武器裝備體系需求論證研究

楊東昌，馬永忠，宋科

（武警工程大學(xué)裝備管理與保障學(xué)院，陜西 西安 710086）

1 前言

裝備需求論證是引領(lǐng)裝備發(fā)展方向、提升裝備建設(shè)質(zhì)量的重要手段，貫穿于裝備發(fā)展建設(shè)的全壽命周期，對于推動武器裝備科學(xué)化、體系化發(fā)展具有重要意義。在信息化、智能化高速發(fā)展的條件下，裝備迭代速率加快，裝備體系結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，技術(shù)含量越來越高，研制周期逐漸增長，開發(fā)費用越來越大。這對裝備發(fā)展實施正確決策帶來了挑戰(zhàn)，使得裝備論證工作顯得越來越重要。

近年來，以美國為首的發(fā)達國家在裝備發(fā)展中，綜合性的系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。重視以作戰(zhàn)需求牽引裝備體系構(gòu)建與更新，加強能力需求建設(shè)，同時建立高度權(quán)威的裝備需求生成機構(gòu)，全程指導(dǎo)武器裝備建設(shè)。美軍憑借著其優(yōu)秀的軍事理論、先進的技術(shù)手段和豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，確立了其在國際上裝備發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)地位，逐步形成了理論完善、方法明確、系統(tǒng)配套的工程化論證體系。

2 武器裝備論證發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和廣泛運用，裝備日益高技術(shù)化，裝備的技術(shù)可行性分析備受國家重視。如美國頒布的《重大武器采辦規(guī)定》中，就明確規(guī)定了裝備采辦“重點放在研制與采辦過程的階段，探索能完成任務(wù)需求的各種選擇方案”，進一步強調(diào)了論證在裝備發(fā)展中技術(shù)可行性分析的重要性。美軍立足于軍事轉(zhuǎn)型和能力開發(fā)戰(zhàn)略需要構(gòu)建了國防采辦系統(tǒng)(DAS)、“聯(lián)合能力集成與開發(fā)系統(tǒng)”（JCIDS）和規(guī)劃計劃預(yù)算執(zhí)行系統(tǒng)（PPBE）。形成了完善的美國國防采辦的三大決策支持系統(tǒng)，有力牽引著武器裝備體系的發(fā)展和建設(shè)方向。

2.1 武器裝備體系構(gòu)建方面

“IEEE Std 610.12–1990”將架構(gòu)定義為“體現(xiàn)在其組件中的系統(tǒng)的基本組織，它們之間以及與環(huán)境的關(guān)系以及指導(dǎo)其設(shè)計和發(fā)展的原理”。

美軍在C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上，建立和發(fā)布了《國防部體系結(jié)構(gòu)框架DoDAF2.0》定義了體系結(jié)構(gòu)發(fā)展、體系結(jié)構(gòu)描述和體系結(jié)構(gòu)集成的通用方法和規(guī)范，強調(diào)面向聯(lián)合作戰(zhàn)，從能力、業(yè)務(wù)、系統(tǒng)、服務(wù)、全景、標(biāo)準(zhǔn)、項目、數(shù)據(jù)八個方面構(gòu)建8視角、52視圖，形成了武器裝備需求分析的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

在體系功能分析上，采用公理化設(shè)計（AD理論）的思想來解決，將作戰(zhàn)任務(wù)域做用戶域，作戰(zhàn)能力域作為功能域，武器裝備體系功能域作為結(jié)構(gòu)域。通過對高層次的需求決策分析，進而完善低層次需求，采用自頂向下的分層映射方法，各層包含的域都有其對應(yīng)的需求目標(biāo)。如圖1所示。

圖1 基于AD理論的武器裝備體系功能映射分析

2.2 武器裝備體系需求分析方面

美軍十分重視利用建模仿真技術(shù)來支持武器裝備體系的開發(fā)和應(yīng)用。相繼研究開發(fā)了聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng)（JWARS）、聯(lián)合建模仿真系統(tǒng)（JMASS）、聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級仿真系統(tǒng)（JTLS），通過以上項目的實施，以武器裝備體系建模仿真為基礎(chǔ)，在體系需求分析方面得到較大的發(fā)展，取得明顯軍事效益和經(jīng)濟效益。體系需求分析通常包括任務(wù)需求分析和能力需求分析，以及裝備需求映射方法。

任務(wù)需求分析是通過對武器裝備運用作戰(zhàn)領(lǐng)域的研究，突出武器裝備在作戰(zhàn)中的重要地位，是提出作戰(zhàn)需求指標(biāo)的重要途徑。使命任務(wù)分析包括作戰(zhàn)使命分析、作戰(zhàn)概念設(shè)計、作戰(zhàn)活動分解、作戰(zhàn)活動集成四個步驟。在作戰(zhàn)使命分析時，采用SWOT的方法，從武器裝備發(fā)展的國內(nèi)外安全形勢和戰(zhàn)爭發(fā)展規(guī)律出發(fā)，找出發(fā)展的優(yōu)勢劣勢和面臨的機會與威脅，科學(xué)的確定武器裝備的作戰(zhàn)使命。

作戰(zhàn)能力是衡量武器裝備作戰(zhàn)潛能的重要指標(biāo)，是引領(lǐng)裝備需求論證的重要依據(jù)。武器裝備的作戰(zhàn)能力需求是連接武器裝備使命任務(wù)需求和武器裝備系統(tǒng)需求的紐帶。質(zhì)量功能展開（QFD），由日本質(zhì)量專家赤尾洋二于1966年首次提出，是一種由顧客需求驅(qū)動的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，有著堅實的理論基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用性。但由于分析數(shù)據(jù)的不確定性，使得結(jié)論主觀較強，可靠性不夠。李亮，郭齊勝在QFD的基礎(chǔ)上利用灰色關(guān)聯(lián)分析和粗糙集的理論提出了基于灰關(guān)聯(lián)分析的QFD，即GQFD和基于粗糙集的QFD，即RQFD的方法。同時結(jié)合1995年我國工程院院士李德毅提出的云模型的相關(guān)理念，提出了基于云模型的QFD，即CQFD。

2.3 武器裝備體系評估方面

裝備體系需求滿足度評估方法比較多，比如，面向作戰(zhàn)任務(wù)的能力需求滿足度評估方法、基于兵棋推演的評估方法和基于對抗仿真的評估方法等。

面向任務(wù)的武器裝備體系作戰(zhàn)能力需求滿足度分析，是以武器裝備體系建設(shè)的使命任務(wù)為依據(jù)，通過使命任務(wù)的分解提出作戰(zhàn)能力需求，進而分析武器裝備體系固有作戰(zhàn)能力滿足其使命任務(wù)作戰(zhàn)能力需求的程度，突出了武器裝備體系的編組配置和作戰(zhàn)運用對作戰(zhàn)能力的影響。

基于兵棋推演的評估方法屬于動態(tài)評估，最早于1811年由普魯士的軍事顧問馮·茉斯維茨提出?！氨逋蒲萘ⅰ睆膶嶋H的作戰(zhàn)數(shù)據(jù)出發(fā)，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)則下，采用的沙盤和棋子展現(xiàn)出作戰(zhàn)過程中的畫面。能夠形象的展現(xiàn)作戰(zhàn)環(huán)境，包括地理信息、氣象條件、電磁和水文環(huán)境等。同時能夠詳細(xì)的記錄作戰(zhàn)單元的死亡時間、破壞程度和突發(fā)情況，詳細(xì)的反映了戰(zhàn)場的動態(tài)環(huán)境。以能否達到推演目標(biāo)作為“任務(wù)成功滿足度”的評判結(jié)論，通過多地形、多樣式的推演統(tǒng)計，最終形成評估結(jié)論，一定程度上，推演過程反映了作戰(zhàn)對抗的真實程度。兵棋推演形成的多種想定可以作為對抗仿真評估的輸入條件，評估結(jié)論則作為對抗仿真評估的重要參考。

對抗仿真評估屬于動態(tài)評估，集地理信息管理、方案制訂、指揮作業(yè)、武器編配、裝備運用、仿真推演、分析評估和方案優(yōu)化于一體。能夠模擬武器裝備體系作戰(zhàn)運用環(huán)境和武器裝備在體系作戰(zhàn)背景下的綜合運用。以仿真的形式將作戰(zhàn)場景立體的展現(xiàn)出來，在作戰(zhàn)動態(tài)變化中綜合反應(yīng)人員、武器裝備和任務(wù)環(huán)境之間的聯(lián)系，客觀的反映了裝備體系的作戰(zhàn)效能。

3 武器裝備論證發(fā)展方向

（1）裝備體系論證工程化思想成為主導(dǎo)。隨著武器裝備信息化體系發(fā)展，武器裝備體系整體性特征更加突出。裝備需求論證工程化是以系統(tǒng)科學(xué)思想為指導(dǎo)，在理論研究與工程應(yīng)用之間架設(shè)橋梁。通過加強裝備需求工程化研究，建立裝備需求論證工程化模式與機制，能夠從根本上提高裝備需求論證的效率與質(zhì)量。一方面能夠按照集中效益的原則優(yōu)化配置全軍裝備需求論證軟硬件資源，充分發(fā)揮各種軍兵種裝備論證機構(gòu)的論證優(yōu)勢；另一方面能夠以裝備需求論證工程化為橋梁，有效彌補學(xué)術(shù)成果與工程需求之間的鴻溝。

（2）加強以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的體系需求分析方法。當(dāng)前體系需求方法大多主觀性較強，論證得出的結(jié)果缺乏客觀依據(jù)。根本原因就是對數(shù)據(jù)分析的手段單一，加強需求分析和需求映射的分析方法，將先進的數(shù)學(xué)理論作為分析的主要手段，使得對原始數(shù)據(jù)的分析更加科學(xué)、客觀。

（3）動態(tài)評估將成為體系需求方案的主要評估方法。動態(tài)評估主要包括兵棋推演和對抗仿真兩種類型。其本質(zhì)都是將裝備體系置于作戰(zhàn)任務(wù)的背景下，不單單考慮單個裝備的影響，而是加強了裝備與裝備之間，人與裝備之間的協(xié)同運用，能夠更好地反應(yīng)裝備體系的“涌現(xiàn)”能力，評估結(jié)果相對靜態(tài)評估也更加真實可信，同時還能作為輔助決策為作戰(zhàn)人員提供合理的裝備使用時機，明確各裝備間的協(xié)同關(guān)系，使作戰(zhàn)任務(wù)的能夠更加順利的完成，加強了裝備體系的作戰(zhàn)能力。