装备仿真实验方法在装备论证的应用*

赵志允　阳立晨　秦　锋

(海军潜艇学院　青岛　266019)



装备仿真实验方法在装备论证的应用*

赵志允阳立晨秦锋

(海军潜艇学院青岛266019)

摘要装备论证对于装备发展具有重要的作用和意义，而基于传统研究方法的装备论证方法具有主观性和静止性等诸多局限性，基于仿真实验的装备论证方法在装备效能评估和作战适用性研究等方面，具有动态性、客观性和系统性的突出优势，可为装备论证提供有效的定量化为主的综合研究手段。

关键词装备论证; 仿真实验; 方法应用

Class NumberTP391

1引言

论证以科学求真为本质，它本着科学的态度，运用充分可靠的论据来阐述和证明论题的正确性,运用科学的方法,通过严密的逻辑推理,来阐述论题和论据之间的辩证关系,进而得出科学的结论和建议。装备论证是围绕装备建设开展的前瞻性、综合性决策咨询研究活动,它以充分的论据对武器装备的发展、研制、管理等各方面预定目标进行推理证明，以说明实现该目标的可行性、必要性及可行方案的过程,是支撑武器装备发展的必要环节[1～3]。通过仿真实验的方法来研究战争系统已成为现代战争研究的一个重要趋势，有专家断言，利用仿真的方法完成虚拟实践，已经成为人们继理论推导、科学实验后的第三种认识世界的途径[4]。装备仿真实验已成为装备论证的一种行之有效的新手段，它在解决装备效能评估和装备作战适用性方面问题上具有突出优势。

2装备仿真实验在效能评估中的应用

2.1传统装备效能评估方法的局限性

在武器装备论证过程中，军方有关的总体论证部门十分关注对武器装备发展型号以及装备体系作战效能的论证[5～6]。作战效能评估是武器装备论证中一项重要的工作，评估结论是武器装备建设与采办决策的一项重要依据[7]。于是，当某项武器装备经过评估得到的作战效能评估结论提交给决策部门后，它很可能极大地影响该装备的建设立项或采办决定。

传统的装备效能评估方法有ADC法、指数法、SEA法、层次分析法(AHP)、数据包络法(DEA)等，其中被研究和使用最多的是ADC法和指数法。ADC法是20世纪60年代中期,美国工业界武器系统效能咨询委员会为美国空军而建立的,旨在根据“可用性”(A),“可信性”(D)和“固有能力”(C)三大要素评价武器系统,该模型把这三大要素组合成一个可反映武器系统总体性能的单一效能量度(E)[8]。20世纪80年代,“指数法”引入到国内的武器装备评价中,并很快得到广泛的应用。然而在美国, 90%以上的军事模型是仿真模型,指数法等一些形式化的效能评估模型并不受到重视。上述两个模型在装备效能评估中得到了广泛的应用，但同时也存在一些问题，主要表现在：

1) 相关理论方法没有严密的数学推证，比如目前有关ADC模型的数学推证仍不够严密，而指数法理论也仅限于一种具有一定合理性的假说，难以得到坚实的数学理论认证。

2) 模型的运用中涉及到的权重和数值的确定具有较大的主观性，难以避免地使得评判结果具有随机性和不可控性，而误差的控制也难以进行。

3) 这些模型都是静态的,使用范围十分有限。在装备的实际作战使用过程中，各项特性相互关联、共同作用，从而表现出来装备的整体性能和作战效能，而上述模型割裂了各要素之间的相互关系，从而研究结果仅在宏观上具有参考价值。

2.2仿真实验在装备效能评估中的优势

装备仿真实验以装备仿真模型为支撑，综合考虑各项影响因素，通过大量仿真实验的方法分析和评估装备效能，与以上模型相比具有以下突出优势[9～10]：

1) 装备仿真实验模型是进行装备仿真实验论证的基础，它以科学实验理论理论为指导，采用先进的多粒度仿真建模技术和严格的验模方法，可以为装备效能评估提供切实可信大量数据。

2) 在装备仿真实验中，均以高仿真度的装备仿真模型和作战环境模型为支撑，能够真实反映装备参数和进行误差规律分析，所得研究数据均有据可循，不以个人意志为转移，具有较强的客观性。

3) 对于装备的各项特性，均在装备仿真实验过程中统一作用于战场环境并得到相关数据，采用合理高效的实验设计和数据分析方法，能够从仿真数据中建立各单单项特性的影响作用的客观分析。

3装备仿真实验在装备作战实用性中的应用

3.1装备作战实用性的重要意义

对于武器装备能否被军方采办，评价其优劣的主要有两个指标，一是作战效能，二是作战适用性。适用性主要包括：可靠性、维修性、可用性、后勤保障性、兼容性、相互适应性、训练要求、可运输性、安全性、人机交互性、战时利用率和人工支援等[3]，其适应性在不同的装备上不尽相同，取决于具体的装备系统的类型。在论证和设计阶段，人们往往特别关注作战效能要素，如最大射程、盲区大小、自导作用距离、虚警率、发现概率、识别精度、战斗部威力等，但作战适用性却涉及较少。而在实际的战斗使用中，作战适用性对于装备能否发挥出作战效能起至关重要，因此，作战适用性成为战斗力的能否形成的关键因素，更多地关注作战适用性问题，也是系统论证的思想的发展方向。

在传统的研究方法中，无论采用如何模型进行分析，均无法改变其静态性的本质特性，装备的效能参数均是在一定条件下，按照一定的模型得到的输出数据。而在真实的战场上，武器装备的使用环境是复杂的，作战态势是瞬息万变的，同时指挥员和操作用对于装备使用的规划和操作也并非一成不变的，这就要求对于装备的适用性的研究必须在作战环境中动态对抗进行的，其中涉及到人与装备的结合、装备与环境的结合和装备与作战对手的结合等各方面因素，并且要求将各方面因素对于装备使用性的贡献在作战过程中综合分析，才能得到具有说服力的结论。

3.2仿真实验在装备作战适用性中的优势

在对于装备作战使用性的研究中，众多作战要素的数据提取和综合分析是必不可少的，这些数据包括结果数据和过程数据。但无论是装备在作战过程中性能表现还是战斗结果的效能评估，都必须在战斗双方动态对抗中进行的。因为，基于设定环境和目标的效能数据对于装备作战适用性的研究，毫无意义可言。根据不同层次的装备研究需求，采用不同粒度的仿真实验平台，进行综合化集成研究，其优势主要表现在：

1) 仿真实验方法以结果检验的环境、装备、兵力模型为基础，模型具有体系化、环境真实，过程仿真和效用仿真，指标形成均可寻有据，能够反映装备的真实应用过程和效果，具有较高的可信性。

2) 仿真实验可以根据研究需要进行综合设计，并根据实验设定方案仿真运行，其中作战双方根据预先研制CGF模型进行自主决策对抗，从而在仿真实战环境研究装备的可用性和实用性。

3) 从实验设计到仿真运行，再到综合评估，数据设计、采集和分析一直贯穿其中，而批量的仿真运行和关键点的数据采集方式，可以为装备作战适用性综合评估提供丰富、有效的数据，为采用数据挖掘等智能分析方法提供基础。

4结语

装备论证对于装备发展具有重要意义，是保证和推动战斗力形成的重要一环。作为装备论证的两项重要内容，基于传统方法的研究以无法满足装备效能评估和作战适用性研究的需要，表现出诸多限制，基于仿真实验的装备论证方法具有动态性和系统性的突出优势，必将成为现代装备论证方法发展的重要方向之一。

参 考 文 献

[1] 陈鼎才,王敏.一种基于仿真的装备模型可视化建模方法研究[J].计算机技术与发展,2011,21(1):238-241.

[2] 陈欣,胡晓惠.基于仿真的装备论证[J].计算机仿真,2007,24(5):7-10.

[3] 钱东.对装备论证中有关问题的认识[J].鱼雷技术,2006,14(4):1-6.

[4] 胡晓峰,杨靖宇,司光亚等.战争复杂系统仿真分析与实验[M].北京:国防大学出版社,2008:43-44.

[5] 张怀强,魏汝祥.装备经济性分析[M].北京:国防工业出版社,2007:1-6.

[6] 孟庆玉,张静远,宋保维.鱼雷作战效能分析[M].北京:国防工业出版社,2003:43-44.

[7] 王维平,李群,朱一凡等.柔性仿真原理与应用[M].北京:国防科技大学出版社,2003:112-113.

[8] 王永智,白利军,张文元,等.ADC的武器信息处理系统效能评估模型[J].指挥控制与仿真,2012,37(10):179-181.

[9] 圈春.体系对抗仿真中体系效能分析初探[C]//战争复杂性与信息化战争模拟,2003:24-25.

[10] 蒋铁军,张怀强.舰船装备论证方案的综合评估方法[J].舰船科学技术,2012,34(5)：129-132.

收稿日期：2016年1月7日,修回日期：2016年2月23日

作者简介：赵志允，男，博士研究生，助教，研究方向：潜艇战术与航空反潜战术。阳立晨，男，硕士研究生，参谋，研究方向：海军兵种战术。秦锋，男，博士研究生，讲师，研究方向：军事海洋物理。

中图分类号TP391

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.07.032

Application of Simulating Experimentation Method in Equipment Demonstration

ZHAO ZhiyunYANG LichenQIN Feng

(Navy Submarine Academy, Qingdao266019)

AbstractArgument of Equipment is meaningful and vital for equipment development,while traditional research method is localized of subjectivity and stillness. Application of imulating experimentation method in equipment efficiency evaluation demonstration and combat applicability have advantage of dynamic, objectivity and synthesis,which provides the synthesis research method with quantification.

Key Wordsequipment demonstration, simulation experimentation, method application