资源配置的研究，主要集中在对备件、器材的研究，具体体现在三个方面：

一是需求预测研究，通过预测合理配置补充。传统的需求预测方法主要有实战统计法、解析分析法、经验系数法和模拟仿真法[15]，本文不做赘述。随着科技的进步，近年来又涌现了一些新方法，如基于粗糙集理论、模糊理论、边际优化算法等方法，文献[16]建立了基于变精度粗糙集的战时装备维修保障资源优化配置模型,实现了不同精度下的多资源点、多需求点的资源优化配置。文献[17-18]针对备件配置影响因素的模糊性特点，采用模糊理论建立了基于备件关键性的库存需求优化模型。文献[19-21]以不同的保障任务背景建立备件优化模型，运用边际优化算法对备件配置需求进行优化。

二是储备布局研究，通过合理设置储备点、优化布局结构提高维修保障资源的配置效率。文献[22]以物流场理论为基础建立了车辆装备维修器材战备储备布局优化模型。文献[23-26]以不同装备为研究对象，构建了维修备件、器材的布局和选址模型，分别采用鲁棒优化、人工免疫等方法进行优化。

三是库存管理与优化研究，通过调控库存以实现最佳的配置量、通过优化供应方式降低保障经费，提高物力资源保障效益。从文献研究内容来看，无论是备件还是器材，库存管理的一般约束条件是费用和保障能力，即在费用最小的情况下达到最大的保障能力。文献[27-28] 运用虚拟库存理论,以库存管理费用最小为优化目标,建立两级库存模型,给出不可修备件库存控制策略。文献[29]在对备件关键性进行重要性分析的基础上，提出了一种基于备件关键性的初始库存优化方法。文献[30-31] 基于三级维修保障模式，以保障度和保障费用为约束,构建了备件三级库存优化配置模型,运用边际分析方法进行了优化。随着维修保障体制逐步由三级转向两级，文献[32-33]分别基于装备完好率和系统可用度建立了备件两级库存配置优化模型，以适应两级维修保障体制。此外，关于维修保障设备、设施的研究，其配置优化目标集中在保障设备设施利用率最高和装备平均维修时间最短两个方面，其约束是费用最低。文献[34]以能够反映保障设备利用率的飞机出动架次率为目标函数，建立了军机维修保障设备优化配置模型。文献[35]以装备平均维修时间最短为目标,提出了基层级测试设备优化配置模型。维修保障物力资源的研究是军事界关注的重点，研究的主要方法是基于不同的目标和约束条件进行建模计算，并逐渐引入更加精确、高效的智能优化算法，以提高结果的准确性。

3.3 装备维修保障财力资源配置相关研究

装备维修保障财力资源主要是指装备维修保障经费，这是装备维修保障资源配置的重要基础，也是资源配置优化的常用目标。财力资源的投向和投量往往体现在装备维修保障资源配置决策、人力资源配置、物力资源配置以及信息资源配置的方方面面，可以说财力资源影响着其他资源配置的效率。因此，在文献检索分析中发现，装备维修保障财力资源配置的专门研究少之甚少，文献[36]从系统视角出发，采用博弈论的方法，建立了装备科研、购置、维修经费的比例关系优化模型，并进行了计算仿真，提供了一种很好的经费优化思路。文献[37]结合我军实际构建了基于网络遗传算法的军队日常维修经费配置模型，采用多目标遗传算法对模型进行求解计算，将经费合理分配，提高了经费配置效益。可见，在装备维修保障经费的配置优化方面，相关研究还较少，基本处于空白阶段。在新体制新形势下，提高装备维修保障财力资源的利用效率仍然是需要不断深入研究的重要方面。

3.4 装备维修保障信息资源配置相关研究

装备维修保障信息资源是指支撑装备维修保障活动顺利展开的技术资料、作业手册以及技术信息等资源。随着武器装备的科技程度、复杂程度不断提高，随装配置和装备服役期间的维修信息资源愈发重要，是保障能力持续生成的重要支撑。近年来，随着信息网络的不断发展以及大数据、人工智能的广泛运用，装备维修领域的信息资源管理与运用得到了大幅进步，信息资源在装备维修保障中的效能逐渐凸显。文献[38]指出利用信息资源规划原理和数据规划方法对装备维修信息进行需求分析和系统建模，以实现信息资源的共享配置。文献[39-41]针对某一装备特点对装备维修管理信息系统结构、功能、关键技术、系统设计等方面开展了相关研究。文献[42]基于信息的互联共享特性，提出将E-维修理论应用于海军导弹装备维修中，并初步研究分析了导弹E-维修理论中的关键技术。文献[43]从信息集成的角度提出基于XML的维修保障信息存储与共享技术，提高了维修保障信息资源存储和共享的效率。可以看出，信息资源配置的核心在于共享集成，以实现信息资源在装备维修保障中的“增效”作用。

3.5 装备维修保障资源配置研究现状分析

由以上分析可知，目前装备维修保障资源配置的研究具有如下特点。

一是通用武器装备领域研究较多，新型复杂武器装备研究较少。从研究的对象来看，虽然略有体现不同类型、不同军兵种的武器装备，但从装备的属性来讲多是基于通用武器装备领域的维修保障模式开展研究的，针对性、特色性不强，缺少对新型复杂专用武器装备维修保障资源配置系统深入的研究。

二是考虑单一或少量因素的具体性问题研究较多，综合性系统性研究较少。从研究的内容来看，大多研究都是针对某一类武器装备、某一类型维修保障资源、考虑某一或某几种影响因素的背景下开展资源配置建模，模型参数较少，不能很好的贴合装备维修保障实际，缺乏对资源配置的系统性、整体性考虑和全局性的优化研究。

三是建模计算较多，优化方法创新较少。从研究的方法和手段来看，通常都是给出问题背景描述，基于优化目标，建立数学模型，而后结合案例进行模型计算验证，但传统算法、单一算法运用较多，智能优化算法的创新运用较少，优化求解的准确性和效率还有提高空间。

4 装备维修保障资源配置研究展望

4.1 单一通用向新型复杂发展

信息技术的飞速发展及其在武器装备中的运用，既内化了武器装备的信息化程度，也提高了武器装备的复杂程度，增加了装备维修保障的影响因素。传统的单一通用武器装备的维修保障模式、资源配置方式等已不适应新型复杂武器装备维修保障的需要，特别是伴随着武器装备类型多样化、系统集成化、数量递增化同维修保障人员体制编制调整改革、备品备件数质量要求提高、经费总量有限等系列现实问题之间的矛盾，要求必须要综合考虑更多的影响因素，从系统的角度、多维的视域全面分析各种要素对维修保障资源配置的影响，以确保复杂武器装备的适用性、多因素影响下资源配置的高效性。

4.2 传统计算向智能优化发展

社会的发展、科技的进步，社会系统、经济系统、军事系统等都呈现出复杂巨系统的特征。系统优化问题愈发复杂，面对复杂的寻优条件、广阔的搜索空间，传统的优化方法渐渐无法快速精准地完成寻优任务，人类智能、生物群体的现象和规律启发人们发明了很多智能优化算法并在解决上述复杂问题寻优上展现了优势。随着武器装备复杂程度的不断提高和装备数据量的剧增，传统优化算法在精准性和时效性上的弊端逐渐显现，结合军事装备的发展，基于人工智能、大数据等逐步引入运用具有一定智能性的算法进行优化，是提高资源配置效率和精确性的重要手段。

4.3 机械化视域向信息化视域发展

在机械化的思维和视域下，人们研究问题的思路往往被定格在机械化条件下装备维修保障活动的模式、机制等定式下，这是适应战争形态发展、武器装备战技性能和保障要求应运而生的，但这是一个交相增进的过程。随着信息技术、人工智能的发展和运用，人们从机械化视域逐步上升为信息化乃至智能化视域，并在这种视域下针对新时代新形势新任务开展新模式、新内容、新方法的研究，这将是推动装备维修保障资源的配置问题研究向更高更深发展的强力助推剂，新的思想、新的模式、新的方法正在逐渐形成和发展的道路中。

5 结论

装备维修保障资源配置优化是保障能力快速生成的重要保证，如何进行系统的筹划、科学的组织和有效的配置，越来越受到军事学术界的关注。本文重点对我军近年来装备维修保障资源配置优化的理论和方法进行了研究，分析了目前装备维修保障资源配置研究的特点，得出了未来的研究发展趋势，为后续开展系统性针对性研究奠定了基础。