炮兵武器装备体系关键性能参数分析方法研究

喻中华，王书敏，孟凡凯

（解放军炮兵学院，安徽 合肥 230031）

在对炮兵武器装备体系作战需求论证过程中，武器装备作战使用性能需求的分析是重要的环节，要根据武器装备体系的构成特点和作战任务需要，通过分析、综合和权衡确定列入未来装备体系的各种武器装备系统的性能构成（性能指标）和属性要求（参数）。由于武器装备体系中作战使用性能较多，从作战需求角度不可能提出所有的性能参数，因此，必须从众多作战使用性能中选择出那些对成功完成任务最根本和最重要的性能，并提出与之相对应的定性或定量要求，即关键性能参数（Key Performance Parameters，KPP）。关键性能参数的确定可以将未来任务要求转换为对武器装备体系的性能属性需求，对下则为作战需求的装备解决方案生成提供了依据和度量标准，从某种意义而言，炮兵武器装备体系作战需求论证的最终目的，就是用作战的、面向最终结果的和可度量的用语明确地说明目标武器装备体系关键性能参数的门限值和目标值。

1 KPP的定义和基本思路

关键性能参数是指对有效军事能力的发展不可缺少的、至关重要的系统属性或特征，其对作战构想中所定义的作战特性有重要的贡献。简而言之，关键性能参数就是这样一些（组）重要的系统属性或特性，若不能满足其门限值将使所选定的方案或系统被评价为不具有作战效能或作战适应性的系统，即不是对成功完成任务最为根本和重要的性能参数。比如为打击敌方一种防护能力很强的坦克，需要发展的武器系统的关键性能就是火力性能，包括火炮破甲的厚度，命中概率等。关键性能参数不同于武器装备的主要性能参数，前者强调的是为完成作战任务而必须具备的系统属性和特征，根据不同的作战对象、作战环境而取值不同，是一个动态的、变化的参数集合，后者则是对系统技术特性或属性的描述和约束，主要从系统用户的角度考虑，是一种对系统自身属性的描述，相对比较固定。

总之，武器装备承担什么样的作战任务，就要求具备什么样的作战能力，这种作战能力需求将在需求目标的指导下对应到相应武器装备的性能需求上，即武器装备的性能需求是作战能力需求在武器装备系统属性要求上的反映，是对武器装备各种本质特性的要求，它刻画了武器装备为完成所担负的作战任务而应具有的“质”。因此，武器装备的KPP分析必须从作战任务出发，从作战任务映射到所要求的作战能力需求，再从作战能力需求的关键特征追溯到所要求的装备关键性能参数即KPP。

2 炮兵武器装备体系KPP分析方法流程

炮兵武器装备体系是指为完成一定的作战任务，由相互关联、功能互补的各种武器装备及系统，按照一定的作战原则综合集成的有机整体，其KPP分析方法流程如图1所示。

2.1 作战任务分析

作战任务是指武装力量在作战中所要达成的目标及承担的责任，具有等级结构，可以按照“从战略到任务”的框架将战术层次的任务一路向上链接联结到国家安全战略，也可以向下分解到最基本的基元任务。作战任务可表示为如下三元组：

图1 KPP分析流程

其中，OT_def表示任务定义，包括任务标识或编码、任务名称、任务说明、任务属性（时间、空间、信息）；OT_cond表示任务条件，包括条件描述符、名称、程度；OT_std表示作战任务指标，包括衡量尺度和执行标准。

作战任务体系的建立主要通过作战任务的分类实现，在作战需求论证中通常采用作用类型和武装力量特征相结合的分类方式进行作战任务的划分，便于建立任务分类体系和任务指标，合理提出能力需求。炮兵武器装备体系典型作战过程如图2所示：

根据炮兵武器装备体系的作战过程和作用类型，将其作战任务抽象为“机动任务+信息任务+火力任务+防护任务+保障任务”，根据不同的需要还可以往下细化分解为元任务。

2.2 能力需求分析

能力需求是指武器装备体系在作战过程中为有效完成作战任务而对其应具有的能力的基本期望和要求，是对作战能力应达到的水平的定量描述，包括“质”和“量”的需求。所谓的“质”是指能力的类型或性质，主要由任务类型和性质决定；所谓“量”是指能力的大小，主要由任务指标决定。能力需求分析秉承了作战任务分析的结论，其目的是深化分析作战任务体系，以形成能力需求指标。作战能力可表示为如下三元组：

其中， O C _ catg 表示能力的类别， O C _ meas表示能力的衡量尺度，OC_crit表示能力标准，它与衡量尺度一起构成能力指标。

图2 炮兵武器装备体系典型作战过程

对应炮兵武器装备体系需要完成的任务类型，结合武器装备体系构成、与外部环境的交互关系，考虑到各能力类型的独立性和完备性，可将炮兵武器装备体系能力类型划分为火力打击能力、信息获取能力、指挥控制能力、通信支持能力、保障能力、机动能力、生存能力，如图3所示。

按性质和类型对能力进行划分后，需要对能力的大小进行衡量，即建立能力衡量指标。无论是宏观的作战体系能力，还是具体的作战单元能力，通常存在若干个用于衡量一项作战能力强弱或大小的尺度，且应用于不同的场合，这是由于构成作战能力的要素存在差异，影响作战能力发挥的条件和环境存在不同，运用作战能力的方式、方法存在区别等原因造成的。例如，如果炮兵指挥员关注的作战效果是“更多地击毁敌方目标”，则衡量作战能力的主要尺度应是“单位时间内毁伤敌目标的平均数”；如果他更关心“有效迟滞敌坦克部队进攻行动”，则衡量作战能力的主要尺度应是“火力控制时间”。

2.3 作战节点分析

作战节点是构成作战体系的作战元素集合，具备独立运作的能力，相对独立地产生、消耗或者处理作战信息，确定作战体系中的作战节点是体系运作分析的基础和前提。作战节点的描述由于研究目的的不同而有所区别，主要应包括如下属性：

其中， O N _ T ask & Activies为节点承担的作战及应完成作战活动的集合；ON_Father表示作战节点的父节点，它决定了节点的纵向联系。ON_Orgnization表示节点所属的组织，它决定了节点的类型和内部结构。

作战节点基于功能可以分为四类：CPA（Collection，Processing，Assessment）类作战节点，即“收集、处理、评估类”；CC（Command and Control）类作战节点，即“指挥与控制类”；E（Execution）类作战节点，即“执行类”；O（Object）类作战节点，即：“对象或目标类”。根据炮兵武器装备体系构成和特点，可将不同的装备划分为不同的作战节点，实现节点与系统（装备）的对应。

2.4 KPP需求分析及描述

分析武器装备系统的KPP，即是要分析哪些性能及参数对达到作战任务目标是必需的，对作战能力的形成、提高或者满足作战能力要求最重要的、基本的。关键性能参数的确定与作战思想、任务性质、敌方威胁情况和环境等因素密切相关，要将作战任务属性转化为具体的能力量化目标，再由能力量化目标分配到性能参数，即经过一系列的映射，最后要得到能力-性能的关系矩阵，再由能力的关键特征对性能参数进行选择确定。KPP应由以下几个属性来描述：

其中，KPP_name表示名称，体现了基本属性，用词要求简洁明了；

KPP _ code是该KPP在KPP数据库中的惟一标识，用以区分，便于搜索、查找与匹配；

KPP_ Unit表示量纲，是衡量KPP的尺度，如小时、公里、公斤、等级等；

KPP _ threshold 和 K PP _ target分别表示门限值和目标值，前者指在承受较低的成本、时间、技术风险的条件下，KPP的最低可接受值，如果低于该值则系统在作战使用中会出现不适应、无效用等问题，系统就需要重新进行论证，后者表示为了实现所期望的作战目标，在承受较高的成本、时间和技术风险的条件下，KPP的理想取值，超过此值意味着不切实际、浪费资源和没有意义；

KPP _ cirs具体描述了KPP适用的环境条件，不同的温度、气压等条件下，KPP的取值有较大的差别；

KPP _ cont表示作用对象/内容，KPP因为不同的作用对象和内容而取值不同，如穿甲厚度，对于均质钢板和复合装甲这两个不同目标的取值有着本质的区别；

KPP _ function和KPP_system描述了与之相对应的功能和系统。

2.5 示例

以某具体作战想定中的元任务“火力打击敌方某型坦克”对炮兵武器装备体系的KPP进行分析，表1给出了任务要求。

经过系列关系映射，最后可得到任务-能力-节点-功能-性能的关系综合后如表2。

在列出的表1中，分别根据任务衡量尺度M1到M6，考虑火力打击能力的能力特征，可得到单项关键性能参数，如根据任务衡量尺度 M1，映射到火力打击的有效性、完备性、时效性，则“最大射程”成为关键性能指标，并可按照M1的标准得出“最大射程”的门限值为3000m，目标值则可根据具体作战想定情况确定，其表示形式如表3。

根据任务衡量尺度 M2，则“最大发射速率”成为KPP并可根据任务衡量标准得出具体的数值。需要指出的是，KPP的分析确定是一个复杂的过程，每项任务可以分解成多个元任务，每个元任务又可对应多项KPP，最后需要对得出的KPP进行综合，以确定炮兵武器装备体系的KPP。

表1 任务衡量尺度

表2 任务-能力-节点-功能-性能关系

表3 KPP描述示例

3 结束语

采用 KPP来实现炮兵武器装备体系作战需求的规范表达是作战需求理论研究的重要内容，也是作战需求理论与装备建设相互联系的桥梁和纽带。解决好KPP的分析和描述问题,，不仅对炮兵武器装备体系的作战需求论证至关重要，而且对武器装备发展的整个过程都有重要的参考价值。在面向装备发展的作战需求论证过程中，紧密结合军对装备建设实际，充分借鉴相关的成熟经验做法，形成一套成熟、可靠、完善、可操作性强的KPP确定的理论体系和方法流程，就成为指导和规范作战需求产生过程的迫切需要，也成为了科学规划武器装备建设的重要前提。

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