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基于ISM 的战略级弹药订购因素分析*

2024-01-18梁俊鹏史宪铭刘昊邦方清华

火力与指挥控制 2023年12期
关键词:弹药战略因素

梁俊鹏,郝 冰,史宪铭*,王 兵,刘昊邦,方清华

(1.陆军工程大学石家庄校区,石家庄 050051;2.解放军32302 部队,石家庄 050000)

0 引言

弹药物资筹措渠道主要有订购和采购,一种主要方式是军方向国家工业部门自行订购,另一种方式是向外商采购。战略级弹药订购是部队弹药供应保障的基础,科学合理的弹药订购是提高弹药保障质效的保证。订购是从估算弹药需求到确定订购组合的决策程序,是在经费投入、生产能力等因素实际限制下的寻优过程。随着作战样式的深刻变革,世界主要军事强国均把大规模火力打击作为战争初期的主要作战手段[1],弹药订购科学性、经济性、合理性研究得到初步发展。当前弹药供应保障领域,非常重视运用先进的科学方法进行消耗预计模型研究[2],并基于最佳的预测结果指导拟制弹药订购计划、储备计划和决策方案。美国国防部依托兰德公司先后建立了作战样本生成器模型(COSAGE)、消耗校准模型(ATCAL)、概念评估模型(CEM)、弹药站处理器(APP)等模型[3],进行精细化弹药供应保障。HURLEY 等从供应商生产能力、弹药交货期和交货不确定性等因素出发,提出了采购需求模型,以规划合理的弹药库存[4]。王海丹等针对复杂变化的战场态势,应用系统动力学模型描述了战场弹药订购量变化特征的因果关系图和系统流程图,进而提出弹药订购量系统动力学模型[5]。然而在实际订购过程中,影响弹药订购工作的因素繁多,且较难把控。识别出主要因素并进一步研究难度较大,所以建立战略级弹药订购影响因素分析体系并研究因素间的相互关系至关重要。

1 目标分析

战略级弹药订购的主要目标是保障作战任务的顺利完成,但在不同视域下,可以有不同的理解。一是将战略级弹药订购的目标看作是满足作战方向任务和训练演习任务的需要,做到打仗过程中有弹可用;二是将弹药存储看作解决弹药生产这个供方和装备作战这个需方之间的不平衡矛盾的手段,即将弹药消耗过程看作战争初期的弹药快速消耗到依靠弹药生产来支撑战争的动态过程;三是将弹药存储看作弹药产、供、销动态供应链的一个环节,从供应链整体来优化弹药订购,从而逐步使弹药当前存储现状达到一个理想状态,需要对战略级弹药订购目标进行分析。

1.1 落实战略部署和军事斗争准备

战略级军事目标实现受国际形势、外交环境、地缘政治影响较大,不可控因素较多,满足战略目标的各个方向、各个领域的弹药保障需求,无特定规律且受环境影响较大。其订购制造和备件供应能力,是为进行全面军事斗争准备的重要保障内容之一,研究合理的弹药订购决策方法,既是基础性工作,更是关键性难题。

1.2 充分发挥弹药效能和装备性能

不同的弹药具有不同的功能特点,在打击不同目标时,其效用发挥就有所不同。同时,弹药在目标毁伤的广泛性、特殊性、整体性能等方面,对装备使用效果形成多方面的影响。弹药装备只有与具体任务相结合,其功能发挥才能具有更加良好的针对性。

1.3 有效利用国防经费实现战备要求

国防经费在一定时期的投入具有一定的限制,采用优化的弹药订购策略,实施科学的弹药订购,就能够最大限度地发挥国防经费的使用价值,为战备要求的最佳满足提供支撑[6]。

1.4 提高整体弹药保障效能

以典型作战任务特点和战略方向的实际需要为背景,就当前弹药订购中需要解决的规划性、基础性和战略性问题进行深入研究,解决当前订购工作定性考虑多、优化方法少的问题。为推进弹药供应,保障科学化、高效化提供理论和方法支持,为军队首脑机关搞好顶层设计和战略规划提供支撑。

2 影响因素构成

2.1 顶层设计

战略级弹药订购是以服务实现军事战略方针为目的,以弹药装备建设规划为牵引,以有限数量的弹药保障经费达到最佳的保障效能为抓手,经费投入主要包括规划经费和年度计划经费。军队在制定规划时,综合考虑各军兵种建设实际,优先保证装备建设发展和备战打仗需要,有倾向性地确定经费的投向投量。各军兵种根据经费总量、武器装备编配情况,确定弹药订购规模,并按年度统筹实施。

2.2 需求来源

战略级弹药订购的重要环节就是需求确定,要求需求来源应尽可能准确实际[7]。弹药订购的需求特点是和平时期的主要考虑因素,为作战训练需求、储备基数需求,如火炮平台,相同火炮平台使用的不同功能弹种,就需要通过火炮及所需弹种数量计算弹药需求数量(需求数量-库存数量=需订购数量)。备战时期,由作战部门根据作战任务需求(据需打击的敌方目标测算)、专项任务需求提出弹药保障需求,超出储备基数部分实施增加订购。战争时期,根据参战装备,加大相应弹药订购数量,甚至超产能订购。

2.3 弹药后勤能力

弹药是指包含特定军事功能、特性和实际使用价值的特种物资,这些长期存在且固定于弹药中的价值特性,随着作战时长和社会环境的某些变化逐步发生衰减。因此,弹药的储存布局要能创造最适宜作战的环境条件,具备良好的弹药战略储备能力、维护修理能力、销毁处理能力[8]。通过弹药后勤技术保障环节日常的科学管理和技术管理,使弹药原有利用价值基本得以完好保存,或设法使战时弹药质量性能下降损失限制在历史最低的程度,尽可能稳定维持其弹药质量,最终才能保证把该弹药在生产供应领域中创造的潜在使用价值,尽快转换为最现实可靠的使用价值。

2.4 生产能力储备

弹药所属的武器装备行业,由于军工产品系统复杂度高、人工成本占比高以及维护阶段成本高,规模经济特征显著[9]。弹药产品订单的年平均生产成本往往随弹药产量数的增加而大幅度下降,弹药产品承制单位有时也可能需要有一定数额的弹药订单量,来维持其在军品技术信息储备、质量监管、财务运行、履约及信用记录、信息安全保密等管理职能等的基本运转[10]。弹药生产工艺特殊、危险性大、难以军民结合,弹药生产能力除满足平时订购需求外,还是未来战争弹药供应的后备力量。在这方面,美军的部分弹药承制单位平时不开工不生产,由军方出资维护设备,战时需要大量弹药供应时,可迅即启动生产,这就是承制单位保线维持的重要作用。同时,生产能力储备又是整个和平时期工业技术动员战略准备阶段的重要内容,其总体规模亦应根据应对未来战争的战略需求合理确定。进行弹药订购实践时,应对承制单位生产布局、生产能力、周转能力、研发能力进行综合考虑,使生产线保持温热状态。

2.5 订购经济效益

弹药作为特殊军事商品,其价值获取过程必须充分适应市场经济规律。随着国防科技工业的改革与发展,弹药承制单位正逐步转换为自主经营、自负营亏的经济主体,企业的经营动机和经营方式发生了明显的变化。按照经济学中的“委托代理理论”,获得弹药的军队(委托方)与研制生产弹药的承制单位(代理方)存在着博弈过程。军方过去行之有效的计划、指令等手段在新情况下已面临诸多困难,采取何种对策才能获得质量优良、价格合理、交付及时的弹药,已成为迫切需要研究和解决的问题。

2.6 弹药保障效能

弹药物资的充足合理和储备完善是确保提高前线弹药补给能力的可靠基础,现有弹药仓库布局绝大多数是我国20 世纪六七十年代所形成的,其布局设计大多是根据国家当时前线实际面临的战争威胁而专门设立起来的,配置与布局都不再适应我国现代战争对后勤弹药储备保障方面的需求。存在着一线弹药仓库物资储备品种布局单一、装备更新落后,二线弹药仓库储备库点数少、梯次布局态势不够明显,三线仓库基础设施差、保障能力弱等问题。部分重点方向的弹药储备布局可能满足不了作战重点和保障要求,现存的弹药品种与武器系统较低的匹配适用率,种类相对较少且堪品库和库存待调修品数量较多,难以满足重点方向弹药保障需求。弹药订购是解决弹药消耗和弹药生产不平衡问题的途径,是调整保持适度合理的战储弹药规模、战储弹药结构、战储弹药布局的重要手段,可适应作战方式演变,提高弹药保障效能。

通过以上对现行弹药订购体系的系统分析和对有关专家进行咨询,按照全面客观的原则,建立战略级弹药订购影响因素体系,如表1 所示。以下因素构成解释结构模型的战略级弹药订购影响因素集合F,即:

表1 战略级弹药订购影响因素集Table 1 Set of influencing factors of strategic ammunition ordering

表2 可达集合、先行集合及其交集表Table 2 Reachable set,antecedent set and intersection table

3 影响因素的ISM 构建与分析

解释结构模型(interpretative structural modeling method,ISM)是工程结构模型化技术方法的重要分支,被广泛应用于现代系统工程中,在分析内容结构、进行设计开发、模式探索研究等方面发挥了十分重要的作用。其主要逻辑是将一个相对复杂庞大的系统分解处理为若干单独的子系统要素,以达到便于分析理解这些子要素及其内部之间相互制约的二元映射关系。根据上述各复杂系统要素间存在的相关性,建立邻接矩阵及可达矩阵,对可达矩阵进行分解和处理分析,用以建立解释结构模型[11-13]。战略级弹药订购影响因素ISM 分析过程模型如图1所示。

图1 战略级弹药订购影响因素ISM 分析过程模型Fig.1 ISM analysis process model of influencing factors of strategic ammunition ordering

3.1 建立邻接矩阵

对于战略级弹药订购影响因素集合F,定义邻接矩阵A 如式(2)所示。

通过向相关行业专家及弹药行业人员征询,由式(2)可得弹药订购的影响因素邻接矩阵A 为:

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 F3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 F4 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 F5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 F6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 F7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 F8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 F9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 F10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 F11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

3.2 建立可达矩阵

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 F2 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 F3 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 F4 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 F5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 F6 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 F7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 F8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 F9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 F10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 F11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 F12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 F13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 F14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 F15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 F16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3.3 矩阵层次化处理

将可达矩阵分解可得到:

其中,R(Fi)为可达集,表示在第Fi行上数值为1 的列之集合;Q(Fi)表示在第Fi列上数值为1 的行之集合。

3.4 级间划分

若满足式(5),则所有符合条件的Fi因素组成层级组合L,以此类推:

依据式(6),可以得到分层如表3 所示。

表3 层次分解表Table 3 Hierarchical breakdown table

3.5 建立ISM 模型

根据层次分解结果,将各元素赋予其战略级弹药订购体系中的涵义,从而得到战略级弹药订购影响因素多级递阶结构模型,如图2 所示。

图2 弹药订购影响因素ISM 图Fig.2 ISM chart of influencing factors of ammunition ordering

4 模型结果分析

通过以上ISM 图可清晰看出,战略级弹药订购最重要的影响因素是战略任务、经费投入、储存能力、生产能力4 个因素。反映出弹药订购工作是弹药装备全寿命周期中重要的工作阶段,是扩大弹药装备规模数量的基本途径,是连接承制单位和军方的重要桥梁。同时,战略级弹药订购也要考虑保持承制单位生产潜能的维持与发展,以订购总量为基准,采取合适的订购批量和模式,兼顾订购工作中的军费使用经济效益,最终达到战储弹药规模适度、结构合理、布局最优的军事效益。因此,提高战略级弹药订购工作效能,应在细化战略任务弹药需求,加强订购经费投入科学概算,优化储存能力与生产能力衔接等方面继续加大研究力度。

4.1 细化战略任务弹药需求,采取分批订购生产模式

未来战场上的空中目标除了传统的固定翼飞机、空降兵外,还有武装直升机、无人侦察机、导弹等。地面和海上目标种类也在不断增多且有较强的防护能力,要对付速度快、体积小、火力强的众多目标,必须在战术范围内有相应种类数量的优质弹药。对此,在弹药储备上要有科学的储备结构,合理的储存布局,弹药订购则是调节储备布局的前置决定条件。在高技术条件要求下,武器装备更新速率更快、弹药价格更高,弹药资源储备量多了就易造成巨大浪费,储备量少了则不能满足前线作战需求[14]。而在实际订购中,需要订购的弹药品种及数量与需求紧密相关,确定需求的前提就是明确订购总量(包括品种及其数量),而后综合各军兵种不同的特点,基于协调统一发展的原则,以合理的订购模式满足各类型部队的弹药需求。由于订购总量受到经费投入的限制,需采取分批订购、生产的方式,尽量降低订购风险。

4.2 加强订购经费投入科学概算,发挥经费最大效能

订购经费投入不够科学一直认为是目前困扰弹药订购规模效益未能实现经济效益最大化发展的根本症结,其更根本的原因在于弹药装备经济发展面临的风险性。风险性问题产生可能有以下原因:1)弹药装备发展的全寿命过程,是一个从不充分确定过渡到基本确定、定性发展到基本定量发展的动态过程,对各种弹药装备风险的准确描述也需要从粗略到精确逐步发展,因此,带来的严重不确定性和潜在风险性,将严重影响弹药早期生产订购以及经费投入。2)科学技术的迅速发展,使大量应用于武器装备制造的国防科学技术试验更新换代加快、周期大幅度缩短,明显加大了弹药订购经费投入上的各种不确定性问题和技术风险性。3)国内外政治、经济环境条件存在较大概率的局部波动性,历次的实践均证明,人们面对各种外部社会环境及其条件的变化,反应能力不够迅速和灵活。在弹药订购经费体制运行中还缺乏一套有效可靠的技术及管理方法,不能有效地控制住上述风险,导致弹药订购的经费理论投入往往与订购的实际预算支出相比存在不小偏差[15]。这要求对弹药的订购工作要精心筹划,做好费效分析和科学概算,发挥经费最大效能。

4.3 优化储存能力与生产能力衔接,确保承制单位保线维持

承制单位是提供弹药装备采购标的(产品)的企业,在订购中起着关键作用。弹药承制单位根据军方需求提出军事技术建议,争取弹药装备的订购及技术合同,是弹药装备设计、研发、试验和制造的具体承载单位,其技术能力、制造水平、生产能力和配合程度是战略级弹药订购项目成功的关键因素。弹药的订购筹措由于成本高、备件少、消耗大,平时不可能有足够的库存[16]。但平时必须给予承制单位适量的订单,保持订购供应线路的畅通和战时预置计划的完善,一旦战争爆发,即可加速研制和订购主要的弹药装备。因此,根据需求结合企业产能,实施均衡订购尤为重要。主要考虑企业平稳生产,质量稳定,同时避免因集中订购造成弹药集中到寿。企业产能不足时,督促企业开展生产条件建设扩大产能,并逐年增加订购数量。企业产能富余,但需求不大时,军方考虑保线生产,按照保线所需最小订购数量实施订购。

5 结论

本文通过解析当前弹药供应保障体系及运行特征,以及战略级弹药订购面临的现实问题和机遇挑战,基于不同视域进行了战略级弹药订购目标分析,通过影响因素构成分解,得到战略级弹药订购影响因素集,从而构建基于解释结构模型(ISM)的影响因素分析模型,在影响诸元中确定影响战略级弹药订购的关键因素,并按分析结果提出措施建议。为战略级弹药订购确定所遵循的基本原则,从而确定弹药订购理想存储状态,进而按照现实存储状态规划最优的实现途径,为战略级弹药订购的进一步研究提供基础。

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