裝備需求論證資源化相關(guān)問(wèn)題研究

郭齊勝，李 果，穆 歌，李 亮，樊延平

(裝甲兵工程學(xué)院裝備指揮與管理系，北京100072)

資源是指被人們開(kāi)發(fā)利用并能提高社會(huì)活動(dòng)效率和效果的一切有形和無(wú)形的存在，包括自然資源和社會(huì)資源。裝備需求論證資源是指在進(jìn)行裝備需求論證工作過(guò)程中，所有被利用的知識(shí)、資料、模型、數(shù)據(jù)等一切存在的集合。

裝備需求論證資源化就是通過(guò)整理和規(guī)范，對(duì)所有裝備需求論證資源進(jìn)行歸類(lèi)，并且對(duì)每類(lèi)資源采用統(tǒng)一的框架進(jìn)行描述，利用相應(yīng)的信息技術(shù)構(gòu)建裝備需求論證資源庫(kù)，將裝備需求論證資源統(tǒng)一進(jìn)行管理，以提高論證的準(zhǔn)確性和工作效率的一種措施，是裝備需求論證工程化的重要組成部分［1］。開(kāi)展裝備需求論證資源化研究，探討裝備需求論證資源化的實(shí)現(xiàn)途徑，構(gòu)建科學(xué)的裝備需求論證資源庫(kù)，科學(xué)管理裝備需求論證資源，對(duì)提高裝備需求論證質(zhì)量，縮短論證周期，具有重要意義。

1 裝備需求論證資源需求及特征

1.1 裝備需求論證資源需求

裝備需求論證作為裝備發(fā)展的源頭［2］，是一項(xiàng)以資源為基礎(chǔ)的復(fù)雜性工作，離開(kāi)了資源，裝備需求論證的各項(xiàng)工作將無(wú)法開(kāi)展。裝備需求論證每個(gè)環(huán)節(jié)都是在大量的數(shù)據(jù)、知識(shí)、模型等資源的支撐下完成的。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)，本文分別列出了它們對(duì)資源的需求，如表1所示。其中，部分資源為某一環(huán)節(jié)專(zhuān)有，而有的資源貫穿于整個(gè)論證過(guò)程，如法規(guī)、教材、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)資源等。

表1 裝備需求論證過(guò)程資源需求

1.2 裝備需求論證資源特征

1)基礎(chǔ)性。裝備需求論證資源是進(jìn)行裝備需求論證工作的基礎(chǔ)，同時(shí)，裝備需求論證又是裝備發(fā)展的基礎(chǔ)，離開(kāi)了裝備需求論證資源，所有工作將受到影響，甚至無(wú)法開(kāi)展。

2)多樣性。由于裝備需求論證工作中涉及的程序、方法、理論、模型、數(shù)據(jù)較多，方式多樣，分布也比較廣泛，因此，裝備需求論證資源具有多樣性的特點(diǎn)。

3)復(fù)雜性。裝備需求論證本身就是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，部分論證程序、方法、模型具有一定的復(fù)雜性。

4)超前性。裝備需求論證是裝備發(fā)展的起點(diǎn)，論證的是未來(lái)幾年乃至10年裝備需求，使用的部分資源在時(shí)間上有一定超前性。

5)秘密性。在一定程度上，裝備需求論證反映了我軍裝備發(fā)展的指導(dǎo)方針，且論證中使用的一些戰(zhàn)略思想、法規(guī)綱要和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)屬于軍事秘密范疇。

2 裝備需求論證資源的分類(lèi)

對(duì)裝備需求論證資源分類(lèi)的目的是使用戶在面對(duì)海量的論證資源時(shí)，能夠快速、方便、準(zhǔn)確地查找出所需資源，以達(dá)到節(jié)約時(shí)間、提高質(zhì)量的目的。目前資源分類(lèi)的主要方式有等級(jí)列舉法、分面組配法及列舉組配法［3］。其中，列舉組配法是以簡(jiǎn)單概念組合類(lèi)目，同時(shí)詳盡列舉子目，并按等級(jí)進(jìn)行劃分，它集中了前2種分類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了它們的缺點(diǎn)，是相對(duì)比較科學(xué)的分類(lèi)方法。

詹武等［4］將軍事電子信息文檔分為法規(guī)文件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)業(yè)教材、詞典字典、規(guī)劃計(jì)劃、作戰(zhàn)想定、建設(shè)方案和研究成果等8類(lèi)。本文按照列舉組配法的分類(lèi)方式，根據(jù)裝備需求論證工作實(shí)際，將裝備需求論證資源分成知識(shí)資源、數(shù)據(jù)資源、模型資源、方法資源、任務(wù)資源、能力資源及其他相關(guān)資源，每類(lèi)資源又由相應(yīng)子目構(gòu)成，進(jìn)行層次劃分，最后構(gòu)成裝備需求論證資源的整體分類(lèi)。裝備需求論證資源的分類(lèi)如圖1所示。此外，根據(jù)資源性質(zhì)，還可以把裝備需求論證資源分為顯性資源和隱性資源，其中顯性資源通常能夠?qū)崒?shí)在在看得到，而隱性知識(shí)主要存儲(chǔ)在人的大腦中，難以提取，可通過(guò)非正式交流、學(xué)術(shù)會(huì)議、個(gè)人交流、調(diào)研、總結(jié)等形式顯性化。

圖1 裝備需求論證資源分類(lèi)

2.1 知識(shí)資源

知識(shí)資源包括基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)。基礎(chǔ)知識(shí)指的是對(duì)本學(xué)科發(fā)展起到支撐和輔助作用的其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，它不屬于本學(xué)科領(lǐng)域研究的范疇，卻是本學(xué)科領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)和源泉，如軍事裝備學(xué)知識(shí)、軍兵種知識(shí)及作戰(zhàn)知識(shí)等;專(zhuān)業(yè)知識(shí)，亦稱(chēng)基本知識(shí)，是本學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的主體和基礎(chǔ)，如論證概念、模式、原則等;應(yīng)用知識(shí)是對(duì)領(lǐng)域活動(dòng)個(gè)別規(guī)律和具體規(guī)律的總結(jié)，是對(duì)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)部具體活動(dòng)以及學(xué)科與其他學(xué)科交叉滲透活動(dòng)的專(zhuān)門(mén)指導(dǎo)，如裝備體系需求理論、裝備作戰(zhàn)需求理論等。

2.2 數(shù)據(jù)資源

數(shù)據(jù)資源是指在裝備需求論證整個(gè)過(guò)程中使用的所有數(shù)據(jù)，主要包括武器裝備性能數(shù)據(jù)、軍隊(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、想定數(shù)據(jù)、裝備關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)、論證結(jié)果數(shù)據(jù)、外軍數(shù)據(jù)等，本文以武器裝備性能數(shù)據(jù)為例進(jìn)行論述。武器裝備性能數(shù)據(jù)是用來(lái)描述在裝備需求論證過(guò)程中使用的武器裝備的性能和特征的數(shù)據(jù)，主要表現(xiàn)為機(jī)動(dòng)性能、偵查性能、火力性能和防護(hù)性能。機(jī)動(dòng)性能數(shù)據(jù)包括單位功率、發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、最大速度、公路平均速度、加速時(shí)間、最小轉(zhuǎn)向半徑、制動(dòng)距離、單位壓力、平均最大單位壓力、最大側(cè)傾行駛速度、過(guò)垂直墻高度、越壕寬、履帶形式、車(chē)底距地高、最大行程和涉水深等;偵查數(shù)據(jù)包括觀察距離、可視面積、搜索時(shí)間等;火力性能數(shù)據(jù)包括射擊反應(yīng)時(shí)間、射擊速度、最大射程、高低射界、有效射程、彈種、直射距離和最小射擊距離等;防護(hù)性能數(shù)據(jù)包括裝甲厚度、防電磁脈沖強(qiáng)度等。

2.3 模型資源

模型資源包括通用模型和專(zhuān)有模型。通用模型包括使命任務(wù)分析模型、作戰(zhàn)活動(dòng)分析模型、系統(tǒng)功能分析模型、作戰(zhàn)能力-系統(tǒng)實(shí)體關(guān)聯(lián)矩陣、體系結(jié)構(gòu)評(píng)估模型、裝備體系需求滿足度評(píng)估模型等;專(zhuān)有模型包括任務(wù)模型、性能參數(shù)計(jì)算模型等。

2.4 方法資源

裝備需求論證過(guò)程中需要使用各類(lèi)方法，每類(lèi)方法會(huì)包含若干具體方法，由論證人員通過(guò)選擇、集成或創(chuàng)新方法來(lái)解決裝備需求論證過(guò)程中出現(xiàn)的具體問(wèn)題。目前，裝備需求論證主要的方法體系有系統(tǒng)論證方法體系、軍事需求工程方法體系、基于性能-費(fèi)用-時(shí)間三要素方法體系、基于灰關(guān)聯(lián)矩陣方法體系等。

2.5 任務(wù)資源

作戰(zhàn)任務(wù)是指裝備力量在作戰(zhàn)中所要達(dá)到的目標(biāo)及承擔(dān)的責(zé)任，可按照武裝力量、作戰(zhàn)進(jìn)程、作戰(zhàn)目標(biāo)及作戰(zhàn)類(lèi)型等進(jìn)行分類(lèi)。按照武裝力量可分為海軍作戰(zhàn)任務(wù)、空軍作戰(zhàn)任務(wù)、陸軍作戰(zhàn)任務(wù)、二炮作戰(zhàn)任務(wù);按照作戰(zhàn)目標(biāo)分類(lèi)，可分為戰(zhàn)略任務(wù)、戰(zhàn)役任務(wù)和戰(zhàn)斗任務(wù)。按照特定的原則和規(guī)則分類(lèi)，又可將作戰(zhàn)任務(wù)分解為火力任務(wù)、信息任務(wù)、機(jī)動(dòng)任務(wù)、防護(hù)任務(wù)以及保障任務(wù)等。一項(xiàng)任務(wù)包括任務(wù)來(lái)源、任務(wù)承擔(dān)者、任務(wù)類(lèi)型、任務(wù)環(huán)境及任務(wù)要求等要素［5］。

2.6 能力資源

能力資源包括作戰(zhàn)能力、裝備能力和非裝備能力。作戰(zhàn)能力是裝備能力的基礎(chǔ)，如某型裝備的火力運(yùn)用能力。裝備能力是作戰(zhàn)能力的一種表現(xiàn)形式，如觀察瞄準(zhǔn)、火力打擊及火力控制是裝備能力，同時(shí)也是作戰(zhàn)能力的表現(xiàn)形式。非裝備能力是從純粹的政策觀點(diǎn)面向部隊(duì)提出的，是部隊(duì)為達(dá)到預(yù)期的作戰(zhàn)效果，在假想的作戰(zhàn)條件和任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)下，通過(guò)創(chuàng)新和完善作戰(zhàn)軍事理論、組織編制、訓(xùn)練水平、指揮關(guān)系、教育質(zhì)量、現(xiàn)有裝備數(shù)量、人員、設(shè)施和相關(guān)政策等各種政策資源，完成一系列預(yù)想作戰(zhàn)任務(wù)的本領(lǐng)。

2.7 其他資源

包括國(guó)內(nèi)外論證專(zhuān)家基本信息、論證成果、論證動(dòng)態(tài)和學(xué)術(shù)會(huì)議等。

3 裝備需求論證資源規(guī)范化描述

裝備需求論證資源規(guī)范化描述，就是在確定資源基本描述元素［6］的基礎(chǔ)上，對(duì)基本描述元素內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范的工作。通過(guò)規(guī)范，將所有裝備需求論證資源采用統(tǒng)一的框架模式，使最初來(lái)源多樣、形式各異的論證資源統(tǒng)一到一個(gè)共同的框架模式下，便于裝備需求論證資源獲取、存儲(chǔ)、檢索、使用和修改。

對(duì)裝備需求論證資源內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范化描述，首先要確定資源的基本描述元素，確定基本描述要素要遵循精確、簡(jiǎn)潔、全面與重點(diǎn)相結(jié)合的原則，而后形成裝備需求論證資源描述模板。本文以作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)能力和武器裝備性能數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說(shuō)明。

作戰(zhàn)任務(wù)一般包括任務(wù)編號(hào)、任務(wù)名稱(chēng)、任務(wù)類(lèi)型、任務(wù)模塊、任務(wù)環(huán)境和任務(wù)指標(biāo)等6個(gè)要素，根據(jù)這6個(gè)要素即可確定作戰(zhàn)任務(wù)描述的基本要素，以某型輪式步兵戰(zhàn)車(chē)作戰(zhàn)任務(wù)描述為例，某作戰(zhàn)任務(wù)的規(guī)范化描述模板如表2所示。

作戰(zhàn)能力描述基本要素包括能力編號(hào)、能力名稱(chēng)、能力-任務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、重要度和作戰(zhàn)能力指標(biāo)(門(mén)限值、目標(biāo)值)等，以沖擊突破中火力運(yùn)用能力為例，其規(guī)范化描述模板如表3所示。

表2 作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)范化描述模板

表3 作戰(zhàn)能力規(guī)范化描述模板

武器裝備性能數(shù)據(jù)的描述基本要素包括數(shù)據(jù)編號(hào)、數(shù)據(jù)名稱(chēng)、裝備名稱(chēng)、數(shù)值、單位、范圍，以某型坦克高射機(jī)槍發(fā)射速度數(shù)據(jù)(戰(zhàn)斗射速)為例，可得出武器裝備性能數(shù)據(jù)的規(guī)范化描述模板如表4所示。

表4 武器裝備性能數(shù)據(jù)規(guī)范化描述模板

4 裝備需求論證資源庫(kù)建設(shè)

構(gòu)建裝備需求論證資源庫(kù)，統(tǒng)一管理裝備需求論證資源，是實(shí)現(xiàn)裝備需求論證資源化的必要途徑。

4.1 裝備需求論證資源獲取

資源獲取是一項(xiàng)復(fù)雜而長(zhǎng)期的工作，裝備需求論證資源的來(lái)源非常廣泛，存在形式多樣，組成結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，其存在形式主要有文本、數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、圖片、錄像、聲音等，其中獲取方式至少有6種。

1)從論證手冊(cè)等一些政策法規(guī)性文件中獲取。主要包括國(guó)家的使命任務(wù)和一些論證約束性信息等。

2)從裝備需求論證資料和相應(yīng)的基礎(chǔ)理論書(shū)籍中搜集。如學(xué)術(shù)論文、學(xué)位論文、教材、著作、交流音頻、視頻等。

3)從論證工作人員、專(zhuān)家教授等處搜集。裝備需求論證專(zhuān)家往往掌握了裝備需求論證工作的最新方法和一些重要的經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，但沒(méi)有搭建一定的交流平臺(tái)，導(dǎo)致一些先進(jìn)的論證理念和方法得不到有效推廣。

4)從武器裝備體系結(jié)構(gòu)的組成元素中提取。武器裝備體系結(jié)構(gòu)的組成元素?cái)?shù)量眾多，類(lèi)型多樣，主要有描述武器裝備體系結(jié)構(gòu)組成元素的名稱(chēng)、數(shù)量、性能參數(shù)、戰(zhàn)技指標(biāo)和行為屬性等。

5)從武器裝備的作戰(zhàn)環(huán)境中提取。作戰(zhàn)環(huán)境是指武器裝備參與作戰(zhàn)過(guò)程所處的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。社會(huì)環(huán)境主要包括政治、經(jīng)濟(jì)、法律、民族、種族、宗教、文化等;自然環(huán)境主要包括天候、地形、水文、植被等［7］。

6)從作戰(zhàn)想定中挖掘。包括環(huán)境數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息、情報(bào)偵察信息、指揮控制信息等。

可引入本體論［8］方法，對(duì)資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，建立語(yǔ)義鏈接，增強(qiáng)檢索功能，提高查找效率，消除資源冗余等現(xiàn)象。

4.2 裝備需求論證資源信息規(guī)范化描述

運(yùn)用元數(shù)據(jù)［9］方法對(duì)裝備需求論證資源信息進(jìn)行描述，方便用戶對(duì)元數(shù)據(jù)的查詢(xún)。在對(duì)資源信息描述前，首先要定義一個(gè)資源信息描述的元數(shù)據(jù)集，表5給出了一個(gè)通用的裝備需求論證信息描述的元數(shù)據(jù)集。

表5 裝備需求論證描述元數(shù)據(jù)集

4.3 資源庫(kù)功能需求

裝備需求論證資源庫(kù)應(yīng)是一個(gè)具備科學(xué)性、實(shí)用性、方便性特征的大型知識(shí)庫(kù)，能夠服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的各類(lèi)工作。論證科研人員通過(guò)資源庫(kù)能夠準(zhǔn)確、迅速地查詢(xún)到所需資源，實(shí)現(xiàn)資源的共享與重用。總體上資源庫(kù)應(yīng)對(duì)各類(lèi)資源進(jìn)行良好的組織和規(guī)范，并提供完整的資源管理、查詢(xún)功能和合理的權(quán)限管理功能。

資源庫(kù)應(yīng)具有如下功能。

1)資源管理功能。具備隨時(shí)對(duì)各類(lèi)資源上傳、下載、查詢(xún)、刪除、修改和審核的功能。

2)應(yīng)用支持功能。資源庫(kù)除了能夠供裝備需求論證人員資源查詢(xún)外，還應(yīng)為裝備需求論證平臺(tái)提供資源支持，因此，資源庫(kù)應(yīng)該提供應(yīng)用程序接口(API)，以便裝備需求論證平臺(tái)調(diào)用。

3)系統(tǒng)管理功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)資源庫(kù)的維護(hù)，保證資源庫(kù)的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性及對(duì)并發(fā)訪問(wèn)的支持，包括資源庫(kù)的初始化、清空、備份和恢復(fù)等功能。

4)功能權(quán)限管理和用戶管理功能。要求系統(tǒng)有較高的安全性，將資源庫(kù)的功能權(quán)限分為瀏覽、增加、修改、刪除、下載、系統(tǒng)管理和用戶管理等。設(shè)定用戶權(quán)限進(jìn)行用戶管理，對(duì)不同的用戶賦予不同等級(jí)權(quán)限。其中，系統(tǒng)管理員擁有全部的操作權(quán)限，論證人員可以瀏覽、增加、修改、刪除和下載，一般人員只能瀏覽，不能進(jìn)行其他有關(guān)操作。

4.4 裝備需求論證資源庫(kù)框架

資源庫(kù)的建立是一個(gè)資源獲取和利用維護(hù)的過(guò)程。本體的功能主要是實(shí)現(xiàn)資源共享和重用，使得計(jì)算機(jī)對(duì)信息和語(yǔ)言的理解上升到語(yǔ)義層次［10］。筆者在對(duì)裝備需求論證資源進(jìn)行分析后，提出一個(gè)基于本體的裝備需求論證資源庫(kù)框架，如圖2所示。該框架橫向上可以分為資源的獲取過(guò)程和資源的檢索過(guò)程，縱向上可分為用戶層、資源處理層和底層3層資源庫(kù)結(jié)構(gòu)。從過(guò)程來(lái)看，首先是對(duì)各種資源(如word文檔、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖表等)進(jìn)行處理，根據(jù)本體提供的術(shù)語(yǔ)和語(yǔ)義進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與形式化設(shè)置，然后存入資源庫(kù)中;當(dāng)對(duì)資源庫(kù)進(jìn)行檢索時(shí)，通過(guò)本體進(jìn)行語(yǔ)義擴(kuò)展，對(duì)查詢(xún)語(yǔ)句進(jìn)行重寫(xiě)，利用搜索引擎檢索用戶需要的資源。從資源庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)上看，頂層的用戶層主要用來(lái)進(jìn)行資源收集、瀏覽、檢索和資源庫(kù)的維護(hù)(新增、修改、刪除資源等)操作;中間的資源處理層針對(duì)不同的資源需求(資源獲取、檢索等)分別調(diào)用不同的資源處理模塊;底層的資源庫(kù)主要存放用于裝備需求論證工作的各類(lèi)資源。

圖2 基于本體的裝備需求論證資源庫(kù)框架

4.5 資源庫(kù)的應(yīng)用

對(duì)裝備需求論證資源庫(kù)進(jìn)行有效的應(yīng)用是提高裝備需求論證質(zhì)量和效率的關(guān)鍵。裝備需求論證資源庫(kù)的應(yīng)用主要包括2個(gè)方面:一是資源庫(kù)本身的運(yùn)用，論證人員通過(guò)資源庫(kù)提高資源的重用率和查準(zhǔn)率，提高論證效益;二是裝備需求論證資源庫(kù)是裝備需求論證平臺(tái)的一部分，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用接口程序，以備需要時(shí)調(diào)用，為論證平臺(tái)提供資源支持。

4.6 資源庫(kù)的維護(hù)

資源庫(kù)的建設(shè)不是一勞永逸的，而是需要一個(gè)不斷維護(hù)的過(guò)程，這樣才能充分地利用資源庫(kù)。資源庫(kù)的維護(hù)主要包括資源庫(kù)的更新和冗余數(shù)據(jù)的處理。資源庫(kù)的維護(hù)由系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)，管理員除了對(duì)新提交的資源審核入庫(kù)外，還要對(duì)原有的資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于冗余資源及時(shí)地刪除或更新。

5 結(jié)論

筆者圍繞裝備需求論證資源化中資源分類(lèi)、規(guī)范化描述及資源庫(kù)建設(shè)等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，旨在解決裝備需求論證領(lǐng)域內(nèi)資源描述不規(guī)范、共享性和重用度差等問(wèn)題，提出了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于本體裝備需求論證資源庫(kù)的具體思路。下一步將選取恰當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語(yǔ)言，圍繞裝備需求論證資源庫(kù)具體實(shí)現(xiàn)問(wèn)題和應(yīng)用推廣問(wèn)題展開(kāi)研究，從而為裝備需求論證工作提供資源支撐，促進(jìn)裝備需求論證工作科學(xué)發(fā)展。

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