李曉星 陳 玲 袁學(xué)華 許有武

（國(guó)防科技大學(xué) 合肥 230037）

1 引言

網(wǎng)電對(duì)抗裝備在未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用越來(lái)越明顯［1］，由于未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)間短、對(duì)抗強(qiáng)度大、破壞性強(qiáng)，這就決定了戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)搶修的時(shí)效性越來(lái)越高，對(duì)搶修維修器材品種數(shù)量的需求越來(lái)越精準(zhǔn)，因此研究未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)條件戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材保障規(guī)律，實(shí)現(xiàn)裝備器材的精確化保障，保障網(wǎng)電對(duì)抗裝備最大程度地發(fā)揮作戰(zhàn)效能，具有重要的意義。

2 戰(zhàn)場(chǎng)搶修的基本流程

滿足戰(zhàn)場(chǎng)搶修的器材需要是戰(zhàn)時(shí)網(wǎng)電對(duì)抗裝備維修器材需求的直接動(dòng)因，因此研究維修器材需求必須從戰(zhàn)場(chǎng)搶修的過程著手分析。

戰(zhàn)場(chǎng)搶修由戰(zhàn)場(chǎng)損傷評(píng)估（Battlefield Damage Assessment，BDA）和戰(zhàn)場(chǎng)損傷修復(fù)（Battlefield Damage Repair，BDR）兩部分組成，其中，BDA是BDR的前提和基礎(chǔ)［2～4］。戰(zhàn)場(chǎng)搶修按照先評(píng)估后修復(fù)的思路，首先應(yīng)確定網(wǎng)電對(duì)抗裝備的損傷程度，對(duì)于輕損和中損的裝備以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施戰(zhàn)時(shí)一級(jí)修理為主；針對(duì)重?fù)p裝備應(yīng)后送到后方基地實(shí)施戰(zhàn)時(shí)二級(jí)修理［5～6］，報(bào)廢裝備脫密處理后拋棄，因裝備報(bào)廢或重?fù)p裝備后送造成裝備缺口，因此應(yīng)及時(shí)申請(qǐng)補(bǔ)充裝備。戰(zhàn)場(chǎng)搶修實(shí)施過程［7～8］如圖1所示。

圖1 搶修策略與實(shí)施過程

3 戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求影響因素分析

戰(zhàn)場(chǎng)搶修戰(zhàn)損裝備所消耗的器材量決定裝備維修器材需求量。裝備受擊戰(zhàn)損、技術(shù)損壞和自然損壞是引發(fā)戰(zhàn)時(shí)裝備維修器材消耗的直接影響因素，其中受擊損壞約占裝備總損壞數(shù)的80%，技術(shù)損壞和自然損壞約占20%［8～9］。同時(shí)戰(zhàn)時(shí)網(wǎng)電對(duì)抗裝備的動(dòng)員生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力決定了戰(zhàn)時(shí)網(wǎng)電對(duì)抗裝備補(bǔ)給能力（速度），決定了網(wǎng)電對(duì)抗部隊(duì)的持續(xù)作戰(zhàn)能力，也間接決定裝備維修器材的需求。

4 戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)的SD模型

4.1 系統(tǒng)假設(shè)

為方便研究和突出重點(diǎn)，對(duì)問題的部分因素與研究邊界作如下合理假設(shè)。

1）交戰(zhàn)過程中網(wǎng)電對(duì)抗裝備戰(zhàn)損率始終保持不變；

2）戰(zhàn)場(chǎng)搶修過程中保障資源（維修人員、維修器材）充足；

3）網(wǎng)電對(duì)抗裝備型號(hào)不做區(qū)分；

4）裝備損傷程度分布：輕度損傷8%，中度損傷18%，嚴(yán)重?fù)p傷35%，報(bào)廢39%；

5）輕損維修工作量0.5工時(shí)，中損維修工作量2工時(shí)，重?fù)p維修工作量12工時(shí)。輕損、中損裝備均為單人維修，維修時(shí)限分別為0.5h和2h，重?fù)p以三人小組開展搶修行動(dòng)，即維修時(shí)限為4h，重?fù)p裝備的后送和前送均為 6h［5～6］；

6）輕損、中損裝備的修復(fù)率為100%，重?fù)p裝備的修復(fù)率為70%；

7）單裝器材消耗標(biāo)準(zhǔn)是保障單臺(tái)套裝備所需要的維修器材的品種和數(shù)量［10～11］。

4.2 系統(tǒng)變量選取

基于戰(zhàn)場(chǎng)搶修策略和維修器材需求影響因素地分析，簡(jiǎn)化次要因素，選取參戰(zhàn)裝備數(shù)量、期望裝備數(shù)量、裝備補(bǔ)充速度、裝備戰(zhàn)損速度、裝備待修數(shù)、裝備維修數(shù)、裝備修復(fù)數(shù)、報(bào)廢裝備數(shù)、輕損維修時(shí)間、中損維修時(shí)間、重?fù)p維修時(shí)間、重?fù)p后送時(shí)間、重?fù)p前送時(shí)間、戰(zhàn)損維修器材消耗、自然環(huán)境損耗因子、技術(shù)因素?fù)p耗因子和單裝基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等作為主要變量構(gòu)建裝備維修器材需求預(yù)測(cè)SD模型。

4.3 因果關(guān)系分析

通過分析網(wǎng)電對(duì)抗裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的關(guān)系，可以得到如圖2所示的裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修的因果關(guān)系圖［12～14］。圖中箭尾元素對(duì)箭頭元素產(chǎn)生作用，“十”表示正相關(guān)關(guān)系，“一”表示負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖2 戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求SD模型系統(tǒng)因果關(guān)系圖

4.4 系統(tǒng)流圖建立

因果關(guān)系圖雖然能夠直觀地描述系統(tǒng)的反饋機(jī)制，但由于是粗略的定性描述，不能表示不同性質(zhì)變量的區(qū)別，必須進(jìn)一步運(yùn)用定量化的系統(tǒng)流圖［12～14］來(lái)表示。在圖2基礎(chǔ)上繪制戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型系統(tǒng)流圖，進(jìn)而更精準(zhǔn)地描繪戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型系統(tǒng)反饋與控制機(jī)制，如圖3所示。

圖3 戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求SD模型系統(tǒng)系統(tǒng)流圖

模型中5個(gè)狀態(tài)變量，6個(gè)速率變量，其他為輔助變量或常量。該系統(tǒng)流圖模型中涉及到的主要變量關(guān)系如下：

5 戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型仿真分析

5.1 背景條件設(shè)定

對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)設(shè)定作戰(zhàn)背景和作戰(zhàn)條件。假設(shè)在某次戰(zhàn)役行動(dòng)中某網(wǎng)電對(duì)抗旅對(duì)當(dāng)面之?dāng)硨?shí)施偵察，某型參戰(zhàn)網(wǎng)電對(duì)抗偵察裝備數(shù)量60套，期望裝備數(shù)為100套。作戰(zhàn)方案不同，則網(wǎng)電對(duì)抗偵察裝備的部署位置、動(dòng)員補(bǔ)給策略也不盡相同，進(jìn)而裝備戰(zhàn)損率、裝備補(bǔ)給時(shí)間也不同。

5.2 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

5.2.1 不同戰(zhàn)損率條件下維修器材需求預(yù)測(cè)

根據(jù)基本作戰(zhàn)背景，設(shè)定四種作戰(zhàn)方案的戰(zhàn)損率分別為0.1、0.2、0.3和0.4，裝備補(bǔ)給時(shí)間為兩天。作戰(zhàn)（仿真）時(shí)長(zhǎng)為20天，仿真步長(zhǎng)設(shè)置為0.1天。則通過SD模型仿真得到器材需求預(yù)測(cè)曲線如圖4所示。

圖4 不同戰(zhàn)損率條件下維修器材需求預(yù)測(cè)曲線

圖4橫坐標(biāo)為作戰(zhàn)持續(xù)時(shí)間，縱坐標(biāo)分別為維修器材需求（基數(shù)/天）和維修器材累計(jì)需求（基數(shù)［15～16］）。仿真結(jié)果分析如下。

1）維修器材需求在不同的作戰(zhàn)階段變化有差異。如圖3戰(zhàn)損率為0.3的維修器材需求曲線，第1天器材需求為11基數(shù)/天，第3天為15基數(shù)/天，需求量變化較大；第10天開始器材需求為17基數(shù)/天趨于穩(wěn)定。作戰(zhàn)初期，由于大量戰(zhàn)損裝備處于維修搶修越大狀態(tài)，導(dǎo)致器材需求波動(dòng)較大；作戰(zhàn)中后期，搶修分隊(duì)維修保障能力的不斷提升，搶修效果逐漸顯現(xiàn)，器材需求趨于穩(wěn)定。

2）裝備戰(zhàn)損率直接影響維修器材需求量。如圖3戰(zhàn)損率為0.1和0.3的維修器材需求曲線，第20天，戰(zhàn)損率0.1的器材需求為6基數(shù)/天，器材累計(jì)需求量為117基數(shù)；戰(zhàn)損率0.3的器材需求為16基數(shù)/天，器材累計(jì)需求量為407基數(shù)。裝備戰(zhàn)損率的增加，搶修任務(wù)加重，維修器材需求量增加。

5.2.2 不同裝備補(bǔ)給時(shí)間條件下維修器材需求預(yù)測(cè)

根據(jù)基本作戰(zhàn)背景，設(shè)定四種作戰(zhàn)方案的裝備補(bǔ)給時(shí)間分別為1天、2天、3天和4天，則通過SD模型仿真得到裝備補(bǔ)給速度預(yù)測(cè)曲線和器材需求預(yù)測(cè)曲線如圖5和圖6所示。

圖5 不同裝備補(bǔ)給時(shí)間條件下裝備補(bǔ)給速度預(yù)測(cè)曲線

圖6 不同裝備補(bǔ)給時(shí)間條件下維修器材需求預(yù)測(cè)曲線

仿真結(jié)果分析如下。

1）裝備補(bǔ)給時(shí)間直接影響裝備補(bǔ)給速度。如圖5所示，裝備補(bǔ)給時(shí)間為1天，則第1.6天裝備補(bǔ)充速度達(dá)到峰值35套/天，第7天裝備補(bǔ)充速度趨于穩(wěn)定約為22套/天；裝備補(bǔ)給時(shí)間為4天，則第4天裝備補(bǔ)充速度達(dá)到峰值40套/天，第15天裝備補(bǔ)充速度趨于穩(wěn)定約為22套/天?；谡麄€(gè)作戰(zhàn)過程裝備補(bǔ)充速度曲線呈現(xiàn)出作戰(zhàn)初期變化幅度大、作戰(zhàn)中后期逐漸趨向穩(wěn)定的特點(diǎn)，可得裝備補(bǔ)給時(shí)間延時(shí)了裝備補(bǔ)給速度。

2）裝備補(bǔ)給時(shí)間延時(shí)滯后器材需求。如圖6所示，裝備補(bǔ)給時(shí)間1天，則第3.7天維修器材需求達(dá)到峰值約15基數(shù)/天，第8天維修器材需求趨于穩(wěn)定約為14基數(shù)/天；裝備補(bǔ)給時(shí)間4天，則第7.4天維修器材需求達(dá)到峰值約16基數(shù)/天，第17.5天維修器材需求趨于穩(wěn)定，約為14基數(shù)/天。裝備補(bǔ)給時(shí)間影響后續(xù)裝備的補(bǔ)給速度，直接影響實(shí)際參戰(zhàn)裝備數(shù)量，直接影響部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的生成。由于直接影響參戰(zhàn)裝備總數(shù)，在戰(zhàn)損率恒定的情況下，客觀上將間接影響戰(zhàn)損裝備數(shù)量，進(jìn)而延時(shí)滯后維修器材需求。

6 結(jié)語(yǔ)

戰(zhàn)時(shí)網(wǎng)電對(duì)抗裝備器材保障是網(wǎng)電對(duì)抗部隊(duì)完成未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)的重要保障，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)搶修網(wǎng)電對(duì)抗裝備器材的品種和數(shù)量，是確保網(wǎng)電對(duì)抗裝備保障精確化的客觀要求。本文將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法引入到網(wǎng)電對(duì)抗裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材的需求預(yù)測(cè)，通過因果關(guān)系分析，有效地展現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型系統(tǒng)中諸多因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響的復(fù)雜關(guān)系。通過構(gòu)建系統(tǒng)流圖進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，研究了裝備戰(zhàn)損率、裝備補(bǔ)給時(shí)間對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材需求預(yù)測(cè)SD模型系統(tǒng)帶來(lái)的影響。以上研究成果有助于深入認(rèn)識(shí)戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材預(yù)測(cè)SD模型系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理，也為實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)時(shí)器材的精確化保障提供了參考，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。