装备保障体系需求建模研究

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装备主动式保障系统运行描述

装备主动式保障系统是指使用和维修装备所需的各种资源及其组织管理，在一定环境下为保证或者维持装备战备完好性目标而形成的相互影响、相互制约、相互促进的有机整体。装备主动式保障系统以保障人员和资源为基础，以武器装备为保障对象，通过组织结构管理、协调系统运行，实现保障系统功能的循环过程，完成各类军事资源到满足部队对装备需求的转换，其系统构成如图3所示。针对信息化战争战场范围大、节奏快等特点，对装备主动式保障系统的运行描述如下［4-6］:1)装备在执行任务命令过程中受损，能够显示故障征兆，预测与健康管理系统可对装备进行实时监测，记录状态数据，并生成监测报告，随时发送至维修管理系统;2)维修管理系统可根据监测报告，结合数据管理系统提供的历史监测数据，进行故障预测及诊断，制定维修规划并发送至动态资源管理系统;3)动态资源管理系统分析维修规划，计算维修资源需求，将需求数据发送至资源管理系统;4)资源管理系统管理装备资源和维修资源，可根据维修资源需求，安排人员、设备对发生故障的装备进行适时、适地、适量维修;5)战场情况下损伤装备在装备修竣以后可根据情况继续执行任务或返回车场进行保养，等待下一次任务。为保证装备主动式保障系统运行的完整性，系统应从“任务下达”开始运行，因此，可对装备主动式保障系统添加描述:1)指挥管理系统可随时根据需要制定任务要求，任务要求至少包括任务目标、必要器材等，并发送至任务管理系统;2)任务管理系统可根据任务要求，制定任务规划，并传送至动态资源管理系统;3)动态资源管理系统可分析任务规划，计算任务需求，向资源管理系统确认任务能力;4)资源管理系统确认任务能力之后，向任务管理系统反馈确认信息，接收确认信息后，任务管理系统向执行部队的装备群下达任务命令。

装备主动式保障系统需求建模

对象模型

从上述系统描述中分析出保障系统需求信息，并在此基础上确定对象、类以及它们之间的静态联系。获取并筛选出保障系统的对象有:指挥管理系统、任务管理系统、动态资源管理系统、资源管理系统、PHM系统、维修管理系统、数据管理系统。类有:装备、车场、任务要求、任务规划、任务能力、任务命令、故障征兆、监测报告、历史数据、维修规划、维修资源、维修、保养。确定保障系统对象、类之后，需要从保障系统描述中获取对象、类间的相互关系，具体如下:1)指挥管理系统下达任务要求;2)任务管理系统接收任务要求;3)任务管理系统制定并下达任务规划;4)动态资源管理系统接收任务规划;5)动态资源管理系统分析任务规划;6)动态资源管理系统向资源管理系统发送确认信息;7)资源管理系统确定任务能力;8)资源管理系统将确认结果反馈给任务管理系统;9)资源管理系统包括装备资源和维修资源;10)任务管理系统下达任务命令;11)装备接收任务命令;12)装备执行任务命令;13)装备显示故障征兆;14)PHM系统对装备进行实时监测;15)PHM系统生成监测报告;16)PHM系统将监测报告发送至维修管理系统;17)数据管理系统储存装备历史监测数据;18)数据管理系统向维修管理系统提供历史数据;19)维修管理系统接收监测报告;20)维修管理系统接收历史监测数据;21)维修管理系统生成维修规划;22)维修管理系统将维修规划发送至动态资源管理系统;23)动态资源管理系统接收维修规划;24)动态资源管理系统向资源管理系统确认维修资源信息;25)维修资源管理系统安排维修人员和设备对装备进行维修;26)装备修竣后继续执行任务;27)装备修竣后返回车场保养。梳理保障系统对象、类之间的相互关系，剔除不必要、不正确的关联，并定义各对象、类的属性，之后，即可建立装备主动式保障系统的对象模型，如图4所示。对象模型清晰、直观地表达了任务要求、任务规划、指挥管理系统等保障系统各对象、类间输入输出关系，为动态模型中场景描述和功能模型中数据流信息描述奠定了基础。

动态模型

动态模型用来表达保障系统对象、类之间因为事件发生所产生的动态时序关系。获得动态模型的第一步是编写系统场景，装备主动式保障系统正常运行情况的场景描述如下:1)指挥管理系统主要负责下达任务要求;2)任务管理系统负责接收任务要求，并制定任务规划;3)动态资源管理系统接收任务规划，向资源管理系统确定任务能力;4)资源管理系统确认任务能力并将确认结果反馈给任务管理系统;5)任务管理系统向装备下达任务命令;6)装备接收并执行任务命令;7)装备在执行命令过程中显示故障征兆;8)PHM系统对装备进行实时监测，并生成监测报告，发送至维修管理系统;9)数据管理系统储存并向维修管理系统提供装备历史监测数据;10)维修管理系统接收监测报告及历史监测数据，生成维修规划，发送至动态资源管理系统;11)动态资源管理系统接收维修规划，向资源管理系统确认维修资源信息;12)维修资源管理系统安排人员、设备对装备进行维修;13)装备修竣后继续执行任务或者返回车场进行保养。认真分析各场景中内容，提取系统中信息传递及各子系统之间输入输出关系，画出装备主动式保障系统正常运行情况场景序列图，如图5所示。序列图是保障系统运行场景的图形表示，它清楚表达了保障系统中事件的时序关系。确定序列图中保障系统对象、类的初态，将序列图中事件作为状态图的有向边，同时考虑系统边界情况下可能发生的事件，构建的装备主动式保障系统动态模型如图6所示。在无任务运行时，装备主动式保障系统表现为无任务状态，随着下达任务要求，下达任务规划等一系列事件的发生，保障系统状态不断发生变化。动态模型正是以装备主动式保障系统运行中可能发生的事件为出发点，按照事件发生的顺序，描述其对保障系统状态变化的影响。

功能模型

根据对象模型中系统各对象、类属性及其相互关系和动态模型中引起系统状态变化的事件序列关系，构建装备主动式保障系统功能模型，如图7所示。上述功能模型中，任务要求、装备、车场是与保障系统进行数据流交互的现实载体，任务目标、任务类型及方案、人员装备需求等是对象模型中定义的保障系统对象、类的属性，即数据流信息，制定规划、计算任务需求是保障系统需要完成的功能。功能模型描述了装备主动式保障系统数据流从任务要求到最终装备修竣进入车场进行保养的全过程，是对装备主动式保障系统需求的直接体现。

各功能子系统信息流程

根据前面的综合论述，装备主动式保障系统由指挥管理系统、任务管理系统、动态资源管理系统、资源管理系统、PHM系统、维修管理系统、数据管理系统等构成。通过对装备主动式保障系统需求建模，明确了主动式保障系统的需求情况及各子系统之间的相互关系。这里进一步给出装备主动式保障系统各个功能子系统信息流程，如图8所示。

本文作者：陈春良1黄小龙1陈伟龙1史宪铭2作者单位：1装甲兵工程学院技术保障工程系2军械工程学院装备指挥与管理系