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《兵工自動化雜志》2016年第7期

摘要：

為加快海軍防空部隊應急反應速度，探討如何優化防空裝備戰備等級轉進流程。確定任務并分析組成工序及邏輯關系，用時間估計法計算工序的持續時間。根據持續時間和邏輯關系繪制網絡計劃圖，計算節點和工序的時間參數。采用關鍵路線法對流程進行優化，通過調整關鍵路線來縮短戰備轉進時間，對人力資源平衡做初步探討，并以防空裝備某型高炮車為例進行分析。分析結果表明：該方法能有效提高防空裝備技術準備效率。

關鍵詞：

技術準備；防空裝備；網絡計劃；流程優化；關鍵路線

0引言

海軍防空部隊在戰備等級轉進過程中，由于防空裝備數量多、技術準備流程復雜和人力資源有限等原因，常出現工作效率低下、人力資源分配不均，甚至超出規定時限才能完成任務的情況。要減少戰備等級轉進的時間，合理分配人力資源，就需要調整準備流程、合理配置人員，保證部隊在規定的時間內有序高效地完成任務，迅速進入能戰狀態。防空部隊為了適應戰備等級轉進時間要求，對裝備技術準備有2方面的需求：一是流程時間盡可能短，二是資源均衡利用。該問題屬于資源約束型項目調度問題。RCPSP指在資源和邏輯約束下最小項目持續時間目標的調度問題，也就是資源限制——工期最短問題[1]。為加快流程進度、科學管控資源，網絡計劃法已逐漸被引入海軍防空部隊流程管理中。網絡計劃法是通過網絡分析的方法對流程進行安排，以達到預定目標的計劃管理技術。該技術的重要內容就是通過建立模型、分析數據、找出關鍵路線來達到縮短時間、平衡資源的目的；因此，筆者采用網絡計劃法對防空裝備技術準備流程進行優化。

1網絡計劃法

網絡計劃法包括關鍵路線法(CPM)和計劃評審技術(PERT)等[2]。網絡圖是網絡計劃法的研究基礎，是對流程中工序過程、內在邏輯關系的綜合描述。其思想：工作流程中計劃要完成的工序存在先后順序及邏輯關系，將這些關系用節點、帶箭頭線段連接構成網絡圖。網絡計劃圖按表達形式可分為單代號網絡圖和雙代號網絡圖；按時間表示方法又可分為無時間坐標網絡圖和帶時間坐標網絡圖。雙代號網絡圖是目前我國推廣應用較為廣泛的一種網絡計劃形式[3]。時標網絡計劃圖具有直觀、明了、便于繪制資源曲線和進行優化等優點。但是在工序較多、工序持續時間相差懸殊時，時標網絡計劃圖就顯得龐大復雜，甚至無法體現。筆者在對單個裝備技術準備流程分析時，工序數目不多、工序持續時間相差不大。為便于分析與優化，筆者采用雙代號時標網絡計劃圖。運用網絡計劃法進行優化時需要先找出關鍵路線，雙代號時標網絡圖基于時間坐標軸用箭線表示工序以及工序之間的相互關系，箭線長度表示工序持續時間，必要時引入虛工作(不消耗資源和時間)?？衫镁W絡計劃法優化過程，按照圖1所示的流程進行[4]。

2基于網絡計劃法流程建模

2.1任務確定與分解

海軍防空部隊戰備等級轉進時的技術準備過程由部隊戰士(各車車長、號手)、軍械裝備實體(各作戰或作戰支援車輛)、保障設備(檢查工具、測試設備等)構成。其中部隊戰士、保障設備是戰備轉進過程中的資源。裝備實體在技術陣地和發射陣地都要進行技術準備工作。防空部隊在技術陣地的內容包括裝備檢查、話音、數傳系統聯調、系統信標聯動和系統撤收等，通過陸路或水路運輸將武器系統轉運至發射陣地。在發射陣地的內容包括系統展開、話音、數傳系統聯調、系統標定和系統信標聯動等，經過上述戰備等級轉進以后武器系統才能執行戰備任務。在上述戰備等級轉進過程中武器系統裝備數量多、設備資源種類多樣、人員號手分工詳細，由于各型號裝備戰備轉進流程相似，可以通過優化單一某型裝備的轉進流程，進而推廣到其他裝備；因此，筆者著重研究某型高炮車行軍前檢查流程，并對其進行優化，以提高整個武器系統的戰備轉進速度。

2.2工序時間的確定

根據網絡計劃法的編制步驟，筆者按照部隊組織訓練實況和現行操作方案，對某型高炮車行軍前檢查流程進行分析研究，將各號手不間斷的具體操作分解成為各個具體的工序，并列出全部工序的活動明細表，如表1。各工序間邏輯關系根據裝備特性和實際操作情況確定，在優化時不能改變邏輯關系約束。需要指出的是，盡管有些工序在邏輯上不存在緊前、緊后的關系，但是由于共用同一個號手的工序不可能同時進行，導致操作過程中的緊前緊后關系。例如，雖然工序H不是工序I的緊前工序，工序D不是工序E的緊前工序，但這2項工序的號手相同，不可同時進行，因而也就形成了H→I，D→E的關系。工序的持續時間D采用三點時間估計法[5]。樂觀估計時間a表示工序在最順利的條件下完成的時間估計；保守估計時間b表示工序在最不利的情況下完成的時間估計；可能估計時間m表示工序在正常條件下完成的時間估計。然后用下式求時間：46ambD。(1)經計算，各工序的持續時間如表1。

2.3關鍵路線的確定

找出網絡圖中關鍵路線和關鍵工序，需要計算圖中節點和活動的時間參數[6]。網絡計劃圖中的時間參數計算方法可以分為手算法和電算法，手算法又分為圖算法、表算法和公式算法。筆者采用公式算法，利用計算時間參數的公式來計算。

2.4網絡圖的繪制

根據所列明細表中各工序的持續時間和相互關系，以及關鍵路線的計算，繪制雙代號時標網絡圖，如圖2。

3基于網絡計劃法的流程優化

3.1關鍵路線優化法

資源約束流程優化問題可以描述如下：一個流程中包含許多相互關聯的工序，其中每一個工序都有確定的持續時間和給定的資源要求；資源和人員的數量是有限的。問題的解是確定滿足邏輯約束和資源約束的最小工期[8]；因此，基于網絡計劃法的流程優化必須遵守如下前提條件：1)不能改變工序間的邏輯關系；2)優化時工序的持續時間保持不變；3)各工序所需資源量不變；4)工序不允許中斷。根據上述條件建立優化模型。

3.2人力資源平衡法

在進行流程優化的同時考慮邏輯約束條件下的人力資源平衡。資源平衡問題是一種組合優化問題，問題的復雜度會隨著問題規模的增大而急劇增長。在問題并不復雜的單車流程中可以通過邏輯分析來調整工序，這種方法簡便快捷并且能夠達到要求。

4算例分析

4.1對關鍵路線的優化

以防空裝備某型高炮車為例，上面已完成流程分析與建模，通過圖2可以得出流程總時間T=164min。顯然，這個時間對現代戰爭條件下的海軍防空裝備戰備轉進來說是一個相當長的過程，必須進行流程優化，盡可能地縮短檢查時間，措施如下：1)提高號手通用性。通過分析發現圖2中關鍵工序H、I、D、E在邏輯上并不存在緊前緊后的關系，但這2項工序都有2號手參加，不可同時進行，導致產生了先后順序。通過培訓號手的專業技能，使得工序H由1、4號手來完成，工序E由2號手來操作。經過這樣培訓后可以消除由人員限制造成的約束，從而使H和I，D和E可以并行操作，分別縮短流程時間15min和10min。2)提高號手操作熟練度。關鍵工序K、G僅需要人員手動操作而與設備耗時無關，可以通過提高這些關鍵工序號手的熟練程度，加強號手之間配合來縮短工序時間。根據工序時間確定的方法，工序K、G可以分別縮短3min和5min。通過以上措施對關鍵工序持續時間的調整，有效壓縮了整個網絡圖的總工期，計算網絡圖的各時間參數，可得出優化后網絡圖的關鍵路線：1→2→3→4→7→12→14→16→17。優化后某型高炮車行軍前檢查的時間T=131min。

4.2對人力資源的平衡

繼續對優化后的網絡圖分析發現：整個流程人力資源分布不均，時而高峰，時而低谷，這樣會使人員在低峰時閑置，在高峰時供應不足；因此，必須使每個時段內合理安排工序活動時間，使人力資源均衡分布。根據圖3發現，從第22～47min需要號手數目超過總人數，而在第51min以后所需號手又遠低于總人數，并且非關鍵工序L、M、N、H、J、P、O都有工序時差可以調整。根據資源平衡優化方法，可以將工序P的實際開始時間推遲至第77min，工序O為工序P的緊后工序；因此,實際開始時間也被推遲至第97min，推遲后工序情況如圖4。同理可以將工序H實際開始時間推遲至第51min。通過工序實際開始時間的調整，人力資源分布更加平衡，如圖4。

5結論

筆者以海軍防空裝備某型高炮車為例，通過優化行軍前檢查流程，提高了人員效率。在確定檢查流程中的關鍵工序后，通過人員培訓提高號手通用性和操作熟練度，可有效縮短流程時間，進而提高整個技術準備效率。根據對人力資源平衡的分析，可以解決單型裝備的人力資源平衡問題。雖然著重研究的是某型高炮車行軍前流程優化問題，但該技術也可應用到其他型號裝備的檢查、展開、撤收以及系統聯調等任務，有效提高防空裝備戰備轉進的效率。但是，對于整個系統裝備的資源平衡，再采用上述方法進行就十分困難。需要采取智能算法來搜索出優化方案，這也是筆者以后繼續研究的方向。

參考文獻：

[1]朱文斌.遺傳算法在武器裝備保障資源優化中份的應用[J].四川兵工學報,2011,32(5):85-87.

[2]王諾.網絡計劃技術及其拓廣研究[M].北京:人民交通出版社,1999:32-34.

[3]林知言,潘寶根.網絡計劃技術[M].北京:中國建筑工業出版社,1987:57-68.

[4]高福聚.工程網絡計劃技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2008:29-31.

[5]馬登武,郭小威,呂曉峰.基于網絡計劃技術的艦載機航空導彈轉運流程[J].兵工自動化,2010,29(9):48-51.

[6]王眾托.系統工程引論[M].北京:電子工業出版社,2006:15-17.

[7]李明雨,楊萍,畢義明.網絡計劃在導彈批量測試中的應用[J].兵工自動化,2005,24(4):19-21.

[8]譚偉.基于遺傳算法的多項目網絡計劃優化研究[D].武漢:中國地質大學,2009:14-15.

作者:謝芝亮 陳維義 彭英武 程晗 王高泉 單位:海軍工程大學兵器工程系