裝備作戰(zhàn)需求論證流程規(guī)范化建模

樊延平， 郭齊勝， 穆 歌， 董志明

(裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系，北京100072)

裝備作戰(zhàn)需求論證是武器裝備建設與發(fā)展的首要環(huán)節(jié)[1]。它是以裝備使命任務為牽引，以提出裝備能力、功能和結構需求方案為目標，采用一系列科學方法進行邏輯推理和系統(tǒng)分析的過程。隨著裝備發(fā)展模式由“跟蹤模仿”向“自主創(chuàng)新”的轉變，如何提出科學合理的裝備作戰(zhàn)需求成為制約裝備自主創(chuàng)新發(fā)展成敗的關鍵環(huán)節(jié)之一。為此，裝備論證機構也積極轉變觀念，創(chuàng)新論證理論與方法，努力適應裝備自主創(chuàng)新的發(fā)展趨勢。但是在裝備作戰(zhàn)需求論證中依然存在著一些不足和亟待解決的問題,主要表現在以下3個方面：1)裝備作戰(zhàn)需求論證流程不夠清晰，不同流程步驟的方法不夠明確，不利于裝備作戰(zhàn)需求論證工作的高效開展和提高論證成果質量；2)新理念、新方法和新技術的涌現，迫切需要調整傳統(tǒng)的以單一部門為主體的工作模式，適應裝備作戰(zhàn)需求論證對不同專業(yè)領域的不同要求；3)隨著專業(yè)化分工和聯合作戰(zhàn)理念的不斷深入，以分工協(xié)作為主要特征的聯合論證成為未來裝備作戰(zhàn)需求論證的主要方式，亟需規(guī)范裝備作戰(zhàn)需求論證流程，明確裝備作戰(zhàn)需求論證信息接口，實現多軍兵種參與的聯合協(xié)同論證。

規(guī)范化作為當前企業(yè)界比較公認的改善管理水平的有效方法，強調以流程為中心組織業(yè)務流程和管理流程，確保所有的事情有法可依、有章可循與有標可對[2]，從而大大提高企業(yè)的運行效率和競爭力。為此，本文圍繞裝備作戰(zhàn)需求論證工作，借鑒企業(yè)規(guī)范化管理的相關思想與方法，探索研究裝備作戰(zhàn)需求論證流程的規(guī)范化方法，嘗試構建裝備作戰(zhàn)需求論證流程的規(guī)范化模型。

1 裝備作戰(zhàn)需求論證流程規(guī)范化

1.1 基本目標

裝備作戰(zhàn)需求論證流程規(guī)范化，是實現裝備作戰(zhàn)需求論證工程化的基礎[3]，基本目標是通過分析裝備作戰(zhàn)需求論證的使命任務、實施過程和相關資源，識別裝備作戰(zhàn)需求論證的基本環(huán)節(jié)，梳理不同論證環(huán)節(jié)的邏輯關系和信息接口，明確不同論證環(huán)節(jié)的組成要素及相互關系，構建結構化的裝備作戰(zhàn)需求論證流程，促進裝備作戰(zhàn)需求論證機構的協(xié)同合作，提高裝備作戰(zhàn)需求論證工作效率和成果質量。

1.2 主要內容

1) 論證環(huán)節(jié)規(guī)范化建模[4]。在提取并識別出裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)的基礎上，采用規(guī)范化的環(huán)節(jié)描述方法，對裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)的功能、輸入、輸出、方法、約束條件和潛在用戶等要素進行描述。

2) 論證流程結構化建模[4]。以裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)為基礎，以裝備能力、功能和結構需求方案為目標，分析裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)的相互關系和信息接口，構建結構化的裝備作戰(zhàn)需求論證規(guī)范化流程。

1.3 主要特征

1) 優(yōu)化運作過程。通過裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)和流程的分析，進一步明確裝備作戰(zhàn)需求論證活動的承接關系和信息需求，能夠最大程度地優(yōu)化裝備作戰(zhàn)需求工作過程，提高裝備作戰(zhàn)需求論證效率和成果質量。

2) 強調整體最優(yōu)。裝備作戰(zhàn)需求論證流程的構建，緊緊圍繞裝備作戰(zhàn)能力、功能和結構方案的提出，提煉裝備作戰(zhàn)需求論證的環(huán)節(jié)和信息需求，從而實現裝備作戰(zhàn)需求論證工作的整體最優(yōu)。

3) 突出目標導向。以工作表單為核心的裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)模型，進一步明確不同環(huán)節(jié)的工作目標和內容，有利于引導論證人員圍繞環(huán)節(jié)目標有針對性地高效開展工作。

2 論證環(huán)節(jié)規(guī)范化方法

2.1 論證環(huán)節(jié)的提取

裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)，是指在裝備作戰(zhàn)需求論證過程中，有必要與其他活動區(qū)分的、相對獨立的論證活動或論證活動的組合，是能夠反映裝備作戰(zhàn)需求論證目標必不可少的基本單元。裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)的提取，通常應在對裝備作戰(zhàn)需求論證活動深入分析的基礎上，采用工作分解結構(Work Breakdown Structure, WBS)方法[5]，按照環(huán)節(jié)功能獨立、環(huán)節(jié)結果明確、專業(yè)領域相對集中等原則進行。通過裝備作戰(zhàn)需求論證的工作結構分解，能夠初步提出裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)的組成和分層結構關系，為識別基本論證環(huán)節(jié)和構建論證流程奠定基礎。

2.2 論證環(huán)節(jié)的識別

裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)識別，是在分析不同論證環(huán)節(jié)對裝備作戰(zhàn)需求論證工作目標的基礎上，識別出具有關鍵作用的論證環(huán)節(jié)，進而合理確定基本論證環(huán)節(jié)的功能和活動組成。由于專業(yè)領域、利益訴求和方法手段等方面因素的差異，往往造成裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)的組成和功能并不相同，也難以真正反映裝備作戰(zhàn)需求論證的最終目標和本質要求。因此，需要按照一定的識別準則，采用合適的識別方法，從提出的裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)組成中確定基本環(huán)節(jié)，作為構建裝備作戰(zhàn)需求論證流程的基本元素。

2.2.1 識別原則

裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)是裝備作戰(zhàn)需求論證相關活動的集合，環(huán)節(jié)中相關活動的開展是為了提出假定或形成結論，以支撐裝備作戰(zhàn)能力、功能和結構方案的提出。因此，論證環(huán)節(jié)的識別應圍繞環(huán)節(jié)及其活動對裝備作戰(zhàn)需求論證目標的重要程度展開，同時兼顧不同環(huán)節(jié)之間工作任務的劃分和信息交互要求，具體可概括為以下4個方面。

1) 重要性原則。若某個論證環(huán)節(jié)相關活動的開展是提出裝備作戰(zhàn)能力、功能和結構方案的重要步驟，并且該環(huán)節(jié)的缺失會對論證結果的準確性、可信度、完整度等方面造成重大影響，則應將該環(huán)節(jié)確定為裝備作戰(zhàn)需求論證的基本環(huán)節(jié)。

2) 成果獨立性原則。若某個論證環(huán)節(jié)的工作輸出相對比較獨立，是裝備作戰(zhàn)需求論證中比較關注的標志性或重要性成果之一，即使該環(huán)節(jié)放置于裝備作戰(zhàn)需求論證流程之外，仍然具有一定的應用價值，則應將該環(huán)節(jié)確定為裝備作戰(zhàn)需求論證的基本環(huán)節(jié)。

3) 功能集中性原則。若某個論證環(huán)節(jié)及其相關活動均是圍繞某項或某類論證功能，且與其他的論證功能交互較少，則應將該環(huán)節(jié)確定為裝備作戰(zhàn)需求論證的基本環(huán)節(jié)。

4) 交互簡單性原則。環(huán)節(jié)間的信息交互建立在環(huán)節(jié)功能良好封裝的基礎上，論證環(huán)節(jié)的功能集中程度越高，相應環(huán)節(jié)間的信息交互關系將越簡單；同時，交互關系的簡化也有利于不同論證環(huán)節(jié)之間的分工與協(xié)作，提高裝備作戰(zhàn)需求論證工作效率。

2.2.2 識別方法

圍繞裝備作戰(zhàn)需求論證目標和特點，按照識別原則，識別確定裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)的步驟為：1) 通過裝備作戰(zhàn)需求論證目標及過程的深入分析，確定影響裝備作戰(zhàn)需求論證成敗的關鍵因素，構建論證環(huán)節(jié)與關鍵成功因素之間的關聯矩陣，分析不同論證環(huán)節(jié)對關鍵成功因素的重要程度，并將重要度高的論證環(huán)節(jié)確定為裝備作戰(zhàn)需求論證的關鍵環(huán)節(jié)；2) 通過構建關鍵環(huán)節(jié)的功能映射矩陣，分析不同關鍵環(huán)節(jié)功能的重疊情況，合理確定不同關鍵環(huán)節(jié)的活動組成和關系；3) 根據不同關鍵環(huán)節(jié)的成果獨立情況和交互情況，采用分解、合并等方式，確定裝備作戰(zhàn)需求論證的基本環(huán)節(jié)。以論證環(huán)節(jié)重要度分析為例，可構建如表1所示的環(huán)節(jié)優(yōu)化矩陣。表中采用3級比例標度法表示不同論證環(huán)節(jié)對關鍵成功因素的重要程度，2、1、0分別表示重要、次要、無關3個重要程度等級。

表1 環(huán)節(jié)優(yōu)化矩陣

2.3 論證環(huán)節(jié)的要素分析

圍繞一定的目標，實現特定的功能，包含一系列活動，是確定裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)的主要依據，也是裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)所包含的主要內容。借鑒結構化建模語言IDEF0[6]對建模對象的抽象方法，可將裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)抽象為活動、功能、方法、輸入、輸出、約束條件和潛在用戶等7個要素，可表示為如圖1所示的基本論證環(huán)節(jié)元模型。該元模型描述了基本論證環(huán)節(jié)的要素組成及其相互關系[7]。其中:活動是組成基本環(huán)節(jié)的單元，若干個活動按照一定的邏輯關系組成基本環(huán)節(jié)；功能是基本環(huán)節(jié)作用用途的描述，根據功能的復雜程度，通常需要一個或多個活動才能實現相應的功能；輸入是指為實現基本環(huán)節(jié)功能所必需的資源的總和，是完成環(huán)節(jié)活動所不可缺少的前提條件；輸出是基本環(huán)節(jié)各項活動的產物，也是描述基本環(huán)節(jié)成果的重要標志；約束條件是指基本環(huán)節(jié)各項活動所必須遵守的約定和規(guī)則；潛在用戶明確開展基本環(huán)節(jié)各項活動的合適人員；方法明確基本環(huán)節(jié)各項活動開展的推薦方法。

圖1 裝備作戰(zhàn)需求論證環(huán)節(jié)元模型

由于在具體的論證實踐過程中，獲得同樣或相近的論證方案所采用的方法和活動因人而已。因此，在基本環(huán)節(jié)要素分析中，將重點考慮功能、方法、輸入、輸出、約束條件和潛在用戶等6個要素，而僅將活動作為分析基本環(huán)節(jié)其他要素的重要參考，以方便論證人員按照基本環(huán)節(jié)各要素要求靈活地開展論證實踐。

3 論證流程結構化方法

裝備作戰(zhàn)需求論證流程是圍繞裝備作戰(zhàn)需求論證目標，按照基本論證環(huán)節(jié)之間的邏輯關系、信息關系和數據需求，將基本論證環(huán)節(jié)有機組合生成的完整流程。由于裝備作戰(zhàn)需求論證本質要求的穩(wěn)定性，裝備作戰(zhàn)需求論證流程也會保持相對穩(wěn)定。但是，隨著作戰(zhàn)理念、論證理念、論證方法與技術等因素的變革，裝備作戰(zhàn)需求論證流程往往也應同步調整優(yōu)化。構建裝備作戰(zhàn)需求論證流程重點應就流程的類型、結構與層次等內容展開研究。

3.1 流程類型

典型的裝備作戰(zhàn)需求論證流程包括面向項目管理的流程、面向業(yè)務活動的流程和面向數據的流程。面向項目管理的流程是按照裝備作戰(zhàn)需求論證項目管理的一般要求和里程碑，劃分項目管理的階段及其主要活動，目的是有效控制項目進度和目標，保證項目按期順利完成。面向業(yè)務活動的流程是根據裝備作戰(zhàn)需求論證實踐中各項活動的內在聯系和基本規(guī)律，按照業(yè)務活動間的相互關系有機組合生成的流程，目的是推動論證活動的有序開展，進而提高成果質量。面向數據的流程聚焦裝備作戰(zhàn)需求論證各項活動的數據需求和數據流向，以數據為中心組織論證活動，是一種計算機化的流程組織形式，是構建流程化的論證輔助系統(tǒng)的重要依據。這3種典型論證流程的特點不同，應用場合不同，構建規(guī)范化的裝備作戰(zhàn)需求論證流程應綜合考慮多方利益攸關者的需求，以業(yè)務邏輯為主線，并兼顧管理需求和數據需求。

3.2 流程結構

根據裝備作戰(zhàn)需求論證流程中環(huán)節(jié)的組織方式，可分為串行、并行和反饋3種基本流程結構[2]，如圖2所示。不同的流程結構會對流程的運作效率和質量產生重大影響。通常，串聯結構有助于對流程節(jié)點活動和信息的控制；并聯結構有助于流程節(jié)點活動的協(xié)同，提高運行效率；而反饋結構則有助于系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)的改善與調整。在構建裝備作戰(zhàn)需求論證流程時，應充分分析不同環(huán)節(jié)的功能與運行情況，通過多種結構的靈活運用，實現流程效益的整體最優(yōu)。

圖2 流程的3種基本結構

3.3 流程層次

根據論證人員的關注重點、研究領域等因素的不同，裝備作戰(zhàn)需求論證流程通?？煞譃榭傮w流程和基本流程。其中，總體流程是面向研究領域的流程，按照涉及的研究領域(作戰(zhàn)、裝備、能力等)，可構建包括作戰(zhàn)需求分析、能力需求分析、裝備需求分析等環(huán)節(jié)及其相互關系的論證流程?；玖鞒淌敲嫦蜓芯磕繕撕驼撟C人員的流程，組成基本流程的環(huán)節(jié)應具有明確、有意義的研究目標，并且適宜于單個裝備論證人員或論證小組獨立完成；它在宏觀流程的基礎上，分析各領域研究的必要環(huán)節(jié)及其特征，并以裝備作戰(zhàn)需求論證基本環(huán)節(jié)為基礎構建，是對裝備作戰(zhàn)需求論證流程比較規(guī)范的描述和界定，通常具有較廣的適應性。裝備作戰(zhàn)需求論證的總體流程和基本流程之間的關系如圖3所示。

圖3 總體流程與基本流程間的關系

4 裝備作戰(zhàn)需求論證流程模型構建

4.1 總體流程模型

總體流程面向作戰(zhàn)、裝備、能力3個領域，提出了完成裝備作戰(zhàn)需求論證的5個宏觀環(huán)節(jié)，如圖4所示。

圖4 裝備作戰(zhàn)需求論證總體流程

4.2 基本流程模型

基本流程是面向具體的研究目標和論證人員，以具有“論證”意義的基本環(huán)節(jié)為單元，構建的關于裝備作戰(zhàn)需求論證的比較詳細、規(guī)范的流程，每個環(huán)節(jié)的功能均是圍繞裝備作戰(zhàn)需求論證中的某個具體問題展開，其分析結果直接或間接地成為后續(xù)環(huán)節(jié)的輸入或者裝備作戰(zhàn)能力、功能和結構方案的組成部分及數據支撐。在總體流程的基礎上，通過對裝備作戰(zhàn)需求論證過程及其活動[8]的深入分析，提出并確定了23個基本環(huán)節(jié)及其功能、方法、輸入、輸出、約束條件和潛在用戶等要素的基本內容，并在基本環(huán)節(jié)邏輯關系及其接口關系分析的基礎上，構建了如圖5所示的裝備作戰(zhàn)需求論證基本流程。

圖5 裝備作戰(zhàn)需求論證基本流程

經過反復優(yōu)化調整基本流程，可作為裝備作戰(zhàn)需求論證的規(guī)范化流程，用來規(guī)范裝備作戰(zhàn)需求論證的工作程序，指導項目的合理分解，明確工作階段的成果形式，確定項目研究的里程碑節(jié)點，組織不同領域論證人員的有機協(xié)同，實現具體任務、論證人員和相關資源的優(yōu)化配置。

4.3 基本環(huán)節(jié)規(guī)范化描述

以圖5中所示的“作戰(zhàn)能力差距分析”基本環(huán)節(jié)為例，可分別從功能、方法、輸入、輸出、約束條件和潛在用戶等6個方面對其進行規(guī)范化描述。

4.3.1 要素定義

該基本環(huán)節(jié)的要素定義如表2所示。

表2 “作戰(zhàn)能力差距分析”基本環(huán)節(jié)的要素定義

4.3.2 表單化設計

基本環(huán)節(jié)的輸入、輸出采用表單化設計[9]，以工作表單模板規(guī)范基本環(huán)節(jié)輸入和輸出的要素、內容、要求和格式。其中:輸入表單為前一基本環(huán)節(jié)的輸出表單；輸出表單為后一環(huán)節(jié)的輸入表單。

在“作戰(zhàn)能力差距分析”輸入中，以“態(tài)勢信息處理能力”為例，設計能力需求表單如表3所示。

表3 能力需求輸入表單示例

注：能力貢獻度區(qū)分為標志性能力、關鍵性能力和一般能力，分別用A、B、C表示。

“作戰(zhàn)能力差距分析”輸出為作戰(zhàn)能力差距清單，以“態(tài)勢感知”能力的某項子能力“態(tài)勢信息處理能力”為例，可將其需求值與現有值間的差距表示為如表4所示的工作表單。

4.3.3 方法說明

通常情況下，環(huán)節(jié)規(guī)范化描述中僅給出基本環(huán)節(jié)的適用方法，不必強制用戶采用指定的方法，從而增強基本環(huán)節(jié)的適應性。但是，不管用戶采用哪種方法，工作輸出必須滿足表單設計要求。

在“作戰(zhàn)能力差距分析”基本環(huán)節(jié)中，推薦使用基于比較矩陣的定性與定量相結合的方法，來確定作戰(zhàn)能力需求與作戰(zhàn)能力差距間的相對差距和絕對差距，增強分析結果的可理解性。其基本步驟如下。

表4 作戰(zhàn)能力差距分析輸出表單示例

1) 分解能力需求和能力現狀，構建能力指標關聯矩陣。

2) 根據任務需求的重要度，確定能力指標的重要度，可定性區(qū)分為3個層次，即很重要、重要和一般，分別采用1、2、3表示。

3) 根據完成任務的能力重要度和當前能力的實現水平，確定能力需求的緊急程度，可定性區(qū)分為3個層次，即迫切需要、很需要和需要，分別采用1、2、3表示。

4) 根據能力的重要度和緊急程度，采用矩陣判斷法(如圖6所示)，確定各項能力的差距等級(即相對差距)，可用如下數學模型表示：

圖6 作戰(zhàn)能力相對差距判斷法

5) 根據各項能力指標的取值情況，計算各項能力的絕對差距，假定能力需求的基本值為Ni，對應的現有值為Mi，則該項能力的絕對差距為(Ni-M)/Mi。

6) 將能力的相對差距和絕對差距以集對的形式表示，如集對(Ai,Bi)表示第i項能力指標的相對差距為Ai，絕對差距為Bi。

表5為基于比較矩陣的定性與定量相結合的能力差距分析結果。

表5 基于比較矩陣的定性與定量能力差距分析結果

5 結論

構建規(guī)范化的裝備作戰(zhàn)需求論證流程是實現裝備作戰(zhàn)需求論證工程化的基礎，對規(guī)范裝備作戰(zhàn)需求論證工作、提高裝備作戰(zhàn)需求論證效率具有重要意義。本文僅對裝備作戰(zhàn)需求論證規(guī)范化建模的目標、內容、特征和方法等內容進行了初步探討，還不能適應裝備作戰(zhàn)需求論證的工程化要求，需要在裝備作戰(zhàn)需求論證數據交互建模、領域專家協(xié)同的聯合論證工作模式構建、工具支持自動化等方面加強研究，以推動裝備作戰(zhàn)需求論證的規(guī)范化和高效化，進而提高裝備作戰(zhàn)需求論證的質量和水平。

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