陳偉 孫明

1 美空軍保障系統(tǒng)當(dāng)前面臨的問(wèn)題

近年來(lái)，美國(guó)空軍在境外頻繁參與人道主義救援、武力展示、盟國(guó)支援以及聯(lián)合軍事演習(xí)等多種軍事活動(dòng)。為了滿足遠(yuǎn)程部署需求，美空軍采用基于冷戰(zhàn)思維的后勤保障結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要支持空軍全中隊(duì)部署到已知的地點(diǎn)、開(kāi)展固定的作戰(zhàn)行動(dòng)。然而，由于當(dāng)前美空軍的軍事行動(dòng)面臨較強(qiáng)的不確定性，呈現(xiàn)出不斷變化的特點(diǎn)。其中，最典型的特征是分拆部署，即將全中隊(duì)拆分成更小的單元進(jìn)行部署，并且部署的時(shí)間和地點(diǎn)未知。因此，需要授權(quán)更多的維修人員支持上述行動(dòng)。由于受制于經(jīng)費(fèi)預(yù)算的限制，美空軍無(wú)法通過(guò)增加額外的保障資金對(duì)超額的維修人員進(jìn)行授權(quán)，因此提出了一種更有效的維修保障結(jié)構(gòu)——集中式修理設(shè)施（CRF）網(wǎng)絡(luò)，用以支持穩(wěn)定安全狀態(tài)*下的部署行動(dòng)。

2.1 確定工作量并進(jìn)行分配

假設(shè)美空軍的所有基層級(jí)和中繼級(jí)維修任務(wù)只能在作戰(zhàn)單元（OU）和集中式修理設(shè)施（CRF）中進(jìn)行。其中，在 OU中執(zhí)行單元級(jí)維護(hù)，OU具備飛機(jī)啟動(dòng)恢復(fù)、拆卸替換等操作所需的最小且必要的維護(hù)能力；在CRF中執(zhí)行飛機(jī)所需的定檢以及零部件維修等相關(guān)任務(wù)。在開(kāi)展CRF網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之前，先要確定空軍機(jī)隊(duì)的維修任務(wù)工作量，以及如何在OU和CRF之間進(jìn)行工作量分配。

首先，根據(jù)美國(guó)防部長(zhǎng)辦公室規(guī)劃指導(dǎo)（OSD）確定武器系統(tǒng)的維修工作量和武器系統(tǒng)要求。OSD指出，OU在資源有限時(shí)要盡可能精簡(jiǎn)，以便可以快速部署到未知區(qū)域。為了減輕OU的負(fù)擔(dān)，CRF可以承擔(dān)諸如檢查、車(chē)間維修等繁重的維護(hù)工作，在部署區(qū)域以外的維修廠所對(duì)飛機(jī)進(jìn)行檢查和維修。由于每種武器系統(tǒng)的任務(wù)—設(shè)計(jì)—系列（Mission-Design-Series，MDS）的穩(wěn)定安全狀態(tài)負(fù)荷均不相同，在滿足其主要作戰(zhàn)行動(dòng)要求的情況下，并非所有的MDS都必須具有相同的優(yōu)先級(jí)。因此，在空軍資源有限時(shí)，可以選擇區(qū)分任務(wù)平臺(tái)，將維修資源和能力向需求量更大的任務(wù)平臺(tái)傾斜。

然后，在OU和CRF網(wǎng)絡(luò)之間合理分配維修工作量。空軍采用后勤復(fù)合模型（LCOM）確定與飛機(jī)維修相關(guān)的人力、設(shè)備、設(shè)施和備件需求。LCOM經(jīng)過(guò)近60年的發(fā)展演變，已成為美國(guó)空軍確定維修需求、評(píng)估維修能力、優(yōu)化后勤資源組合的經(jīng)濟(jì)有效的分析工具。飛機(jī)的維修操作包括飛行前的飛行準(zhǔn)備、飛行過(guò)程中的飛機(jī)故障和零部件維修，以及計(jì)劃維修中的定期檢修和其他機(jī)體維修等。表1以C-130為例說(shuō)明如何在OU和CRF網(wǎng)絡(luò)之間對(duì)維修能力進(jìn)行劃分。

從表1中可以看出，負(fù)責(zé)執(zhí)行飛行維護(hù)任務(wù)的人員必須留在OU中；而零部件維修和定期檢修等相關(guān)工作可以整體分配給CRF網(wǎng)絡(luò)。但是，由于OU中也會(huì)涉及部分零部件維修的任務(wù)，因此需要在OU中保留部分維修能力。在OU和CRF網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行維修任務(wù)的分配，不是簡(jiǎn)單地進(jìn)行工作的轉(zhuǎn)移，而是根據(jù)具體的需求進(jìn)行合理的分配。表格中陰影部分的維修任務(wù)需要在OU和CRF網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行分配。

2.2 CRF的數(shù)量、規(guī)模和位置布局

在確定了CRF的維修任務(wù)和工作量之后，研究人員采用混合整數(shù)規(guī)劃方法，對(duì)CRF的數(shù)量、規(guī)模和位置布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該方法考慮了人員費(fèi)用、運(yùn)輸成本和設(shè)施成本，得出了C-130機(jī)隊(duì)的最優(yōu)解。其中，關(guān)鍵參數(shù)包括飛行小時(shí)數(shù)和ISO檢查（Isochronal Inspection）間隔、飛機(jī)總庫(kù)存量和完好率、人員費(fèi)用（65000美元/人/年）、飛機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)（5300美元/飛行小時(shí)）和設(shè)施成本（200萬(wàn)美元/ISO/年，攤銷(xiāo)）。

研究人員考慮了CRF可能出現(xiàn)的從完全分散（即沒(méi)有CRF，每個(gè)OU都可以執(zhí)行所有維修任務(wù)）到完全集中（所有維修任務(wù)都在CRF中進(jìn)行）的所有方案，部分方案設(shè)置如表2所示。

如圖1所示，條狀圖從下到上分別表示：CRF維修人員成本；飛機(jī)從運(yùn)行地到CRF所在地以及返回運(yùn)行地的轉(zhuǎn)運(yùn)成本；設(shè)施成本。在某些情況下，基地現(xiàn)有的設(shè)施可以完成ISO檢查；但有些基地的設(shè)施必須進(jìn)行升級(jí)或建造，因此產(chǎn)生了額外的設(shè)施成本。當(dāng)設(shè)置1個(gè)CRF時(shí)，最佳方案為布局在小石城基地，執(zhí)行全部的ISO檢查和車(chē)間維護(hù)任務(wù)，每年的總成本費(fèi)用為8800萬(wàn)美元。如果將空軍后勤中心（ALC）的基地設(shè)置成為CRF，可以促進(jìn)ISO檢查、階段檢查以及基地級(jí)維修過(guò)程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。方案2將ALC的羅賓斯基地設(shè)置為CRF，該方案的人員成本保持不變；而大量的飛機(jī)由小石城基地轉(zhuǎn)移到羅賓斯基地進(jìn)行維護(hù)導(dǎo)致運(yùn)輸成本有所增加；由于羅賓斯基地的設(shè)施目前用于基地級(jí)維護(hù)，因此該方案的設(shè)施成本較大。與方案1相比，該方案的年成本高約1400萬(wàn)美元。為了降低單一CRF帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，方案3和方案4設(shè)置兩個(gè)CRF。由于削弱了最大規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，與方案1相比，方案3人員成本略有增加，設(shè)施成本大致相同，運(yùn)輸成本略有下降，總成本幾乎相等。方案4的成本與方案2相當(dāng)，并且由于相同的原因其設(shè)施成本也相當(dāng)。從方案5可以看出，隨著更多的CRF添加到維修網(wǎng)絡(luò)中，由于最小班組規(guī)模的限制和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的減弱，人力成本大幅增加。

3 CRF網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估

在確定了CRF的數(shù)量、規(guī)模和位置布局后，根據(jù)LCOM的模擬結(jié)果，研究人員從維修效率和飛機(jī)使用效率兩個(gè)維度對(duì)CRF維修網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估。

3.1 維修效率評(píng)估

3.1.1 維修人員效率

當(dāng)維修任務(wù)出現(xiàn)波峰時(shí)，為了保證準(zhǔn)時(shí)完成任務(wù)，每個(gè)中隊(duì)的小型CRF人員利用率必須保持在20%以下；當(dāng)維修任務(wù)進(jìn)行集中時(shí)，支持十個(gè)中隊(duì)的CRF人員利用率可達(dá)到45%。圖2描繪了ISO檢查所需的標(biāo)準(zhǔn)化人員水平與CRF維修能力（即每年可進(jìn)行的ISO檢查次數(shù)）之間的關(guān)系曲線。可以看出，每年進(jìn)行12～24次ISO檢查的小型CRF所需的人力，是每年進(jìn)行200次以上ISO檢查的CRF所需人力的2～3倍。

對(duì)LCOM進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果得到的人員需求值與空軍的實(shí)際數(shù)據(jù)符合程度較高。LCOM的最優(yōu)解位于曲線的拐點(diǎn)處。由圖2可以看出，小石城基地恰好位于曲線拐點(diǎn)附近，因此小石城基地CRF非常接近最優(yōu)解。隨著CRF維修能力的增大，伴隨著規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的出現(xiàn)，大型CRF所需的標(biāo)準(zhǔn)化人員可以減少2～3人。在曲線的拐點(diǎn)右側(cè)，人員需求下降幅度變緩。

由于最小班組規(guī)模效應(yīng)和預(yù)留富裕度應(yīng)對(duì)需求峰值等原因，規(guī)模較小且分散的維修組織的人員利用率相對(duì)較低；當(dāng)維修工作量較大且相對(duì)集中時(shí)，由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)較高的人員利用率。為了更加直觀地顯示提升CRF維修能力可以減少人員需求，圖3描繪了人員直接利用率隨CRF維修能力的變化關(guān)系。當(dāng)CRF維修能力達(dá)到一定水平后，人員的培訓(xùn)、設(shè)備的完好率等因素會(huì)限制人員利用率的進(jìn)一步增長(zhǎng)。因此，大型CRF的人員利用率達(dá)到50%～55%之后，增長(zhǎng)趨于飽和。

根據(jù)LCOM的運(yùn)行結(jié)果，針對(duì)現(xiàn)役和空軍預(yù)備役司令部（AD/AFRC）的C-130機(jī)隊(duì)，圖4對(duì)比了當(dāng)前維修系統(tǒng)與CRF優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)的維修人員需求。在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中，彈藥和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中繼級(jí)維護(hù)（JEIM）任務(wù)沒(méi)有重新分配，因此人員需求沒(méi)有改變；監(jiān)督和支持人員的需求與當(dāng)前系統(tǒng)大致相同。優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)后，在保證有效完成飛機(jī)的啟動(dòng)、拆裝以及更換等維護(hù)任務(wù)的前提下，OU中的維護(hù)人員減少了約4100人。從OU分配到CRF網(wǎng)絡(luò)的定期檢查和零部件維修等任務(wù)大約需要增加1600人來(lái)完成。整體上看，與當(dāng)前維修系統(tǒng)相比，優(yōu)化后的維修網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省2500名維修人員。

3.1.2 維修成本效益

在確定了CRF維修網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省人力的情況下，基于C-130、KC-135和F-16三種機(jī)型的MDS開(kāi)展CRF網(wǎng)絡(luò)評(píng)估，通過(guò)與當(dāng)前維修系統(tǒng)的對(duì)比，對(duì)優(yōu)化后維修網(wǎng)絡(luò)的成本效益進(jìn)行評(píng)估。

（1）C-130維修網(wǎng)絡(luò)評(píng)估

圖5顯示了不同方案的C-130單元級(jí)維修和CRF維修網(wǎng)絡(luò)的總成本對(duì)比。優(yōu)化的維修網(wǎng)絡(luò)利用更少的人員完成當(dāng)前維修系統(tǒng)下同樣的工作，從而降低了成本。與當(dāng)前維修系統(tǒng)相比，AD/AFRC的C-130機(jī)隊(duì)維修網(wǎng)絡(luò)最佳方案的年成本減少約1.3億美元；將此方案應(yīng)用于包括國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)（ANG）在內(nèi)的全部機(jī)隊(duì)時(shí)，與當(dāng)前維修系統(tǒng)相比，總成本保持不變，總?cè)藬?shù)可減少約3200人（其中AD/AFRC機(jī)隊(duì)減少2500人）。

（2）KC-135維修網(wǎng)絡(luò)評(píng)估

如圖6所示，KC-135機(jī)隊(duì)的CRF優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)評(píng)估結(jié)果與C-130類(lèi)似。完成與當(dāng)前維修系統(tǒng)相同的工作量時(shí)，AD/AFRC機(jī)隊(duì)的CRF維修網(wǎng)絡(luò)所需人員減少約1100人，年成本減少約4000萬(wàn)美元；包含ANG的KC-135機(jī)隊(duì)時(shí)，CRF維修網(wǎng)絡(luò)所需人員減少約2800人，年成本減少約1億美元。

（3）F-16維修網(wǎng)絡(luò)評(píng)估

如圖7所示，與當(dāng)前維修系統(tǒng)相比，AD/AFRC的F-16機(jī)隊(duì)?wèi)?yīng)用優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)所需的人員減少約700人，年成本減少約4000萬(wàn)美元；包含ANG的F-16機(jī)隊(duì)時(shí)，總?cè)藛T減少約1800人，年成本減少約9000萬(wàn)美元。

（4）ANG機(jī)隊(duì)三種機(jī)型節(jié)省人數(shù)的對(duì)比

由上文的分析可知，應(yīng)用CRF維修網(wǎng)絡(luò)后，ANG的C-130、KC-135和F-16機(jī)隊(duì)節(jié)省的人數(shù)*分別為700、1700和1100。由于當(dāng)前ANG的C-130機(jī)隊(duì)人員部署更加接近實(shí)際需求，因此人員節(jié)省的可能性較小。其次，C-130機(jī)隊(duì)由OU分配到CRF中的維修任務(wù)所需的額外人力需求相對(duì)較大。因此，ANG的C-130機(jī)隊(duì)?wèi)?yīng)用CRF維修網(wǎng)絡(luò)后節(jié)省的人數(shù)少于KC-135和F-16機(jī)隊(duì)節(jié)省的人數(shù)。

3.2 飛機(jī)使用效率評(píng)估

優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)不僅可以提高維修效率，而且還可以提升飛機(jī)的使用效率，從而滿足更多的任務(wù)需求。通過(guò)集中式維修網(wǎng)絡(luò)整合維修工作，縮短飛機(jī)檢查維護(hù)的周期，從而使更多飛機(jī)處于可執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)。

利用LCOM得到ISO檢查周期（即檢查所需的時(shí)間）與CRF維修能力之間的關(guān)系。如圖8所示，小型CRF的檢查周期比大型CRF更長(zhǎng)。此外，維修班次數(shù)量也會(huì)影響飛機(jī)的維修周期。規(guī)模較大的CRF實(shí)行兩班制或三班制，從而大幅縮短了飛機(jī)的維修周期?？哲娞胤N作戰(zhàn)司令部（AFSOC）基地CRF每年進(jìn)行約75次ISO檢查，每周工作七天，每天實(shí)行三班制，ISO檢查周期約為12天；小石城基地每年也進(jìn)行約75次ISO檢查，與AFSOC不同的是第三班實(shí)行輪班。因此，小石城基地的檢查周期略有延長(zhǎng)。

如圖9所示，與當(dāng)前維修系統(tǒng)相比，CRF維修網(wǎng)絡(luò)的ISO檢查周期縮短，使得在檢查過(guò)程中停飛的飛機(jī)數(shù)量顯著減少，更多飛機(jī)可供部隊(duì)使用。對(duì)于C-130機(jī)隊(duì)，當(dāng)前維修系統(tǒng)在ISO檢查中停飛約53架飛機(jī)；優(yōu)化維修網(wǎng)絡(luò)后，AD/ AFRC機(jī)隊(duì)ISO檢查中停飛的飛機(jī)數(shù)量減少至34架。當(dāng)包含ANG在內(nèi)的全機(jī)隊(duì)時(shí)，可用飛機(jī)的數(shù)量將再增加17架。由于ANG機(jī)隊(duì)的ISO檢查傳統(tǒng)上采用一站式操作流程，在當(dāng)前的維修結(jié)構(gòu)下，ANG機(jī)隊(duì)的大量飛機(jī)因ISO檢查而停飛。通過(guò)對(duì)C-130全機(jī)隊(duì)實(shí)施CRF維修網(wǎng)絡(luò)，在總成本相等的情況下，可執(zhí)行任務(wù)的飛機(jī)數(shù)量將大幅增加。

同時(shí)，C-130機(jī)隊(duì)的ISO檢查進(jìn)行的部分維護(hù)操作，與在ALC進(jìn)行的計(jì)劃基地級(jí)維修（PDM）任務(wù)相同。但是，由于檢查間隔以及其他額外費(fèi)用等因素，ISO檢查和PDM的流程通常不一致。如果將PDM基地和CRF網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在ALC的基地中，則ALC可以推進(jìn)維修流程的再設(shè)計(jì)，并將二者進(jìn)行同步。

4 結(jié)論

美空軍通過(guò)采用CRF維修網(wǎng)絡(luò)，有效地減少了維修人員數(shù)量，降低了維修成本，提高了維修保障效率。同時(shí)，采用CRF維修網(wǎng)絡(luò)有利于加快飛機(jī)的檢修速度，縮短維修周期，減少處于維護(hù)過(guò)程中的飛機(jī)數(shù)量，從而提升飛機(jī)的可用率。此外，CRF維修網(wǎng)絡(luò)有助于整合中繼級(jí)和基地級(jí)維修流程，有力支撐了空軍的分拆部署。CRF網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)對(duì)優(yōu)化我軍裝備維修網(wǎng)絡(luò)，提升維修網(wǎng)絡(luò)效率、提高機(jī)隊(duì)完好率提供了一定的參考和借鑒。

（1）維修保障結(jié)構(gòu)對(duì)裝備武器系統(tǒng)的使用能力與效率至關(guān)重要。著眼于我國(guó)周邊安全環(huán)境和現(xiàn)代化作戰(zhàn)樣式的變化，國(guó)內(nèi)裝備維修保障結(jié)構(gòu)也需要隨之發(fā)生變化，需要對(duì)維修保障結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，以適應(yīng)新型作戰(zhàn)模式和裝備發(fā)展對(duì)更高效維修保障系統(tǒng)的需求。

（2）裝備維修保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是根據(jù)作戰(zhàn)需求確定武器系統(tǒng)維修任務(wù)量，以及任務(wù)量在不同維修單位之間的分配。在明確各級(jí)維修單位應(yīng)具備的維修能力之后，根據(jù)維修任務(wù)的性質(zhì)在裝備使用部隊(duì)和后方大修基地之間進(jìn)行合理劃分，避免不同單位之間出現(xiàn)維修任務(wù)的重復(fù)與冗余。

（3）根據(jù)當(dāng)前的維修保障現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)適用于我軍的后勤復(fù)合模型（LCOM），對(duì)裝備維修保障結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。同時(shí)，必須健全支撐模型應(yīng)用的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為模型的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。對(duì)裝備維修保障涉及的人事需求、費(fèi)用以及相應(yīng)設(shè)施的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、收集和分析，評(píng)估維修網(wǎng)絡(luò)的成本與效能。

（4）統(tǒng)籌規(guī)劃我軍維修網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、數(shù)量和布局方案。在對(duì)CRF維修網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，統(tǒng)籌考慮現(xiàn)有的設(shè)施能力，包括軍方建制大修廠、工業(yè)部門(mén)承制廠商以及民營(yíng)企業(yè)的維修能力，在符合相關(guān)法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，將上述維修力量納入到維修網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。對(duì)部分有一定基礎(chǔ)的維修設(shè)施要加以支持與改造；如果現(xiàn)有設(shè)施不能滿足相應(yīng)的維修任務(wù)需求，則考慮新建維修網(wǎng)絡(luò)以彌補(bǔ)現(xiàn)有能力的不足。在控制額外開(kāi)支的情況下，更好地滿足我軍作戰(zhàn)部署需求，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效費(fèi)比。