基于保障效益分析的训练弹需求预测方法

2022-03-08陈义军孔凡成罗敏强

火力与指挥控制 2022年1期

陈伟，陈义军，孔凡成，罗敏强，邢正

（1.空军勤务学院航空弹药保障系，江苏徐州 210000；2.解放军95364 部队，广东遂溪 524300；3.解放军94655 部队，安徽芜湖 241000）

0 引言

为了提升部队训练质量，某型空地导弹飞行训练弹战训使用需求迅速增大，各部队均不同程度存在弹药数量不足的现象，直接影响部队战斗力的提升，如何在有限经费下实现某型空地导弹飞行训练弹保障效益最优化，是当前空军机关十分关注的问题。本文明确部队战训任务对某型空地导弹飞行训练弹保障需求，总结训练弹指标体系，在此基础上建立保障效益分析模型，对某场站消耗某型空地导弹训练弹的数量进行预测并对预测结果进行评价。

1 某型空地导弹飞行训练弹保障效益分析指标体系

影响某型空地导弹飞行训练弹保障的因素较多，利用因素分析法分析出某型空地导弹训练弹保障过程中的各个影响因素，获得保障效益分析指标。

1.1 因素分析法

因素分析法可以较为全面地反映出某型空地导弹飞行训练弹保障的各个不同侧面。某一分析指标由具有相关性的因素a，b，c，…影响时，存在如下关系：益为分析指标F，飞行员年均训练量为因素A，打靶任务为因素B，演习演练为因素C，警巡任务为因素D，临时性任务因素为因素E。

1）构建指标体系。某型空地导弹飞行训练弹的供应保障效益与飞行员的年均训练量、打靶任务、演习演练、临时性任务及供应端因素有关，根据该型空地导弹飞行训练弹供应保障效益的基本内涵可以推断出以下指标体系：

某型空地导弹飞行训练弹供应保障效益= 飞行员年均训练量+打靶任务+ 演习演练+ 临时性任务+警巡任务，即：

2）具体分解步骤。将分析指标F 分解为各个因素，根据依存关系依次替代以测定各个因素对分析指标的影响。其基本原理如下：首先，明确各个因素对某型空地导弹飞行训练弹供应保障的影响，按照数学逻辑关系，考虑实际的供应保障关系，排列成合理的计算顺序；其次，假设仅有一个因素变化，水平比较前后变化的结果，得到因素变化影响数；最后，进行各个因素的阻隔计算分析。其一般分为以下步骤：

1.2 因素分析法模型构建

假设某型空地导弹飞行训练弹的供应保障效

确定供应保障指标的影响因素，建立供应指标与各因素之间的函数关系模型。影响某型空地导弹飞行训练弹的因素包括飞行员年均训练量因素A，打靶任务因素B，演习演练因素C，警巡任务因素D，临时性任务因素E。其中场站飞行员数量m，某型空地导弹飞行训练弹挂飞寿命n，一架某型飞机所需领航员或武器操控员数量O，训练大纲规定训练所需某型空地导弹飞行训练弹总数量R。

某型空地导弹飞行训练弹总数量：

说明R、B、C、D、E 5 个因素变化对供应指标影响程度之和等于实际与计划之间的差异。但是必须注意，此方法有一定的假设，即是在假定某一因素变化而其他因素不变的情况下，计算得到的影响程度，但是在实际情况下可能有一定的变化。

3）实证检验与分析

某型空地导弹飞行训练弹挂飞寿命为120 个起落，一架某型飞机有两名领航员，假设飞行员年均训练量为a 个飞行起落，场站领航员数量为b 人，实弹射击次数为c 次，打靶前训练次数为d 次，演习演练飞行起落为e，警巡次数为f 次，出动架次为g，训练次数为h，临时任务挂飞次数为i。可以得到：

Step 1 确定分析对象。选择某型空地导弹飞行训练弹的供应指标作为分析对象。

Step 2 确定该指标的驱动因素及函数关系。其中飞行员年均训练量a、打靶前训练次数d、警巡前训练次数为定值h。

某型空地导弹飞行训练弹供应实际指标：

1.3 数据分析

在需求不确定性因素分析中可知，飞行员年均训练量由空军训练大纲规定，场站领航员数量由停飞领航员数量和新领航员决定，总的数量相对在一个固定值，影响度q接近于零，如图1 所示；打靶次数变化量比较大，影响度q较大，如图2 所示；演习演练任务趋于固定化，影响度q较小，如图3 所示；警巡次数受国际环境影响，但警巡任务是所有航空兵部队都参加，分配到各个场站基数小，因此影响度q较小，如图4 所示；临时性任务虽然次数很难确定，但临时性强，接到任务就直接上，无充足训练时间，所需架次少，影响度q较小，如下页图5 所示。

图1 飞行员年均训练量影响程度

图2 打靶任务影响程度

图3 演习演练影响程度

图4 警巡任务影响程度

图5 临时性任务影响程度

通过分析，实弹打靶次数对某型空地导弹飞行训练弹供应保障影响最大。上述分析是利用因素分析法对需求端中的飞行员年均训练量、打靶任务、演习演练、警巡任务和临时性任务进行分析。某型空地导弹飞行训练弹保障过程中还受到多种相关因素的影响，其中装备体制编制、军事任务需求、保障环境和调配能力等因素具有更为直接的影响。体制编制不同，某型空地导弹飞行训练弹供应保障的任务和内容也不同。各个场站地域不同，则保障环境也不一样，部队所处的自然地理环境、社会环境不同，某型空地导弹飞行训练弹保障的需求及保障条件不同，某型空地导弹飞行训练弹在不同自然环境下储存、使用、损耗状况不同，与之相配套的维修器材需求也不尽相同，某型空地导弹飞行训练弹储备、补充、管理等活动也有所不同。社会经济发展发展水平不同，依托地方组织某型空地导弹飞行训练弹储备和运输补充的条件也不同。地理位置不同，所担负的作战领域也不同。某型空地导弹飞行训练弹调配保障能力不同，对部队需求的保障程度和水平也不同。供应端的主要影响因素有供应时间、运输费用、调配能力和供应机制，特别是在临时申请时，这些因素尤为重要。临时申请具有紧迫性，必须具有快速供应能力；供应的多少和供应距离决定供应时的运输方式，距离和供应方式不一样，所需的费用也不一样，影响着经济效益；调配能力决定供应保障过程中供应时间的多少；现在供应保障过程中各型导弹的供应机制都不够成熟，在申请时容易出现拖拉现象，影响保障效益。

保障管理包含管理信息的及时性、管理信息的准确性、管理人员协调能力、保障管理的安全性和部队多点同时保障能力。

保障装备/器材包括保障装备/器材的数量、保障装备/器材与弹型的匹配率、保障装备/器材的良好率、仓库的储存能力和上一年度的剩余挂飞次数。

1.4 保障效益分析指标体系

根据上述分析，可以得到某型空地导弹飞行训练弹保障效益绩效评价过程中所需的评价指标。某型空地导弹飞行训练弹保障效益绩效评价指标如图6 所示。

图6 某型空地导弹飞行训练弹保障效益绩效评价指标体系

2 某型空地导弹飞行训练弹保障效益分析指标权重

G1 法是层次分析法的改进方法，不需要构建判断矩阵，无需一致性检验，对指标的个数没有限制，同时具有保序性，具体步骤如下：

1）确定序关系

定义1 若指标X相对某评价准则（或目标）的重要程度不劣于X时，则记为X≥X（符号≥表示不劣于关系）。

表1 rk 赋值参考表

3 模糊综合分析模型

根据某型空地导弹飞行训练弹保障效益情况及指标体系研究，采用二级模糊综合分析法构建某型空地导弹飞行训练弹保障效益绩效分析模型。

3.1 建立分析指标集

3.2 构造评价因素的权重集

3.3 需求预测

需求预测一般步骤为：

1）预测未来矩阵；2）应用抽样技术产生N 个矩阵；3）对N 个矩阵，在未来某型空地导弹飞行训练弹供应网络进行配流；4）分析某型空地导弹飞行训练弹需求量结果，确定其概率分布函数。

矩阵样本抽样：

试验参数设置为：字母L，M 和H 分别表示低、一般和高；LL 表示最低，LM、ML 表示中等偏低，LH、HL、MM 表示中等，HH 表示最高。本文中矩阵的均值是确定的，而矩阵中标准差是变化的。

为了模拟弹药需求量预测的不确定性，预测模型中引入拉丁超立方抽样方法，来产生不确定条件下弹药需求量的可能数值。这些数值假定符合正态分布。每个所对应的潜在弹药需求的标准差（σ），按照弹药需求量预测精度分为以下3 个类型：

弹药需求量的每个对均值也分为3 个水平。高和低水平的均值是在中间水平的基础上，上下波动20%。为了便于比较，在一般决策中，需求均值设置为中等水平。

每年的需求一般采用负指数需求函数（如图7所示），其形式为：

图7 弹药随机需求量

某型空地导弹飞行训练弹保障过程中会出现训练弹需求量的不确定性，训练弹需求的不确定性又会影响到保障是否能够达到预期的目的和效果。在分析中某型空地导弹飞行训练弹需求量预测产生的误差一般认为符合正态分布，并且假定弹药需求量预测的误差随着需求量成比例的增长。潜在训练弹需求是反映训练弹需求不确定性的主要外因，第n 年潜在需求为：

3.4 综合评价标准的确定

3.5 建立模糊判断矩阵

通过需求预测可以得到某型空地导弹飞行训练弹保障效益的最优解，为了验证这一结果的准确性，对所得结果进行判断。

1）请专家对结果进行单因素评价，得评价结果R，令R为权重系数向量A的模糊评价判断矩阵，考虑二级指标隶属于各个评语的程度，则评价矩阵为：

与A相乘作模糊变换，得到二级模糊综合判断矩阵：

3.6 评价结果分析

4 实例分析

得到分析模型后，为验证模型的准确性，现对某场站某年度某型空地导弹飞行训练弹需求进行预测。

4.1 权重计算

根据所得某型空地导弹飞行训练弹保障效益分析指标，邀请专家对各个指标的相对重要度进行评价，可得一级指标包括供应端X，需求端Y、保障管理Z、保障装备/器材W，如表2 所示。判断X、Y、Z、W 的4 个序关系相同，得相邻指标相对重要度的平均值为r=1.5，r=1.3，r=1.2。

表2 一级指标评判表

根据上述运算可得一级权重集：A={0.38，0.26，0.20，0.16}。

根据下页表3 二级指标评判表，可得二级权重集：

表3 二级指标评判表

4.2 需求预测

由分析供应端影响因素时得到：

又知该场站于前一年申请了9 枚某型空地导弹飞行训练弹，实际消耗11 枚训练弹。经过抽样分析和三次预测，由式（9）预测该场站某年度所需14枚某型空地导弹飞行训练弹。

4.3 单因素评价

表4 单因素评价表

可得判断矩阵为：

4.4 评价结果分析

经过需求预测得到该场站某年度所需14 枚某型空地导弹飞行训练弹，由评价结果可得该结果介于基本满足与完全满足之间。该场站某年度实际消耗某型空地导弹飞行训练弹15 枚，其中两枚某型空地导弹飞行训练弹挂飞寿命有结余。经过分析发现，该场站向上级机关申请某年度训练弹数量为11枚，其中两枚为临时申请。由此可知，该预测方法较为准确，虽然不能完全满足部队的需求，但是极大地提高了某型空地导弹飞行训练弹的保障效益，既达到了经济效益，又满足了军事效益。