陳偉 任淑霞

1 背景

近年來(lái)，美國(guó)空軍部隊(duì)的戰(zhàn)備水平大幅降低。美空軍財(cái)務(wù)管理和審計(jì)助理部長(zhǎng)指出，造成這一現(xiàn)象的原因包括裝備部署頻率加快、飛機(jī)機(jī)隊(duì)老化、資源缺乏以及人員流失等。美空軍認(rèn)為，增加財(cái)政支出可以解決機(jī)隊(duì)的老化、資源短缺以及人才流失問(wèn)題，但卻無(wú)法解決裝備部署頻率加快帶來(lái)的問(wèn)題。高頻率的部署行動(dòng)需要對(duì)武器裝備進(jìn)行反復(fù)裝卸、運(yùn)輸，進(jìn)一步加速了裝備的磨損與老化以及故障的出現(xiàn)，由此帶來(lái)了維修保障需求的大幅增長(zhǎng)。這進(jìn)一步導(dǎo)致了維修人員工作時(shí)間的延長(zhǎng)和工作強(qiáng)度的加大，從而引起了大量維修人員離職和跳槽。隨著新員工的大量入職，空軍維修保障人員的經(jīng)驗(yàn)水平大幅降低，導(dǎo)致了維修效率的不斷下降。這種螺旋式的惡性循環(huán)又加重了維修人員的工作負(fù)擔(dān)。

后勤復(fù)合模型（Logistics Composite Model，LCOM）是一種評(píng)價(jià)使用與后勤之間交互作用的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真模型，是基于蒙特卡洛仿真、資源排隊(duì)論的系統(tǒng)工程工具。美空軍通過(guò)LCOM對(duì)人力、備件、保障設(shè)施和設(shè)備等在內(nèi)的后勤資源進(jìn)行優(yōu)化組合。目前，空軍期望的機(jī)隊(duì)出動(dòng)能力與保障單位實(shí)際可提供的維修能力之間仍然存在一定差距。分析維修能力的制約因素對(duì)于提高維修保障效率至關(guān)重要。因此，本文重點(diǎn)研究維修人員數(shù)量、工作班次以及可用零部件數(shù)量對(duì)維修中隊(duì)維修保障能力的影響。

2 研究方法

2.1研究對(duì)象

本研究采用LCOM模型對(duì)坎農(nóng)空軍基地的兩個(gè)Block 30型（第522和523中隊(duì)）和一個(gè)Block 40型（第524中隊(duì)）F-16維修中隊(duì)進(jìn)行模擬。美國(guó)坎農(nóng)空軍基地位于新墨西哥州克洛維以西11.2千米處，隸屬于美國(guó)空軍空戰(zhàn)司令部。駐扎有第27戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)，主要裝備為F-16戰(zhàn)斗機(jī)，負(fù)責(zé)執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)。

2.2數(shù)據(jù)采集

對(duì)坎農(nóng)基地維修人數(shù)、飛機(jī)數(shù)量、飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)以及零部件供應(yīng)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。其中：

維修人數(shù)分為授權(quán)人數(shù)和在編人數(shù)。授權(quán)人數(shù)和在編人數(shù)均由坎農(nóng)基地人力辦公室提供，但隨著人員的新增與流失，在編人數(shù)信息會(huì)不斷變化。因此，在編人數(shù)采用年度平均水平。

機(jī)隊(duì)規(guī)模采用每個(gè)中隊(duì)的初級(jí)授權(quán)飛機(jī)（Primary Authorized Aircraft，PAA）年度平均數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由美國(guó)空軍總部授權(quán)確定1。

飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)包括計(jì)劃出動(dòng)架次數(shù)和實(shí)際出動(dòng)架次數(shù)，以及由此而產(chǎn)生的出動(dòng)架次率（實(shí)際出動(dòng)架次數(shù)/計(jì)劃出動(dòng)架次數(shù)，Sortie Generation Rate，SGR），零部件供應(yīng)數(shù)據(jù)采用因供應(yīng)不能執(zhí)行任務(wù)率（Not Mission Capable for Supply，NMCS）來(lái)反映2。上述兩類數(shù)據(jù)均由空軍聯(lián)隊(duì)分析辦公室每月以電子表格的形式提供。

2.3研究過(guò)程

維修中隊(duì)的維修能力通過(guò)該中隊(duì)產(chǎn)生的出動(dòng)架次數(shù)來(lái)評(píng)估。理想情況下，為坎農(nóng)基地的飛行任務(wù)建模的最準(zhǔn)確方法是建立與坎農(nóng)基地的日常飛行任務(wù)相匹配的飛行計(jì)劃。但由于這種情況執(zhí)行起來(lái)非常繁瑣且不易實(shí)現(xiàn)，因此該研究采用每個(gè)中隊(duì)的出勤可用率（UTE）對(duì)飛行計(jì)劃建模。UTE表示每架飛機(jī)每月可以出動(dòng)的次數(shù)。某財(cái)年，522、523和524中隊(duì)計(jì)劃和實(shí)際出動(dòng)架次數(shù)如表1所示。

設(shè)置不同的參數(shù)條件，對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)行。將表2所示的8種參數(shù)配置方案分別應(yīng)用于522、523和524中隊(duì)，因此產(chǎn)生了24種方案。

第一組方案（方案1和2）：每個(gè)中隊(duì)的基準(zhǔn)配置方案（方案1）應(yīng)用該中隊(duì)的實(shí)際在編人數(shù)（記為“AS”）、工作班次（記為“O班次”）3和NMCS（記為“B數(shù)量”）。方案2將在編人數(shù)改為授權(quán)人數(shù)（記為“AU”），其他條件保持不變。

第二組方案（方案3和4）：將第一組方案的工作班次變?yōu)椤癗班次”。方案3和4的其他參數(shù)條件分別與方案1和2一致。

第三組方案（方案5和6）：將第一組方案的零部件供應(yīng)數(shù)量變?yōu)闊o(wú)限量（記為“U數(shù)量”）4。方案5和6的其他參數(shù)條件分別與方案1和2一致。

第四組方案（方案7和8）：將第二組方案的零部件供應(yīng)數(shù)量變?yōu)闊o(wú)限量。方案7和8的其他參數(shù)條件分別與方案3和4一致。

3 結(jié)果分析

3.1仿真結(jié)果分析

（1）522中隊(duì)

522中隊(duì)的仿真結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)論一：保持其他因素不變，將其人員由在編變?yōu)槭跈?quán)，飛行架次數(shù)隨著人數(shù)的增加也有所增加。如配置方案522-2相比基準(zhǔn)方案（522-1），其實(shí)際平均出動(dòng)架次數(shù)由3881.27提升到4085。

結(jié)論二：方案522-3和522-4將工作班次更改為N班次，其他參數(shù)設(shè)置同522-1和522-2。與前兩個(gè)方案相比，出動(dòng)架次數(shù)顯著減少，分別由3881.27降至1935.2和由4085降至1844.01；而相應(yīng)的NMCS也大幅提高。零部件維修人員生產(chǎn)率下降直接導(dǎo)致了NMCS顯著提高，NMCS的升高導(dǎo)致了出動(dòng)架次數(shù)的下降。

結(jié)論三：方案522-5～522-8為增加零部件供應(yīng)至U數(shù)量。與方案522-1～522-4相比，522-5～522-8中的出動(dòng)架次數(shù)量明顯增加。522-5和522-6方案在O班次下，NMCS顯著降低（等于或接近零）。

（2）523中隊(duì)

523中隊(duì)的仿真結(jié)果（見(jiàn)表4）與522中隊(duì)相似，因此，分析結(jié)論也相似。

（3）524中隊(duì)

524中隊(duì)的仿真結(jié)果見(jiàn)表5。除方案524-3和524-4外，其余方案的結(jié)論與522和523中隊(duì)相同。對(duì)比方案524-3和524-1，當(dāng)執(zhí)行N班次時(shí)，二者的出動(dòng)架次數(shù)之間幾乎沒(méi)有區(qū)別；但524-3的NMCS卻為524-1的兩倍。對(duì)比方案524-4和524-2，亦有相同的變化趨勢(shì)。

3.2基準(zhǔn)方案結(jié)果驗(yàn)證

采用Z檢驗(yàn)的方法對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。檢驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表6）表明，對(duì)于522和523中隊(duì)，不能拒絕原假設(shè)，即認(rèn)為L(zhǎng)COM可以模擬實(shí)際的出動(dòng)架次數(shù)；對(duì)于524中隊(duì)，原假設(shè)不成立，即LCOM不能準(zhǔn)確模擬實(shí)際的出動(dòng)架次數(shù)。因此，下文只針對(duì)522和523中隊(duì)的結(jié)果進(jìn)行研究。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證不同因素對(duì)出動(dòng)架次數(shù)產(chǎn)生的影響及大小，采用多因素方差分析對(duì)522和523中隊(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)分析。檢驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表7）表明，至少有一個(gè)因素（人數(shù)、班次或零部件供應(yīng)數(shù)量）對(duì)522和523中隊(duì)的出動(dòng)架次數(shù)有影響。

接下來(lái)，采用t檢驗(yàn)判斷何種因素對(duì)522和523中隊(duì)的出動(dòng)架次數(shù)產(chǎn)生影響，見(jiàn)表8、表9和表10。

（1）維修人數(shù)的影響

保持工作班次和零部件供應(yīng)數(shù)量相同，分別對(duì)在編人數(shù)和授權(quán)人數(shù)產(chǎn)生的出動(dòng)架次數(shù)的差值進(jìn)行t檢驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)班次處于加班且周末工作時(shí)，增加維修人數(shù)，其出動(dòng)架次數(shù)也會(huì)增加；當(dāng)班次為不加班且取消周末工作時(shí)，增加人數(shù)對(duì)出動(dòng)架次數(shù)沒(méi)有產(chǎn)生影響。如下表所示，522和523中隊(duì)的結(jié)論相同。

（2）工作班次的影響

522和523中隊(duì)所有的方案均表明，延長(zhǎng)工作時(shí)長(zhǎng)可以增加出動(dòng)架次數(shù)。

（3）零部件供應(yīng)數(shù)量的影響

522和523中隊(duì)所有的方案均表明，增加可用零部件數(shù)量可以增加出動(dòng)架次數(shù)。

如表11所示，根據(jù)F值大小進(jìn)行排序，對(duì)出動(dòng)架次數(shù)的影響由大到小分別為：工作班次、可用零部件數(shù)量和維修人數(shù)。

4 結(jié)論及建議

4.1研究結(jié)論

通過(guò)LCOM對(duì)美軍不同維修中隊(duì)產(chǎn)生的出動(dòng)架次數(shù)進(jìn)行建模仿真，研究表明：

（1）增加維修人數(shù)，可以提高維修中隊(duì)的維修效率，從而提升其維修能力。當(dāng)維修人數(shù)由在編變?yōu)槭跈?quán)時(shí)，人數(shù)增加，出動(dòng)架次數(shù)會(huì)有小幅增長(zhǎng)（約增加190架次）。

（2）通過(guò)延長(zhǎng)班次時(shí)間以及周末加班等方式，維修能力會(huì)有明顯的提升。當(dāng)縮短上班時(shí)長(zhǎng)以及取消加班時(shí)，出動(dòng)架次數(shù)會(huì)明顯減少（約減少2000架次）。因此，通過(guò)提升員工的工作效率，可以緩解人員短缺的壓力。

（3）增加零部件可用數(shù)量，可以大幅提升維修單位的維修能力。當(dāng)可用零部件供應(yīng)數(shù)量由基準(zhǔn)水平增加到無(wú)限供應(yīng)時(shí)，出動(dòng)架次數(shù)明顯增長(zhǎng)（增加約2000架次）。在條件允許的情況下，努力降低NMCS，從而提升維修保障單位的維修能力。

（4）在研究的影響因素中，工作班次對(duì)維修中隊(duì)的維修能力影響最大，零部件供應(yīng)數(shù)量影響次之，人力因素的影響最小。文中出現(xiàn)人力因素對(duì)提升維修中隊(duì)維修能力影響較小的原因可能是在設(shè)施、設(shè)備等資源無(wú)閑置的情況下，出現(xiàn)了人員等待的問(wèn)題。通過(guò)延長(zhǎng)班次時(shí)間以及周末加班等方式，維修能力會(huì)有明顯的提升；但是，如果過(guò)度地延長(zhǎng)工作時(shí)間，則會(huì)導(dǎo)致維修人員的維修工作效率下降，進(jìn)而影響維修能力的提升。

4.2啟示建議

美軍采用LCOM模型精準(zhǔn)地對(duì)裝備維修能力進(jìn)行評(píng)估，為我軍評(píng)估裝備維修保障單位的維修保障能力，提高維修保障效率具有實(shí)際的借鑒和參考意義。

（1）系統(tǒng)評(píng)估我軍維修保障資源，找到關(guān)鍵制約因素

系統(tǒng)評(píng)估我軍維修人力、設(shè)施、供應(yīng)鏈等資源，找出存在的短板及制約因素，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的彌補(bǔ)，提升維修保障效率與能力。例如，當(dāng)設(shè)施設(shè)備充沛時(shí)，由于任務(wù)繁重，消極怠工的情況普遍存在。此時(shí)增加工作人數(shù)，維修能力提升較為明顯。

（2）開(kāi)發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的維修保障仿真模型

LCOM的成功應(yīng)用得益于完善的、全面的數(shù)據(jù)系統(tǒng)支撐。目前，我軍裝備維修保障領(lǐng)域應(yīng)用仿真建模的生態(tài)環(huán)境尚不健全。相關(guān)軟件不具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，欠缺核心開(kāi)發(fā)能力；數(shù)據(jù)采集效率低、可用性不高。因此，維修保障領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的深層次分析無(wú)法展開(kāi)。我軍應(yīng)加大裝備維修保障領(lǐng)域仿真軟件的自主研發(fā)力度，通過(guò)仿真結(jié)果為維修保障提供重要有價(jià)值的參考依據(jù)。同時(shí)，健全支撐模型運(yùn)行的環(huán)境，包括數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)應(yīng)用的協(xié)同化。一方面提高信息采集處理的效率和數(shù)據(jù)的利用價(jià)值；另一方面加強(qiáng)各軍兵種、各戰(zhàn)區(qū)與工業(yè)部門之間的數(shù)據(jù)共享。

（3）綜合考慮影響維修保障能力的各種因素，使仿真結(jié)果更具實(shí)際意義

美軍LCOM模型應(yīng)用中沒(méi)有考慮維修人員技術(shù)熟練程度等因素，而在實(shí)際維修單位中，新員工、熟練工以及高水平工人的維修生產(chǎn)效率是不同的，因此模型具有一定的局限性。因此，我軍在維修保障仿真模型開(kāi)發(fā)中，可進(jìn)一步考慮維修人員技能水平對(duì)維修能力的影響。通過(guò)制定不同的生產(chǎn)率系數(shù)，分別對(duì)不同能力水平的維修人員進(jìn)行建模，從而更精準(zhǔn)地評(píng)估人力因素對(duì)維修保障能力的影響。