基于信息熵-TOPSIS的武器裝備發(fā)展規(guī)劃動態(tài)決策方法

【摘要】本文針對武器裝備規(guī)劃方案在體系工程各階段、各環(huán)節(jié)、全過程的傳遞性、繼承性和迭代性，引入時間序列概念進行描述和刻畫，并結(jié)合信息熵和TOPSIS方法，建立面向體系工程的動態(tài)決策方法，為武器裝備規(guī)劃計劃提供科學(xué)決策支持。

【關(guān)鍵詞】武器裝備發(fā)展規(guī)劃|動態(tài)決策|信息熵|TOPSIS

面向未來高對抗、強博弈的聯(lián)合作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)，武器裝備規(guī)劃計劃應(yīng)從對智能作戰(zhàn)體系的戰(zhàn)斗力增長率、體系貢獻率的角度，針對體系工程跨層級、跨領(lǐng)域、跨部門、多階段特點，進行全面統(tǒng)籌布局。這些特點對于武器裝備規(guī)劃論證提出了新要求，亟需構(gòu)建面向智能作戰(zhàn)體系工程的動態(tài)決策方法。

目前，大部分武器裝備規(guī)劃計劃決策方法只關(guān)注于單個時期的決策信息，并未建立基于時間序列的動態(tài)決策評估模型。本文從需求開發(fā)、架構(gòu)設(shè)計、標準制定、體系建設(shè)、體系集成、體系驗證等體系工程全過程角度，針對規(guī)劃方案論證構(gòu)建過程中傳遞演化多時段、多階段決策問題，通過在決策變量中增加時序信息，提出基于信息熵-TOPSIS的動態(tài)決策方法，為體系工程中武器裝備規(guī)劃計劃決策提供指導(dǎo)和參考。

一、面向體系工程的動態(tài)決策方法

借鑒美國國防部[1]提出的體系工程過程模型，結(jié)合錢學(xué)森[2]的系統(tǒng)工程模型，將體系工程過程劃分為“兩個層次、三個階段”，其中“兩個層次”包括體系層和系統(tǒng)層[3]，如圖1所示。

另一方面，分別從技術(shù)和技術(shù)管理角度，體系工程包括需求開發(fā)、邏輯功能分析、架構(gòu)設(shè)計、構(gòu)建執(zhí)行、集成、驗證、評估、交付等8個技術(shù)過程，以及決策分析、技術(shù)規(guī)劃、技術(shù)評估、需求管理、風(fēng)險管理、配置管理、數(shù)據(jù)管理、接口管理等8個技術(shù)管理過程。決策分析作為技術(shù)管理過程最重要的要素之一，下面我們重點討論體系工程過程中武器裝備規(guī)劃計劃動態(tài)決策方法。

下面建立基于信息熵-TOPSIS的動態(tài)決策評估模型。主要分為三個階段：

第一階段：根據(jù)決策者對規(guī)劃方案的評估指標打分，確定評估指標值，并基于評估結(jié)果，建立原始決策矩陣；

第二階段：引入時序關(guān)注度概念，并基于信息熵，確定方案不同規(guī)劃計劃時段或者體系工程階段的時間權(quán)重；

第三階段：運用TOPSIS方法，對原始決策矩陣中評估指標進行規(guī)范化處理，得到規(guī)范決策矩陣；然后對規(guī)劃決策矩陣作歸一化處理，得到標準規(guī)范決策矩陣；同時，將信息摘的概念引人TOPSIS進行權(quán)重確定，再根據(jù)各決策指標的權(quán)重在標準規(guī)范決策矩陣的基礎(chǔ)上，得到加權(quán)標準規(guī)范決策矩陣；最后，根據(jù)TOPSIS方法，確定正負理想解；

第四階段：計算每個規(guī)劃方案與正負理想解的距離，并根據(jù)每個方案的相對接近度進行排序，選擇相對接近度最大的方案作為最優(yōu)方案。

二、結(jié)語

本文針對體系工程背景下規(guī)劃方案論證構(gòu)建過程中傳遞演化多時段、多階段決策問題，通過在決策變量中加入時間序列，建立了基于信息熵-TOPSIS的武器裝備發(fā)展規(guī)劃動態(tài)決策方法，為體系工程過程中武器裝備規(guī)劃計劃決策提供借鑒參考。中國軍轉(zhuǎn)民

參考文獻

[1]DoD.Systems Engineering Guide for Systems of Systems， version 1.0[R].Washington， DC， USA： US Department of Defense （DoD），2008.

[2]錢學(xué)森，于景元，戴汝為.一個科學(xué)新領(lǐng)域-開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論[J].自然雜志，1990.

[3]武志鋒，劉伊生.基于體系工程的重大科技項目決策博弈分析[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報，2021，16（07）：684-691.

（作者單位：中國電子科學(xué)研究院）