武器裝備效能評估指標體系分析與研究

朱子薇，侯磊，程思齊，范東芳，范宇浩

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原030006）

武器裝備效能評估指標體系分析與研究

朱子薇，侯磊，程思齊，范東芳，范宇浩

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原030006）

詳細介紹了武器裝備效能評估指標的類型，并對它們之間的關(guān)系進行了分析。描述了幾種效能評估指標的選取方案，并根據(jù)指標體系建立的原則，以炮兵裝備為例建立了其指標體系，這種指標體系較為全面地反映了炮兵裝備的各類效能，為效能評估奠定了基礎(chǔ)。

炮兵裝備，效能評估，指標體系

0 引言

近年來，人們對武器裝備效能評估的研究越來越深入，為了對裝備的效能作出更為合理的評估，指標體系的構(gòu)建是關(guān)鍵的步驟之一。因此，對武器裝備效能評估指標體系進行系統(tǒng)全面的分析，給出比較通用的合理的指標分類與細化是很有意義的。

文獻［1］詳細介紹了作戰(zhàn)指揮效能評估指標體系構(gòu)建的原則及過程，在分析了作戰(zhàn)指揮的影響因素之后建立了相對完整的指標體系。文獻［2］介紹了層次分析法（AHP）的基本原理和評估方法，并由此方法建立了信息系統(tǒng)效能評估體系，其中指標體系的選取是從系統(tǒng)的性能指標和系統(tǒng)效能指標中進行選擇和平衡的，沒有提出有關(guān)作戰(zhàn)效能方面的指標。文獻［3］介紹了效能評估的一般過程，解釋了層次化指標體系的相關(guān)概念，用作戰(zhàn)效能層、中間能力層、系統(tǒng)效能層、系統(tǒng)性能層這4個層次來描述CISR系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標體系框架，符合CISR系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中各種能力的發(fā)揮方式。由于研究的重點和針對裝備的不同，目前并沒有通用的指標體系的建立方案，但可以結(jié)合多種指標體系構(gòu)建方案，建立包括單項效能、系統(tǒng)效能及作戰(zhàn)效能在內(nèi)的完整的指標體系。

目前在效能評估指標體系方面的主要研究情況是：第一，由主觀因素決定的定性指標在指標體系中所占比例大，然而這類指標往往具有較大相關(guān)性，且需要很多加權(quán)系數(shù)；第二，反映系統(tǒng)本身特性的靜態(tài)指標居多，戰(zhàn)時系統(tǒng)動態(tài)效能較少，導致指標體系不夠全面。本文將全面分析包括靜態(tài)與動態(tài)的效能指標，并以炮兵裝備為例建立比較全面的效能評估指標體系。

1 效能評估的各類指標及其關(guān)系

根據(jù)武器裝備通常的特性和作戰(zhàn)時的情況，給出了與其相關(guān)的指標詳解及指標與評估范圍間的關(guān)系，如下頁表1所示。

表1 效能評估指標詳解

系統(tǒng)性能指標、系統(tǒng)效能指標、作戰(zhàn)效能指標均是武器裝備效能評估指標，它們之間具有遞進的層次關(guān)系。它們從不同的層面或角度反映武器裝備的能力或?qū)ψ鲬?zhàn)的影響。指標體系中每一個指標都可以根據(jù)需求進一步分解成更底層的指標。指標之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 武器裝備效能評估指標之間的關(guān)系

2 效能評估指標選取方案與指標體系的建立

2.1效能評估指標選取方案

在已有的研究中，有多種指標選取方案，對應(yīng)不同的效能評估方法，如下面的幾種方案。

①通過作戰(zhàn)效果來選取效能評估指標。一般武器裝備的作戰(zhàn)仿真方法、演習試驗方法采用的指標體系通常屬于這一類方案。選取的指標往往僅涉及作戰(zhàn)效能指標，能讓評估結(jié)論直接與作戰(zhàn)效果對應(yīng)。雖然這種指標表現(xiàn)的是作戰(zhàn)的綜合結(jié)果，但顯然這種面向效果的指標體系所涉及的指標不夠全面，往往會忽視系統(tǒng)的固有特性。

②通過綜合系統(tǒng)的性能指標得到固有能力，并由此來選取效能評估指標。它主要得到作戰(zhàn)效能的相對程度值或滿意概率值。該方案的效能評估指標常采用專家評定法、多指標綜合評估法以及模糊評判法等方法進行解算。優(yōu)點是指標綜合性好、簡單快捷，缺點是客觀性稍差，評估結(jié)果主要依賴于專家的主觀經(jīng)驗判斷和推測估計。

③通過系統(tǒng)效能來選取效能評估指標，即利用綜合系統(tǒng)性能得到的固有能力和作戰(zhàn)適宜性指標。它主要通過ADC算法得到系統(tǒng)效能的綜合值。這種方案全面性好，既可兼顧作戰(zhàn)能力要素，又可兼顧非作戰(zhàn)能力要素。利用系統(tǒng)的可用性、依賴性與能力模型及改進的ADC模型，ADC法的優(yōu)點是簡單易懂、物理意義清晰；缺點是有效性A和可靠性D的計算復(fù)雜程度會隨著作戰(zhàn)狀態(tài)的節(jié)點增加而快速增大，ADC矩陣的連乘結(jié)果會使累計誤差放大。

④通過系統(tǒng)性能、固有能力、作戰(zhàn)效能之間的遞進關(guān)系來選取效能評估指標。此方案強調(diào)從武器裝備自身的性能出發(fā)，結(jié)合對武器裝備潛在能力的預(yù)測，對比分析武器裝備的作戰(zhàn)效能。這種方案結(jié)合了專家評定法、對抗仿真試驗法及ADC法，是多層次的評估。對系統(tǒng)性能可采用物理試驗方法求取，對固有能力可采用多指標綜合評判法等，對作戰(zhàn)能力則可以采用仿真方法與專家方法，最后可用多種數(shù)據(jù)源融合的方法評估效能。這種方案是最為全面有效的，但是對系統(tǒng)的要求也比較高。

從以上幾種指標選取方案中，根據(jù)武器裝備的特點及系統(tǒng)的條件選擇最合適采用的一種對于不同背景下的評估指標體系構(gòu)建是十分必要的。

2.2效能評估指標體系的建立

2.2.1效能評估指標體系構(gòu)建原則

效能評估指標體系構(gòu)建的具體原則有：完整性原則、針對性原則、完備性原則、獨立性原則、層次性原則、定性與定量相結(jié)合的原則、靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的原則。

2.2.2效能評估指標體系的構(gòu)建

構(gòu)建指標體系應(yīng)先明確評估目標并確定研究對象的屬性，才可以選取評估目標的具體指標，根據(jù)指標體系的構(gòu)建原則，選擇合適的構(gòu)建方案，從而完成指標體系的構(gòu)建。

以炮兵分隊效能為例，研究對象為炮兵營，為了更具體地分析整個炮兵營，這里采用上文提到的方案4選取效能評估指標。首先根據(jù)靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的原則，可以將其效能分為系統(tǒng)靜態(tài)效能和作戰(zhàn)效能。對于系統(tǒng)靜態(tài)效能，根據(jù)完整性原則、針對性原則和完備性原則，可以將其能力分為四大類，即火力打擊能力、戰(zhàn)場機動能力、指揮通信能力和戰(zhàn)場防護能力。其次，根據(jù)層次性原則，對各個效能進行下一步分解，并根據(jù)獨立性原則過濾掉一些冗余的指標。

根據(jù)炮兵作戰(zhàn)的實際情況，對于作戰(zhàn)效能，可用兵力倍增系數(shù)來計算，需要記錄下炮兵營在參加戰(zhàn)斗條件下需要投入的初始兵力和不參加戰(zhàn)斗條件下投入的初始兵力，以此計算定量的結(jié)果值。

具體的炮兵裝備效能指標體系如圖2所示。

圖2 炮兵裝備效能評估指標體系

有了由此建立的指標體系，就可以對各項指標進行評估。

2.2.3效能評估指標體系的運用

將炮兵裝備的效能定義為E，根據(jù)建立的指標體系，可以認為：

其中Es指系統(tǒng)效能，Ec指作戰(zhàn)效能，Q代表在此次評估中仿真結(jié)果的重要程度，取值范圍由專家在0～1范圍內(nèi)給出。

其中k表示兵力倍增系數(shù)所占權(quán)重，GR表示兵力倍增系數(shù)，η表示戰(zhàn)斗交換比改善量，具體計算方法本文不作研究。

其中A、D分別代表有效性及可靠性，在文獻［4］中有詳細介紹，本文不再具體列出計算方式。C代表系統(tǒng)的固有能力。

其中Wa、Wz、Wc、Wp分別表示火力打擊能力、戰(zhàn)場機動能力、指揮通信能力、戰(zhàn)場防護能力對于系統(tǒng)能力的權(quán)重。這4種能力可用模糊層次分析法得到，在文獻［5］中有具體介紹，以火力打擊能力為例：

其中m表示下級指標個數(shù)，Wi表示第i個指標的權(quán)重向量，ui（x）表示第i個指標的隸屬度函數(shù)。具體的效能評估方法還有待進一步研究與分析，本文僅作大致的敘述。

3 結(jié)論

本文根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭對武器裝備的需求，介紹了武器裝備效能評估指標體系的構(gòu)建方式，分析了4種效能評估指標的選取方案，由于不同系統(tǒng)自身特定的結(jié)構(gòu)，環(huán)境因素等實際條件的影響，在對武器裝備進行效能評估時，要根據(jù)實際情況選擇合適的方案。本文對炮兵裝備建立了指標體系，該體系包含了動態(tài)效能和靜態(tài)效能，涵蓋系統(tǒng)性能、系統(tǒng)效能及作戰(zhàn)效能，運用該指標體系可以為更精準的炮兵裝備效能評估奠定良好的基礎(chǔ)。

針對不同武器系統(tǒng)進行評估時要具體分析、選擇方案并依據(jù)原則建立其效能評估指標體系。另外，指標體系顯然不是固定的一種，對于同一種武器系統(tǒng)，在注重點不同時可能也會有不同的指標體系。建立合理的效能評估指標體系，力求有效，這是效能評估技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，也是未來需要深入研究的重點方向。

［1］李志猛，徐培德.C4ISR系統(tǒng)層次化指標體系框架描述方法［J］.火力與指揮控制，2007（8）：106-109.

［2］李濤.作戰(zhàn)指揮效能評估指標體系的構(gòu)建［J］.四川兵工學報，2010，31（6）：132-134.

［3］李云山.作戰(zhàn)指揮效能評估指標體系的影響因素［J］.Pioneering with Science&Technology Monthly，2012（2）：23-24.

［4］楊小小，綦輝，陳磊.基于改進ADC法的潛艇反潛作戰(zhàn)方案效能評估［J］.海軍航空工程學院學報，2014，21（29）：286-290.

［5］汪文革，黃國華，杜銳.模糊綜合評判法評估炮兵作戰(zhàn)指揮效能研究［J］.艦船電子工程，2013，17（12）：124-125.

［6］李志猛，徐培德，劉進，等.武器裝備效能評估理論及應(yīng)用［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2013.

［7］朱子薇，侯磊，范海文，等.基于仿真的炮兵裝備作戰(zhàn)效能評估研究［J］.火力與指揮控制，2016，41（增刊）：187-189.

［8］尹純，黃炎焱，王建宇，等.武器裝備作戰(zhàn)效能評估指標體系指導模式［J］.南京理工大學學報（自然科學版），2009，33（6）：779-784.

［9］黃炎焱.武器裝備作戰(zhàn)效能穩(wěn)健評估方法及其支撐技術(shù)研究［D］.長沙：國防科技大學，2006.

［10］奚顯陽，李青，周杰，等.基于PC機的模擬訓練裝備效能評估方法［J］.火力與指揮控制，2013，38（1）：61-63.

［11］劉偉，賈希勝，王廣彥，等.多Agent仿真的裝備維修保障效能評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.火力與指揮控制，2013，38（1）：50-53.

［12］胡磊，閆世強，宋建軍，等.導彈預(yù)警衛(wèi)星探測效能評估［J］.火力與指揮控制，2015，40（6）：52-56.

［13］劉耿，王曉湘，王冬宇，等.基于“場論”的艦載雷達探測效能評估方法［J］.火力與指揮控制，2015，40（9）：45-48.

Study of Effectiveness Evaluation Index System of Weapon Equipment

ZHU Zi-wei，HOU Lei，CHENG Si-qi，F(xiàn)AN Dong-fang，F(xiàn)AN Yu-hao
（North Automatic Control Technology Institute，Taiyuan 030006，China）

This paper describes the type of weapon equipment effectiveness evaluation index in detail，and analyses the relation of them.It introduces some projects of choosing index system and structures effectiveness evaluation index system of artillery，according to the principles.This index system fully reflects the effectiveness of artillery，which laid a foundation for effectiveness evaluation.

artillery equipment，effective evaluation，index system

E271.4；E24

A

1002-0640（2016）11-0197-04

2015-07-05

2015-10-28

朱子薇（1991-），女，山西太原人，在讀碩士研究生。研究方向：效能評估。