基于任务-能力-结构-演化的武器装备体系贡献度评估与示例分析

罗小明,　杨　娟,　何　榕

(1. 装备学院 航天指挥系， 北京 101416；　2. 装备学院 装备发展战略研究所， 北京 101416；3. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416)

基于任务-能力-结构-演化的武器装备体系贡献度评估与示例分析

罗小明1,杨娟2,何榕3

(1. 装备学院 航天指挥系， 北京 101416；2. 装备学院 装备发展战略研究所， 北京 101416；3. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416)

摘要评估武器装备体系贡献度对于武器装备发展论证、体系作战能力建设、作战试验开展、作战使用保障、实战化训练等具有重要意义。从任务、能力、结构、演化4个维度出发，构建了武器装备体系贡献度分析的总体框架，论述了武器装备体系任务贡献度、能力贡献度、结构贡献度和演化贡献度的内涵并分析了相关示例，提出了基于“探索性分析+”的武器装备体系贡献度评估流程，为具体任务中武器装备体系贡献度评估提供了有效方法。

关键词武器装备；作战体系；体系贡献度；探索性分析；评估

文献[1]1-5剖析了体系贡献度的基本概念，并从需求满足度和效能提升度2个方面界定了武器装备体系贡献度的内涵。文献[2]5-10提出了武器装备体系贡献度评估的一般过程与主要特点，并结合示例给出了武器装备体系贡献度评估的具体过程和做法。文献[3]1-6分析了作战效果、作战效率、作战代价与体系作战能力之间的定性关系，从增强作战效果贡献度、增强作战效率贡献度和降低作战代价贡献度3个方面提出了武器装备体系贡献度评估指标体系，并建立了基于结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)的武器装备体系贡献度评估模型。武器装备体系贡献度是一个新的概念，也是衡量被评武器装备或系统在体系作战中所发挥作用的关键因素。如何界定武器装备体系贡献度的内涵和分类，在理论上还是一个需要不断探析的课题。

未来战争模式是以联合作战为背景的体系对抗，这就意味着必须锻造作战体系作战能力，建设“天生联合”的武器装备体系，并在联合任务环境中对新型武器装备进行试验、训练、演习、使用和保障[4]。现代武器系统尤其是高新技术装备如果在未来作战使用中不能很好地融入实际的作战体系，则会对武器装备体系建设和作战体系作战能力提升造成较大的损失[2]6。

作战体系是由各种作战系统按照一定的指控关系、组织关系和运行机制构成的有机整体。作战体系中没有孤立的节点，各节点(即组成作战体系的作战系统)通过信息连通或交互作用实现作战协同。从构成作战体系的作战系统种类及数量来说，作战体系有大有小。本文将作战体系划分为直接任务作战体系(如陆军作战体系、海军作战体系、空军作战体系、火箭军作战体系、战略支援部队作战体系等)和联合作战体系(如联合火力打击体系、联合封锁作战体系、联合岛屿进攻体系、联合边境防卫作战体系、联合防空反导作战体系、联合太空作战体系、联合信息作战体系、联合特种作战体系等)。

从作战体系生成的角度可理解为：作战体系是一个由目标节点、侦察探测节点、指挥控制节点、火力打击节点、信息对抗节点、综合保障节点，以及联结这些节点的边(主要包括物理域的物理连接关系、信息域的业务处理关系、认知与社会域的组织行为关系等)所构成的复杂网络[5-6]。作战体系任务完成效果或价值从宏观上讲是通过侦察探测、指挥控制、火力打击、信息对抗、综合保障、敌方目标各实体之间的相互关联、相互协同、相互融合、相互联动来发挥和实现的。影响武器装备体系贡献度的因素较多，体系贡献度的内涵不是单一的，而是多层次(multi-level)、多维度(multi-dimension)、多准则(multi-criterion)、多指标(multiple-index)、多方案(multi-plan)的。因此，评估武器装备体系贡献度要从被评武器装备对作战体系效果作战能力、作战效能或任务完成效果影响作用或涌现效应的多个视角进行。如果从单一视角去分析武器装备体系贡献度，势必导致评估结果的片面性，降低其可信度[7]。本文从任务(task)、能力(capability)、结构(structure)、演化(evolution)4个维度出发，对武器装备体系贡献度的内涵和分类进行深入探析。

1总体框架

文献[2]5-10认为，武器装备体系贡献度是根据武器装备(或作战系统)承担的使命任务，将被评武器装备或系统置于近似真实的作战背景下，考虑装备使用的真实作战系统、作战环境和作战对手，检验评估使用该装备后对己方作战体系作战能力、作战效能或任务完成效果提升的贡献程度，或对敌方作战体系效果或价值下降的贡献程度。本文所论及的任务完成效果主要指任务完成效益(即，作战效果)、任务完成时间(即，作战效率)和任务完成代价(即，作战代价)。按贡献者和受益者的关联关系，体系贡献度可分为直接贡献度、间接贡献度；按度量方法，体系贡献度可分为绝对贡献度(作战体系作战能力、作战效能或任务完成效果的变化量(差值))、相对贡献度(作战体系作战能力、作战效能或任务完成效果的变化率(比值))[1]2。

本文从任务、能力、结构、演化4个维度来探讨武器装备体系贡献度的内涵和分类，构建武器装备体系贡献度分析的总体框架，如图1所示。其中：任务贡献度评估的主要目的是考核或检验被评武器装备或系统对作战体系任务完成效果产生的贡献量，具体可从增强作战效果贡献度、降低作战代价贡献度、增强作战效率贡献度3个方面来衡量；能力贡献度和结构贡献度则是被评武器装备或系统对作战体系任务完成能力产生贡献量的2项具体内容或表现形式，具体可分别从增强体系生存能力贡献度、增强任务完成能力贡献度，以及增强体系功能结构和信息结构贡献度来衡量；演化贡献度评估则从动态、适变、发展的视角，考核或检验被评武器装备或系统对作战体系在信息协同、打击协同、结构破击等方面产生的贡献量。

图1　武器装备体系贡献度分析的总体框架

2任务贡献度

任务(task)是为完成军事行动，基于条令、战术、技术与工程及标准操作程序而开展的各项活动。战场打不赢，一切等于零。能否完成所赋予的使命任务是检验评估武器装备体系贡献度的基础或第一要务。被评武器装备或系统应完成的使命任务包括其作战样式、作战约束及具体任务[8]。武器装备对作战体系使命任务完成的贡献度可从对任务完成效益的贡献度(增强作战效果贡献度)、对任务完成时间的贡献度(增强作战效率贡献度)、对任务完成代价的贡献度(降低作战代价贡献度)3个方面来衡量。其中，增强作战效果贡献度，可用毁伤敌方各类目标或装备的概率、数量、百分比，有效任务次数，兵力倍增系数，兵力交换比改善量等指标来衡量；增强作战效率贡献度，可用推进(机动)时间、作战持续时间、指挥控制周期(或OODA(Observe、Orient、Decide、Act))环时长、有效任务时长等指标来衡量；降低作战代价贡献度，可用己方各类弹药消耗数量，目标或装备战损概率、数量、百分比，有效任务次数减少量或减少率，敌我兵力损耗交换比等指标来衡量。

3能力贡献度

能力(capability)就是做事的本领或具有的潜力。能力通过作战加以反映，则称为作战能力，即在特定标准和条件下，通过能够执行一组任务的方法和手段的集成，达成期望效果的本领[9]2-3。作战体系能力主要可分为信息系统支持能力、指挥控制能力、战场机动能力、综合防护能力、火力打击能力、综合保障能力[10-11]。借鉴美军作战试验与鉴定工作的范畴[12]，本文将作战体系能力划分为生存能力、任务完成能力、综合保障能力3大类，如图2所示。

从需求满足度的角度来讲，能力贡献度指包含/不包含被评武器装备的作战体系满足能力需求的程度，能力需求主要指作战体系为完成使命任务时应达到的总体能力目标。从效能提升度的角度来讲，能力贡献度是指包含/不包含被评武器装备的作战体系能力的变化量或变化率。例如：以常规地地弹道导弹打击机场目标为背景，评估天基信息支援装备(系统)的体系贡献度。选择卫星侦察资源能力、卫星侦察信息处理与作战保障能力、战场环境信息保障能力、卫星导航保障能力、卫星信息增强精确打击能力5个指标作为评估指标。根据文献[13]209的评估结果，由高至低，卫星导航保障能力、卫星侦察信息处理与作战保障能力、卫星侦察资源能力、战场环境信息保障能力对增强导弹武器远程精确打击能力的贡献度排序分别为49.1%、27.5%、21.5%、8.9%，即卫星导航应用对增强导弹武器远程精确打击能力的贡献度最大。另外，通过仿真实验可知，低案天基信息支援对增强精确打击的程度为0.678(相对于无天基信息支援的情况)，高案天基信息支援对增强精确打击的程度为0.922(相对于有较高水平的天基信息支援情况)。因此，高案天基信息支援装备(系统)对增强导弹武器远程精确打击能力的相对贡献度为GB=(0.922-0.678)/0.678≈36%。

图2　作战体系能力的构成

4结构贡献度

在信息化条件下，若干不同功能的武器装备系统集成为装备体系，为联合作战提供跃升的作战能力。武器装备体系是由多种系统组成的系统(SystemofSystems,SoS)，是在一定的战略指导、作战指挥和综合保障条件下，为完成一定的使命任务，而由功能上相互联系、相互作用的各类武器系统组成的更高层次的系统[14]。因此，武器装备体系中包含有大量的装备，各类武器系统组合在一起，形成了各类结构(structure)，主要有层次结构和作战功能结构[15]，如图3所示。

图3　武器装备体系的基本组成及结构

结构是系统内各组成要素之间的相关联系、相互作用的方式。武器装备体系结构是指构成武器装备体系的各类武器系统及相互关系。一般而言，作战体系作战能力、作战效能或任务完成效果与武器装备的种类(品种)、数量(规模)、性能(战术技术性能、作战使用性能)及结构关系(信息连通、相互联系、相互作用)等因素有关。因此，体系中各装备/系统间的相互关系主要有数量关系、空间关系、时间关系、信息连通关系、作战协同关系等[6]5。结构决定功能，体系中的武器装备种类、数量、性能及结构关系决定了体系具备完成某项功能或任务的能力[9]82-83。因此，武器装备体系的结构关系主要体现于OODA环或“侦(察)、控(制)、打(击)、评(估)”过程中各节点间的物理连接关系、业务处理关系及组织行为关系，具体映射到一个个信息活动上，即体现为各种信息连通关系及作战协同关系。从需求满足度的角度来讲，结构贡献度指包含/不包含被评武器装备的作战体系在其任务编成能力(要素构建、数量规模、时效性)，结构特性(灵活性、高效性、鲁棒性)[6]119，信息连通质量(文字、语音、图像，如通信带宽、通信可靠度、信息分辨率、传输速度、信息处理速度等性能参数和战技指标[9]99，信息保障时效性(信息获取时效性、信息处理时效性、信息传输时效性)，作战协同能力(OODA环时长、指挥容量、武器协同控制能力、作战控制成功率)[6]199-200等方面满足需求的程度。从效能提升度的角度来讲，结构贡献度指包含/不包含被评武器装备的作战体系功能结构和信息结构效能的变化量或变化率。

例如：某武器装备体系由侦察卫星、侦察无人机、指挥控制系统、作战无人机、战斗机、巡航/战术导弹、远程火箭炮编队等7个节点组成。体系SA、SB、SC组成如表1所示[9]101-102。

表1　某武器装备体系组成示例

5演化贡献度

作战体系是一个按照相应机理运动发展的整体系统，是“活”的系统，体系的结构、状态、特性、功能、行为等随时间的推移而发生变化，这种变化称之为演化(Evolution)[16-17]。演化是作战体系由一种结构或形态向另一种结构或形态的转变。也就是说，体系的结构、状态、特性、功能、行为等都处在或快或慢的演化之中，作战体系具有灵活、适变、动态等特性。因此，武器装备体系贡献度也不是静态的，而是在体系对抗过程中动态展现。在体系贡献度影响因素和机制的分析以及评估指标的选择上，要特别注意动态性和静态性的结合，反映作战对手、战术战法和体系对抗的影响作用或涌现效应。

6评估流程

文献[1]4提出将影响图分析方法和探索性分析方法相结合，是评估武器装备体系贡献度的有效方法。武器装备体系贡献度评估是定性评估和定量评估的综合，应采取定性与定量相结合的综合集成方法，主要有主观评定法(如会议评估法、德尔菲(Delphi)法、主观概率法等)、统计分析法(如抽样调查、参数估计、假设检验、回归分析、相关分析等)、数学解析法(如兰彻斯特方程、系统动力学模型、贝叶斯网模型、结构方程模型(SEM)、Petri网建模与分析方法、影响图建模与分析方法、网络计划分析方法、ADC方法、系统效能分析方法、质量功能展开法、平衡记分卡法、层次分析法、模糊评估法、灰色评估法、信息熵评估法等)、仿真模拟法(如数值模拟方法、模拟试验方法、探索性分析方法、基于Agent和复杂网络的仿真建模方法等)[18]。前3种方法(拟线性近似方法)主要用于基于需求和效能驱动的体系贡献度评估；仿真模拟法(复杂体系建模方法)主要用于基于对抗过程驱动的体系贡献度评估。本文提出可采用“探索性分析+”的方法，对武器装备体系贡献度进行评估。图4给出了武器装备体系贡献度评估的基本流程[2,13,19]。

由图4可知，基于“探索性分析+”的武器装备体系贡献度评估大致可分为3个步骤：

1) 进行方案规划和实验设计，确定探索性分析的基本条件。

2) 探索性建模与仿真实验。主要工作是分析被评武器装备或系统对作战体系作战能力、作战效能或任务完成效果的影响机制，确定武器装备体系贡献度探索样本空间，构建相关评估模型，采集评估所需的数据(通过装备试验、训练、演习、使用、仿真模拟等产生)，进行仿真实验与探索计算，获得在任务、能力、结构、演化不同维度内的武器装备体系贡献度评估结果。

3) 形成评估结论。编写评估报告，给出武器装备体系贡献度评估结果，分析存在的问题，并给出措施建议，供决策者参考。

图4　武器装备体系贡献度评估流程

7结 束 语

武器装备体系贡献度是一个新的概念，目前尚处在理论研究和实践探索阶段。本文提出了基于任务、能力、结构和演化4个维度的武器装备体系贡献度分析框架，探讨了基于“探索性分析+”的武器装备体系贡献度评估流程，为具体任务中武器装备体系贡献度评估提供了理论和方法支撑。下一步还需要在体系贡献度评估指标设计、影响机制分析、评估方法研究、工程应用等方面开展深入探索。

参考文献(References)

[1]管清波，于小红．新型武器装备体系贡献度评估问题探析[J]．装备学院学报，2015， 26(3)：1-5．

[2]李怡勇，李智，管清波，等．武器装备体系贡献度评估刍议与示例[J]．装备学院学报， 2015，26(4)：5-10．

[3]罗小明，朱延雷，何榕．基于SEM的武器装备作战体系贡献度评估方法[J]．装备学院学报， 2015， 26(5)： 1-6．

[4]崔侃，曹裕华．美军装备试验靶场建设发展及其启示[J]．装备学院学报，2013，24(4)：110-113．

[5]鱼静．基于信息系统的指挥控制能力需求要素分析及应用[J]．指挥控制与仿真，2015，37(2)：18-22;26．

[6]蓝羽石，毛少杰，王珩．指挥信息系统结构理论与优化方法[M]．北京：国防工业出版社，2015．

[7]赵青松，张书腾，王晓攀．多维视角下的武器装备体系贡献率分析框架[C]//军事系统工程专业委员会2015年学术年会．北京：兵器工业出版社，2015： 104-106．

[8]郭齐胜，田明虎，穆歌，等．装备作战概念及其设计方法[J]．装甲兵工程学院学报，2015，29(2)：7-10．

[9]罗鹏程，周经伦，金光．武器装备体系作战效能与作战能力评估分析方法[M]．北京：国防工业出版社，2014．

[10]任连生．基于信息系统的体系作战能力概论[M]．北京：军事科学出版社，2009：54．

[11]罗小明，何 榕，朱延雷．基于SCA和改进ADC的装备作战效能试验方案研究[J]．装备学院学报，2015， 26(3)：105-109．

[12]DoD.Testandevaluationmanagementguide[M].6thed.UnitedStates:DIANEPublishing, 2012：136-139．

[13]李志猛，徐培德，冉承新，等．武器系统效能评估理论及应用[M]．北京：国防工业出版社，2013：146-149，200-209．

[14]李新明．装备体系评估中的大数据问题[J] ．装备学院学报，2014，25(5)：6-10．

[15]牛新光．武器装备建设的国防系统分析[M]．北京：国防工业出版社，2007：32-35．

[16]周赤非．军事系统学概论[M]．北京：军事科学出版社，2013：38-39．

[17]曹强，荆涛．武器装备体系结构演化博弈框架[J] ．军事运筹与系统工程，2015，29(1)：50-55．

[18]罗小明，何榕，朱延雷．装备作战试验设计与评估基本理论研究[J]．装甲兵工程学院学报，2014，28(6)：1-7．

[19]罗小明，朱延雷，何榕．基于复杂适应系统的装备作战试验体系贡献度评估[J]．装甲兵工程学院学报，2015，29(2)：1-6．

(编辑：田丽韫)

Research and Demonstration on Contribution Evaluation of Weapon Equipment System Based on Task-Capability-Structare-Evolution

LUO Xiaoming1,YANG Juan2,HE Rong3

(1. Department of Space Command, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. Equipment Development Strategy Research Institute, Equipment Academy, Beijing 101416, China;3. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China)

AbstractThe evaluation on the contributions of weapons and equipments to system warfighting is of significance to equipment development demonstration, operational system capacity building, operational tests, operational security and actual combat training of weapons and equipments. The paper constructs a general framework for analysis on contributions of weapons and equipments to system warfighting from four dimensions which include mission, capacity, structure and evolution. The paper also arguments that the connotations of this contributions to mission, capacity, structure and evolution respectively and analyzes relevant examples. In the end, the paper proposes an evaluation flow for weapons and equipments’ contribution to system warfighting based on “exploration analysis +” and points out an effective evaluation method in specific mission.

Keywordsweapons and equipments; operational system; contribution to system warfighting (CSW); exploratory analysis; evaluation

收稿日期2015-12-08

基金项目部委级资助项目

作者简介罗小明(1966-)，男，教授，博士生导师，主要研究方向为军事运筹、作战模拟仿真。

中图分类号E92

文章编号2095-3828(2016)03-0007-07

文献标志码A

DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.03.002