基于QFD的动能反卫装备体系技术需求分析*

陈健，滕克难，杨春周，张晓凤

（1.海军航空工程学院，山东烟台264001；2.解放军92095部队，浙江台州318050）

基于QFD的动能反卫装备体系技术需求分析*

陈健1，滕克难1，杨春周1，张晓凤2

（1.海军航空工程学院，山东烟台264001；2.解放军92095部队，浙江台州318050）

动能反卫装备体系涉及技术领域众多，高精尖技术相对集中。利用质量功能展开（QFD）方法，建立了QFD在装备体系需求分析中的质量屋（HOQ）结构，并且将德尔菲和头脑风暴法相结合确定了顾客需求权重，重点分析了QFD在动能反卫装备体系技术需求分析中的需求转换过程，将动能反卫装备体系的作战能力需求转化为装备体系技术需求，得到了动能反卫装备体系关键技术的重要度排序。

质量功能展开，技术需求，动能反卫装备体系

0 引言

武器装备体系作战需求分析是信息化战争时代作战需求分析领域的新概念，与机械化战争时代的武器装备作战需求分析相比，它强调将分析对象作为体系看待或放在体系之中考察；强调将联合作战作为基本作战形式；强调将战术与技术、定性与定量、经验与科学相结合。

QFD（质量功能展开）是一种产品设计方法，与装备体系需求论证的本质都是由顾客需求驱动，都是从概括定性的语言性需求描述逐步转化为具体定量的技术需求集合。QFD方法将装备体系需求论证从过去的以专家主观定性为主，逐步向客观数字化定量描述转变，呈现出统计的客观性。

动能反卫装备体系建设是一项复杂巨系统工程，耗时长、经费投入大，涉及的技术领域众多。QFD方法将作战需求转化为具体的装备体系技术需求，需求转换过程清晰，逻辑性强，得出的技术重要度排序一目了然。与我国相关技术领域的科技力量相对比，为装备体系的可行性论证指明了方向，可以有效避免经费和时间的重大浪费。

1 QFD简介

QFD是一种思想，一种产品开发和质量保证的方法论，它要求在产品开发中直接面向顾客需求，在产品设计阶段就考虑工艺和制造问题［1］。QFD的核心内容是需求转换，而质量屋是一种直观的矩阵框架表达形式，它提供了在产品开发中具体实现这种需求转换的工具。质量屋将顾客需求转换成产品和零部件特征并配置到制造过程中，是QFD方法的工具和精髓。质量屋的结构如图1所示。

图1 质量屋的结构

从图1可以看出，质量屋的一般形式由以下几个广义矩阵部分组成。

（1）左墙——WHATS输入项矩阵。它表示需求什么，包含顾客需求及其重要度，往往涉及客户希望得到的产品或服务究竟是什么。它通常是用用户语言描述的，对产品的实际需求。

（2）天花板——HOWS矩阵。表示对应于客户需求的产品特征要求，即针对需求如何去做。

（3）房间——相互关系矩阵。它表述顾客需求和技术特性之间的关系。目前关系矩阵多采用定量地给以分值来表示。

（4）屋顶——HOWS的相互关系矩阵。它表示HOWS（技术特性）矩阵内各项目的关联关系，即技术特性的自相关矩阵。在QFD技术中以3种形式来定性地描述产品技术特征之间的相关影响关系，即正相关、不相关和负相关。

（5）右墙——评价矩阵。评价矩阵指竞争性或可竞性分析比较，是市场竞争性评估，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力。

（6）地下室——HOWS输出项矩阵。表示HOWS项的技术和成本评估矩阵。用来确定应优先配置的项目。

通过上述组成建立质量屋的基本框架，输入信息，通过分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。

2 QFD在武器装备体系需求分析中的应用形式

武器装备体系的需求分析和产品设计具有相似之处，都是由需求驱动，从粗到细，从定性到定量，从顾客对需求的语言性描述到产品或装备的具体技术指标的确定，为实现产品或装备的设计、生产奠定基础。因此，QFD是一种需求转换的方法，以此方法为基础，从作战任务需求出发，经过一系列的需求转换过程，就可以实现从作战能力需求最终转化为装备体系建设技术需求［2-5］。

在进行装备体系建设需求分析的过程中采取HOQ（质量屋）的特定形式，完成需求转换任务，从而完成所需的需求分析。其形式如图2所示。

图2 QFD在装备体系需求分析中的应用形式

3 动能反卫装备体系技术需求分析

针对动能反卫装备体系特点及QFD在装备体系需求分析中的应用形式，运用QFD进行动能反卫装备体系技术需求分析的具体流程如下页图3所示。

整个分析过程主要分为两部分：

（1）由国家反卫战略出发的动能反卫作战能力需求分析，这部分的输出将扮演QFD中“顾客”的角色，从而成为QFD分析的输入。具体步骤如下页图4所示。

（2）运用QFD方法将动能反卫装备体系发展目标的需求分析转换为动能反卫装备体系发展关键技术的需求分析。

3.1 基于德尔菲法和头脑风暴法的动能反卫作战能力需求分析

任何体系的发展都应该符合国家、军队的发展战略，都应立足于有效履行使命任务。德尔菲法和头脑风暴法的关键在于调查问卷的设计和会议的组织上，因此，动能反卫需求分析的调查问卷设计和会议的组织应符合国家反卫星力量发展战略和动能反卫作战使命任务的要求。

图3 基于QFD的动能反卫装备体系技术需求分析流程

图4 动能反卫作战能力需求分析流程

我国始终奉行“积极防御”的国防战略，即在努力发展社会生产的前提下坚决捍卫国家主权和领土完整，不称霸不扩张。在未来可能的战争进程中，通过对敌卫星系统实施“点穴式”震慑打击，能够起到“牵一发而制全身”的效果，从而极大地震慑敌手。因此，反卫星作战力量将成为一种新的战略威慑力量。为了维护国家安全利益，应当发展规模适当、结构合理的反卫星威慑作战力量。

根据动能反卫装备体系特点，充分考虑目标运行的规律和反卫作战环境条件，赋予未来动能反卫作战使命任务是：在适当的时间和地点，以动能反卫方式，实施“快速、高效、精确”的反卫作战行动，有效削弱敌方进入空间、利用空间和控制空间的能力，从而使我方获得相对空间优势，为其他形式作战取得主动权。

在进行动能反卫需求分析的调查问卷设计和会议的组织时，应以国家反卫星力量发展战略为纲，以有效履行动能反卫作战使命为本，调研内容设计合理、有效，主要步骤包括：

（1）确定动能反卫装备体系发展需求要素的工作过程

预调研：设计《一线作战人员动能反卫装备需求调查问卷》和《专家/顾问调研问卷》，并分别开展面向一线作战指挥员和院校、科研院所、机关的动能反卫装备体系发展相关领域的专家或顾问的调研活动。总结分析调查问卷发现，调查的范围比较窄，内容不够精炼，问卷设计存在很多不足之处，因此，需进行进一步的调研工作。

正式调研：在总结第一次调研工作的基础上，重新设计新的调查问卷——《陆军动能反卫装备需求调查问卷》、《海军动能反卫装备需求调查问卷》、《空军动能反卫装备需求调查问卷》，分别对陆军、海军、空军相关部队展开全面调研。

深入调研：为进一步了解作战一线对动能反卫需求，本次调研主要以访谈的方式，进一步和一线作战指挥人员进行访谈座谈。

研讨会：召开动能反卫装备体系作战能力需求要素研讨会，形成动能反卫装备发展需求要素。

（2）调研结果汇总

经过4次的调研总结，集聚多位专家学者的智慧精华，最终运用重要性排序计算方法，对需求要素进行排序，从而提炼出动能反卫作战能力需求要素，如表1所示。

表1 动能反卫作战能力需求要素优先排序

表1中的重要值是将德尔菲法与专家现场头脑风暴获取的判断值加权统计。即：

重要值V=统计值D×统计值T

其中：统计值D是指通过德尔菲法问卷获取专家对具体要素的判断值；统计值T是指通过现场头脑风暴获取的专家对该要素的判断值。

在获取重要值后，重新进行核算，以获取的判断值为基数，进行降价将最大值等价转化为10。其他数值分别以最大值作为分母，以专家判断值的10倍值为分子，计算出所有重要的等价重要值。

3.2 QFD在动能反卫装备体系需求转换中的应用

动能反卫装备体系发展目标，是在明确制定动能反卫装备体系发展现状，以及未来信息化战争对动能反卫装备体系需求的基础上，通过科学的统计方法，凝聚专家对未来动能反卫装备体系发展的判定，筛选与凝练的动能反卫装备体系发展目标，将为动能反卫装备体系发展提供方向。动能反卫装备体系发展目标，如表2所示。

表2 动能反卫装备体系发展目标

依据各发展目标对装备体系作战能力需求的满足程度，请专家确定各发展目标对动能反卫作战能力满足间的强弱关系，建立如表3所示的QFD矩阵。

对矩阵中各发展目标对装备体系作战能力需求的满足程度进行定量化，赋值分别为0，1，2，3；矩阵定量化后，利用公式

计算动能反卫装备体系发展目标的得分。

式中：ABij为定量化的QFD矩阵；

Ai为各动能反卫作战能力的重要度。

由于动能反卫装备体系发展涉及到的相当一部分技术还仍处于开发阶段，其成长发展需要特定的实验环境。在研究过程中，考虑到动能反卫装备体系发展的多样性和复杂性。以现有的相对成熟的技术为基础，重点考虑以动能拦截弹为反卫武器的技术分析。根据未来信息化反卫装备体系的要求以及动能反卫装备体系的发展目标，分析影响动能反卫装备体系发展目标实现的关键技术，核心工作是从现存的技术中筛选出优先要解决的关键问题。

表3 AB关联矩阵

专家针对技术难点，提出海上反卫装备体系发展可能形成技术难点的研发方向，具体情况如表4所示。

表4 动能反卫装备体系关键技术

依据各关键技术对装备体系发展目标需求的满足程度，请专家确定各关键技术对装备体系发展目标满足间的强弱关系，参照表3的建立过程，建立如下页表5所示的QFD矩阵。

通过QFD方法将动能反卫作战能力需求转换为动能反卫装备体系发展目标需求，进一步将动能反卫装备体系发展目标需求转换为动能反卫装备体系发展关键技术需求。确定了突破关键技术难点的研发重要度排序，如下页表6所示，为下一步找出现实与目标的距离，清晰需要培养和提升的能力，确定研发需求和组织研发的主体（院校科研院所、工业制造部门、基层一线3个层次）之间的关系，确定技术发展模式（自主研发、技术合作、技术引进3种模式）打下了坚实的基础。

表5 BC关联矩阵

表6 动能反卫装备体系关键技术优先顺序排序

4 结论

将QFD这种以顾客需求为驱动的产品设计方法较好的应用于装备体系发展需求分析工作中，需求转换过程清晰明了，可对底层指标追根溯源，能够依据装备建设的实际情况及时进行调整或取舍。

同时，QFD是一种具备良好开放性的应用工具，可以与多种理论方法相结合。例如，QFD可以与集对分析、STT、AHP、BP神经网络、仿真方法相结合［6-10］。本文在进行顾客需求权重分析中选取了德尔菲法与头脑风暴法相结合的方法进行研究，并将结果与QFD相结合，优势在于可以汲取专家经验，迅速抓住主要矛盾，并且运用统计加权的方法避免了专家打分的主观性。

QFD是一种动态分析工具，可以依据实际情况对需求分析进行多次转换，但是随着迭代次数增多，涉及的需求要素将会越来越复杂，如何针对这种情况进行分析，是下一步研究的方向。

［1］雄伟.质量功能展开理论与方法［M］.北京：科学出版社，2012.

［2］宋笔锋.QFD方法在飞机综合设计中的应用［C］//北京：中国航空学会总体专业分会委员会，1999.

［3］陈秀锦.基于QFD的武器装备体系能力分析过程［J］.兵工自动化，2009，28（1）：32-38.

［4］张最良，李长生，赵文志，等.军事运筹学［M］.北京：军事科学出版社，1993.

［5］赵全任，丘志明，窦守健，等.武器装备论证导论［M］.北京：兵器工业出版社，1998.

［6］许永平，石福丽，杨峰，等.基于QFD与作战仿真的舰艇装备需求分析方法［J］.系统工程理论与实践，2010，30（1）：167-172.

［7］张居凤，汪玉，方志刚，等.基于QFD/SPA的武器装备需求分析方法［J］.系统工程理论与实践，2012，32（9）：2017-2021.

［8］李巧丽，郭齐胜，李亮，等.基于STT/QFD的武器装备需求分析方法研究［J］.装备指挥技术学院学报，2008，19（4）：17-19.

［9］陈春良，吴小良.基于QFD-BP神经网络的装备保障能力需求分析［J］.装甲兵工程学院学报，2009，23（5）：6-11.

［10］袁贵勇，刘晓东.QFD方法在空战武器装备需求分析中的应用［J］.装备指挥技术学院学报，2004，15（4）：23-26.

Requirement Analysis of Kinetic Anti-satellite Equipment SoS Technology Based on QFD

CHEN Jian1，TENG Ke-nan1，YANG Chun-zhou1，ZHANG Xiao-feng2
（1.Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China；
2.92095 Troops of PLA，Taizhou 318050，China）

The kinetic anti-satellite equipment SoS involves numerous fields and includes many high-grade，precision and advanced technologies.The HOQ structure using for equipment requirement analysis with QFD is established，and the weight of customer requirements with a combination method of Delphi and brainstorming is confirmed.Importantly，the technology requirement transform which from operational capability requirement to technology requirement process in the kinetic anti-satellite equipment SoS is analyzed.Finally，the important sequence of kinetic anti-satellite equipment SoS key technology is obtained.

QFD，technology requirement，kinetic anti-satellite equipment SoS

E92

A

1002-0640（2015）02-0045-05

2013-12-19

2014-02-07

国家社科基金资助项目（13GJ003-140）

陈健（1985-），男，山东人，博士。研究方向：航空导弹装备发展论证。