基于能力的维修装备体系需求分析问题研究
2011-10-08闫耀东于桓凯
张 迁,闫耀东,陈 威,于桓凯
(1.装甲兵工程学院院务部,北京100072;2.装甲兵工程学院装备指挥与管理系,北京100072)
9.11恐怖袭击事件后,美国的国防观念发生了深刻变化。2001年9月,在《四年防务审查报告》中明确提出:“新的防务战略建立在基于能力模式进行防务规划的思想之上”[1]。其更加强调的是需要什么样的能力来对抗不确定威胁,而不把威胁的种类和来源作为关注的重点。2003年,美国根据新的防务理论建立了基于能力的联合需求分析机制,研制开发了相应的联合能力集成与开发系统(JCIDS)[2],“基于能力”的新战略由此提出。它是指在不确定条件下,从满足当前大范围内因各种挑战而产生的能力需求出发,结合经济状况而制定的发展战略规划。这种新的战略思想将注意力放在“为威慑和打败敌人,军队需要具备何种能力”上面。笔者将“基于能力”的思想运用到维修装备体系需求分析中去,强调“为修复战损装备需要具备何种能力”,突出能力在维修装备体系需求分析中的重要地位,提出了基于能力的维修装备体系需求分析思路和步骤。
1 “基于能力”的维修装备体系需求分析基本内涵
“基于能力”的维修装备体系需求分析是相对于“基于威胁”分析思路而提出的一种新方法。“基于能力”的装备体系需求分析方法基本思想是:从不确定的多元威胁出发,在一定的经济约束下,从应对广泛的现代挑战和多变环境所需要的能力进行规划,进而提出装备体系发展方案。其过程是:首先,广泛辨识威胁和作战任务,理解能力的需求;然后,在想定空间内,在作战任务或者作战行动层面,对能力进行分析;最后,根据能力需求方案规划装备体系。“基于能力”的装备体系需求分析方法也考虑威胁,但不仅仅是考虑某个特定地区的特定敌人,而是考虑各种可能威胁及可能的情况,遵循“战略目标—必要的能力—能力需求方案”的逻辑思路,提出对作战能力及其主要特性的要求。由此可知,“基于能力”的维修装备体系需求分析就是根据未来联合作战对维修保障使命任务的要求,综合考虑各方面因素,分析满足维修使命任务要求所需的能力,进而推导出对维修装备结构、数量与规模等的需求。其本质是将抽象的维修使命,转变成为具体的维修装备体系能力需求,并通过一定的联系,将能力需求转换为维修装备需求的过程。
能力需求分析是“基于能力”的维修装备体系需求分析的核心,维修活动需要能力支持,能力通过活动得以体现,活动是实现使命任务目标的具体行为,所以维修能力充分体现了装备使用人员的使用需求,而维修装备是维修能力得以实现的物质基础。因此,“基于能力”的维修装备体系需求分析能够很好地把军方的需求体现到维修装备上来,其需求分析过程中的概念模型如图1所示。
图1 基于能力的维修装备体系需求分析概念模型
“能力需求分析”不是“基于能力”所独有的,即“基于威胁”也有能力需求分析;同样“任务需求分析”也不是“基于威胁”所独有的,“基于能力”也有任务需求分析[3-5]。二者的区别就在于任务分析与能力分析所考虑的因素不同。“基于威胁”的任务需求分析和能力需求分析都是针对单一威胁所进行的分析。“基于能力”的任务需求分析则是综合考虑各种可能威胁,对需要完成的多项任务进行抽象概括、优化合并,从而得到通用任务清单。“基于能力”的能力需求分析则是为应对多种威胁,通过广泛的想定和情况来分析所需作战能力,由此得到的能力需求有较好的灵活性、适应性和健壮性。
2 “基于能力”的维修装备体系需求分析过程的形式化描述
笔者基于系统论观点和IDEF0建模方法,根据维修装备体系需求分析问题的特点和规律,建立了“基于能力”的维修装备体系需求分析的形式化描述模型[6-7],如图2所示。应用系统工程原理将需求分析过程抽象为系统行为,从而为规范化维修装备体系需求分析的概念辨析和结构化建模奠定了基础。
图2 基于能力的维修装备体系需求分析过程的形式化描述
“基于能力”的维修装备体系需求分析过程就是根据维修使命任务和维修装备体系现状,综合考虑主战装备体系、维修保障模式、战场环境、战损预测情况、外军维修装备现状、部队编制体制等约束条件,通过维修装备体系能力需求分析、装备维修活动需求分析和维修装备体系需求分析,得出维修装备体系需求方案。综上所述,分析过程是以维修使命和维修装备体系现状为输入条件,以维修装备体系需求方案为输出结果。维修装备体系需求方案包括维修装备体系结构和维修装备数量,其中维修装备体系结构是指维修装备的种类、品种和系列,通常用递阶层次结构的树状图和装备属性表表示。
3 “基于能力”的维修装备体系需求分析的思路及步骤
“基于能力”的维修装备体系需求分析的基本思路是从不确定的多元威胁出发,提出装备维修能力需求,同时根据联合作战构想,进行装备维修活动需求分析,再通过能力与活动之间的相互关系完善能力与活动需求方案,而后由能力需求分析的结果和活动需求分析的结果进行维修装备体系需求分析,形成维修装备体系解决方案。
“基于能力”的维修装备体系需求分析基本步骤如图3所示。维修装备体系能力需求分析与装备维修活动需求分析是并行且有交叉的2个过程。
图3 基于能力的维修装备体系需求分析基本步骤
3.1 维修装备体系能力需求分析
维修装备体系能力需求分析是需求分析人员按照一定的标准和经验,从作战人员表述的装备维修使命中抽象概括得到的,其结果是能力体系方案。维修装备体系能力需求分析的目的是确定未来作战对维修保障能力的需求,描述当前维修分队与未来信息化维修分队之间的能力空白。它是联合作战部队所表现出来的一种内在的综合性特征,并通过任务活动表现出来,是基于能力的需求分析方法的基础。
在进行维修装备体系能力需求分析时,首先,从维修使命中抽象出初始的总能力需求,并对总能力需求进行层次化分解和优化。由于装备发展的根本目标是提升作战能力,通常可以建立维修装备的价值模型来反映作战对维修装备体系能力的需求[8],同时对其能力层次结构进行形象化的描述。其次,通过建立“能力-活动”与“活动 能力”的映射矩阵,进行维修能力与装备维修活动之间的映射分析,从而完善能力需求分析。第三,确定能力指标。维修装备体系能力指标的确定要依据能力的类型及能力“量”的需求,从能力项的本质出发,结合相应的装备维修活动需求,对能力属性进行描述。由于能力与活动之间的映射关系是多对多的关系,不同活动对于相同能力的需求量不一样。针对这种情况,通常可以采取基于活动的能力指标值的确定方法,该方法的基本思路就是对每一个能力指标,列出该能力指标所支持的所有活动,然后对所列活动一一进行分析,得出每个活动对该能力指标的需求量,把这些指标数值进行合并优化,即可得到最终的能力指标值。最后,建立能力体系聚合模型。能力聚合模型描述的是各能力的权重以及下层能力与其上层能力之间的耦合关系,只有分析确定各能力之间的“耦合”作用关系,正确反映和体现该能力的价值、地位和贡献大小等,才能正确认识、评估能力。
3.2 装备维修活动需求分析
装备维修活动需求分析是以作战构想确定的总维修使命为基础,根据战时编组与兵力部署进行多层级多角度的任务区分,并按照一定规则,将维修使命任务分解为一系列的维修活动,并建立活动之间的信息流模型,它对能力需求具有支撑作用。该过程描述了怎样把能力需求转化成装备维修活动,包括维修活动的类型和活动之间的输入/输出流。该阶段主要工作包括结合未来维修使命、战场环境和未来维修保障样式等方面的研究,综合考虑需要应对的各种可能情况,确定维修分队所要达成的目标,即所需完成的通用维修任务清单,建立相应的装备维修活动模型,并描述各活动之间的信息交换关系。
将抽象的军事使命任务分解、细化,笔者提出采用“使命—任务—活动”的逐层分解思路对装备维修活动进行分析。首先,分析完成装备维修使命所要达到的各子目标,即进行任务分解得到子任务;然后,分析为完成每一项子任务所要执行的装备维修活动,建立活动之间的信息流模型,如图4所示。该思路规范了装备维修活动需求分析过程,有利于需求描述的标准化。这里需要明确装备维修任务和装备维修活动2个概念。
图4 装备维修活动需求分析描述
装备维修任务是指保障力量在作战过程中所要达成的目标及承担的责任,在装备维修任务分析的过程中,只考虑为完成装备维修使命需要达到的目标,不用考虑怎么去实现这个目标。装备维修活动需求分析就是对任务目标建立活动流程模型,该模型主要描述装备维修活动之间的信息流,装备维修活动通过信息流形成完整的维修保障过程,这一步骤是装备维修活动需求分析的关键,所确立的维修活动和维修信息是后续分析的依据。
3.3 维修装备体系需求分析
维修装备体系需求分析是根据提出的维修装备体系能力,从装备途径考虑能力需求的实现和满足,主要包括维修装备的种类、数量及重要度排序等。
维修装备体系需求分析是根据维修能力需求分析方案和装备维修活动需求分析方案,提出适应未来作战需求的维修装备体系的过程。维修装备体系需求分析的一般过程如图5所示。
图5 维修装备体系需求分析一般过程
第1步,根据装备维修活动需求分析方案和能力需求方案,提出维修装备总体结构需求。首先,维修装备的总体结构需求应明确为满足各种维修能力,维修装备应具有的总体构成,即描述应列入未来维修装备体系的装备类别、品种、型号或项目,以及要解决的装备问题。然后,进行维修装备与能力之间的映射关系分析,寻求装备与能力间的差距,通过映射分析逐步迭代完善维修装备体系结构。
第2步,根据装备维修能力的重要度排序,同时结合装备维修能力与维修装备的映射关系,确定维修装备的重要度排序。维修装备重要度需求分析就是在获得维修装备体系能力及其权重的基础上,根据能力与装备之间的映射关系,确定维修装备的发展优先级。因此,在这一阶段寻求维修能力到维修装备之间的定量映射关系是确定维修装备重要度排序的主要任务,通常可采取质量功能展开法等工具来完成该项任务[9]。
第3步,根据所承担的装备维修任务,进行维修装备数量需求分析,即采取基于装备维修任务的维修装备数量确定方法。它是以装备维修任务分解模型为基础,通过建立装备维修任务和维修装备数量之间的解析关系模型,计算出维修装备的数量,该方法不仅考虑到了任务需求对装备的驱动作用,还增加了定量分析,使预测结果更为科学。
[1]Davis P K.Analytic Architecture for Capabilities-based Planning Mission-system Analysis and Transformation[R].USA:RAND National Defense Research Institute,2002.
[2]Planeaux J B.Beyond The Task Force Conops:The Path to a Capabilities-based Modernization Framework for the Air Force[M].Lt Col,USAF,2003.
[3]舒宇,谭跃进.基于能力需求的武器装备体系结构描述方法研究[J].军事运筹与系统工程,2009,23(3):51-55.
[4]王剑飞,郭嘉诚,周云富.联合作战能力需求分析方法研究[J].军事运筹与系统工程,2009,23(2):30-34.
[5]于同刚,于洪敏,玄克诚,等.基于能力的武器装备体系需求工程方法研究[J].兵工自动化,2008,27(11):34-36.
[6]陈禹六.IDEF建模分析和设计方法[M].北京:清华大学出版社,1999:8-9.
[7]罗雪山,朱德成,沈雪石.IDEF0方法在军事综合电子信息系统分析设计中的应用[J].国防科技大学学报,2001,23(3):88-92.
[8]张勇,段采宇,余滨,等.基于价值的武器装备需求分析方法[J].火力与指挥控制,2008,33(8):37 -40.
[9]李亮.基于QFD/TRIZ的装备需求分析方法研究[D].北京:装甲兵工程学院,2008.