装备作战需求论证流程规范化建模

樊延平， 郭齐胜， 穆 歌， 董志明

(装甲兵工程学院装备指挥与管理系，北京100072)

装备作战需求论证是武器装备建设与发展的首要环节[1]。它是以装备使命任务为牵引，以提出装备能力、功能和结构需求方案为目标，采用一系列科学方法进行逻辑推理和系统分析的过程。随着装备发展模式由“跟踪模仿”向“自主创新”的转变，如何提出科学合理的装备作战需求成为制约装备自主创新发展成败的关键环节之一。为此，装备论证机构也积极转变观念，创新论证理论与方法，努力适应装备自主创新的发展趋势。但是在装备作战需求论证中依然存在着一些不足和亟待解决的问题,主要表现在以下3个方面：1)装备作战需求论证流程不够清晰，不同流程步骤的方法不够明确，不利于装备作战需求论证工作的高效开展和提高论证成果质量；2)新理念、新方法和新技术的涌现，迫切需要调整传统的以单一部门为主体的工作模式，适应装备作战需求论证对不同专业领域的不同要求；3)随着专业化分工和联合作战理念的不断深入，以分工协作为主要特征的联合论证成为未来装备作战需求论证的主要方式，亟需规范装备作战需求论证流程，明确装备作战需求论证信息接口，实现多军兵种参与的联合协同论证。

规范化作为当前企业界比较公认的改善管理水平的有效方法，强调以流程为中心组织业务流程和管理流程，确保所有的事情有法可依、有章可循与有标可对[2]，从而大大提高企业的运行效率和竞争力。为此，本文围绕装备作战需求论证工作，借鉴企业规范化管理的相关思想与方法，探索研究装备作战需求论证流程的规范化方法，尝试构建装备作战需求论证流程的规范化模型。

1 装备作战需求论证流程规范化

1.1 基本目标

装备作战需求论证流程规范化，是实现装备作战需求论证工程化的基础[3]，基本目标是通过分析装备作战需求论证的使命任务、实施过程和相关资源，识别装备作战需求论证的基本环节，梳理不同论证环节的逻辑关系和信息接口，明确不同论证环节的组成要素及相互关系，构建结构化的装备作战需求论证流程，促进装备作战需求论证机构的协同合作，提高装备作战需求论证工作效率和成果质量。

1.2 主要内容

1) 论证环节规范化建模[4]。在提取并识别出装备作战需求论证基本环节的基础上，采用规范化的环节描述方法，对装备作战需求论证环节的功能、输入、输出、方法、约束条件和潜在用户等要素进行描述。

2) 论证流程结构化建模[4]。以装备作战需求论证基本环节为基础，以装备能力、功能和结构需求方案为目标，分析装备作战需求论证环节的相互关系和信息接口，构建结构化的装备作战需求论证规范化流程。

1.3 主要特征

1) 优化运作过程。通过装备作战需求论证环节和流程的分析，进一步明确装备作战需求论证活动的承接关系和信息需求，能够最大程度地优化装备作战需求工作过程，提高装备作战需求论证效率和成果质量。

2) 强调整体最优。装备作战需求论证流程的构建，紧紧围绕装备作战能力、功能和结构方案的提出，提炼装备作战需求论证的环节和信息需求，从而实现装备作战需求论证工作的整体最优。

3) 突出目标导向。以工作表单为核心的装备作战需求论证环节模型，进一步明确不同环节的工作目标和内容，有利于引导论证人员围绕环节目标有针对性地高效开展工作。

2 论证环节规范化方法

2.1 论证环节的提取

装备作战需求论证环节，是指在装备作战需求论证过程中，有必要与其他活动区分的、相对独立的论证活动或论证活动的组合，是能够反映装备作战需求论证目标必不可少的基本单元。装备作战需求论证环节的提取，通常应在对装备作战需求论证活动深入分析的基础上，采用工作分解结构(Work Breakdown Structure, WBS)方法[5]，按照环节功能独立、环节结果明确、专业领域相对集中等原则进行。通过装备作战需求论证的工作结构分解，能够初步提出装备作战需求论证环节的组成和分层结构关系，为识别基本论证环节和构建论证流程奠定基础。

2.2 论证环节的识别

装备作战需求论证环节识别，是在分析不同论证环节对装备作战需求论证工作目标的基础上，识别出具有关键作用的论证环节，进而合理确定基本论证环节的功能和活动组成。由于专业领域、利益诉求和方法手段等方面因素的差异，往往造成装备作战需求论证环节的组成和功能并不相同，也难以真正反映装备作战需求论证的最终目标和本质要求。因此，需要按照一定的识别准则，采用合适的识别方法，从提出的装备作战需求论证环节组成中确定基本环节，作为构建装备作战需求论证流程的基本元素。

2.2.1 识别原则

装备作战需求论证环节是装备作战需求论证相关活动的集合，环节中相关活动的开展是为了提出假定或形成结论，以支撑装备作战能力、功能和结构方案的提出。因此，论证环节的识别应围绕环节及其活动对装备作战需求论证目标的重要程度展开，同时兼顾不同环节之间工作任务的划分和信息交互要求，具体可概括为以下4个方面。

1) 重要性原则。若某个论证环节相关活动的开展是提出装备作战能力、功能和结构方案的重要步骤，并且该环节的缺失会对论证结果的准确性、可信度、完整度等方面造成重大影响，则应将该环节确定为装备作战需求论证的基本环节。

2) 成果独立性原则。若某个论证环节的工作输出相对比较独立，是装备作战需求论证中比较关注的标志性或重要性成果之一，即使该环节放置于装备作战需求论证流程之外，仍然具有一定的应用价值，则应将该环节确定为装备作战需求论证的基本环节。

3) 功能集中性原则。若某个论证环节及其相关活动均是围绕某项或某类论证功能，且与其他的论证功能交互较少，则应将该环节确定为装备作战需求论证的基本环节。

4) 交互简单性原则。环节间的信息交互建立在环节功能良好封装的基础上，论证环节的功能集中程度越高，相应环节间的信息交互关系将越简单；同时，交互关系的简化也有利于不同论证环节之间的分工与协作，提高装备作战需求论证工作效率。

2.2.2 识别方法

围绕装备作战需求论证目标和特点，按照识别原则，识别确定装备作战需求论证基本环节的步骤为：1) 通过装备作战需求论证目标及过程的深入分析，确定影响装备作战需求论证成败的关键因素，构建论证环节与关键成功因素之间的关联矩阵，分析不同论证环节对关键成功因素的重要程度，并将重要度高的论证环节确定为装备作战需求论证的关键环节；2) 通过构建关键环节的功能映射矩阵，分析不同关键环节功能的重叠情况，合理确定不同关键环节的活动组成和关系；3) 根据不同关键环节的成果独立情况和交互情况，采用分解、合并等方式，确定装备作战需求论证的基本环节。以论证环节重要度分析为例，可构建如表1所示的环节优化矩阵。表中采用3级比例标度法表示不同论证环节对关键成功因素的重要程度，2、1、0分别表示重要、次要、无关3个重要程度等级。

表1 环节优化矩阵

2.3 论证环节的要素分析

围绕一定的目标，实现特定的功能，包含一系列活动，是确定装备作战需求论证基本环节的主要依据，也是装备作战需求论证基本环节所包含的主要内容。借鉴结构化建模语言IDEF0[6]对建模对象的抽象方法，可将装备作战需求论证基本环节抽象为活动、功能、方法、输入、输出、约束条件和潜在用户等7个要素，可表示为如图1所示的基本论证环节元模型。该元模型描述了基本论证环节的要素组成及其相互关系[7]。其中:活动是组成基本环节的单元，若干个活动按照一定的逻辑关系组成基本环节；功能是基本环节作用用途的描述，根据功能的复杂程度，通常需要一个或多个活动才能实现相应的功能；输入是指为实现基本环节功能所必需的资源的总和，是完成环节活动所不可缺少的前提条件；输出是基本环节各项活动的产物，也是描述基本环节成果的重要标志；约束条件是指基本环节各项活动所必须遵守的约定和规则；潜在用户明确开展基本环节各项活动的合适人员；方法明确基本环节各项活动开展的推荐方法。

图1 装备作战需求论证环节元模型

由于在具体的论证实践过程中，获得同样或相近的论证方案所采用的方法和活动因人而已。因此，在基本环节要素分析中，将重点考虑功能、方法、输入、输出、约束条件和潜在用户等6个要素，而仅将活动作为分析基本环节其他要素的重要参考，以方便论证人员按照基本环节各要素要求灵活地开展论证实践。

3 论证流程结构化方法

装备作战需求论证流程是围绕装备作战需求论证目标，按照基本论证环节之间的逻辑关系、信息关系和数据需求，将基本论证环节有机组合生成的完整流程。由于装备作战需求论证本质要求的稳定性，装备作战需求论证流程也会保持相对稳定。但是，随着作战理念、论证理念、论证方法与技术等因素的变革，装备作战需求论证流程往往也应同步调整优化。构建装备作战需求论证流程重点应就流程的类型、结构与层次等内容展开研究。

3.1 流程类型

典型的装备作战需求论证流程包括面向项目管理的流程、面向业务活动的流程和面向数据的流程。面向项目管理的流程是按照装备作战需求论证项目管理的一般要求和里程碑，划分项目管理的阶段及其主要活动，目的是有效控制项目进度和目标，保证项目按期顺利完成。面向业务活动的流程是根据装备作战需求论证实践中各项活动的内在联系和基本规律，按照业务活动间的相互关系有机组合生成的流程，目的是推动论证活动的有序开展，进而提高成果质量。面向数据的流程聚焦装备作战需求论证各项活动的数据需求和数据流向，以数据为中心组织论证活动，是一种计算机化的流程组织形式，是构建流程化的论证辅助系统的重要依据。这3种典型论证流程的特点不同，应用场合不同，构建规范化的装备作战需求论证流程应综合考虑多方利益攸关者的需求，以业务逻辑为主线，并兼顾管理需求和数据需求。

3.2 流程结构

根据装备作战需求论证流程中环节的组织方式，可分为串行、并行和反馈3种基本流程结构[2]，如图2所示。不同的流程结构会对流程的运作效率和质量产生重大影响。通常，串联结构有助于对流程节点活动和信息的控制；并联结构有助于流程节点活动的协同，提高运行效率；而反馈结构则有助于系统部分环节的改善与调整。在构建装备作战需求论证流程时，应充分分析不同环节的功能与运行情况，通过多种结构的灵活运用，实现流程效益的整体最优。

图2 流程的3种基本结构

3.3 流程层次

根据论证人员的关注重点、研究领域等因素的不同，装备作战需求论证流程通常可分为总体流程和基本流程。其中，总体流程是面向研究领域的流程，按照涉及的研究领域(作战、装备、能力等)，可构建包括作战需求分析、能力需求分析、装备需求分析等环节及其相互关系的论证流程。基本流程是面向研究目标和论证人员的流程，组成基本流程的环节应具有明确、有意义的研究目标，并且适宜于单个装备论证人员或论证小组独立完成；它在宏观流程的基础上，分析各领域研究的必要环节及其特征，并以装备作战需求论证基本环节为基础构建，是对装备作战需求论证流程比较规范的描述和界定，通常具有较广的适应性。装备作战需求论证的总体流程和基本流程之间的关系如图3所示。

图3 总体流程与基本流程间的关系

4 装备作战需求论证流程模型构建

4.1 总体流程模型

总体流程面向作战、装备、能力3个领域，提出了完成装备作战需求论证的5个宏观环节，如图4所示。

图4 装备作战需求论证总体流程

4.2 基本流程模型

基本流程是面向具体的研究目标和论证人员，以具有“论证”意义的基本环节为单元，构建的关于装备作战需求论证的比较详细、规范的流程，每个环节的功能均是围绕装备作战需求论证中的某个具体问题展开，其分析结果直接或间接地成为后续环节的输入或者装备作战能力、功能和结构方案的组成部分及数据支撑。在总体流程的基础上，通过对装备作战需求论证过程及其活动[8]的深入分析，提出并确定了23个基本环节及其功能、方法、输入、输出、约束条件和潜在用户等要素的基本内容，并在基本环节逻辑关系及其接口关系分析的基础上，构建了如图5所示的装备作战需求论证基本流程。

图5 装备作战需求论证基本流程

经过反复优化调整基本流程，可作为装备作战需求论证的规范化流程，用来规范装备作战需求论证的工作程序，指导项目的合理分解，明确工作阶段的成果形式，确定项目研究的里程碑节点，组织不同领域论证人员的有机协同，实现具体任务、论证人员和相关资源的优化配置。

4.3 基本环节规范化描述

以图5中所示的“作战能力差距分析”基本环节为例，可分别从功能、方法、输入、输出、约束条件和潜在用户等6个方面对其进行规范化描述。

4.3.1 要素定义

该基本环节的要素定义如表2所示。

表2 “作战能力差距分析”基本环节的要素定义

4.3.2 表单化设计

基本环节的输入、输出采用表单化设计[9]，以工作表单模板规范基本环节输入和输出的要素、内容、要求和格式。其中:输入表单为前一基本环节的输出表单；输出表单为后一环节的输入表单。

在“作战能力差距分析”输入中，以“态势信息处理能力”为例，设计能力需求表单如表3所示。

表3 能力需求输入表单示例

注：能力贡献度区分为标志性能力、关键性能力和一般能力，分别用A、B、C表示。

“作战能力差距分析”输出为作战能力差距清单，以“态势感知”能力的某项子能力“态势信息处理能力”为例，可将其需求值与现有值间的差距表示为如表4所示的工作表单。

4.3.3 方法说明

通常情况下，环节规范化描述中仅给出基本环节的适用方法，不必强制用户采用指定的方法，从而增强基本环节的适应性。但是，不管用户采用哪种方法，工作输出必须满足表单设计要求。

在“作战能力差距分析”基本环节中，推荐使用基于比较矩阵的定性与定量相结合的方法，来确定作战能力需求与作战能力差距间的相对差距和绝对差距，增强分析结果的可理解性。其基本步骤如下。

表4 作战能力差距分析输出表单示例

1) 分解能力需求和能力现状，构建能力指标关联矩阵。

2) 根据任务需求的重要度，确定能力指标的重要度，可定性区分为3个层次，即很重要、重要和一般，分别采用1、2、3表示。

3) 根据完成任务的能力重要度和当前能力的实现水平，确定能力需求的紧急程度，可定性区分为3个层次，即迫切需要、很需要和需要，分别采用1、2、3表示。

4) 根据能力的重要度和紧急程度，采用矩阵判断法(如图6所示)，确定各项能力的差距等级(即相对差距)，可用如下数学模型表示：

图6 作战能力相对差距判断法

5) 根据各项能力指标的取值情况，计算各项能力的绝对差距，假定能力需求的基本值为Ni，对应的现有值为Mi，则该项能力的绝对差距为(Ni-M)/Mi。

6) 将能力的相对差距和绝对差距以集对的形式表示，如集对(Ai,Bi)表示第i项能力指标的相对差距为Ai，绝对差距为Bi。

表5为基于比较矩阵的定性与定量相结合的能力差距分析结果。

表5 基于比较矩阵的定性与定量能力差距分析结果

5 结论

构建规范化的装备作战需求论证流程是实现装备作战需求论证工程化的基础，对规范装备作战需求论证工作、提高装备作战需求论证效率具有重要意义。本文仅对装备作战需求论证规范化建模的目标、内容、特征和方法等内容进行了初步探讨，还不能适应装备作战需求论证的工程化要求，需要在装备作战需求论证数据交互建模、领域专家协同的联合论证工作模式构建、工具支持自动化等方面加强研究，以推动装备作战需求论证的规范化和高效化，进而提高装备作战需求论证的质量和水平。

参考文献：

[1] 赵全仁.武器装备论证导论[M].北京:兵器工业出版社,1998:16-19.

[2] 水藏玺,吴平新,刘志坚.流程优化与再造[M].3版.北京:中国经济出版社,2013:25-26.

[3] 郭齐胜,董志明,穆歌.装备需求论证工程化基本理论研究[J].装甲兵工程学院学报,2012,26(1):1-4.

[4] 郭齐胜,董志明,穆歌.装备需求论证规范化基本理论研究[J].装甲兵工程学院学报,2013,27(1):1-4.

[5] 白勇军,陈阳,赵勇.基于WBS的虚拟采办系统分析与协同建模研究[J].系统仿真学报,2011,23(12):2768-2776.

[6] 丁泽柳,曾熠,罗雪山.基于IDEF0的NCW指控概念模型研究[J].舰船电子工程,2007,27(4):1-6.

[7] 宛海宁,舒振,黄力,等.元模型理论及其在企业体系结构开发设计中的应用[J].系统工程理论与实践,2012,32(4):847-853.

[8] 董志明.装备需求论证工程化理论与方法研究[D].北京:装甲兵工程学院,2013.

[9] 任正非.华为的冬天[J].管理与财富,2008,15(8):66-69.