战时装备修理机构抢修能力评估

宋明昌，石 全，张 芳，王亚东，李 磊

(陆军工程大学石家庄校区，石家庄 050003)

战场抢修的预计与评估工作是战场抢修组织、实施的依据和前提。准确评估维修机构抢修能力对战时维修工作量分配以及进行抢修决策有重要作用。关于战时维修机构维修能力的评估，许多文献已经做了研究，但大多都以赋予指标的方法进行评估，定性分析较多，过于依赖人为主观判断。例如文献[1]采用层次分析法与模糊综合评价法对工程装备维修机构维修能力进行评估；文献[2]采用基于证据理论建立了舰船装备技术保障模型能力评估模型；文献[3]采用BP神经网络对部队后勤机动平台维修能力进行评估；文献[4]采用博弈论—云物元模型对车辆装备维修保障能力进行评估。文献[5]构建了基于自适应神经网络模型的装备维修保障能力生成度评估模型。文献[6]采用了时间序列挖掘的方法对合成旅的装备维修保障能力进行预测。

本文以抢修工作量为基础，以自行火箭炮为研究对象，对其维修机构抢修能力进行定量评价。维修工时可以将维修任务和维修人员维修能力二者转化为同一量值进行比较[7]，鉴于此优点，建立维修机构维修能力的量化模型，对战时维修机构维修能力进行定量化评估，为战时维修保障决策提供支撑。

1 相关概念

抢修能力的评估是将某级修理机构所需抢修工作量与实际具有的抢修能力进行比较，以此来确定维修机构是否能够满足维修任务要求。抢修工作量与抢修能力都用工时表示。如果实际抢修能力大于某次战斗所需的抢修任务量，则表示修理机构可完成抢修任务。反之，则不能完成。

抢修工作量是在战时装备损伤或故障后，对装备进行抢修工作的量化表示，是指进行抢修所需要的抢修人员数量和抢修作业时间，一般用抢修工时(单位是人·时)度量。在战时，装备抢修工作量主要包括战斗损伤导致的工作量和非战斗损伤所导致的抢修工作量两部分。

维修机构抢修能力影响因素有很多，这些影响因素包括人员、物资、装备、设施、运力、环境等方面。

1) 抢修人员。抢修人员是装备抢修中最主要的因素，抢修人员的数量，抢修人员的技术水平等会对维修机构抢修能力产生很大影响。

2) 保障物资。保障物资特别是备件保障是进行抢修的重要物质条件，在战时，为快速恢复战斗力，换件修理是抢修的主要手段，因此，拥有充足的备件是进行抢修的关键。

3) 保障装备。保障装备例如抢修工程车，实质上也是一种物资，所不同的是，它是保障人员从事装备保障工作的工具。

4) 设施。保障设施的完好性、完善性和配套性是影响抢修的关键因素，保障设施不完善、不配套会极大影响抢修的工作效率，增加抢修的时间和难度。

5) 运力。战时物资器材消耗量大，而维修机构携带物资器材有限，必须通过运输解决物资的供应，因此，运力也是维修机构抢修能力的重要因素。

6) 环境。环境对抢修能力的影响主要体现在地形和气候方面。环境不仅直接影响检测仪器的准确性和保障装备的可用性，而且也直接影响抢修人员的情绪、精力，从而影响抢修能力。

2 抢修任务量预计

对于修理机构抢修任务量的预计，可依据战时装备维修工作量分布规律、各级修理机构修理工作量或时间限制范围，预测战时维修机构任务量。

1) 战时实际需要抢修第i种装备数量

战时特殊的维修环境和修理条件决定了不能对所有的损坏装备进行抢修，对损伤严重、没有必要维修的装备要作报废处理，所以战时装备维修机构维修装备的数量不是全部损坏的装备的数量，而应把报废装备的数量除外，得到各级装备维修机构实际对i种装备修理数量为：

ni=Niαicαid(1-Pib)

(1)

式中:ni为装备维修机构实际抢修第i种装备总数量；Ni为第i种装备的编制数量；αic为第i种装备的参战率；αid为第i种装备的损坏率；Pib为第i种装备报废数量占总损坏装备的比例。

2) 实际需要抢修的第i种损坏装备进入各修理机构的概率

根据战时装备维修工作量分布规律，通过装备维修工作量的分布密度函数f(τ)，可以求得装备维修工作量分布函数F(τ)，由此，实际需要维修的i种损坏装备进入第j级修理机构的概率为

Pij=Pij(τij-1<τ<τij)=Fij(τij)-Fj(τij-1)

(2)

式中:Pij为第i种损坏装备进入第j级修理机构的概率；τij-1为第j-1级维修机构抢修第i种损坏装备工作量的上限；τij为第j级维修机构抢修第i种损坏装备工作量的上限。

3) 各级修理机构实际需要抢修的第i种损坏装备的数量

根据损坏装备进入各级修理机构的概率以及修理机构抢修总任务量，由式(1)、式(2)得到实际需要抢修第i种损坏装备进入j级修理机构的数量为

nij=ni·Pij

(3)

式中：nij为第j级维修机构实际抢修第i种装备数量；

4) 各级修理机构对第i种损坏装备的抢修任务量

要精确的计算出战时各修理机构的维修任务量是不太现实的，因此用抢修任务量的最小值、最大值和平均值表示各级修理机构的抢修任务量。第j级修理机构对第i种损坏装备维修任务量的最小值、最大值和平均值计算式为

Wmin ij=nij·τij-1

(4)

Wmax ij=nij·τij

(5)

(6)

3 维修机构抢修能力测算

3.1 维修机构抢修能力

维修机构抢修能力影响因素有很多，我们假设人员能力素质相同且满足抢修能力要求；备件、抢修工具等资源齐全，对抢修无限制；运送能力满足要求，可进行正常抢修等情况。主要考虑人员数量，人员利用率，时间利用率以及环境影响因素，对维修机构抢修能力进行计算。则第j级修理机构在时间t(单位小时)内对第i种装备的抢修工作量为τΦij，以工时表示。其计算公式为

τΦij=tmijk1k2k0

(7)

式中：mij为第j级修理机构拥有修理第i种装备的人数；k1为战时各机构维修人员的利用系数，通常为0.8～0.95[8]；k2为战时日工作时间利用系数，采用下式计算：

k0为其他影响维修工作的综合调整系数，包含构筑工事、伪装、作战环境、作战转移展开对抢修工作的影响，通常取0.75～0.9[6]。

若修理分队为抢修工程车，则实际修理工时可表示为

τΦij=tN1N2Mk1k2

(8)

(9)

第j级修理机构对第i种装备每天的修理能力为Mij，Mij是该机构每天提供的修理工时与修理一台该级别装备所需的平均工时之比，单位是台/天，计算式为

(10)

(11)

3.2 修理工时满足率测算

修理工时满足率，是指保障部(分)队所提供的修理工时与修复战损装备所需工时的比值[9]。用Pg表示在进行战场抢修时，通常在进行修理评估的过程中进行。

(12)

4 算例分析

假设某合成旅装备有某型自行火箭炮120辆，在为期2天的战斗中，参战率为85%，损坏率为0.4，其中报废的数量占总损坏数量的比例为0.3，各修理分队可修此类自行火箭炮的人员及装备编配数量见表1。经查阅文献[10]可知该型火箭炮战时维修工作量服从μ=3.640 7，σ2=0.449 2的对数正态分布，平均抢修工时为47.717 6(人时)，其概率密度分布函数为

(13)

累计概率分布函数为

(14)

其概率密度和概率分布曲线如图1、图2所示。结合俄军战时维修工作量数据以及现我军实际，可得维修机构抢修力量及抢修工作量范围，参见表1、表2。

图1 抢修工作量分布密度曲线

图2 抢修工作量累计概率分布曲线

首先根据上述数据可以计算得出该型自行火箭炮需抢修总量为

n=Nαcαd(1-Pb)=120×0.85×

0.4×(1-0.3)=29(辆)

其次依据抢修工作量分布函数以及式(3)～式(6)，计算火箭炮进入各维修机构的概率及数量，见表3。

最后按照式(7)～式(11)，得到各维修分队抢修能力，见表4。

表1 维修机构抢修力量(取N2=2,M=8)

表2 维修机构抢修工作量

表3 维修机构抢修任务量

表4 维修机构抢修能力

由表4可得各级修理分队修理工时满足率均大于1，因此在规定时间内均可完成抢修任务。使用分队与前方修理所修理工时满足率较高，表明在此战斗中，这两个机构在抢修此类装备时有更多闲余能力，因此可调派人员抢修其他类型装备。

5 结论

依据战时装备维修工作量分布规律特点，对战时维修机构抢修任务量进行了预测，对维修机构抢修能力进行了量化评估，相比传统估计方法更为客观，可为抢修决策及人员物资需求判断提供参考，具有应用价值。