摘 要： 针对战时物资配送决策优化问题,以物资战役级精确配送方案优化信息需求为牵引,设计战时物资配送决策优化所需的模型库、数据库、知识库、功能结构等内容,提出物资配送预案、物资筹措预案、组配方案、配载方案和路径方案等编制模型,开发战时物资配送决策支持系统软件。基于作战想定验证系统软件的有效性,可为物资精确配送方案优化提供一种信息化决策手段。
关键词： 战时物资配送; 决策支持系统; 物资精确配送方案;
Abstract： In view of the optimization of wartime materials distribution decision, this paper firstly designs the model base, database, knowledge base, functional structure and other contents required for wartime material distribution decision optimization based on the information demand of accurate material distribution scheme optimization in wartime. Then, it proposes the preparation models of material distribution plan, material financing plan, allocation scheme, stowage plan and path scheme, and develops the decision support system software for wartime materials distribution. Finally, it verifies the correctness of the system software based on the operational scenario, and provides an effective information decision method for the optimization of accurate materials distribution scheme.
Keyword： wartime materials distribution; Decision Support System(DSS); accurate materials distribution scheme;
战时物资配送定义为战时战役级物资保障力量(如联勤保障旅、储供基地等)对战术兵团(如合成旅等)实施精确组配、主动前送军用物资的物流活动[1]。为适应网络信息体系的物资配送保障,及时获取有效的物资保障需求信息、可用资源信息、战场态势信息等数据是关键,并在获取物资配送信息数据基础上,充分挖掘运用物资配送数据,“让数据说话”,为战时物资配送决策提供有用的数据支持。根据军用物资配送管理分系统的建设实施方案,战时物资配送保障的总体目标是配送需求实时感知、配送资源实时可视、配送任务智能规划和配送行动全程可控。目前,我军在物资保障状态感知和路径规划优化等方面的理论研究较多,在具体应用上,虽然试点部署了军用物资配送管理分系统,但距离实际推广应用还有较大差距[2,3]。特别是物资配送方案的编制,大多采用Offices办公软件,精确度较低、编制速度较慢、统计分析难,很难支撑战时物资精确配送保障,物资配送信息化手段和水平总体上还比较滞后。随着我军实施物流信息化建设,物资配送态势数据急剧增加,仅依靠人的经验直觉以及传统信息化手段,已经难以支撑战时物资配送保障的高要求,基于此,本文提出战时物资配送决策支持系统设计,研究物资保障预案和物资配送方案的自动编制,为提高战时物资配送的决策优化水平和精确配送能力提供依据。
决策支持系统(decision support system, DSS)是充分运用可供利用的、合适的计算机技术,通过人机交互方式帮助和改善管理决策制定的有效的计算机系统[4]。战时物资配送决策支持系统就是以战术兵团战时物资保障需求为牵引,战役级物资保障力量在任务驱动下,实现保障预案自动生成及物资配送方案自动编制的计算机系统。
1、 物资配送模型设计
本文重点围绕物资保障预案和物资配送方案的优化进行编制模型设计。
1.1、 物资保障预案编制模型设计
战役级物资保障力量以任务部队作战持续时间为基准、战斗时节物资消耗为依据、精确配送保障为目标,生成物资保障预案。物资保障预案通过物资消耗规律、后勤报告和物资保障计划等条件确定生成,具有周期性和可修正性的特点,主要包括物资配送预案和物资筹措预案。
1.1.1 、物资配送预案编制模型
物资配送预案是预测物资配送需求的预先方案,用于战役级物资保障力量统筹整体配送任务。用户根据物资配送预案查看物资消耗趋势,提前进行物资配送准备,无特殊情况下,按照其方案组织实施,编制流程如下:
1)作战开始前,量化作战地域环境对物资消耗的影响参数指标,修正物资消耗标准,再根据物资消耗预计和任务部队编成,按预设计算单位(比如天)推算出各任务部队的物资消耗量,再结合任务部队的物资携运行量,推算出储备物资达到储备临界点的时间,根据这个时间反推物资配送时间,保证每次配送的物资量达到任务部队的物资携运行量。由于根据物资消耗预计得出的物资日消耗量不变,致使作战前的物资配送预案呈现出完全的周期性,周期频率为作战开始到第一次预配送的时间差。
作战前物资配送周期为
T=A?SX0;
作战前预配送物资量为
b=A-S。
式中:A为物资携运行总量;S为物资携运行安全剩余量;X0为预计的物资消耗量。
2)作战开始后,如果任务部队后勤报告中物资消耗量未超过消耗限额,则该消耗量作为物资消耗预计的计算标准,否则消耗限额作为物资消耗预计的计算标准,按原方法推算出物资配送时间和物资配送量,更新物资配送预案结果。
物资第n天携运行剩余量为
Rn=Rn-1-Xn;
预配送时机:
R≤S。
式中:Xn为第n天后勤报告中物资消耗量;n为时间(天);R为物资携运行剩余量。
1.1.2 物资筹措预案编制模型
物资筹措预案是预测战役级物资保障力量对储备物资筹措需求的预先方案,用户根据物资筹措预案提前进行物资的储备、筹措等工作。物资筹措预案根据物资配送预案制定生成,编制流程如下:
1)无配送任务执行时,物资拟出库量取决于作战开始前物资配送预案的物资配送量。根据物资拟出库量,按计算单位推算出库存物资达到储备临界点的时间点,参照不同筹措方式下的筹措周期反推物资筹措时间。
无配送任务情况的筹措周期为
T'=D?S'β0;
无配送任务情况的预筹措量为
qi=D-S'。
式中:D为支援仓库库存总量;S'为支援仓库安全库存量;β0为物资配送预案作战前拟配送量。
2)有配送任务执行后,利用实际物资出库量替代物资配送预案预计的物资预配送量,进而修正物资筹措预案,确保物资筹措预案的有效性。
物资第e次配送后的支援仓库库存剩余量为
Be=Be-1-βe;
预筹措时机:
B≤S'。
式中:βe为第e次物资配送量;B为支援仓库库存剩余量;e为配送批次。
1.2 、物资配送方案编制模型设计
物资配送方案生成途经有两种,一是根据上级下达的物资保障计划而生成的被动配送方案;二是根据物资配送预案生成的主动配送方案。本文物资配送方案主要由配送单、组配方案、配载方案和路径方案等构成。
1.2.1、 配送单编制模型
配送单编制是按照一定的原则,将物资保障计划整合、拆分并形成以时间周期为区分的实施方案的过程。配送单编制方法:将多个物资保障计划整合成一个物资配送计划,按照物资配送计划中物资保障的轻重缓急对其进行排序,保障周期短的排在前面,保障周期长的排在后面,结合战役级物资保障力量运输装备实力和储备物资库存,优化各个配送单的内容结构,生成配送单(如图1所示)。
图1 配送单模型编制流程
1.2.2 、组配方案编制模型
组配方案编制是根据配送单物资与任务部队的关系,按照预设规则对物资和集装器具进行组合的过程。组配方案编制方法:在确保托盘集装物资任务部队相同的情况下,将包装尺寸合适的物资集装在托盘上,形成集装单元,根据需要和实际情况将托盘集装单元和大件物资装载到集装箱或普通运输车上,形成组配方案。
1.2.3、 配载方案编制模型
配载方案编制是将组配方案中的集装单元与运输装备进行关联形成力量编组的过程。配载方案编制方法:将集装单元和未集装的大件物资按照任务部队进行分组,确保任务部队相同的物资集中配载,然后区分集装单元类型,选取合适的运输装备建立对应关系,得到配载方案。
1.2.4 、路径方案编制模型
路径方案编制是在保障战时物资按时送达的要求下,以提高资源和力量利用率为目的,规划并确定配送路径的过程。路径方案编制方法:根据组配方案和配载方案物资、集装单元与运输装备的对应关系,对运输装备进行编组,再根据已知可用的线路信息和可能受敌威胁的实际情况,估算行车距离和耗时,形成路径方案。
2 、物资配送DSS设计
根据战时物资配送决策信息保障要求,配送DSS功能结构设计为任务管理、保障预案生成与分析、配送方案编制与分析、模型参数定制和数据库管理等5个模块27项功能(如图2所示)。
2.1 、功能构成
1)任务管理。
该功能模块以作战任务为牵引,实现战役级物资保障力量接收、下达和统计分析物资保障计划和后勤报告等信息管理功能。其中保障计划管理和后勤报告管理功能是实现对上级下达的物资保障计划和任务部队后勤报告进行接收、储存、管理及处理等。
2)保障预案生成与分析。
该功能模块实现物资配送预案和物资筹措预案的自动生成。其中配送预案生成和筹措预案生成功能,是根据接收的保障指令,实现物资配送预案和物资筹措预案的自动生成。
图2 战时物资配送DSS结构
3)配送方案编制与分析。
该功能模块依据物资保障计划和配送现状,实现若干方案的自动编制。其中:配送计划管理功能,是实现将若干上级下达的物资保障计划进行归类、整合并形成一个总体计划,即配送计划;配送单编制、组配方案编制、配载方案编制和路径方案编制功能,是根据配送计划,实现配送单、组配方案、配载方案和路径方案的自动编制。
4)模型参数定制。
该功能模块实现模型量化参数指标的维护。其中配送力量设置、任务部队设置、物资储备设置和配送线路设置,可根据实际情况实时进行更新修改。
5)数据库管理。
该功能模块用于添加、修改和删除系统运行的基础数据。其中知识库管理用于维护和修改知识库数据信息。
2.2 、“三库”关系
战时物资配送DSS数据库、模型库与知识库关系如图3所示。
图3 战时物资配送DSS“三库”关系
1)人机接口。
是用户与DSS进行信息交换的主要媒介,用户可通过人机接口调用模型库中的模型和操作数据库中的数据。
2)模型库。
用户依靠模型库中的模型对问题的推理、分析和比较选择进行决策。根据战时物资配送决策优化需求,提出物资配送预案编制模型、物资筹措预案编制模型、配送单编制模型、组配方案编制模型、配载方案编制模型和路径方案编制模型等6个编制模型。模型库表示形式区分为方程形式、程序形式、数据表示和逻辑形式[5]。本文采用程序形式和逻辑形式相结合的方式构建战时物资配送DSS模型库,其表示形式具有运算速度快、精度高的优势,能够显着地提高模型的求解能力。
3)知识库。
是与文档和数据库相连的分布式数据库,是以一致的形式存储知识的机构[6],支撑对业务的相关解释描述。战时物资配送DSS知识库主要包括运行机制、业务环节、数据流转、技术保障和配送勤务等知识信息,通过与模型库和数据库的关系运用,支撑预案和方案的编制质量。
4)数据库。
对决策有关数据的存储、管理、提供与维护。战时物资配送DSS数据库包括用户信息、战时物资信息、集装器具信息、配送装备信息、部队信息和影响因素信息6个实体对象,以及配送力量信息、物资携运行信息、物资储备信息、配送线路信息、物资保障计划信息、物资配送计划信息、后勤报告信息、预案信息、方案信息等多个关系对象。
3 、战时物资配送DSS实现
本文采用PowerBuilder 9.0作为开发工具、SQL Server 2008 R2作为DBMS进行DSS开发,按照采集数据、规范数据、装载数据、生成预案和方案的顺序运行验证系统的正确性。本文以渡海登岛进攻作战为背景,部署在岛屿的联勤保障旅实施对岛上战斗的合成部队进行物资支援保障想定为例。其中联勤保障旅负责保障1个轻型合成旅、1个中型合成旅和1个重型合成旅7天的物资需求。由于篇幅有限,仅选取部分物资作示例,展示配送态势分析和物资保障预案生成功能。
3.1 、配送态势分析
战时物资配送DSS主界面显示DSS的各项功能模块,即任务管理、保障预案生成与分析、配送方案编制与分析、模型参数定制和数据库管理,重点显示物资消耗趋势和储备物资库存等配送态势变化情况(如图4所示)。
3.2 、物资配送预案生成
物资配送预案在软件界面体现形式为表格和图表(如图5、图6所示),重点显示预计时段配送的物资合计总量和配送到各任务部队的物资量。
3.3 、物资筹措预案生成
筹措预案在软件界面的体现形式为表格和图表(如图7所示),重点显示物资筹措量的趋势。
图4 DSS主界面显示
图5 预计各时段配送物资总量
图6 各任务部队的物资配送量
图7 物资筹措量趋势
4 、结 语
本文针对战役级战时物资主动配送和被动配送信息需求,首先设计了战时物资配送DSS的模块功能;然后采用程序和逻辑相结合的形式设计了DSS的模型库,并将物资配送预案、筹措预案、配送单、组配方案、配载方案和路径方案编制模型,利用程序编码到DSS的模型库内;最后通过PB工具开发了战时物资配送DSS应用软件,并根据想定验证了系统的可行性。经验证,战时物资配送DSS能够按照约定完成物资配送预案、筹措预案、配送单、组配方案、配载方案和路径方案的自动生成与编制,支撑配送效率的提高,为战时物资配送决策优化提供了一种有效的方法。
参考文献
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[2] 李生林,张恒.可视化军事物流信息系统研究[J].物流技术,2010,29(17):116-118.
[3] 仝丹娜.基于 GIS 平台的物流信息系统设计与实现[J].电子设计工程,2017,25(16):99-102.
[4] 高洪深.决策支持系统(DSS)理论与方法[M].北京:清华大学出版社,2009:21-34.
[5] 陈得宇.指挥决策支持系统中模型库的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2005.
[6] 陈少辉.群体决策支持系统中知识库的研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.