战时装备维修保障力量运用的系统工程方法*

郭一鸣，曹军海*，陈春良，张宝生，王学智

（1.陆军装甲兵学院装备保障与再制造系，北京 100072；2.陆军装甲兵学院演训中心，北京 100072）

0 引言

陆军转型建设以来，部队装备保障力量在规模、结构以及任务等方面发生了很大变化，装备维修保障力量由传统的概略粗放式向突出信息主导精确集约式转变，为使部队成建制、成系统地生成战斗力［1］，优化完善装备保障体制，修订相关装备保障条令法规以及指导部队实战化训练，从系统工程的角度出发，应用系统工程的相关方法，对装备维修保障力量运用问题的体系结构进行深入分析，确定问题研究关键点，形成部队战时装备维修保障力量运用基本方法。

作战离不开保障，装备维修保障是装备保障领域的重要内容，装备维修保障力量运用一直是装备维修保障研究的热点［2-3］，主要分为两类：1）应用型研究，这类是目前装备维修保障力量运用研究的主要部分。陈晓山等建立了装备保障力量动态部署模型，提出常规T-S 模糊神经网络方法辅助装备保障力量动态部署决策［4］；何岩等分别运用改进遗传算法、Simio 等仿真平台综合考虑战损率、装备输送时间等因素，实现了装备维修保障力量的优化调度和配置［5-7］；赵劲松等从装备维修保障力量主体出发，采用模糊聚类、蒙特卡洛仿真等方法对装备维修保障力量进行编组优化，并运用实例验证［8-9］。2）理论性研究，刘建兵等分析研究了不同军兵种在某特定作战条件下的装备保障力量运用问题，得出装备保障力量的运用原则、运用模式和力量编组方式［10-12］；苏钇元等以军民融合战略为背景，分析了不同部队和装备的维修保障力量运用方式和力量动员等问题，并提出相应的手段措施［13-14］。综上所述，装备维修保障力量运用问题在理论与应用上都有丰硕的研究成果，但目前研究也存在一些问题。

1）从研究角度来看，装备维修保障力量运用问题绝大部分是应用型问题，因此，该问题应用型理论研究较多，方法论型理论研究较少。大部分研究是针对某一具体问题进行具体分析，并提出解决或优化方案，缺少方法论指导这类应用型的理论研究工具，应着重研究类似于基于系统工程原理、体系工程原理等装备维修保障力量运用理论成果。

2）从研究内容来看，大多数研究是针对某一军兵种、某类武器装备或某种背景下开展的装备维修保障力量运用研究，内容层次比较高，但落实在实际作战部队装备维修保障力量运用的研究不多，缺少对实际问题的指导参考作用。

综合上述研究现状和两点不足，本文从系统工程的角度出发，以陆军合成部队为研究对象，深入分析战时装备维修保障力量内涵和力量运用要点，构建四维框架结构模型，并对关键问题提出解决的思路方法，为战时装备维修保障力量运用问题提供方法论参考。

1 战时装备维修保障力量运用内涵分析

1.1 基本定义

战时装备维修保障力量运用，是指战时在理解和受领任务的基础上，围绕装备维修保障任务、目的，对装备维修保障各要素进行一系列的综合分析判断后，结合相应的保障方法，对装备维修保障力量进行任务区分、力量编组、地域配置、行动选取等方面的方案筹划以及具体行动实施与控制。

1.2 内涵分析

系统工程是为了更好地实现系统的目的，对系统的组成要素、组织结构、信息流、控制机构等进行分析研究的科学方法。它运用各种组织管理技术，使系统的整体与局部之间的关系协调和相互配合，实现总体的最优运行［15-17］。装备维修保障力量运用体系是一个完整的复杂系统，系统的运行过程称为装备维修保障力量运用过程。系统组织结构及各要素的相互关系如图1 所示。

图1 装备维修保障力量运用系统各要素相互关系Fig.1 Relationship among the elements of the application system of equipment maintenance support forces

在装备维修保障力量运用体系中，将合理运用装备维修保障力量完成装备维修保障任务定为系统目标；通过计划、组织、指挥、控制、协调功能输出装备维修保障任务完成情况并及时反馈，以达到系统目标。计划功能是根据战时不同作战阶段的维修保障需求，受领装备维修保障任务后，进行任务区分并制定维修保障计划；组织功能由部队各级维修保障机构组成，对维修保障计划进行组织实施；指挥功能是通过对战场信息的获取、分析与判断，对装备维修保障力量运用方案进行决策，依据方案指挥实施保障行动；控制功能是依据战场变化，在不确定条件下对装备维修保障计划进行反馈调节，视情对装备维修保障力量运用情况进行调整；协调功能是当本级装备维修保障力量不足时，经过上级统筹协调得到同级或上级装备维修保障力量支援。在此过程中，通过信息流串联系统各要素，形成系统输入-系统结构运行- 系统输出的装备维修保障力量运用体系。

2 战时装备维修保障力量运用体系结构模型

2.1 模型构建

霍尔三维结构是美国系统工程专家霍尔（A·D·Hall）等人提出的一种系统工程方法论，是解决大型复杂系统规划、组织、管理等问题的有效方法，适用于解决装备维修保障力量运用这一复杂系统的相关问题［18-20］。由于战时装备维修保障力量运用涉及作战、装备保障等多方面内容，因此，在霍尔三维结构模型的基础上加以改进［21-22］，从逻辑维、知识维、时间维以及作业维4 个角度出发，提出战时装备维修保障力量运用体系四维结构框架，如图2 所示。

图2 战时装备维修保障力量运用体系四维框架结构Fig.2 Four-dimensional frame structure of the application system of equipment maintenance support forces in wartime

2.2 逻辑维分析

逻辑维反映的是开展战时装备维修保障力量运用研究的具体实施步骤，是决策者或者相关人员分析解决实际问题的逻辑框架；主要包括明确研究对象、作战任务分析、装备维修保障任务分析、装备维修保障力量任务区分、装备维修保障力量编组、装备维修保障力量地域配置、装备维修保障行动选取以及装备维修保障行动控制7 个方面，其逻辑关系如图3 所示。

图3 战时装备维修保障力量运用逻辑关系图Fig.3 Logical relationship diagram of the application of equipment maintenance support forces in wartime

2.2.1 明确研究对象

明确研究对象就是明确所研究的作战部队是何种类型，以及何种级别，只有找准研究对象，才能明确研究范围和研究内容。

2.2.2 作战任务分析

作战牵引保障、作战任务分析是开展部队装备维修保障力量运用研究的基础，依据部队的体制编制、作战原则及特点以及战斗部署情况，得到该部队各分队所担负的作战任务需求。

2.2.3 装备维修保障任务分析

作战牵引保障，以作战任务需求为输入，依据战时装备维修保障模式、战时装备维修保障特点与要求，分析得到部队战时装备维修保障任务；利用层次化树状结构分解的方式，将部队战时装备维修保障任务逐层细化，最终得到可执行且不可分解的装备维修保障子任务，构建战时装备维修保障任务体系，依据战损率测算维修任务量，为下一步装备维修保障力量任务区分奠定基础。

2.2.4 装备维修保障力量任务区分

装备维修保障力量任务区分是依据战时装备维修保障任务体系和维修任务量，得到不同部（分）队的任务界面，即执行装备维修保障任务的具体范围。依据各部（分）队的任务界面，对装备维修保障力量进行任务区分，采取适当的保障方式对保障对象实施保障。

2.2.5 装备维修保障力量编组

装备维修保障力量编组，是遂行某特定任务，按照一定的要求和原则将编成内的人员、装备等各种维修保障资源进行的临时组合。对装备维修保障力量进行任务区分后，采取面向功能的方法将装备维修保障力量划分保障单元，采取面向任务的方法将保障单元编组成队，以便根据实际需求，灵活进行“组装”和“拆卸”，提高装备维修保障效益。

2.2.6 装备维修保障力量地域配置

在任务区分和装备维修保障力量编组模式构建的基础上，分析装备保障力量配置原则，根据问题，运用军事运筹学静态选址、动态规划以及路径规划等技术方法，进行装备维修保障力量配置位置以及配置距离的选择等。

2.2.7 装备维修保障力量行动选取

装备维修保障力量行动，是指在作战各阶段为保证装备维修保障任务的顺利进行所进行的装备维修保障组织指挥和维修保障活动的总称。结合装备维修保障力量编组和地域配置情况，对装备维修保障力量保障方式进行合理设计，设立任务的最小完成时间、最短保障距离、最低保障成本等符合战场实际情况的保障目标，选取使保障目标最优的装备维修保障力量行动方式。

2.2.8 装备维修保障力量行动控制

战场态势瞬息万变，选取的装备维修保障力量行动方式可能会因战场情况的改变而无法使保障目标最优，因此，需研究在不确定条件下装备维修保障力量行动，对原来的装备维修保障力量行动加以控制，使其不偏离既定的保障目标。

2.3 知识维分析

装备维修保障力量运用体系结构的知识维，是研究该问题所需的法规依据、学科和理论方法的集合。

法规依据类为作战条令条例和装备保障条令条例等一系列相关的法规制度，是开展装备维修保障力量运用研究的原则和基础，所研究的内容要以法规条例为依托，避免所研究内容不切实际、经不起推敲。

理论类主要包括系统工程学、军事装备学、装备维修保障学等相关理论。系统工程学可为装备维修保障力量运用研究提供方法论指导，有利于整体把握系统问题的同时兼顾系统各组成要素之间的相互关系；军事装备学、装备维修保障学等为问题提供军事背景、专业知识铺垫以及解决军事类问题的方法等。

技术类主要包括系统建模技术、系统优化技术、系统仿真技术以及其他相关的技术方法。系统建模是军事问题开展定量研究的基础，系统建模技术可将装备维修保障力量运用过程中的实际问题抽象成数学模型，并确定模型的目标函数、约束等条件要求，为下一步问题优化打下基础；系统优化技术是运用智能优化算法、人工智能、大数据等方法对所提出的装备维修保障力量运用方案进行改进和提高，以期达到决策者的要求；系统仿真技术可对系统优化的结果进行仿真验证，从而评估装备维修力量运用方案的优劣。其他相关技术方法也可用于解决装备维修保障力量运用问题。

2.4 时间维分析

装备维修保障力量运用体系结构的时间维，以进攻战斗为例，按作战进程划分为战前准备阶段、先期作战阶段、机动接敌阶段、冲击突破阶段、纵深攻击阶段和围剿残敌阶段6 个时间段。在不同的作战阶段，作战部队产生的装备维修保障需求不同，装备维修保障力量运用侧重点也就不同。战前准备阶段、先期作战阶段和机动接敌阶段侧重于装备维修保障力量的配置，冲击突破阶段和纵深攻击阶段侧重于装备维修保障力量的行动。

2.5 作业维分析

装备维修保障力量运用体系结构的作业维，是执行装备维修保障任务的作业主体，是装备维修保障力量实现运用的主要途径。具备维修保障力量的各作战营主要担负自身简单的装备维护保养任务；旅级维修保障力量主要承担轻损和部分中损装备的维修保障任务，也可分配装备维修保障力量伴随各作战营进行维修保障；旅-旅级维修保障力量表示在联合作战时，不同合成旅之间的装备维修保障力量协调配合，支援主要方向的作战单位的维修保障任务；上级维修保障力量表示当本级战损装备较多、装备维修任务量大时，上级根据总体战略方向任务，向本级装备维修保障力量进行加强，以便完成相应的装备维修保障任务。

3 战时装备维修保障力量运用的关键模型及思路方法

3.1 面向功能的装备维修保障力量编组模型

装备维修保障力量编组是运用的组织基础，也是装备维修保障力量存在的基本形式。从系统工程的角度来看，装备维修保障力量编组后形成的是一个组织，具备一定的组织结构；组织结构是一个组织内各组成要素之间相互关系的体现，是组织保持整体性以及具有一定功能的内在依据。组织决定功能，功能决定效率。因此，在装备维修保障任务的基础上，通过“任务-能力-功能”映射关系，得到装备维修保障力量组织结构需要的功能，进而为实现该功能确定人员、装备、器材等各组成要素的数量关系、空间关系、时间关系以及相互制约关系等，按照总功能-功能模块- 单元功能的逻辑顺序形成装备维修保障力量组织结构，具体模型构建思路如图4 所示。

图4 战时装备维修保障力量编组模型基本描述Fig.4 Basic description of the grouping model of equipment maintenance support forces in wartime

装备维修保障单元功能是实现某一具体组织结构功能最小的单位，是装备维修保障力量编组的基础。依据“任务-能力-功能”映射关系设计任务模块总功能，在此基础上对总功能进行划分得到功能模块，将功能模块再按照一定的要求划分得到保障单元功能，采取保障单元独立、标准化、力量无冗余的设计策略，形成功能自上向下、结构自下向上的装备维修保障力量编组模式。

3.2 面向任务的战时装备维修保障力量配置模型

在装备维修保障力量编组模式构建的基础上，依据装备维修保障任务，分析装备维修保障力量配置模型的目标、输入条件、约束条件、输出条件等，从静态配置和动态配置两个方面构建装备维修保障力量配置模型。

静态配置是指作战准备阶段装备维修保障力量的配置，动态配置是指作战实施阶段装备维修保障力量的配置。两者的目标均为如何合理有效地配置装备维修保障力量，使装备维修保障效益最大化。例如配置的位置选择、配置点数量多少等；输入条件为已编组好的装备维修保障力量、作战力量配置地域分布情况等；约束条件为装备维修保障力量的保障能力限制、配置地域的位置要求、保障距离大小、安全性以及地形等约束，动态配置时还应考虑战场时效性、战斗阶段转换等因素；输出条件为满足既定目标的装备维修保障力量配置方案。如图5 所示。

图5 战时装备维修保障力量配置模型基本描述Fig.5 Basic description of the configuration model of equipment maintenance support forces in wartime

3.3 战时装备维修保障力量行动与控制模型

装备维修保障力量行动主要体现在战时装备维修保障力量的使用和调度过程。当保障对象产生装备维修保障需求后，属于本级任务范围的，由本级装备维修保障力量负责，超出本级任务范围或本级装备维修保障力量执行其他任务均未空闲时，由上级对装备维修保障力量进行统筹控制进行保障。分析装备维修保障力量行动与控制模型的保障目标、输入条件、约束条件及输出条件，构建战时装备维修保障力量行动与控制模型。保障目标为保障行动合理实现装备维修保障任务效益最大化，例如最小完成时间、最大装备修理数量、最低保障成本等；输入条件为装备维修保障力量配置点、编组的装备维修保障力量、战场待修装备位置、数量等；约束条件为战场时效性要求、维修保障能力限制、待修装备重要度以及保障任务优先级等约束，还应考虑待修装备在抢修计划外增加、维修保障力量受损等战场不确定因素，及时对装备维修保障力量的行动进行控制调整；输出条件为满足既定目标的装备维修保障力量行动方案。如图6 所示。

图6 战时装备维修保障力量行动模型基本描述Fig.6 Basic description of the action model of equipment maintenance support forces in wartime

4 结论

信息化、智能化战争是未来战争的主要形式，适时、适量、适地的精确化保障需求日益迫切，装备维修保障力量的合理运用是精确化保障的基础与关键。本文在霍尔三维结构改进的基础上，从逻辑维、作业维、知识维以及时间维4 个方面构建了装备维修保障力量运用结构模型，系统地梳理了装备维修保障力量运用问题的研究内容、研究思路及技术方法。在模型的基础上，提出装备维修保障力量运用的3 个关键模型，并针对每个模型的特征提出建立模型的思路方法，明确了各模型的输入输出、约束条件以及研究重点等，为装备维修保障力量运用的系统研究提供了方法论指导，有益于开展下一步的应用研究。