裝備體系保障性研究綜述*

丁 剛，張 琳，崔利杰，王利勇，叢繼平

（1.空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安 710051；2.空軍工程大學(xué)裝備管理與無(wú)人機(jī)工程學(xué)院，西安 710051；3.解放軍93920 部隊(duì)，西安 710061）

0 引言

信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中，體系化作戰(zhàn)成為常態(tài)。隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展演變，單個(gè)裝備或裝備系統(tǒng)完成作戰(zhàn)任務(wù)變得比較困難，常常需要具備一定結(jié)構(gòu)和功能的裝備體系來(lái)達(dá)成作戰(zhàn)目標(biāo)。體系化作戰(zhàn)、體系化保障、體系化評(píng)估成為裝備體系研究的關(guān)鍵問(wèn)題。

裝備保障是部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要組成部分。裝備體系的可保障性已經(jīng)成為與裝備體系性能同等重要的質(zhì)量要求。特別地，在執(zhí)行戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)時(shí)，裝備保障機(jī)構(gòu)往往根據(jù)以往演習(xí)、訓(xùn)練保障經(jīng)驗(yàn)等制定裝備保障方案，對(duì)保障方案生成、評(píng)估的適用性、合理性驗(yàn)證缺乏行之有效的方法手段。這一問(wèn)題的解決對(duì)推動(dòng)裝備更好地滿(mǎn)足作戰(zhàn)使用需求，促進(jìn)部隊(duì)裝備保障能力的提升具有重要意義。因此，研究裝備體系的保障性問(wèn)題具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 體系保障性概念界定

1.1 保障性

GJB451A《可靠性維修性保障性術(shù)語(yǔ)》［1］中，對(duì)保障性的定義為：“裝備的設(shè)計(jì)特性和計(jì)劃的保障資源滿(mǎn)足平時(shí)戰(zhàn)備完好性和戰(zhàn)時(shí)利用率要求的能力”。保障性是裝備質(zhì)量滿(mǎn)足使用要求的能力，這里的質(zhì)量決定于“設(shè)計(jì)”和“計(jì)劃”兩方面，其中“設(shè)計(jì)特性”是由設(shè)計(jì)人員賦予系統(tǒng)的屬性，“計(jì)劃的保障資源”是裝備使用保障中可獲得的物質(zhì)和人力。裝備“使用要求”通常由戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)轉(zhuǎn)化得到。保障性是裝備、資源、戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)互相匹配作用的綜合系統(tǒng)特性，保障性關(guān)乎裝備的設(shè)計(jì)特性，也關(guān)乎后續(xù)保障資源，關(guān)注裝備全壽命周期中的全部保障問(wèn)題。

1.2 體系保障性

1.2.1 體系概念

體系（System of Systems）的思想最早由Boulding提出，而System of Systems 這個(gè)詞則首先由Berry 在1964 年提出，后來(lái)Eisner 在研究多系統(tǒng)集成時(shí)提出體系的概念、特征［2-5］。眾多學(xué)者結(jié)合自身不同的研究領(lǐng)域?qū)w系相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，比較有代表性的是Russell［6］、Shenhar［7］、Kotov［8］、Jamshidi［9］等關(guān)于體系概念內(nèi)涵的界定；Jackson［10-11］、Eisner［12-13］、Halland［14］、Aaron［15］、Maier［16］、Pei［17］、Sage［18］、Cook［19］等關(guān)于體系方法論的研究；Maier［20］、Caffall［21］、Curtis［22］、Reckmeyer［23］、Boardma［24］、Kovacic［25-26］、Andrew［27］關(guān)于體系工程相關(guān)問(wèn)題的研究；Owens［28］、Manthorpe［29］、Maier［30］、Kilicay［31］、GAO［32］等則將體系研究用于解決國(guó)防和軍事領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題。從國(guó)外的情況看，體系研究應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，特別是軍事領(lǐng)域復(fù)雜時(shí)變多要素問(wèn)題的解決。

國(guó)內(nèi)對(duì)體系的研究起步較晚，發(fā)表的有關(guān)體系方面的論文也比較少，在2005 年-2011 年期間，研究人員對(duì)體系相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了較多探討，逐步討論明晰了體系的概念內(nèi)涵。有代表性的是：軍事科學(xué)院張最良［33-34］研究員在2005 年香山科學(xué)會(huì)議第269 次學(xué)術(shù)研討會(huì)的報(bào)告，及2006 年發(fā)表在中國(guó)科學(xué)基金期刊上的“體系開(kāi)發(fā)規(guī)律和科學(xué)途徑”一文，探討了體系的概念及特性，體系開(kāi)發(fā)研究的重要意義、面臨的困難挑戰(zhàn)以及研究體系開(kāi)發(fā)需關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。2006 年李增惠［35］發(fā)表的“體系開(kāi)發(fā)規(guī)律和科學(xué)途徑——香山科學(xué)會(huì)議學(xué)術(shù)討論會(huì)綜述”，也給出了體系的概念及體系開(kāi)發(fā)相關(guān)研究情況。上海交通大學(xué)的王元放［36］博士發(fā)表的“‘系統(tǒng)的系統(tǒng)’綜述”，對(duì)“系統(tǒng)的系統(tǒng)”定義、特征、分類(lèi)體系、建設(shè)原則，以及研究和實(shí)踐發(fā)展前景等進(jìn)行歸納和整理。國(guó)防大學(xué)胡曉峰［37］教授的《戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜系統(tǒng)仿真分析與實(shí)驗(yàn)》，給出了體系的基本概念和戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)中的體系及其特性。國(guó)防科技大學(xué)陽(yáng)東升［38］博士等發(fā)表的“信息時(shí)代的體系——概念與定義”，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于體系概念與定義的相關(guān)研究，給出了信息時(shí)代體系綜合定義的層次劃分的理解途徑，比較分析了體系與人工系統(tǒng)以及復(fù)雜系統(tǒng)概念的本質(zhì)差異。國(guó)防科技大學(xué)張維明教授等在2010 年出版了《體系工程理論與方法》，系統(tǒng)地總結(jié)了關(guān)于體系與體系工程的前沿研究，提出了體系與體系工程的基本概念、原理和方法，構(gòu)建了體系工程理論與方法體系，具有較高的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值。國(guó)防大學(xué)金偉新［39］教授在2010 年出版了《體系對(duì)抗復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模與仿真》，其中給出了體系的定義，并對(duì)體系對(duì)抗復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模與仿真進(jìn)行了深入研究。北京系統(tǒng)工程研究所游光榮［40］研究員發(fā)表的“關(guān)于體系與體系工程的若干認(rèn)識(shí)和思考”，探討了體系的概念，分析了體系的特點(diǎn)，對(duì)體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用所面臨的新問(wèn)題進(jìn)行了思考，研究了體系工程的概念、方法和關(guān)鍵技術(shù)，提出了武器裝備體系工程的概念。國(guó)防科技大學(xué)的譚躍進(jìn)［41］教授發(fā)表的“體系工程的研究與發(fā)展”，論述了體系與體系工程的概念，提出了體系工程的研究框架，以體系需求為例，系統(tǒng)地總結(jié)了武器裝備體系需求分析的過(guò)程。

至2011 年左右，國(guó)內(nèi)關(guān)于體系概念內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)日漸清晰明確。體系概念雖無(wú)統(tǒng)一的定義，但研究人員及學(xué)者對(duì)體系內(nèi)涵有了一個(gè)基本的共識(shí)，這也能為后續(xù)研究相關(guān)具體問(wèn)題提供一定的基礎(chǔ)。概念是反映事物本質(zhì)屬性的思維形式，思維形式是人類(lèi)理解和面對(duì)繁雜而且無(wú)序的世界萬(wàn)物的思維框架。值得一提的是，模型、方法論在某種程度上也具有這種作用，這里也就不難理解為什么眾多學(xué)者在定義體系的過(guò)程中時(shí)不時(shí)把它描述成“方法”“模型”“結(jié)構(gòu)”等等，這些研究為我們從不同的視角理解體系提供了一定的幫助。為了更好地把握航空裝備領(lǐng)域體系的本質(zhì)，同時(shí)便于后續(xù)保障性研究工作的展開(kāi)，本文在綜合分析的基礎(chǔ)上選取給出體系及體系典型定義：體系（System of Systems，SoS）是由目標(biāo)一致、功能協(xié)調(diào)、自主管理的系統(tǒng)構(gòu)成的具有一定能力、完成一定任務(wù)的復(fù)雜物質(zhì)或抽象系統(tǒng)。一般將體系研究歸納為系統(tǒng)科學(xué)，是系統(tǒng)科學(xué)對(duì)大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的綜合研究［42］。體系結(jié)構(gòu)（System of Systems Architecture，SoSA）是組成體系的系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)包括層次關(guān)聯(lián)、功能關(guān)聯(lián)、信息關(guān)聯(lián)及替代關(guān)聯(lián)等，結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生服務(wù)于體系運(yùn)作機(jī)制［43］。體系效能（System of Systems Effectiveness，SoSE）是指裝備體系實(shí)現(xiàn)特定任務(wù)目標(biāo)的有效程度，即在給定威脅、條件、環(huán)境和作戰(zhàn)方案下裝備體系完成作戰(zhàn)任務(wù)效果的度量，是一個(gè)整體性、動(dòng)態(tài)性和對(duì)抗性的概念［44］。

1.2.2 體系構(gòu)建

體系一般擁有開(kāi)放的邊界，隨著環(huán)境與輸入的變化，體系在可承受的范圍內(nèi)，不斷地適應(yīng)這種變化，以完成體系使命為最終目標(biāo)。體系構(gòu)建是體系研究的核心問(wèn)題，體系構(gòu)建以使命需求為依據(jù)，以能力需求為核心，以系統(tǒng)單元為基礎(chǔ)。通常遵循“自頂向下”定性分析（目標(biāo)分解- 任務(wù)建模- 體系構(gòu)建）與“自底向上”定量綜合集成（系統(tǒng)研發(fā)- 功能集成-能力聚合）相結(jié)合的原則，以“能力”為紐帶連接“自頂向下”的分解工作與“自底向上”的綜合集成工作，最終形成與使命匹配的體系［44］。體系構(gòu)建是一個(gè)融合了管理過(guò)程與技術(shù)過(guò)程的復(fù)雜活動(dòng)，體系構(gòu)建機(jī)理可提煉為一體、兩核、三層、四環(huán)、五要素。如圖1 所示，一體指體系是由系統(tǒng)耦合交互構(gòu)成的具有適應(yīng)性和涌現(xiàn)性的整體。兩核是指基于能力的體系需求開(kāi)發(fā)和基于多視圖的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，基于能力的需求開(kāi)發(fā)是目前體系需求研究的最主要的方法，基于多視圖的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠比較高效地對(duì)體系進(jìn)行描述、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。三層是指用戶(hù)需求層、體系能力層和系統(tǒng)功能層。四環(huán)是指概念開(kāi)發(fā)環(huán)、需求開(kāi)發(fā)環(huán)、體系開(kāi)發(fā)環(huán)、體系綜合環(huán)及系統(tǒng)工程環(huán)，概念開(kāi)發(fā)環(huán)通過(guò)分析體系使命輸出體系的目標(biāo)和約束；需求開(kāi)發(fā)環(huán)以輸出體系需求、能力需求和功能需求及其之間的映射關(guān)系為目的；體系開(kāi)發(fā)環(huán)從全局視圖、系統(tǒng)視圖和技術(shù)視圖3個(gè)視角對(duì)體系進(jìn)行描述，構(gòu)造體系結(jié)構(gòu)；體系綜合環(huán)分析現(xiàn)有系統(tǒng)、設(shè)計(jì)新系統(tǒng)并對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行集成；系統(tǒng)工程環(huán)則是傳統(tǒng)系統(tǒng)工程的經(jīng)典閉環(huán)過(guò)程，通過(guò)系統(tǒng)單元、通用平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。五要素是指體系的使命、能力、結(jié)構(gòu)、機(jī)制和單元。

圖1 體系構(gòu)建

1.2.3 體系保障性

通過(guò)以上分析，給出體系保障性定義：體系保障性是一定戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)牽引下相互獨(dú)立、相互協(xié)作的若干裝備，或裝備系統(tǒng)構(gòu)成的裝備體系構(gòu)建特性和規(guī)劃的保障系統(tǒng)滿(mǎn)足戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)指標(biāo)要求的能力。體系保障性是裝備體系滿(mǎn)足使用要求的能力，決定于體系構(gòu)建、環(huán)境擾動(dòng)和保障運(yùn)行3 個(gè)方面，其中，體系構(gòu)建, 是由作戰(zhàn)指揮員和保障指揮員根據(jù)戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)賦予體系的初始屬性；環(huán)境擾動(dòng)是體系運(yùn)行過(guò)程中外界條件變化對(duì)體系的動(dòng)態(tài)影響；保障運(yùn)行是裝備體系承擔(dān)使命任務(wù)過(guò)程中可獲得的保障物質(zhì)和人員及其運(yùn)行管理。體系保障性是戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)、裝備體系、保障系統(tǒng)圍繞體系目標(biāo)綜合作用的能力特性。保障系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中大多數(shù)時(shí)候也可以作為一個(gè)體系來(lái)分析，可以將體系保障性看作裝備體系的保障分體系。

2 裝備體系保障性研究現(xiàn)狀

保障性是裝備、資源、戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)互相匹配作用的綜合系統(tǒng)特性，保障性模型構(gòu)建則是采用不同的方法和技術(shù)建立裝備、資源和戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)的數(shù)學(xué)或邏輯模型。從保障任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度、保障資源需求確定與優(yōu)化配置、維修實(shí)施與優(yōu)化、體系保障性指標(biāo)構(gòu)建和體系保障性仿真技術(shù)5 個(gè)方面進(jìn)行梳理。

2.1 保障任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度

高龍等［45］構(gòu)建了基于多Agent 的分布式裝備保障體系任務(wù)分配框架，提出了以任務(wù)成功率為中心的分布式裝備保障任務(wù)分配模型，保障任務(wù)來(lái)源于裝備體系遂行作戰(zhàn)或訓(xùn)練任務(wù)時(shí)產(chǎn)生的裝備保障需求，其研究的重點(diǎn)集中于保障任務(wù)的分配。Luo L Z 等［46］設(shè)計(jì)了一定流程優(yōu)先級(jí)限制下的多機(jī)器人組任務(wù)分配算法；左文博等［47］建立了防空反導(dǎo)裝備搶修任務(wù)分配建模；王堅(jiān)浩等［48-49］構(gòu)建了裝備保障編組協(xié)同任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型和方法，可對(duì)大規(guī)模復(fù)雜任務(wù)分配方案進(jìn)行求解。提出基于多維動(dòng)態(tài)列表規(guī)劃和混沌蝙蝠算法的混合任務(wù)規(guī)劃方法；馬海英等［50］基于區(qū)域作戰(zhàn)時(shí)保障力量設(shè)置在一個(gè)保障基地，研究了其保障任務(wù)分配的數(shù)學(xué)模型和求解算法；趙田等［51］以裝備保障任務(wù)為對(duì)象，從任務(wù)流程、信息流轉(zhuǎn)、過(guò)程控制3 個(gè)方面探究裝備保障任務(wù)規(guī)劃?rùn)C(jī)理；邢彪等［52］以保障任務(wù)的成功性為度量標(biāo)準(zhǔn)，提出了保障節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分解、支援和協(xié)同策略，并在此基礎(chǔ)上建立了裝備保障體系的任務(wù)魯棒性指標(biāo)。李康等［53］從仿真建模角度出發(fā)，對(duì)裝備保障效能仿真評(píng)估中的任務(wù)建模因素、任務(wù)模式和執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行了研究。Song T L 等［54］從系統(tǒng)任務(wù)需求的角度，提出了作戰(zhàn)特性和保障特性的概念，并分析了兩者之間的關(guān)系，進(jìn)一步研究了系統(tǒng)保障性目標(biāo)的定義、組成、內(nèi)容及要求，介紹了確定系統(tǒng)保障性目標(biāo)的方法。

保障任務(wù)規(guī)劃與分配研究中，多以裝備保障任務(wù)為對(duì)象，考慮戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)的研究較少，或者大多數(shù)情況下將作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理；規(guī)劃與調(diào)度的衡量指標(biāo)多為保障任務(wù)或單一裝備的任務(wù)成功性指標(biāo)，較少考慮現(xiàn)代作戰(zhàn)條件下多型大數(shù)量裝備的體系級(jí)指標(biāo)；某一保障任務(wù)中多以單一保障任務(wù)的規(guī)劃與分配作為研究對(duì)象，較少考慮實(shí)際復(fù)雜任務(wù)及其多階段轉(zhuǎn)化條件下多類(lèi)型多流程的保障任務(wù)規(guī)劃；未見(jiàn)有從裝備體系支撐作戰(zhàn)任務(wù)的角度提出全面的體系級(jí)的保障性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)相應(yīng)的維修保障任務(wù)與調(diào)度進(jìn)行全要素、全流程、全過(guò)程的研究。

2.2 保障資源需求確定與優(yōu)化配置

于風(fēng)竺等［55］從保障任務(wù)切入，構(gòu)建了基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)的保障資源優(yōu)化配置模型；王鐵寧等［56］以遂行多階段作戰(zhàn)任務(wù)的裝甲裝備群為研究對(duì)象，構(gòu)建裝甲裝備群攜行備件配置優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)攜行備件資源的針對(duì)性配置；胡文璟［57］通過(guò)對(duì)保障性分析方法的研究，提出了適用于在裝備研制開(kāi)發(fā)企業(yè)中配套研制保障資源時(shí)的過(guò)程與方法；李鼎［58］研究了基于Petri 網(wǎng)和改進(jìn)遺傳算法的基本作戰(zhàn)單元使用保障資源仿真優(yōu)化模型構(gòu)建方法。盛旺等［59］通過(guò)對(duì)基本作戰(zhàn)單元的使用保障任務(wù)可靠性進(jìn)行分析，構(gòu)建了基于排隊(duì)論的單個(gè)作業(yè)使用保障設(shè)備配置優(yōu)化模型，并采用解析方法對(duì)模型進(jìn)行求解，優(yōu)化使用保障設(shè)備的配置方案。Li L 等［60］研究了以最小化完工時(shí)間為目標(biāo)的任務(wù)時(shí)間不確定的魯棒性資源配置問(wèn)題；王睿等［61］建立了考慮戰(zhàn)時(shí)動(dòng)態(tài)任務(wù)、裝備自然故障和戰(zhàn)損故障、備件的報(bào)廢和采購(gòu)等因素的戰(zhàn)時(shí)備件維修和供應(yīng)保障模式下的艦艇編隊(duì)任務(wù)成功性評(píng)估模型；盛經(jīng)雨［62］構(gòu)建了基本作戰(zhàn)單元使用保障資源協(xié)調(diào)配套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；Hooks 等［63］研究了利用OSA（Open System Architecture）方法對(duì)航空電子系統(tǒng)資源統(tǒng)型與標(biāo)準(zhǔn)化以減少出廠費(fèi)用和壽命周期費(fèi)用。

保障資源需求確定與優(yōu)化配置研究，多以保障任務(wù)或裝備單元為切入點(diǎn)，研究某一單一資源的或單個(gè)作業(yè)使用保障裝備設(shè)備或備件的優(yōu)化配置問(wèn)題；資源配置效能的度量多以保障流程或行為本身的完成度為衡量指標(biāo)，少有涉及對(duì)最終戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)完成的影響評(píng)價(jià)；保障資源的配置多面向某型裝備或基本作戰(zhàn)單元，面向作戰(zhàn)單元或作戰(zhàn)集團(tuán)裝備體系的需求與優(yōu)化較少。未見(jiàn)面向裝備體系及其任務(wù)對(duì)保障資源全要素整體運(yùn)用的研究。

2.3 維修實(shí)施與優(yōu)化

韓小孩等［64］研究了“不完全維修”條件下的功能單元任務(wù)可靠度評(píng)估方法和任務(wù)期間維修時(shí)可修單元組合任務(wù)維修度評(píng)估方法，并進(jìn)一步對(duì)裝備任務(wù)成功性進(jìn)行評(píng)估；王開(kāi)良等［65］建立了基于蘭徹斯特方程的維穩(wěn)軍事行動(dòng)軍械裝備維修任務(wù)量估算方法；劉文寶等［66］針對(duì)裝備維修任務(wù)規(guī)劃的特點(diǎn)，構(gòu)建基于遺傳算法的維修任務(wù)規(guī)劃策略，建立了以作業(yè)總維修工時(shí)最短為目標(biāo)函數(shù)的維修保障任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。曹立軍［67］提出了以任務(wù)成功性為中心的維修策略。以某型自行火炮為例，建立反映其任務(wù)成功性的評(píng)估指標(biāo)體系。郭霖瀚等［68］描述了基本作戰(zhàn)單元的預(yù)防性維修過(guò)程，提出了故障發(fā)生比、更換比和報(bào)廢比參數(shù)，建立了仿真模型，并根據(jù)Monte Carlo 仿真原理給出仿真算法；綦海龍等［69］確定了裝備維修保障維修任務(wù)量模型，進(jìn)一步運(yùn)用任務(wù)安排模型給出了任務(wù)數(shù)多于維修人員數(shù)和維修時(shí)間有限兩種情況下的處理方法；劉斌［70］提出以艦船任務(wù)可用性評(píng)估艦船維修保障系統(tǒng)效能的方法，針對(duì)保障資源優(yōu)化、維修策略?xún)?yōu)化對(duì)裝備保障體系效能的影響進(jìn)行了分析和研究；田舢等［71］建立了裝備搶修任務(wù)分配問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，以裝備整體修復(fù)時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)，提出了應(yīng)用遺傳算法解決該類(lèi)問(wèn)題；張濤［72］在分析裝備平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的任務(wù)需求特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了裝備使用階段的維修保障能力評(píng)估指標(biāo)，以使用可用度和任務(wù)成功概率為主要評(píng)估指標(biāo)，建立了相應(yīng)的模型及其求解算法。

維修實(shí)施與優(yōu)化研究集中于單裝或基本作戰(zhàn)單元維修任務(wù)規(guī)劃、分配與維修能力評(píng)估；對(duì)裝備功能單元?jiǎng)t考慮到任務(wù)維修度的評(píng)估方法；針對(duì)某型裝備研究了維修保障系統(tǒng)的效能評(píng)估，對(duì)資源與維修對(duì)保障體系的效能影響進(jìn)行了研究；一些學(xué)者建立了某些維修過(guò)程的計(jì)算機(jī)模型描述，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和仿真算法；從戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)出發(fā)到維修保障實(shí)施與優(yōu)化的研究較少，面向任務(wù)的裝備體系級(jí)的維修相關(guān)要素與流程優(yōu)化較少。

從以上文獻(xiàn)分析可以看出，當(dāng)前保障性研究在保障任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度、保障資源需求確定與優(yōu)化配置和維修實(shí)施與優(yōu)化3 個(gè)方面進(jìn)行了較為深入的研究，這些研究成果為面向任務(wù)的裝備體系保障性研究提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。另一方面，針對(duì)裝備體系保障性建立科學(xué)完整的計(jì)算機(jī)描述模型，從戰(zhàn)訓(xùn)任務(wù)出發(fā)構(gòu)建評(píng)估保障性的體系級(jí)指標(biāo)，面向裝備保障指揮建立智能決策仿真模型的研究很少，特別是將“指標(biāo)構(gòu)建- 智能決策”綜合聯(lián)通研究并進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和案例驗(yàn)證的還未發(fā)現(xiàn)。

2.4 體系保障性指標(biāo)構(gòu)建

體系保障性指標(biāo)構(gòu)建作為一個(gè)新的研究領(lǐng)域，是從型號(hào)裝備保障性參數(shù)、裝備系統(tǒng)的保障性指標(biāo)逐漸發(fā)展而來(lái)的，在理論和方法上都有了一定的積累。關(guān)楠［73］提出了基于灰色理論的裝備保障性評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)分析方法，解決了保障性工程中對(duì)定性定量指標(biāo)的定性分析，用來(lái)評(píng)估保障性工程的決策優(yōu)劣。金榮［74］給出了一種基于熵權(quán)多目標(biāo)決策的某型飛機(jī)保障性評(píng)價(jià)方法，其評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)對(duì)象面向單型裝備。李軍亮等［75］通過(guò)更新過(guò)程理論建立故障時(shí)間和維修時(shí)間服從一般分布的系統(tǒng)可用度方程，給出并證明了系統(tǒng)可用度求解的一般方法，其系統(tǒng)界定為軍用飛機(jī)及其子系統(tǒng)和部件。郭小威等［76］針對(duì)裝備群多階段任務(wù)特點(diǎn)，以最大化任務(wù)可用度為目標(biāo)建立了規(guī)劃模型，提出改進(jìn)算法對(duì)模型進(jìn)行了求解，但其維修活動(dòng)假定在任務(wù)間隔期內(nèi)，未考慮持續(xù)任務(wù)與維修同步進(jìn)行的情況。魏勇等［77］通過(guò)任務(wù)成功率定義建立任務(wù)成功率仿真模型，將原理模型應(yīng)用于某艦艇多階段任務(wù)訓(xùn)練仿真。陸凱等［78］建立了裝備體系維修保障能力參數(shù)體系，有助于維修保障能力建模以及仿真，其參數(shù)體系建立基于平時(shí)保障流程。Claude M.Bolton Jr［79］提出未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS 中與后勤保障相關(guān)的兩個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)，即運(yùn)輸與布署指標(biāo)KPP4 和支持與可靠性指標(biāo)KPP5。通過(guò)FCS 體系保障相關(guān)技術(shù)優(yōu)化達(dá)到提高后勤保障效率和降低作戰(zhàn)費(fèi)用的目標(biāo)。Mohammad Asjad 等［80］建立一種獲取機(jī)械系統(tǒng)保障性特征的概念框架，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)從用戶(hù)的角度出發(fā)可用度和壽命周期費(fèi)用是定量描述保障性的可行指標(biāo)。通過(guò)進(jìn)一步研究，Mohammad Asjad［81］等給出了系統(tǒng)可用度的定義，建立了機(jī)械系統(tǒng)基于使用和維修保障的系統(tǒng)可用度模型，分析了RMS 參數(shù)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可用度的影響。Chang Y 等［82］分析了故障冗余多階段任務(wù)系統(tǒng)FTMPS 的任務(wù)可靠性，建立了階段持續(xù)時(shí)間隨機(jī)、維修活動(dòng)非指數(shù)分布，以及不同維修策略下的解析計(jì)算方法，以太空船執(zhí)行近地飛行任務(wù)和分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成長(zhǎng)時(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行了驗(yàn)證。

可以看出，當(dāng)前保障性指標(biāo)研究多面向單一裝備及其部件，側(cè)重于通過(guò)保障性分析建模影響裝備的設(shè)計(jì)制造過(guò)程及費(fèi)用控制，對(duì)裝備體系完成戰(zhàn)備與戰(zhàn)時(shí)使用任務(wù)的研究相對(duì)較少，一方面凸顯出保障性研究與現(xiàn)代條件下作戰(zhàn)任務(wù)特點(diǎn)不完全相適應(yīng)，另一方面也體現(xiàn)對(duì)裝備體系保障性指標(biāo)的構(gòu)建還存在諸多不足。可以考慮通過(guò)明確裝備體系保障性的概念，在分析裝備體系保障性邏輯控制機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立裝備體系的保障性指標(biāo)體系，通過(guò)某種形式給出各保障性指標(biāo)的明確定義及計(jì)算公式，為后續(xù)開(kāi)展體系保障性評(píng)價(jià)和決策奠定基礎(chǔ)。

2.5 體系保障性仿真技術(shù)

系統(tǒng)建模是指將一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、輸入輸出關(guān)系用數(shù)字模型、邏輯模型等描述出來(lái)，用對(duì)模型的研究來(lái)反映對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的研究［83］。有了系統(tǒng)模型，再借助于計(jì)算機(jī)，就可以模擬系統(tǒng)和功能，這就是系統(tǒng)仿真，相當(dāng)于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)系統(tǒng)做實(shí)驗(yàn)，即系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。體系是大規(guī)模的系統(tǒng)集成，一般意義上，體系屬于一類(lèi)特殊的系統(tǒng)，在解決體系問(wèn)題時(shí)，應(yīng)將其視為“系統(tǒng)工程發(fā)展的新領(lǐng)域”［84］。

武器裝備體系研究的根本目的是武器裝備體系優(yōu)化，核心是比較和選擇［85］。優(yōu)化選擇的目標(biāo)可以是效費(fèi)比最大、對(duì)使命任務(wù)適應(yīng)度最大、對(duì)任務(wù)變化魯棒性最強(qiáng)、獲取信息與決策優(yōu)等［86］。體系保障性研究的優(yōu)化對(duì)象主要是裝備體系的維修保障能力，按照維修保障能力的表現(xiàn)形式，可分為通過(guò)實(shí)際作業(yè)進(jìn)行的評(píng)估和不通過(guò)實(shí)際作業(yè)過(guò)程進(jìn)行的評(píng)估，第1 類(lèi)包含實(shí)戰(zhàn)（演習(xí)）評(píng)估、試驗(yàn)評(píng)估、實(shí)兵演練評(píng)估等；第2 類(lèi)主要是建模與仿真方法［87］，建模與仿真方法克服了實(shí)戰(zhàn)、武器裝備試驗(yàn)和實(shí)兵演習(xí)的缺點(diǎn)，無(wú)需實(shí)際使用裝備，通過(guò)建立裝備體系活動(dòng)與演化模型，在各種不同外界輸入條件下進(jìn)行反復(fù)計(jì)算和評(píng)估，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、靈活、通用等特點(diǎn)，因而成為非實(shí)戰(zhàn)條件下評(píng)估裝備效能最常用和最主要的方法。

近年來(lái)，隨著裝備全壽命周期特別是作戰(zhàn)使用保障問(wèn)題的凸顯，裝備保障建模與仿真研究逐漸引起學(xué)者的重視。潘星等［88］基于體系工程（SoSE）需求開(kāi)發(fā)過(guò)程和裝備體系特點(diǎn)，給出了裝備體系RMS 論證框架；羅湘勇等［89］針對(duì)復(fù)雜裝備保障任務(wù)提出了基于DoDAF 的裝備保障任務(wù)建模與仿真驗(yàn)證方法；米巧麗等［90］基于ExtendSim 對(duì)艦炮維修保障過(guò)程進(jìn)行了建模與仿真；尹麗麗等［91］基于多智能體對(duì)裝備保障體系進(jìn)行了分布式建模與仿真；寇力等［92］對(duì)基于多智能體的裝備保障體系仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，構(gòu)建了原型系統(tǒng)并進(jìn)行了案例分析；Mahulkar 等［93］基于智能體對(duì)海軍作戰(zhàn)人員日常維修流程進(jìn)行了體系建模與仿真分析；Yang L B 等［94］基于智能體對(duì)多源數(shù)據(jù)集成進(jìn)行了研究，以解決高速公路信號(hào)系統(tǒng)維修決策支持的問(wèn)題；Cao Y 等［95］基于多智能體系統(tǒng)對(duì)裝備保障過(guò)程建模進(jìn)行了研究；Panteleev 等［96］人基于智能體方法建立了一種裝備維修保障過(guò)程模型，用以解決維修服務(wù)公司提供相應(yīng)服務(wù)的優(yōu)化；Du X M 等［97］建立了基于智能體的裝備保障指揮框架，對(duì)各智能體的溝通機(jī)制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

以上文獻(xiàn)對(duì)裝備保障體系建模與仿真相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的研究，其需要改進(jìn)的地方主要集中在3 個(gè)方面，一是缺乏從完成裝備體系任務(wù)的角度出發(fā)建立全面的建模、評(píng)價(jià)、驗(yàn)證和優(yōu)化的解決方案研究；二是在構(gòu)建模型的過(guò)程中，對(duì)于保障體系要素?cái)?shù)學(xué)和邏輯描述科學(xué)性有待提高，主要表現(xiàn)在體系自適應(yīng)性和涌現(xiàn)性的表示和控制；三是由于模型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，很多仿真更加關(guān)注模型的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和運(yùn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析方法著力不夠，導(dǎo)致問(wèn)題的研究缺乏深度。另一方面，對(duì)在一定任務(wù)條件下裝備保障體系的研究還很少?？紤]多Agent 技術(shù)在解決復(fù)雜系統(tǒng)仿真領(lǐng)域涌現(xiàn)性、演化性問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)，可以考慮基于多Agent 仿真建模技術(shù)，提出裝備保障體系的多Agent 仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程，建立構(gòu)成裝備保障體系仿真的多Agent 模型。從完成裝備體系任務(wù)的角度出發(fā)，建立較為全面完整的保障性建模與仿真技術(shù)方案，支撐裝備保障能力提升的決策分析和方案優(yōu)化。

3 結(jié)論

信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中作戰(zhàn)力量運(yùn)用呈現(xiàn)出明顯的體系化發(fā)展特點(diǎn)，裝備保障已經(jīng)成為部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要組成部分。本文深入分析了體系概念及其構(gòu)建機(jī)理，界定了體系保障性的概念。進(jìn)一步分析了國(guó)內(nèi)外裝備體系保障性研究的現(xiàn)狀。最后，對(duì)面向任務(wù)的裝備體系保障性研究中“指標(biāo)構(gòu)建-智能決策”兩個(gè)方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。下一步應(yīng)當(dāng)在裝備體系的任務(wù)規(guī)劃、保障資源確定、維修實(shí)施等方面加強(qiáng)理論與技術(shù)研究，特別是保障性評(píng)價(jià)指標(biāo)和保障性問(wèn)題的仿真技術(shù)方法研究，對(duì)解決體系保障性問(wèn)題具有重要作用。本文研究對(duì)后續(xù)開(kāi)展面向任務(wù)的裝備體系保障性建模與仿真評(píng)估工作具有一定的指導(dǎo)意義。