信息化条件下联合作战运筹分析的特点和一般方法论

张最良，蔡游飞

（军事科学院 军事运筹分析研究所，北京100091）

1 引 言

联合作战运筹分析是以支持优化决策为目标，应用基于量化分析的科学化方法对联合作战有关军事决策问题进行的研究或知识体系。其目的是深化对联合作战特点、规律的认识，支持各指挥层次决策。

联合作战决策问题中除部分问题外，大部分问题的决策目标、决策条件或/和决策方案可以部分或全部用定性定量结合方法描述，这类决策问题（决策科学中称为结构性问题或半结构性问题）需要也可能用运筹分析方法研究。联合作战运筹分析研究的任务就是要在深入把握联合作战特点和决策支持需求的基础上，探索有效的联合作战运筹分析方法，并用以研究解决联合作战能力建设与运用中一系列重要决策支持问题。

下面，就信息化条件下联合作战运筹分析的特点和一般方法论进行探讨。

2 未来联合作战使命特点和性质

新时期军事战略方针要求我军全面履行新世纪新阶段军队历史使命，应对多种安全威胁，完成多样化军事任务；遏制危机、控制战局、打赢信息化条件下局部战争。

在国际战略格局动荡变化和信息化军事变革继续扩展、深化的背景下，我军联合作战将具有许多新的特点，对军队战备建设和联合作战的组织与实施提出一系列新的挑战。主要特点如下：①联合作战任务的类型扩展，包括战争作战行动和非战争作战行动；②军队执行联合作战任务的频度增加，其时间具有不可预测性；③联合作战成功与否取决于在军事、政治、经济、社会等多领域的效果；④联合作战的对象具有更为明显的作战体系特征；⑤联合作战手段由陆、海、空战场的诸军种物理效果兵力扩展为在政治、经济、外交手段配合的陆、海、空、天、信息多维战斗空间内诸军兵种联合的多域（物理、信息、认知、社会、生物、化学等）效果兵力；⑥联合兵力行动的地理范围扩展；⑦可能的敌方体系能力的突然性使联合作战进程和不确定性增加。

信息时代联合作战使命的特点表明，我军履行使命、完成各类可能联合作战任务将是一个不确定性很大的复杂动态变化过程。

联合作战使命不确定性、复杂性和动态性的原因是：①多维效果空间的复杂性。政、经、军、社每一领域效果及相互作用的特性（效能度量、不确定性和风险水平等）的影响因素十分复杂，而且由于效果的连锁传导而使“不确定性”放大。②联合作战对抗体系自身诸元素的结构复杂性、相互作用的动态复杂性，以及体系对抗过程生成的动态情况与双方体系元素的意愿、约束、感知和能力等相互影响而导致的不确定和复杂性。③联合作战外部环境，包括国际政治、经济、外交环境和自然环境（地理、气象、电磁等）与联合作战体系对抗过程相互作用而形成的不确定和复杂性。

当代联合作战实践表明，在军队现代化建设和联合作战的组织实施中，必须充分考虑联合作战使命的不确定、复杂和动态变化的特性和要求。忽略情况的复杂性，任务必定失败；忽略联合作战的不确定性，预测的战果往往无意义；忽略动态性，依靠计划预案行动往往行不通。针对信息化条件下联合作战使命的不确定复杂和动态变化特性，联合作战运筹分析的主要问题是：研究确保任务成功的联合作战能力运用特性要求和决策支持的问题、能胜任未来联合作战任务的联合作战能力建设特性要求和决策支持的问题，以及研究解决这些不确定复杂动态变化决策支持问题的运筹分析方法。

3 联合作战运筹分析问题的特点

运筹分析问题是对所研究的资源运用活动（简称作业），在设定作业条件（包括活动想定和约束条件）下寻求决策方案，使作业的结果按决策准则，达到决策者的要求（最优或优化）。

着眼运筹分析问题的作业、作业条件、决策准则、决策方案等要素，对传统军事运筹分析问题和联合作战运筹分析问题的特点进行对比，见表1。

表1 传统军事运筹分析问题和联合作战运筹分析问题基本要素对比

通过对比，可以看出联合作战运筹分析问题有以下特点：

（1）作为分析对象的联合作战活动涉及多层次、多领域（陆、海、空、天、信息）的兵力活动，及政、经、社等相关机构活动，具有由彼此间强烈相互作用而产生的复杂性，很难分离出单个的因果关系。当前事件会影响很多后续事件出现的可能性。特别是由于参与联合作战的各军兵种兵力间的联合协同性和互操作性，联合作战决策方案与活动结果间存在非刚性的因果关系，同一决策可能导致多种不同的结果。因而很难预测决策执行的结果。

（2）由于对方联合作战行动的不可预料性和作战环境变化的不确定性，联合作战决策与联合作战活动结果间的非刚性因果关系存在很大不确定性。这种不确定性是无法用技术克服的，因此，运筹分析要求的给定作业条件只是初始的假定。

（3）决策准则要求度量政治、经济、军事、社会等方面的期望效果，涉及物理域、信息域、认知域、社会域的变量。其中有些变量如物理域变量可以量化描述与搜集信息，有些如认知域变量则很难或不能量化描述，搜集定性信息也很困难。

（4）基于初始假设的想定、环境条件和决策准则所求得的定常决策方案只能是初始的，不能确保复杂不确定性联合作战达到所要求的目标。适合复杂和不确定联合作战的决策方案应当具有按作战进展情况而调整的特性，即有更多“调整决策”（Adjustment Decisions）而较少“执行决策”（Execution Decisions）的适应性计划（Planning to Adapt）。

从问题求解的角度看，传统军事运筹分析问题具有良性结构（Well—Structured）特性或半结构（Medium—Structured）特性（整个或部分问题有明确定义和可量化描述）；求解所需信息全部或部分明确且可获得；有可重复使用的例行求解步骤与方法，但也要求创造性技巧和关于未来条件的假设。

而联合作战运筹分析问题则具有非结构性（Un—Structured）特性，它涉及政治、文化、军事、经济等因素的混合，有各种各样不同“行动者”力图通过各种不同的战略达到它们的目的。由于经常遇到复杂而不熟悉的使命和情况以及军种间竞争和复杂的相互依赖性而导致的反直观情况，问题很难明确定义，缺乏求解所需信息，也很难找到例行的求解方法，需要进行创造性的探索，找到可行有效的求解方法。

4 联合作战运筹分析问题求解的一般方法论

方法论是用于某一特定知识领域问题求解的原则、程序和方法体系。运筹分析问题是决策对象的当前状态或条件与希望状态或条件的差别。问题求解的最终结果就是作出决定。

4.1 传统军事运筹分析问题求解的一般方法论

传统军事运筹分析问题求解的一般方法论原则是遵循“实践——理论假设——再实践”的研究路线，从系统视角，以系统运行过程为对象，应用建模仿真等工具，进行在量化基础上定性与定量结合的分析，求得问题的解。这种运筹分析可称之为系统运筹分析，其一般求解过程是在量化描述运筹分析问题基础上，提出多个备选决策方案；基于系统运行过程模型预测备选方案执行的可能结果；按决策准则评估备选方案执行结果的满意程度。对于量化描述中未包含的定性因素，如士气、领导能力等，通过专家判断等在评估中予以考虑。最后在对比多个备选方案评估结果基础上，提出决策支持建议。

图1给出单军种战斗决策的传统军事运筹分析问题求解的一般过程框图。

4.2 联合作战运筹分析问题求解的一般方法论

联合作战运筹分析问题的求解方法论需要在传统军事运筹分析方法论基础上，针对问题的多军种联合、复杂、不确定和非结构性等特点进行创造性研究才能逐步形成。这里，仅从概念上对方法论的原则和一般过程作初步讨论。有关方法论涉及的方法体系尚需通过广泛的研究实践逐渐形成。

4.2.1 方法论原则

（1）体系视角（SoSPerspective）。体系（System—of—systems，SoS）是由独立起作用的系统组成的以实现特定功能的更大规模的系统组合。单个系统和体系都符合系统的定义。但并不是所有系统都是体系。体系的本质特征是：可以涌现新的能力。联合作战体系通过各军种兵力联合协同性所提供的能力互补显著提高了实现战略目标要求的效能和效率。外军经验表明，作战胜利“将取决于掌握用先进信息技术联接多军种硬、软毁伤能力组成体系的能力”。

基于体系视角，联合作战运筹分析的对象是己方联合作战体系的运行过程。在运行过程中己方体系与对方体系发生对抗性的交互作用，同时也与外部相关社会环境与物理环境发生复杂的交互作用，导致达到或达不到战略目标要求的期望效果。这种运筹分析可称之为体系运筹分析。体系运筹分析要求在备选方案设计及方案执行结果预测中，考虑各军种兵力间竞争与合作、互不从属而又相互依赖的关系，建立描述体系组成系统之间及它们与外部环境影响因素之间相互作用的体系对抗模型或体系演进模型，这是体系运筹分析相对系统运筹分析而言的新课题。

（2）用整体论与还原论结合的方法研究联合作战体系对抗过程决策的设计与评估问题。联合作战体系对抗过程中，双方作战体系组成要素自身之间的相互协同作用，与对方体系要素之间的相互对抗作用以及与外部环境因素之间相互适应作用，推动双方体系的特性、行为甚至结构不断变化，产生不完全可预料的结果，这些结果从体系对抗的局部对抗过程是预测不出来的。因此，联合作战体系对抗过程具有复杂系统或复杂适应系统的涌现性质。这种性质意味着复杂系统组成部分的相互关系在这些组成部分相互孤立时是不存在的。

体系对抗过程的涌现性质给联合作战运筹分析中的决策方案设计及评估带来新的问题。由于复杂系统很难或无法分离出单个的原因及其产生的效果，因此，很难根据充分信息设计出可以控制体系对抗过程行为的决策方案；也很难根据当前的对抗状况预测未来的结果并根据预测结果评价对比决策方案。

解决这些问题不能靠基于组成分解再求和的还原论方法，因为它损失了组成要素间相互作用的信息。复杂系统的涌现特性要求用整体论方法解决系统的设计与评价问题。

整体论（Holism）认为事物“不能完全分解为部分并且大于其部分之和，将其组成部分机械堆积在一起并不能产生这些事物，也不能解释其性质和行为”。然而整体论方法也需要对复杂系统进行简单描述或对复杂问题进行分解以便找到切实可行的求解程序。

获得诺贝尔奖的决策科学、人工智能领域著名专家西蒙（C.Simon）在《人工科学》中指出“许多复杂系统都具有近可分解的层次结构这一事实，是使我们能理解、描述甚至‘看见’这种系统及其部分的重大促进因素。”他详细探讨了层级系统与其组成系统的细节之间的近独立性，以及子系统与总体系统的较慢运动之间的短期独立性，在此基础上提出了将整体论与还原论结合的一种实用研究方式，即在复杂系统的每一层次上构建独立性理论，但是同时还可以构建中介理论，以说明每一较高层次怎样用低一层次上的组元及其关系来解释。

基于这一思路，研究联合作战体系对抗过程决策的设计与评估，可以对联合作战按战略、战役、战术层次分解，每一层次的组成要素再按功能分解，在确保考虑同一层次各要素间横向联系的同时，考虑不同层次元素间的纵向联系，并通过状态描述和过程描述相结合的方式，寻求对体系对抗过程的整体简化描述和在此基础上的决策设计与评估的实用方法。

针对特定联合作战问题，按这个原则建立实用方法是一项创造性的努力。

（3）用适应性动态决策和探索性分析评估方法克服联合作战不确定性的困难。不确定性是信息化条件下联合作战战略战役环境和对抗过程不可避免的特性，无论是用技术手段如信息优势还是通过合理决策过程都不能克服不确定性。

克服不确定性影响的主要途径是用适应性动态决策代替静态固定的决策。方案设计提供的只是初始决策，其正确性需要通过执行实践来检验。若发现初始决策不正确或情况发生变化，就应调整初始决策，所谓“摸着石头过河”也就是这个意思。方案设计只是帮助确定要摸的第一块石头。应用适应性决策意味着把指挥、控制看作是适应性过程，指挥是自上而下的指导，而控制是自底向上的反馈。

考虑不确定性对决策方案进行评估的有效方法是基于探索性分析的评估方法。它能给出决策方案在哪些情况下表现好，哪些情况下表现差的结论，而不是传统灵敏度分析方法给出的在特定想定下那些方案表现好或差的结论。

（4）用多学科协同的“人在环”的交互式运筹分析解决非结构性问题。联合作战运筹分析问题的非结构性特性要求在问题的陈述、决策环境的设定、决策准则的描述、决策方案的设想以及决策执行结果的预测与评价等方面，应用客观的量化信息与基于专家经验的判断信息，考虑各军种各机构的价值取向与决策偏好、对抗双方的文化差异等因素进行定量分析与定性分析相结合的综合研究，这就需要把相关军种、相关机构的分析者、决策者嵌入运筹分析过程，建立多机构、多学科协同的“人在环”的交互式运筹分析程序，充分发挥所嵌入人员的创造性思维、经验与知识的作用。

4.2.2 联合作战运筹分析问题求解的一般过程框图

面向联合战役指挥决策的运筹分析问题求解的一般过程框图，如图2所示。该图表明联合作战运筹分析和面向单军种战术作战的运筹分析相比，其过程框图有以下特点。

（1）联合作战运筹分析问题只能建立形式化描述，其中既包括量化描述部分也有定性描述部分，而传统军事运筹分析问题可建立量化描述。

（2）所设计的决策方案具有适应性结构如条件分叉和接续等。其内容根据当时战果的情报信息来确定，包含对相关军种、部门战役战术层次兵力的联合协同指挥决策。

（3）应用联合作战体系对抗或体系演化仿真模型预测决策执行结果，该仿真模型应反映联合作战兵力间联合协同性的不确定性及对方反应和外部环境变化的不确定性影响；还应反映体系对抗过程中双方体系之间以及体系与环境之间的相互作用引起的联合作战体系功能、结构变化（正因如此，该模型称为体系演化模型而不称为体系运行模型）。模型给出的预测战果涉及物理域、信息域、认知域和社会域的变量。

（4）对决策方案评估、排序的决策准则应反映在军事、政治、经济、社会等方面的期望效果，因此用相关的效能准则和风险准则进行方案评估，以此度量决策方案是否实现了用正确的方法做正确的事情。效果度量有些可量化，有些要用多个指征来判断。如压制敌防空火力可用对方地空火力数度量；而使对方领导人愿意弃核谈判，则要用对方多个行动指征度量，如核设施活动状况，对外声明等。

（5）对多个决策方案选项经排序、筛选出的建议方案应通过“人在指挥回路”的联合作战体系对抗推演实验进行检验、完善，这是实现交互式运筹分析的重要环节。

（6）为克服联合作战中不可避免出现的严重不确定性影响，经过前述运筹分析步骤确定的执行决策，只能看作是一个“假设”，其正确性有待实际联合作战实施来检验。通过在作战过程中根据情报搜集及战果汇集进行实时作战评估（Operational Assessment）持续地对初始决策进行反馈调整，直至达到战略目标要求。若问题求解的目的是研究方案而非指挥作战，则联合作战实施这一环节可用含实兵的综合性联合作战对抗实验来模拟。

在整个过程中各军种决策者和决策支持分析人员的创造性能力和联合协同精神无疑具有决定性作用。

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