陳　金,高　軍,雷　敉

(軍械工程學(xué)院 裝備指揮與管理系，石家莊 050003)

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戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫供應(yīng)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化

陳金,高軍,雷敉

(軍械工程學(xué)院 裝備指揮與管理系，石家莊 050003)

為優(yōu)化彈藥保障的業(yè)務(wù)流程，提高戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫保障效率，通過運(yùn)用廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)(generalized stochastic petri nets，GSPN)模型，對戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫供應(yīng)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行量化分析，從平均服務(wù)時間、資源利用率和模型平均吞吐能力3個方面對出庫業(yè)務(wù)流程性能加以描述，從而發(fā)現(xiàn)制約彈藥保障“及時、準(zhǔn)確、可靠”的瓶頸所在。在此基礎(chǔ)上，建立了改進(jìn)的彈藥出庫業(yè)務(wù)流程模型并進(jìn)行優(yōu)化分析，對比原模型性能取得了良好的效果。

廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)模型；彈藥倉庫；出庫流程

戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫是保障部隊平時和戰(zhàn)時軍事活動開展的重要力量，具有存儲彈藥品種多、數(shù)量大、安全性要求高等特點(diǎn)。在彈藥倉庫的業(yè)務(wù)管理上，我軍雖然出臺了一些相關(guān)條例和規(guī)定，但大多只是在人員職責(zé)、彈藥收發(fā)與儲存方面做了一般性和通用性的規(guī)定。長期固化的彈藥業(yè)務(wù)模式使得倉庫無法滿足未來戰(zhàn)時彈藥保障的要求，因此，倉庫如何快速、準(zhǔn)確供應(yīng)彈藥顯得尤為重要。后方彈藥倉庫保障作業(yè)主要包括接收、發(fā)出、庫內(nèi)調(diào)整3個主要方面，本文著重研究彈藥出庫供應(yīng)保障的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，僅僅使用描述性語言無法得到出庫供應(yīng)業(yè)務(wù)流程的準(zhǔn)確性能，所以建立了合適的量化模型對其進(jìn)行定量分析。廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)(generalized stochastic petri nets,GSPN)建模既能直觀有效地描述出庫業(yè)務(wù)的演化和變遷，又有著嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)，可以利用其狀態(tài)空間與馬爾可夫鏈同構(gòu)這一特性對后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程進(jìn)行性能分析。

1　戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程及建模

1.1出庫業(yè)務(wù)流程階段

(1)決策準(zhǔn)備階段。當(dāng)戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫接到上級指揮機(jī)關(guān)下達(dá)的彈藥保障指令或通知后，首先應(yīng)對相關(guān)單據(jù)進(jìn)行檢查核實(shí)，確定無誤后，按照任務(wù)指令要求，彈藥倉庫計劃人員要制訂詳盡的出庫計劃實(shí)施方案，包括對彈藥的檢查測試，確保彈藥物資質(zhì)量完好。根據(jù)彈藥的保障規(guī)模和時間限制，提出人力、運(yùn)力需求數(shù)量以及組織分工和時間安排方案；根據(jù)作業(yè)條件提出安全防護(hù)、后勤保障、政治思想工作等要求，將制訂的計劃呈報給后方彈藥倉庫首長，首長批閱同意后方可通知給各個部門進(jìn)行拆垛出庫的準(zhǔn)備。

(2)拆垛出庫階段。具體的出庫階段又可分為3步：首先是各部門對主體業(yè)務(wù)、工作動員和后勤保障的分工；其次是準(zhǔn)備拆垛工具、搬運(yùn)工具等作業(yè)工具；最后則是根據(jù)出庫調(diào)撥單，對照庫房賬本或信息系統(tǒng)進(jìn)行賬物復(fù)核。在一切準(zhǔn)備就緒后，保管人員按照“用舊存新、用零存整”原則，同時根據(jù)擬發(fā)彈藥的批次、數(shù)量、配套、包裝和質(zhì)量等級，找出堆垛位置，開始拆垛出庫。

(3)搬運(yùn)裝車階段。拆垛完成之后，應(yīng)再一次對擬發(fā)的彈藥物資進(jìn)行嚴(yán)格檢查，包括包裝檢查、清點(diǎn)數(shù)量、質(zhì)量檢查等。檢查無誤后，即可安排聯(lián)系好的車船，開始組織裝運(yùn)(本文只考慮后方彈藥倉庫直接將保障彈藥運(yùn)至部隊或其他倉庫這一情況，不考慮部隊自帶車輛領(lǐng)取彈藥的情況)。在裝運(yùn)之時，應(yīng)做好彈藥物資的配載工作，包括備貨、整理清單、交接、配載固定和檢查等，以確保彈藥物資在運(yùn)輸時的安全。

(4)登記下賬和現(xiàn)場整理。在保障彈藥順利裝車之后，還應(yīng)對發(fā)出彈藥進(jìn)行核對登記，并對相關(guān)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行整理歸位。但本文重在檢驗(yàn)優(yōu)化戰(zhàn)時彈藥保障業(yè)務(wù)流程的性能速度，該業(yè)務(wù)對保障速度并無直接影響，因而對這一程序在建模中不再考慮。

1.2出庫流程Petri網(wǎng)模型建立

根據(jù)上述戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫保障業(yè)務(wù)流程，建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程Petri網(wǎng)模型(如圖1所示)。Petri網(wǎng)模型庫所變遷含義見表1。

圖1　后方彈藥倉庫出庫流程petri網(wǎng)模型

集合有限庫所集P有限變遷集TP1/T1接到任務(wù)制訂計劃P2/T2計劃完成執(zhí)行計劃P3/T3開始出庫人員分工P4/T4人員就緒準(zhǔn)備工具P5/T5工具到位賬物復(fù)核P6/T6復(fù)核完畢拆垛出庫P7/T7出庫完成檢查P8/T8檢查完畢組織裝車P9裝車完畢—

由圖1及表1可知，戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫Petri網(wǎng)模型的業(yè)務(wù)流程：當(dāng)戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫接到任務(wù)(P1)后，首先制訂供應(yīng)計劃(T1)，待計劃制訂完(P2)后執(zhí)行計劃(T2)，后根據(jù)計劃執(zhí)行出庫活動(P3)；同時進(jìn)行人員分工(T3)、工具準(zhǔn)備(T4)與賬務(wù)復(fù)核(T5)，等到人員就緒(P4)、工具到位(P5)、復(fù)核完畢(P6)后再進(jìn)行拆垛出庫(T6)；出庫完成(P7)后進(jìn)行檢查(T7)，檢查完畢后裝車(T8)，直至裝車完畢(P9)。

2　戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程實(shí)例及分析

2.1業(yè)務(wù)流程穩(wěn)態(tài)概率

假定某戰(zhàn)區(qū)后方彈藥倉庫接到彈藥保障任務(wù)，其出庫業(yè)務(wù)流程如1.2所述，其模型中各個變遷的引發(fā)速率見表2。

表2　各變遷引發(fā)速率參考值

令λ*的值為1，根據(jù)表2可求得各庫所穩(wěn)態(tài)概率(見表3)。

表3　各庫所穩(wěn)態(tài)概率

2.2出庫業(yè)務(wù)流程性能指標(biāo)

單位時間內(nèi)，通過變遷t*輸出的變遷個數(shù)為

f*=λ×P*[M8]=0.120 1

計算平均服務(wù)時間，即一個業(yè)務(wù)實(shí)例從進(jìn)入庫所M0到離開庫所M8的平均服務(wù)時間為

本文僅對后方彈藥倉庫人力資源利用率加以計算分析。假定后方彈藥倉庫保障系統(tǒng)有3種人力資源，即指揮人員r1、業(yè)務(wù)人員r2、運(yùn)輸人員r3，可以構(gòu)造庫所—資源矩陣PR=[rij]3×9：

各庫所各有一個資源時為繁忙狀態(tài)，計算各庫所繁忙的概率：

即知向量：TN=[0.240 1，0.060 0，0.034 3，0.024 1，0.017 2，0.008 6，0.120 1，0.400 3，0.120 1]-1，可以得到如下矩陣：

定義向量TN為各庫所繁忙的概率組成的列向量，則后方彈藥倉庫人力資源利用率為

N=PR×TN

可求得倉庫人力資源利用率：指揮人員33.4%，業(yè)務(wù)人員21.7%，運(yùn)輸人員32.9%。

T0的平均標(biāo)記流速能夠反映系統(tǒng)平均吞吐能力。標(biāo)記流速是指單位時間內(nèi)流入變遷t的后置庫所s的平均標(biāo)識數(shù)，即相應(yīng)變遷的引發(fā)執(zhí)行速度，由此可得后方彈藥倉庫業(yè)務(wù)流程Petri網(wǎng)的平均標(biāo)記流速為

R(t,s)=U(t)×λ=0.120 1

式中U(t)為變遷的利用率。

3　基于GSPN的后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程優(yōu)化

基于前面的案例，在后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程性能分析的基礎(chǔ)上，建立了改進(jìn)的彈藥出庫業(yè)務(wù)流程模型并進(jìn)行優(yōu)化分析。

后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié)較多，且以串行為主，整個系統(tǒng)顯得死板而遲緩。隨著軍隊信息化程度的不斷提升，后方彈藥倉庫保障指揮系統(tǒng)與其他信息、信息系統(tǒng)的交互程度不斷提高，可以實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時傳遞，實(shí)時掌握彈藥保障需求，實(shí)時下達(dá)彈藥保障任務(wù)，可以通過新變遷T2直接將P1傳達(dá)給P3，提前通知相關(guān)人員進(jìn)行出庫準(zhǔn)備，即執(zhí)行完P(guān)1后同時執(zhí)行P2與P3，提升彈藥保障速度。

總計8個變遷之中，有兩個變遷是進(jìn)行賬物核對以及物資數(shù)量、質(zhì)量檢查的，根據(jù)Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)合并方法，對流程模型進(jìn)行合并(原模型T5、T7)，這樣可以簡化流程，減少不必要的時間消耗，提高保障效率，又好又快地完成保障任務(wù)。另外，可以根據(jù)各穩(wěn)定狀態(tài)概率計算出彈藥保障系統(tǒng)中各庫所的平均標(biāo)識個數(shù)，易知庫所P8的平均標(biāo)識個數(shù)為0.400 3，相對較多，非常容易形成流程“瓶頸”，這是由于變遷任務(wù)執(zhí)行過慢造成的。

基于以上分析，對后方彈藥倉庫出庫業(yè)務(wù)流程進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)結(jié)果如圖2所示。改進(jìn)后Petri網(wǎng)模型中各個有限庫所集、變遷集含義見表4。

圖2　改進(jìn)后的Petri網(wǎng)模型

集合有限庫所集P有限變遷集TP1/T1接到任務(wù)制訂計劃P2/T2計劃完成執(zhí)行計劃P3/T3開始出庫出庫準(zhǔn)備P4/T4人員就緒人員分工P5/T5工具到位工具準(zhǔn)備P6/T6出庫完成拆垛出庫P7/T7檢查完畢核對檢查P8/T8裝車完畢組織裝車

基于表4繪出改進(jìn)后的Petri網(wǎng)可達(dá)標(biāo)識如圖3所示。

圖3　改進(jìn)后的Petri網(wǎng)模型可達(dá)標(biāo)識

通過對比改進(jìn)前后的業(yè)務(wù)流程可知，改進(jìn)后的出庫供應(yīng)流程更加簡潔實(shí)用。下面將會從實(shí)例的平均服務(wù)時間與人力資源利用率等方面驗(yàn)證改進(jìn)后保障效率的提高。各可達(dá)標(biāo)識流動情況矩陣為

其中：行向量為庫所，即α=(p1，p2，…，p8)；列向量為狀態(tài)β=(M0，M1，…,M7)T。

構(gòu)造與圖3中Petri網(wǎng)模型同構(gòu)的馬爾可夫鏈MC(如圖4所示)。

圖4　同構(gòu)的馬爾科夫鏈

對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行改進(jìn)后，部分λ的流速有所變化，設(shè)定各庫所流速λ值見表5。通過求解易得各個庫所的穩(wěn)態(tài)概率見表6。

表5　優(yōu)化后模型引發(fā)速率參考值

表6　改進(jìn)后Petri網(wǎng)各庫所穩(wěn)態(tài)概率

求得改進(jìn)后Petri網(wǎng)模型平均服務(wù)時間為

改進(jìn)后Petri網(wǎng)模型中各類人力資源的利用率：指揮人員37.9%，業(yè)務(wù)人員46.4%，運(yùn)輸人員55.3%。

改進(jìn)后Petri網(wǎng)模型的平均標(biāo)記流速為

R(t,s)=U(t)×λ=0.373 1

改進(jìn)后模型性能較改進(jìn)前模型對比效果見表7。

由表7得出：通過對后方彈藥倉庫保障業(yè)務(wù)流程進(jìn)行改進(jìn)，彈藥供應(yīng)保障的業(yè)務(wù)流程平均服務(wù)時間減少了21.66%，除了倉庫指揮人員利用率只是稍有提高外，倉庫業(yè)務(wù)人員、運(yùn)輸人員利用效率都大為提高，同時整個系統(tǒng)平均標(biāo)記流速也得到較大提高。

4　結(jié)　語

本文系統(tǒng)描述了后方彈藥倉庫出庫供應(yīng)的業(yè)務(wù)流程，基于隨機(jī)Petri網(wǎng)理論對流程模型的相關(guān)性能進(jìn)行分析，找出制約保障效率的瓶頸所在，對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行改進(jìn)。優(yōu)化后的Petri網(wǎng)模型在平均服務(wù)時間、資源利用率和平均吞吐能力這3項性能指標(biāo)上有了明顯的提高，對提高我軍后方彈藥倉庫保障效能具有重要作用。

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(編輯：史海英)

Optimization of Supplying Procedures of Theater Rear Ammunition Depots

CHEN Jin, GAO Jun, LEI Mi

(Equipment Command and Management Department, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)

To optimize the precedures of ammunition support and improve the support efficiency of the ammunition depots in the rear of the theater, this paper, by using GSPN model, carries out the quantitative analysis with the supply procedures of the ammunition depots. The procedures to remove the ammunition from storage is described in terms of the average time, the utilization of the resources and the average handling capacity of the model. The bottlenecks of realizing “prompt, accurate and reliable” support are found out. A new procedure model of removing ammunition from storage is established and analyzed, which proves to be more effective than the prerious one.

generalized stochastic petri nets(GSPN) model; ammunition depots; outbound procedure

2015-12-11；

2016-01-14.

陳金(1979—)，男，碩士研究生；

高軍(1971—)，男，副教授，碩士研究生導(dǎo)師.

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.09.013

E237

A

1674-2192(2016)09- 0058- 05