武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法研究

石志軍　張鵬

摘? 要：武器系統(tǒng)效能評(píng)估是武器系統(tǒng)全生命周期管理過(guò)程中的重要部分和核心環(huán)節(jié)，更是直接分析武器系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要評(píng)判步驟。該文在對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行簡(jiǎn)單概述的基礎(chǔ)上，對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行了三維具體描述，最后以層次灰色分析法為基本評(píng)估原理，對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行深入分析，探討了層次灰色分析法的基本步驟并進(jìn)一步進(jìn)行了實(shí)例分析，從而為不斷提升武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性提供更多的參考與啟迪。

關(guān)鍵詞：武器系統(tǒng)效能;評(píng)估方法;案例分析

中圖分類(lèi)號(hào)： E92 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

武器系統(tǒng)的效能評(píng)估作為武器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、研制甚至后續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用市場(chǎng)過(guò)程中的重要步驟，直接為武器系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展、型號(hào)設(shè)計(jì)、規(guī)格數(shù)量及材料選擇等提供論證方案，為武器裝備技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化與改造等提供數(shù)據(jù)支撐，直接解決武器裝備系統(tǒng)建設(shè)和使用過(guò)程中的諸多難題，不斷提高武器系統(tǒng)裝備設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，不斷完善武器裝備系統(tǒng)建設(shè)的工程化和高效率，使武器裝備系統(tǒng)更加智能。

然而，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于武器系統(tǒng)效能的定義并不統(tǒng)一，絕大部分國(guó)家認(rèn)為武器系統(tǒng)效能主要是探究武器系統(tǒng)能否滿(mǎn)足某一特定任務(wù)和特定目標(biāo)的程度，是直接和武器系統(tǒng)有較強(qiáng)依賴(lài)性和相關(guān)性的函數(shù)關(guān)系。從武器系統(tǒng)效能定義出發(fā)，可知武器系統(tǒng)效能并非絕對(duì)參數(shù)，而是作為相對(duì)參數(shù)衡量武器系統(tǒng)可靠性和安全性的程度?？梢哉f(shuō)，只有更精確地評(píng)估武器系統(tǒng)的實(shí)踐效能，才能為武器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究、設(shè)計(jì)生產(chǎn)、材料采購(gòu)和大規(guī)模應(yīng)用提供更加科學(xué)客觀的依據(jù)，才能在接近實(shí)戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和對(duì)抗條件下，評(píng)估武器系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效果，因此，對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的探究有著重要理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 武器系統(tǒng)效能評(píng)估

武器系統(tǒng)的效能評(píng)估是進(jìn)行武器裝備體系發(fā)展戰(zhàn)略制定與研究的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)支撐，更是直接關(guān)系未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，武器系統(tǒng)效能發(fā)揮的重要因素。武器系統(tǒng)效能評(píng)估的復(fù)雜性與不確定性又在一定程度上加大了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的困難程度，從傳統(tǒng)模式下的單純依靠運(yùn)籌學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，進(jìn)一步轉(zhuǎn)向了運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)工程方法等的綜合應(yīng)用。

目前，學(xué)術(shù)界關(guān)于武器系統(tǒng)效能評(píng)估的定義較多，普遍受學(xué)術(shù)界認(rèn)同的武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要包括美國(guó)航空無(wú)線(xiàn)電研究公司對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的定義，該定義認(rèn)為：武器系統(tǒng)效能評(píng)估是在規(guī)定的外界環(huán)境條件下使用武器系統(tǒng)，衡量武器系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足作戰(zhàn)要求的基本概率。

美國(guó)海軍則進(jìn)一步認(rèn)為：武器系統(tǒng)效能評(píng)估是評(píng)估武器系統(tǒng)在規(guī)定外在條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定任務(wù)程度的具體指標(biāo)。不同評(píng)估人員由于所處地位的不同以及觀察角度的不同，對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估問(wèn)題有著不同的理解。目前，武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要包括層次分析法、專(zhuān)家評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等諸多方法，圖1為武器系統(tǒng)效能評(píng)估流程示意圖。

2 武器系統(tǒng)效能評(píng)估的三維描述

通常情況下，武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要涉及武器系統(tǒng)效能的度量方式選擇、武器系統(tǒng)效能建模方式分析以及武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的選擇3個(gè)部分，從而組成了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的三維立體結(jié)構(gòu)模型，以效能、系統(tǒng)建模和方法維3個(gè)變量作為模型，度量武器系統(tǒng)效能評(píng)估的整個(gè)過(guò)程。以武器系統(tǒng)效能評(píng)估的效能度量維為例，探究武器系統(tǒng)效能評(píng)估可知，效能度量維度進(jìn)一步刻畫(huà)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的層次性和分類(lèi)性。單項(xiàng)效能評(píng)估、系統(tǒng)效能評(píng)估、作戰(zhàn)效能評(píng)估以及體系效能評(píng)估等，進(jìn)一步反應(yīng)了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的層次性。對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的裝備效能和技術(shù)性能等的評(píng)估，則進(jìn)一步反映了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的分類(lèi)多樣性，不同層次以及不同類(lèi)別的武器系統(tǒng)效能度量方式往往不同，單項(xiàng)武器系統(tǒng)效能度量方式絕大部分采用概率形式定量分析，而在其他情況下，武器系統(tǒng)效能評(píng)估往往用任務(wù)完成程度度量，以定性和定量的方式刻畫(huà)任務(wù)完成的具體程度。武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估，可使用統(tǒng)計(jì)方法，利用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)量化處理體系，效能評(píng)估則應(yīng)用定性化分析方法，描述武器系統(tǒng)體系如何滿(mǎn)足對(duì)抗任務(wù)和解決沖突問(wèn)題。

3 武器系統(tǒng)效能評(píng)估層次-灰色分析法

3.1 層次-灰色分析法基本步驟

以控制學(xué)和運(yùn)籌學(xué)相結(jié)合的基本數(shù)學(xué)理論作為灰色系統(tǒng)理論的基本知識(shí)，解決信息不完備系統(tǒng)條件下的武器系統(tǒng)效能評(píng)估問(wèn)題，處理武器系統(tǒng)效能評(píng)估時(shí)信息匱乏的系統(tǒng)問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，基于模糊綜合評(píng)價(jià)方法提出改進(jìn)的層次灰色分析法。

通常情況下，層次灰色分析法應(yīng)用于武器效能的評(píng)估過(guò)程時(shí)，主要包括以下5個(gè)步驟。1）建立判斷矩陣并計(jì)算出相應(yīng)的武器系統(tǒng)效能評(píng)估系統(tǒng)的指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)對(duì)武器效能系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重值的兩兩重要性對(duì)比分析，建立相應(yīng)的判斷矩陣，表明武器效能評(píng)判過(guò)程中，同一層次指標(biāo)之間的相對(duì)重要性程度，以便根據(jù)權(quán)重求解方法求解出武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重值。2）進(jìn)一步確定武器系統(tǒng)效能評(píng)估體系的樣本矩陣，在武器系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程中，將指標(biāo)評(píng)價(jià)值劃分為好、較好、一般、較差、很差5個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)得出指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)分?jǐn)?shù)[1]。針對(duì)m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，假設(shè)有n個(gè)專(zhuān)家參與武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)，利用第i個(gè)專(zhuān)家評(píng)判對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)所給出的評(píng)分，得出最終武器效能評(píng)估的必要性樣本矩陣。3）確定武器系統(tǒng)效能評(píng)估過(guò)程中的評(píng)價(jià)灰類(lèi)。確定武器效能評(píng)價(jià)過(guò)程中各指標(biāo)權(quán)重值灰類(lèi)的等級(jí)數(shù)、灰類(lèi)的灰數(shù)以及灰類(lèi)的白化權(quán)函數(shù)，具體情況具體分析，通過(guò)定性分析方法確定武器效能評(píng)價(jià)系統(tǒng)各指標(biāo)的最終白化權(quán)函數(shù)形式。4）對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估過(guò)程中的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量和矩陣進(jìn)行分析計(jì)算。針對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)指標(biāo)，在探究第一個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)各個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù)，記錄相對(duì)應(yīng)的a個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)灰色評(píng)價(jià)權(quán)，從而得出歸一化的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量，再將m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各類(lèi)型評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量相綜合后，得到最終的灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣。5）在假設(shè)m個(gè)武器系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，探究得出m個(gè)武器系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步篩選，按照最大隸屬度原則，確定武器系統(tǒng)被評(píng)估對(duì)象指標(biāo)的灰類(lèi)等級(jí)，完成整個(gè)武器系統(tǒng)效能評(píng)估。

3.2 應(yīng)用舉例

該文進(jìn)一步以層次灰色分析法為基本原理，分析武器系統(tǒng)效能評(píng)估的實(shí)例。首先，以有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)指標(biāo)作為某一武器系統(tǒng)安全可靠性指標(biāo)的衡量體系，進(jìn)一步利用層次分析法建立兩兩對(duì)應(yīng)的判斷矩陣，根據(jù)有關(guān)公式得出有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)武器系統(tǒng)基本效能指標(biāo)的權(quán)重值。其次，以5位專(zhuān)家所給出的指標(biāo)權(quán)重評(píng)價(jià)樣本為依據(jù)，得出相應(yīng)的評(píng)價(jià)樣本矩陣，在利用有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)指標(biāo)的五級(jí)評(píng)價(jià)體系下，得到相應(yīng)的灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)。將第一類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)很好的灰數(shù)定義為[0，9），白化權(quán)函數(shù)定義為f1。第二類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)較好的灰數(shù)設(shè)定為[0，7，10），白化權(quán)函數(shù)為f2。第三類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)一般的灰數(shù)設(shè)定為[0，5，8），白化權(quán)函數(shù)f3。第四類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)較差的灰數(shù)設(shè)定為[0，3，6），白化權(quán)函數(shù)為f4。第五類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)很差的灰數(shù)設(shè)定為[0，1，3），白化權(quán)函數(shù)為f5。進(jìn)一步根據(jù)灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量及樣本矩陣，在結(jié)合指標(biāo)評(píng)分等級(jí)、灰數(shù)以及白化權(quán)函數(shù)的基礎(chǔ)上，得出相應(yīng)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣，最終計(jì)算出評(píng)價(jià)結(jié)果[2]。根據(jù)最大隸屬度基本原理，得到該武器系統(tǒng)整體可靠性處于較好水平這一最終結(jié)論，為武器系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和未來(lái)研發(fā)設(shè)計(jì)等提供一定參考。

4 結(jié)論

總之，武器系統(tǒng)的效能評(píng)估在一定程度上呈現(xiàn)出時(shí)間變化的特質(zhì)，具備較強(qiáng)的時(shí)效性和復(fù)雜性，隨時(shí)間函數(shù)的影響較大。隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，武器系統(tǒng)的整體效能會(huì)呈現(xiàn)逐步降低的局面。同時(shí)，由于各武器系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上的差異性，應(yīng)對(duì)不同的武器系統(tǒng)應(yīng)采取截然不同的效能評(píng)估方法。通常情況下，武器系統(tǒng)效能評(píng)估實(shí)踐往往采用多種評(píng)估方法混合使用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，得到更加全面科學(xué)、客觀準(zhǔn)確的武器系統(tǒng)效能評(píng)估值。層次灰色分析法進(jìn)一步利用灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)精確界定武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)矩陣中的各元素，排除模糊綜合矩陣評(píng)價(jià)方法模型中專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)存在的主觀性，在一定程度上提高了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的科學(xué)性與有效性。

參考文獻(xiàn)

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