楊春輝，張爍煒，胡濤

海軍工程大學(xué) 管理工程與裝備經(jīng)濟(jì)系，湖北 武漢 430033

0 引 言

艦船裝備是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)斗力的重要組成部分，及時(shí)可靠的艦船裝備維修保障是保持、恢復(fù)乃至提高戰(zhàn)斗力的重要手段[1]。近年來，伴隨著作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)理念和作戰(zhàn)環(huán)境的演變以及艦船裝備技術(shù)的發(fā)展，艦船裝備維修保障的地位和作用越來越突出，相關(guān)的維修保障工作也日益復(fù)雜[2-3]。

當(dāng)前，在裝備維修保障體系的構(gòu)成及其保障力的實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了廣泛而深入的研究。尹曉虎等[4]分析并研究了維修組織要素之間的交互、隸屬與協(xié)作關(guān)系，定義了維修系統(tǒng)的元組織，并基于維修保障簡(jiǎn)單系統(tǒng)內(nèi)各要素關(guān)系模型對(duì)維修保障體系進(jìn)行了初步的定量研究。于洪敏等[5]系統(tǒng)分析了影響裝備保障能力生成模式轉(zhuǎn)變的主要因素，認(rèn)為外部影響因素是裝備保障能力生成模式轉(zhuǎn)變的基本動(dòng)因，而內(nèi)部影響因素是裝備保障能力生成模式轉(zhuǎn)變的根本動(dòng)力。

但在裝備維修保障體系演化方面的相關(guān)研究比較少見，且一般為定性研究，對(duì)于體系外部環(huán)境和體系內(nèi)構(gòu)成要素中哪些是能力形成的決定性因素，哪些是時(shí)間敏感因素，對(duì)體系建設(shè)將產(chǎn)生什么類型的后果及影響等研究?jī)?nèi)容，目前的研究還不夠系統(tǒng)、深入，且缺乏相應(yīng)的演化模型來開展量化研究。為此，本文擬分析艦船裝備維修保障體系的構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上依據(jù)其發(fā)展歷程對(duì)體系的演化進(jìn)行建模及仿真，考察關(guān)鍵因素對(duì)體系演化的影響，進(jìn)而提出相應(yīng)的政策建議。

1 艦船裝備維修保障體系的構(gòu)成及演化動(dòng)因分析

艦船裝備維修保障體系是指為了滿足海軍艦船的維修保障任務(wù)需求，由大量操作上交互協(xié)同、功能上相互獨(dú)立的各級(jí)、各類保障要素，按照一定的保障規(guī)則集合成的保障矛盾統(tǒng)一體，其本質(zhì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)開放的復(fù)雜系統(tǒng)[6]。

與其他類型的武器裝備相比，艦船裝備在維修保障體系上具有顯著特點(diǎn)：

1） 艦船裝備高度復(fù)雜，涉及到機(jī)械、電氣、電子等諸多行業(yè)，包含眾多的設(shè)備，其維修保障能力影響因素眾多，維修保障相關(guān)要素必須成體系建設(shè)和發(fā)展，才能夠滿足艦船裝備需求。

2） 艦船裝備服役時(shí)間長(zhǎng)，艦船裝備維修保障體系建設(shè)容易形成慣性，其改變需要較大的投入和較長(zhǎng)的時(shí)間。

3） 隨著使命任務(wù)的變化，艦船裝備的任務(wù)模式、維修保障要求產(chǎn)生了較大幅度的變化。而維修保障領(lǐng)域的建設(shè)沒有跟上使命任務(wù)變化、艦船裝備發(fā)展，已經(jīng)產(chǎn)生了較大負(fù)面影響。

4） 艦船裝備在執(zhí)行遠(yuǎn)海任務(wù)過程中，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，遠(yuǎn)離岸基保障力量，與其他裝備在維修保障要求上有顯著差異。

因此，艦船裝備維修保障體系構(gòu)成要素比其他裝備更為復(fù)雜，體系能力提升的投入大、時(shí)間長(zhǎng)，亟需研究找出體系能力提升的關(guān)鍵因素。

1.1 艦船裝備維修保障體系構(gòu)成分析

根據(jù)分析目標(biāo)的不同，保障體系的構(gòu)成要素可以直接劃分為資源要素和管理要素2類[7]，或者分為保障力量、保障體制及保障理論3類[8]。本文重點(diǎn)從知識(shí)管理、知識(shí)創(chuàng)新的角度分析艦船裝備維修保障體系保障能力變化發(fā)展的過程，突出體系中的維修保障理論因素，因此將艦船裝備維修保障體系構(gòu)成要素分為3個(gè)部分，即與艦船裝備維修保障活動(dòng)直接關(guān)聯(lián)的艦船裝備維修保障力量，指導(dǎo)人員組織和開展維修工作的艦船裝備維修保障理論，以及艦船裝備維修保障體制。

艦船裝備維修保障力量是維修保障體系發(fā)揮作用的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)，包括與維修保障相關(guān)的人力、物力、技術(shù)、信息等資源要素。

艦船裝備維修保障體制包括與維修保障相關(guān)的組織體系和法規(guī)體系，是讓維修保障力量能夠協(xié)調(diào)一致發(fā)揮作用的管理要素。其中，維修保障組織體系主要包括指揮控制機(jī)構(gòu)、維修機(jī)構(gòu)和教學(xué)科研機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)通過實(shí)施管理職能，運(yùn)用各種保障力量協(xié)調(diào)完成維修保障任務(wù)、提升維修保障能力，尤其是維修保障人員需要充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，立足于現(xiàn)有硬件、軟件條件完成各項(xiàng)任務(wù)。維修保障法規(guī)體系通過明確機(jī)構(gòu)職責(zé)、維修保障流程、技術(shù)要求等，將維修保障相關(guān)理論進(jìn)行固化，確保維修保障工作順利進(jìn)行。

艦船裝備維修保障理論是艦船裝備維修保障力量的重要支撐。艦船裝備維修保障理論包括維修保障理論、保障訓(xùn)練理論、供應(yīng)保障理論和指揮管理理論，這些理論一方面指導(dǎo)艦船裝備維修保障體制的構(gòu)建，形成法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，另一方面通過維修保障人員素質(zhì)與技能等指標(biāo)內(nèi)化為知識(shí)，并通過創(chuàng)新、技術(shù)引進(jìn)等方式不斷更新。因此，維修保障人員是艦船裝備維修保障體系中最為活躍的因素，是維系艦船裝備維修保障理論、體制、力量的關(guān)鍵紐帶。

艦船裝備維修保障體系基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。作為開放系統(tǒng)，艦船裝備維修保障體系在發(fā)展演化過程中，與外界的軍事環(huán)境、技術(shù)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和自然環(huán)境之間存在著緊密聯(lián)系。隨著環(huán)境的變化，現(xiàn)有的艦船裝備維修保障體系將逐漸無法適應(yīng)，難以發(fā)揮最大的保障效能。為此需要?jiǎng)?chuàng)新艦船裝備維修保障理論、調(diào)整保障體制、優(yōu)化保障力量。通過深入分析艦船裝備維修保障體系的發(fā)展歷程，可以總結(jié)梳理影響體系能力形成的外界環(huán)境因素、內(nèi)部構(gòu)成因素及其影響路徑，并從中篩選出推動(dòng)體系演化持續(xù)進(jìn)行的關(guān)鍵動(dòng)力因素，為開展體系建設(shè)提供指導(dǎo)。

1.2 艦船裝備維修保障體系演化歷程及動(dòng)因分析

艦船裝備維修保障體系的發(fā)展大致經(jīng)歷了4個(gè)階段，分別為初建時(shí)期（新中國(guó)成立到20世紀(jì)50年代）、成長(zhǎng)發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)60年代到70年代）、現(xiàn)代化建設(shè)時(shí)期（20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)初）、躍升期（21世紀(jì)初至今）。

初建時(shí)期，艦船裝備維修保障體系處于學(xué)習(xí)階段。通過向前蘇聯(lián)軍隊(duì)學(xué)、在干中學(xué)、自主創(chuàng)新等方式使艦船裝備維修保障體系的各要素得到初步構(gòu)建。

成長(zhǎng)發(fā)展時(shí)期，進(jìn)一步完善了相應(yīng)的維修法規(guī)，艦船裝備維修工作走向程序化道路。文革時(shí)期，盡管存在不良因素的干擾，我國(guó)海軍仍著重加強(qiáng)了維修硬件的建設(shè)。

現(xiàn)代化建設(shè)時(shí)期，由于海軍戰(zhàn)略的變化，海軍外事活動(dòng)頻率劇增。此時(shí)期，我軍開展了裝備成建制、成系統(tǒng)形成作戰(zhàn)能力和保障能力（即“兩成兩力”）建設(shè)，逐漸改變了艦船裝備“造”、“改”、“修”、“用”的不協(xié)調(diào)，此時(shí)期維修人員開始大范圍直接參與艦船裝備的研發(fā)與設(shè)計(jì)（research and design，R&D）。

躍升期，艦船裝備的高技術(shù)集成性及高復(fù)雜性給艦船裝備維修保障體系帶來了新的挑戰(zhàn)，僅依靠軍內(nèi)修理力量將難以完成所有保障任務(wù)。軍民融合式裝備保障受到重視，與此同時(shí)，高新技術(shù)的發(fā)展也給予艦船裝備維修保障體系前所未有的支持[9]。

總結(jié)整個(gè)艦船裝備維修保障體系發(fā)展的4個(gè)階段，可以發(fā)現(xiàn)演化是在技術(shù)環(huán)境變遷、軍事任務(wù)結(jié)構(gòu)變化、軍事經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下，體系內(nèi)各要素與外部環(huán)境不斷交互的過程。外部技術(shù)、軍事環(huán)境的變遷所造成的內(nèi)外技術(shù)差距及任務(wù)結(jié)構(gòu)變化，使保障壓力不斷增大，軍隊(duì)不得不加大對(duì)艦船裝備維修保障體系建設(shè)的投入。維修硬件方面，通過在維修設(shè)備設(shè)施、備品備件及人員培訓(xùn)場(chǎng)所方面進(jìn)行大量的投入來奠定體系功能發(fā)揮的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件建設(shè)方面，一方面通過外部知識(shí)引進(jìn)來彌補(bǔ)自身維修理論以及維修方式方法和領(lǐng)導(dǎo)管理方面的差距；另一方面，通過自主研發(fā)與創(chuàng)新、不斷吸收成功維修經(jīng)驗(yàn)來培育適合本國(guó)國(guó)情的維修知識(shí)體系。與此同時(shí)，必須不斷調(diào)整相應(yīng)的組織規(guī)范與組織結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不斷變動(dòng)的任務(wù)結(jié)構(gòu)以及不斷更新的艦船裝備和維修任務(wù)環(huán)境。

此外，海軍戰(zhàn)略的變化將艦船裝備維修任務(wù)的實(shí)施環(huán)境由港口和近海推向遠(yuǎn)海及境外，維修自然環(huán)境復(fù)雜度的提升又增加了維修任務(wù)的復(fù)雜程度。維修人員知識(shí)水平的不斷提高，以及任務(wù)時(shí)間要求的提高，使其有了直接參與裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)[10]，也使維修組織的靈活度得到進(jìn)一步提升?？偟膩碚f，艦船裝備維修保障體系的演化是內(nèi)外因素共同作用的結(jié)果[11]，是在軍事需求的牽引和指導(dǎo)下、技術(shù)環(huán)境的促進(jìn)和支持下、自然環(huán)境的影響和制約下、國(guó)防經(jīng)濟(jì)水平的保證下，組織柔性度、人員素質(zhì)及技能水平不斷提高，維修硬件力量不斷加強(qiáng)，維修知識(shí)、管理思想不斷變革的過程。

艦船裝備維修保障體系作為一個(gè)動(dòng)態(tài)開放的復(fù)雜系統(tǒng)，在其運(yùn)作與發(fā)展的過程中無時(shí)無刻都與外界環(huán)境存在能量、信息、資源的交互，其演化的動(dòng)因起源于這種交互過程。經(jīng)分析，可以得到艦船裝備維修保障體系演化的8個(gè)主要因素。其中：人員及技術(shù)水平、硬件要素、組織要素及維修人員在裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度為內(nèi)部動(dòng)因；自然環(huán)境、技術(shù)誘因、國(guó)防經(jīng)濟(jì)水平和軍事環(huán)境為外部誘因。限于文章篇幅，不再對(duì)各動(dòng)因進(jìn)行詳細(xì)說明。

2 艦船裝備維修保障體系演化系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（system dynamics, SD）是系統(tǒng)科學(xué)理論與計(jì)算機(jī)建模仿真相結(jié)合，研究系統(tǒng)行為以及反饋結(jié)構(gòu)的科學(xué)。該理論認(rèn)為系統(tǒng)的特性及行為模式主要取決于系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造[12]，并且系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成要素互為因果，側(cè)重從系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)造來找尋問題的根源，但該理論缺乏對(duì)外部環(huán)境和隨機(jī)事件干擾的考慮[13]；因此，在采用SD進(jìn)行建模前，應(yīng)盡量考慮與分析研究對(duì)象子系統(tǒng)所有的內(nèi)外影響因素及其因果關(guān)系。

2.1 主要演化動(dòng)因轉(zhuǎn)換處理

為對(duì)艦船裝備維修保障體系演化過程進(jìn)行定量描述，對(duì)主要演化動(dòng)因進(jìn)行下述轉(zhuǎn)換處理：

1） 軍事環(huán)境及維修自然環(huán)境的變遷主要由維修任務(wù)復(fù)雜度的變動(dòng)來解釋，將組織要素的演化理解為維修組織適應(yīng)度不斷提高的過程，即在組織規(guī)模擴(kuò)張及管理能力和維修法規(guī)適應(yīng)性不斷增強(qiáng)的基礎(chǔ)上，維修組織柔性度不斷增強(qiáng)的過程。

2） 艦船裝備維修保障體系的演化即體系環(huán)境適應(yīng)度，由演化收益的大小進(jìn)行闡述，即在一定周期后不斷提高維修任務(wù)經(jīng)驗(yàn)積累的過程。

3） 艦船裝備維修保障理論的變遷用知識(shí)吸收、積累、轉(zhuǎn)化前提下的維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)來解釋，以知識(shí)吸收、更新、實(shí)現(xiàn)與淘汰的視角對(duì)其演化過程進(jìn)行描述。

4） 將管理能力以及維修法規(guī)適應(yīng)度看作維修人員素質(zhì)及技能水平的一種體現(xiàn)，是維修人員信息化、多能化的結(jié)果。

5） 艦船裝備維修保障力量主要由作為硬件的保障設(shè)備設(shè)施、維修器材、技術(shù)資料以及作為操作主體的艦船裝備維修人員構(gòu)成。在技術(shù)變遷和任務(wù)復(fù)雜度提高的前提下將出現(xiàn)人員流失現(xiàn)象。維修硬件在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)產(chǎn)生一定程度的折舊。

艦船裝備維修保障體系演化模型主要構(gòu)成要素簡(jiǎn)化處理關(guān)系對(duì)應(yīng)圖如圖2所示。

2.2 艦船裝備維修保障體系演化模型運(yùn)行路徑邏輯圖

依據(jù)轉(zhuǎn)化處理分析結(jié)果及圖2繪制如圖3所示的模型運(yùn)行路徑邏輯圖。

該圖存在4條主要反饋回路：

1） 技術(shù)環(huán)境變遷度-任務(wù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度-技術(shù)差距-財(cái)政投入-人員投入-維修人員素質(zhì)及技能水平-維修人員在裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度-知識(shí)吸收能力-維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)-技術(shù)環(huán)境變遷度。該回路反映技術(shù)變遷引發(fā)的維修知識(shí)更新與實(shí)現(xiàn)。

2） 財(cái)政投入-維修硬件投入-維修設(shè)備設(shè)施折舊-艦船裝備維修保障力量-維修力量收益-艦船裝備維修保障體系演化收益-財(cái)政投入。該回路反映的是財(cái)政投入帶來的硬件要素提升。

3） 艦船裝備維修保障力量-維修組織規(guī)模-維修組織網(wǎng)絡(luò)化度-維修組織柔性度-組織柔性度收益-艦船裝備維修保障體系演化收益-財(cái)政投入-人員投入-艦船裝備維修保障力量。該回路反映的是保障力量子系統(tǒng)和組織柔性度子系統(tǒng)的交互路徑。

4） 人員投入-維修人員素質(zhì)及技能水平-維修人員在裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度-知識(shí)吸收能力-管理能力-維修法規(guī)適應(yīng)度-維修組織柔性度-組織柔性度收益-艦船裝備維修保障體系演化收益-財(cái)政投入-人員投入。該回路反映的是維修知識(shí)子系統(tǒng)及組織柔性度子系統(tǒng)間的交互路徑。

2.3 演化模型基本假設(shè)

艦船裝備維修保障體系的演化目前并沒有成熟的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并且艦船裝備維修保障體系的構(gòu)成要素及其演化的影響因素較為復(fù)雜，為了突出研究重點(diǎn)及簡(jiǎn)化模型，現(xiàn)對(duì)模型做出如下假設(shè)：

假設(shè)1：為便于觀察體系演化趨勢(shì)，將財(cái)政投入限額定為150。此外，受知識(shí)水平限制，將維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度閾值設(shè)定為100。為更接近現(xiàn)實(shí)，本模型將考慮相關(guān)因素的時(shí)間延遲，存在時(shí)間延遲的相關(guān)因素，時(shí)間延遲在0.25～1年之間。

假設(shè)2：演化總收益無法盡數(shù)反哺財(cái)政投入，只能按一定比例轉(zhuǎn)化為新的財(cái)政投入并重新進(jìn)入演化回路。

圖 2 艦船裝備維修保障體系構(gòu)成要素簡(jiǎn)化處理關(guān)系對(duì)應(yīng)圖Fig.2 Simplified processing relation map of components of ship equipment maintenance support system

圖 3 艦船裝備維修保障體系演化運(yùn)行路徑邏輯圖Fig.3 Logic diagram of evolution operation path of ship equipment maintenance support system

假設(shè)3：維修組織的柔性度是維修組織管理能力、網(wǎng)絡(luò)化程度、法規(guī)適應(yīng)度的集中體系，將維修組織編制體制的調(diào)整改革理解為維修組織柔性度演化進(jìn)程的一部分，組織柔性度的演化受維修力量和維修知識(shí)更新與實(shí)現(xiàn)演化的雙重制約。

假設(shè)4：當(dāng)艦船裝備維修保障力量成長(zhǎng)到一定規(guī)模時(shí)會(huì)產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，與管理能力及維修法規(guī)共同促進(jìn)組織網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，而當(dāng)組織規(guī)模達(dá)到一定程度時(shí)，若缺乏相應(yīng)的管理、組織制度革新，龐大的組織規(guī)模將產(chǎn)生規(guī)模阻礙效應(yīng)，阻礙組織的柔性化進(jìn)程，從而降低維修組織的適應(yīng)能力。

假設(shè)5：在沒有理論認(rèn)識(shí)提升的前提下進(jìn)行的組織調(diào)整改革將無法產(chǎn)生相應(yīng)的演化收益。

假設(shè)6：將人員流失與維修硬件折舊納入演化回路，構(gòu)成維修保障力量流出量。

假設(shè)7：維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)將對(duì)技術(shù)環(huán)境變遷度產(chǎn)生補(bǔ)償效應(yīng)。此外，任務(wù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的度量不以參數(shù)具體數(shù)值來度量，而是以其波動(dòng)程度來度量。

2.4 艦船裝備維修保障體系演化過程的系統(tǒng)流圖

圖4是根據(jù)因果關(guān)系圖構(gòu)建的艦船裝備維修保障體系演化路徑系統(tǒng)流圖。該圖由維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)、維修保障力量子系統(tǒng)、組織柔性子系統(tǒng)等3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。體系演化模型涉及3個(gè)狀態(tài)變量（維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)、艦船裝備維修保障力量、維修組織柔性度）、6個(gè)流率變量（維修知識(shí)積累增量、維修知識(shí)淘汰量、維修力量增加量、維修力量減弱量、組織柔性增加量、組織柔性減少量），以及23個(gè)常量（初始知識(shí)存量、初始任務(wù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、壓力系數(shù)1和2、知識(shí)補(bǔ)償系數(shù)、轉(zhuǎn)化系數(shù)1～8、初始知識(shí)吸收能力、初始財(cái)政投入、初始硬件數(shù)、硬件投入轉(zhuǎn)化系數(shù)、人員流失系數(shù)、維修力量收益系數(shù)、維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)收益系數(shù)、力量規(guī)模轉(zhuǎn)化系數(shù)、組織柔性度收益系數(shù)、人員投入比例）。

維修知識(shí)更新及實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)是在技術(shù)變遷及任務(wù)需求變遷環(huán)境下，通過人員投入在一定的延遲后實(shí)現(xiàn)知識(shí)的積累、吸收和創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)艦船裝備維修保障體系演化的根本路徑，該子系統(tǒng)中的“維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度”，在系統(tǒng)建立初期對(duì)體系的演化幾乎不產(chǎn)生作用，因?yàn)轶w系建立初期，維修人員的能力素質(zhì)并未達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)決策層也難以認(rèn)識(shí)到該元素的重要性，而在體系演化中后期，由于管理水平、任務(wù)結(jié)構(gòu)、知識(shí)水平的更新，維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度開始得到重視。

圖 4 艦船裝備維修保障體系演化系統(tǒng)流圖Fig.4 Evolution system flow chart of ship equipment maintenance support system

艦船裝備維修保障力量子系統(tǒng)由維修人員及維修硬件構(gòu)成，艦船裝備維修人員作為知識(shí)積累、轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新的主體以及器械、設(shè)備設(shè)施的主要使用者及維護(hù)者，與日益更新的維修設(shè)備設(shè)施共同實(shí)現(xiàn)維修組織規(guī)模的擴(kuò)張，進(jìn)而形成規(guī)模效應(yīng)。

規(guī)模效應(yīng)以及相應(yīng)的管理革新子系統(tǒng)是形成維修組織網(wǎng)絡(luò)化的前提和基礎(chǔ)，為應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的艦船裝備保障任務(wù)，艦船裝備維修保障組織必須具備更高的組織柔性度、更強(qiáng)的艦船裝備維修保障力量以及更先進(jìn)的維修保障知識(shí)。子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)交互，互相制約，共同促成艦船裝備維修保障體系的演化。

3 艦船裝備維修保障體系演化仿真分析

3.1 模型主要變量計(jì)算表達(dá)式

本文運(yùn)用Anylogic平臺(tái)作為建模和仿真的工具。在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，根據(jù)變量之間內(nèi)在關(guān)系以及相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以得出主要變量及其計(jì)算表達(dá)式，如表1所示。

表1中，delay1（y，n）函數(shù)表示指定參數(shù)在回路中產(chǎn)生的反饋效能存在時(shí)間延遲，n為延遲時(shí)間，單位為年。

依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，結(jié)合上述模型運(yùn)行路徑、主要參數(shù)公式及假設(shè)，對(duì)模型常量進(jìn)行以下設(shè)定：對(duì)體系演化在時(shí)間維度上進(jìn)行3∶1的縮放，設(shè)定仿真時(shí)間為20年。財(cái)政投入閾值設(shè)定為150，維修人員在裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度閾值為100，初始知識(shí)存量為50、初始財(cái)政投入為10、初始知識(shí)吸收能力為0.1、初始硬件數(shù)為30。其他相關(guān)常量含義及取值如表2所示。

3.2 模型仿真結(jié)果分析

仿真運(yùn)行結(jié)果如圖5所示。

以模型運(yùn)行所形成曲線的不同階段對(duì)應(yīng)體系實(shí)際演化的4個(gè)時(shí)期。由仿真結(jié)果可以看出：

1） 艦船裝備維修保障體系演化收益在模型運(yùn)行頭5年增長(zhǎng)緩慢，在第2個(gè)5年后呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，這表明在體系演化過程中出現(xiàn)了能力涌現(xiàn)效應(yīng)[14]。而在最后一個(gè)5年由于財(cái)政投入閾值限制呈現(xiàn)出平緩增長(zhǎng)趨勢(shì)。

2） 維修力量減弱量由于和人員流失率以及維修設(shè)備設(shè)施折舊掛鉤，人員流失率受自然流失以及技術(shù)環(huán)境變遷的雙重影響，由于技術(shù)環(huán)境變遷值處于隨機(jī)波動(dòng)狀態(tài)，所以維修力量減弱量的增長(zhǎng)呈現(xiàn)出劇烈波動(dòng)，但其整體走勢(shì)為上漲。

3） 財(cái)政投入是影響艦船裝備維修保障體系演化的重要因素，由于給財(cái)政投入設(shè)定了閾值，在財(cái)政投入達(dá)到閾值后，所有流率變量的增長(zhǎng)趨勢(shì)均放緩。

4） 組織柔性度在模型運(yùn)行中期存在波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)螺旋上升趨勢(shì)。這說明維修組織發(fā)展到一定程度后，因管理及制度革新落后于維修組織規(guī)模的發(fā)展導(dǎo)致維修組織僵化、活性降低，從而降低系統(tǒng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜任務(wù)的能力，若維修組織不及時(shí)做出調(diào)整，維修任務(wù)的成功率將大大降低。

3.3 關(guān)鍵參數(shù)敏感性分析

根據(jù)演化概念模型，體系演化的關(guān)鍵表現(xiàn)為系統(tǒng)行為模式的轉(zhuǎn)化，盡管體系演化是內(nèi)、外因共同作用的結(jié)果，但內(nèi)在動(dòng)因是導(dǎo)致系統(tǒng)行為模式轉(zhuǎn)化的最為直接和關(guān)鍵的原因。為了對(duì)現(xiàn)實(shí)艦船裝備維修保障體系發(fā)展決策提供相關(guān)的決策及支持，明確模型中關(guān)鍵參數(shù)對(duì)艦船裝備維修保障體系演化的影響程度，可以通過改變模型運(yùn)行的參數(shù)值來觀察和比較模型輸出。

表 1 模型主要變量計(jì)算表達(dá)式Table 1 Calculation expressions of main variables in the model

表 2 模型主要常量及含義Table 2 Main constants and meanings of the model

圖 5 模型仿真運(yùn)行結(jié)果Fig.5 Results of model simulation

以人員投入比例及硬件投入比例為變動(dòng)參數(shù)，以艦船裝備維修保障體系收益為對(duì)照參數(shù)進(jìn)行參數(shù)敏感性分析。令人員投入比例、維修硬件投入比例的變化范圍均為[0.1，1]，變動(dòng)步長(zhǎng)為0.1，進(jìn)行仿真迭代，仿真結(jié)果如圖6所示。

從圖6中可以看出，在實(shí)驗(yàn)初期提高硬件投入比例的邊際收益與提高人員投入比例的邊際收益差距并不明顯，這表明在體系演化初期，人員投入以及硬件投入應(yīng)處于同等重要的位置。而到了實(shí)驗(yàn)中后期，提高人員投入比例的邊際收益遠(yuǎn)大于增加硬件投入比例所帶來的邊際收益，這表明在艦船裝備維修保障體系進(jìn)入躍升期時(shí)，提高人員投入比例，強(qiáng)化維修人才培養(yǎng)訓(xùn)練體系，建立相應(yīng)激勵(lì)機(jī)制，防止人才流失，會(huì)給體系的演化帶來更為強(qiáng)大的支持作用。根據(jù)該結(jié)果，對(duì)現(xiàn)行的艦船裝備維修保障體系的建設(shè)提出以下幾點(diǎn)建議：

圖 6 人員投入、硬件投入的敏感性分析Fig.6 Sensitivity analysis of personnel investment and hardware investment

1） 建立及完善維修保障人員評(píng)測(cè)體系，再根據(jù)外部環(huán)境的變化及內(nèi)部建設(shè)的需要確立相應(yīng)的維修人員素質(zhì)評(píng)估準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)，把好人才入口關(guān)；

2） 注重培養(yǎng)維修保障人員的綜合素質(zhì)，建立維修保障人員培養(yǎng)與使用的良性運(yùn)行機(jī)制；

3） 不斷完善法規(guī)制度、組織管理模式，減少人才培養(yǎng)和使用的阻力。

此外，以轉(zhuǎn)化系數(shù)2為變動(dòng)參數(shù)，以維修組織柔性度以及艦船裝備維修保障體系演化收益為對(duì)照參數(shù)進(jìn)行參數(shù)敏感性分析。令轉(zhuǎn)化系數(shù)2變化范圍為[0.1，1]，步長(zhǎng)為0.1，進(jìn)行仿真迭代，仿真結(jié)果如圖7所示。

從圖7中可以看出，在實(shí)驗(yàn)初期，由于維修人員素質(zhì)與技能水平欠缺，管理機(jī)構(gòu)重視程度不夠，維修人員難以直接參與艦船裝備的研發(fā)與設(shè)計(jì)，所以維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)的參與度在體系演化前期對(duì)體系演化收益以及組織柔性度的幫助并不明顯；而在體系演化中后期，隨著維修人員素質(zhì)與能力水平以及組織知識(shí)吸收能力的躍升、決策者重視程度的提高，維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中參與度的提升給組織柔性度以及體系演化帶來了較高的杠桿收益。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在加強(qiáng)維修人員培養(yǎng)與訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，提高維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度是成熟的維修組織亟需采取的自強(qiáng)化措施。

圖 7 維修人員在艦船裝備研發(fā)與設(shè)計(jì)中參與度的敏感性分析Fig.7 Sensitivity analysis of R & D participation of maintenance personnel

4 結(jié) 語

本文在分析艦船裝備維修保障體系構(gòu)成及演化動(dòng)因的基礎(chǔ)上，建立了艦船裝備維修保障體系演化系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析了人員投入、維修人員在研發(fā)與設(shè)計(jì)中的參與度等主要參數(shù)的靈敏度。所建立的模型與我國(guó)艦船裝備維修保障體系演化趨勢(shì)擬合較好，為研究復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)的艦船裝備維修保障體系的演化提供了一種可以對(duì)其進(jìn)行分析及預(yù)測(cè)的定量研究方法。我國(guó)艦船裝備維修保障編制體制目前正處在調(diào)整改革期，這是組織柔性度演化的一部分，對(duì)艦船裝備維修保障體系演化具有極大影響。下一步將以編制體制改革為關(guān)鍵變量開展仿真，并對(duì)未來維修保障體系演化方向開展預(yù)測(cè)分析。