武器装备作战试验评估方法研究

王　亮

(1. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416；　2. 65653部队)



武器装备作战试验评估方法研究

王亮1,2

(1. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416；2. 65653部队)

摘要针对武器装备作战试验评估方法问题，吸收借鉴美军装备试验先进思想，在阐述了评估准备过程中建立映射关系、确定优先排序、构建计分模型和构建风险模型的基础上，提出了武器装备作战试验评估方法。该方法通过指标计分、风险度量、计分汇总和异常识别4个步骤对作战试验结果进行评估，具体案例验证了评估方法的有效性。

关键词武器装备；作战试验；使命任务；评估方法

在试验数据采集完之后，将进入评估过程。评估工作将充分利用采集到的相关数据与信息，按照自底向上的顺序，从武器装备层次特性的评估开始，然后对作战任务层次特性进行评估，最后对作战使命层次特性进行评估，从而评估被试武器装备对作战任务性能和作战使命效能的影响。一般情况下，初始作战试验与鉴定阶段将致力于对武器装备层次特性(关键性能参数、关键系统特性及其他系统特性)的试验与鉴定，后续作战试验与鉴定将致力于对作战任务层次特性和作战使命层次特性的试验与鉴定[1-2]。整个作战试验与鉴定的目的就是评估被试武器装备对作战任务性能和作战使命效能的影响。论文将以某型防空导弹武器系统的作战目标远程拦截使命为案例，对论文提出的武器装备特性评估方法的有效性进行验证。

1评估准备

评估准备包含4项关键内容：一是核实已建立的指标条件的内部关系；二是核实被优先排序并赋予权重的指标条件的各个组成部分；三是构建计分评估模型；四是构建风险评估模型。

1.1建立映射关系

基于使命任务的评估所需建立的映射关系包括：作战使命层次的映射关系(环境条件→作战使命、使命预期效果→作战使命特性、作战使命特性→作战使命指标)、作战任务层次的映射关系(作战任务→作战任务特性、作战任务特性→作战任务指标)、武器装备层次的映射关系(被试武器装备→武器装备特性、武器装备特性→武器装备特性指标)，以及武器装备特性→作战任务特性、作战任务特性→作战使命特性的映射关系。通过建立起这些映射关系来实现以下用途[3-6]：

1) 提供由指标到特性，再由特性到特性的载体(被试武器装备、作战任务和作战使命)的可追溯路径；

2) 提供被试武器装备对作战任务性能影响的可追溯路径，提供作战任务性能对使命预期效果影响的可追溯路径，从而评估被试武器装备对作战使命效能的影响。

1.2确定优先排序

优先排序提供了一种评估武器装备功能对作战任务性能和作战使命效能的相对影响，使得试验人员能够对作战中需要优先完成的作战使命给予足够的重视。对于支持多个使命任务的被试武器，通常根据其执行各个使命任务的时间占比，来对每个使命任务进行优先排序和权重分析；对于在不同的环境条件组合下执行使命任务的被试武器装备，通常根据每个环境条件组合的相对重要性和在该环境条件组合下执行各个使命任务的概率，来对每个环境条件组合进行优先排序和权重分析[7-10]。

当被试武器装备支持多项使命任务时，就需要对每项使命任务进行优先排序与权重分析。分析的依据就是在某一特定环境条件组合下使命任务的相对重要性，或者是使命任务被执行的概率，如表1所示。

表1　使命任务-环境条件优先排序与

在某一环境条件组合下的使命任务组合权重的计算公式为

(1)

被试武器装备的关键性能参数、关键系统特性和其他系统特性可用来评估自身的作战效能和作战适用性，被试武器装备特性的优先排序与权重分析，如表2所示。

表2　被试武器装备特性优先排序与权重分析案例　 %

说明：KPP(Key Performance Parameters)表示关键性能参数；KSA(Key System Attributes)表示关键系统特性；OSA(Other System Attributes)表示其他系统特性。

表2中的特性权重是在表3所示的权重分析表的基础上确定的，表3中第C5栏所计算出的权重被用做表2中的武器装备特性权重。在表3中，关键性能参数被赋予最高的权重，关键系统特性次之，其他系统特性最低。由于系统特性可能会受到环境条件的影响，所以有必要将环境条件组合加入到武器装备特性的权重矩阵中。作战试验人员通过构设使命任务环境对武器装备开展持续性试验。由于一个环境条件组合可应用于多个使命任务，因此武器装备特性的环境条件权重计算也必须依据表1中使命任务和环境条件组合权重。贯穿所有使命任务的任一环境条件组合权重Wa的计算公式为

表3　武器装备特性权重分析表

(2)

1.3构建计分模型

基于彩色编码标识离散集(红、黄、绿)记分卡方法的多指标计分模型，为试验评估提供了一个对每个指标及其统计结果进行鉴定和评估的方法，从而得出规范化的可比较格式。多指标计分模型将多个指标转换为一个计分，并用颜色将它们标出，从而为计分结果提供一个视觉上的说明。表4展示了一个简单的五级多指标计分模型，该模型使用不同颜色来标示分值，实现对多指标计分评估过程的可视化。

表4　指标彩色编码标识

1.4构建风险模型

一般来说，满足阈值的指标没有得出错误鉴定结论的风险，没有满足阈值的指标存在得出错误鉴定结论的风险。风险模型被用以鉴定基于可得到的数据来做出结论的风险等级。如果风险等级很高，那么可以要求追加试验，为提高试验结果的置信水平来提供充足的数据。这里介绍的风险模型，基于图1中左侧所示被普遍接受的风险矩阵建立。

似然等级5432112345影响等级似然等级50.200.400.600.801.0040.160.320.480.640.8030.120.240.360.480.6020.080.160.240.320.4010.040.080.120.160.2012345影响等级

说明：风险矩阵模型中左侧为标准矩阵模型，右侧为调整过的矩阵模型。

图1风险矩阵模型

图1中右侧矩阵模型各个方块内数值的计算方法为：行序号×列序号/25。该矩阵模型被用于建立通用的风险彩色编码标识，如表5所示。

表5　风险彩色编码标识

风险包括出现的似然性。关于指标，出现的似然性涉及指标从可靠性和有效性方面提供正确评估的似然或概率。指标的可靠性和有效性可以建立在统计推断和将试验偏差降到最低程度的能力之上。确定出现似然要用到表6所定义的可靠性和有效性层次。

每个评估等级的影响都是不同的。作战任务层次指标和作战使命层次指标的影响是建立在评估过程确定的权重基础上。武器装备特性的影响等级建立在特性类型的基础上。

2评估方法

武器装备作战试验评估的目的是将被试武器装备置于真实的战场环境条件中，检验其实际的作战能力，包括作战效能和作战适用性。作战试验评估方法包含以下过程：指标计分、风险度量、计分汇总和异常识别。

2.1指标计分

指标计分就是将已测得的试验数据与已确定的阈值和目标值进行对比。根据满足阈值的程度，其计分值域为0～1。表7中的第C3栏和第C4栏为每项特性的权重及其指标。由表2知，武器装备特性需要在不同的环境条件组合下被试验。表7中的第C7栏和第C8栏展示了对这些环境条件组合进行权重分析。值得注意的是，指标的阈值和目标值与环境条件组合是不同的。表7中第C10栏的每一行展示了单一指标在单一环境条件组合下的记分值，最终被汇总为第C11栏中的一个以数值形式存在的特性，其数值为各个指标和环境条件组合的权重相加。计算公式为

(3)

可依照此表建立作战适用性特性表。每项特性的计分以不同的颜色表示不同的风险等级。

2.2风险度量

数据管理过程中应用各种不同的参数和非参数统计检验，就是为了通过提高数据的可靠性来控制风险。如果没有足够的数据来开展统计试验，决策的风险就会增加。如果观测值与阈值很接近，那么误差风险也会较高。

将武器装备特性的风险评估添加到表7中，得到表8。每个特性的风险计分(Ra)公式如下

(4)

风险总计(Ra)是计算出的风险除以图1中的最高风险值25分。

根据表8，计算结果为第C3栏、第C6栏、第C8栏和第C9栏的数据总和。

查阅表5，除了特性2的风险是黄色的，其余各个特性的风险都是绿色。这给了决策者对每个特性是否满足阈值的评估信心。

表8　武器装备风险计分表(作战效能)

2.3计分汇总

计分汇总的目的是合并武器装备的指标与特性，它是由特性指标和特性风险共同决定的。特性指标和特性风险都是基于分配给表3中的特性类型权重。计分汇总使得单一值能被用来作为度量作战效能和作战适用性的尺度。

2.3.1汇总武器装备特性指标

表3和表7提供了汇总特性指标为一个分数所需要的信息。该过程仅仅使用了表3中第C5栏的数值作为表7中第C11栏计分的权重。合并的信息与计算出的计分汇总展示在表9中，表中包含有被试武器装备特性效能的计算结果。

表9　武器装备计分汇总表

根据表4中的计分彩色编码标识，被试武器装备作战效能特性的计分汇总被冠以浅绿色，标示着将近80%的权重计分。

2.3.2汇总武器装备特性风险

汇总武器装备特性风险的过程与汇总特性指标的过程相似。表3与表8提供了汇总特性风险为一个计分所需要的信息。该过程仅仅使用了表3中第C5栏的数值作为表8中第C11栏特性和风险计分的权重。合并的信息与计算出的计分汇总展示在表10中，表中包含有被试武器装备特性效能的计算结果。

表10　武器装备风险计分汇总表

根据表5中计分彩色编码标识，被试武器装备作战效能特性的汇总风险计分被冠以绿色，标示着被试武器装备作战效能特性计分的风险极小。

2.4异常识别

异常识别提供了被试武器系统和装备体系的强项、弱项、约束环境条件、局限性和其他问题的视觉列表。被试武器装备的特性计分和风险计分应当在异常识别报告中有所体现，用以解释和强调计分偏差。表11所示为武器装备性能异常情况识别案例。

表11　武器装备性能异常情况识别案例

3结 束 语

论文提出了武器装备特性作战试验评估方法，并以某型防空导弹武器系统执行作战目标远程拦截使命为案例对该方法的有效性进行了验证。该方法由2个步骤组成：首先从评估准备开始，建立映射关系、确定优先排序、构建计分模型和风险模型；然后按照指标计分、风险度量、计分汇总和异常识别的评估过程对武器装备的特性展开评估。

参考文献(References)

[1]DoD.Test and evaluation management guide [M].Washington D.C.:DIANE Publishing,2013：105-107.

[2]DoD.Memorandum of agreement on multi-service operational test and evaluation and operational suitability terminology and definitions[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2007：95-98.

[3]United States Marine Corps.Marine Corps operational test and evaluation activity,operational test and evaluation manual[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2013：56-59.

[4]United States Marine Corps.Integrated test and evaluation manual[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2013：211-213.

[5]United States Marine Corps.Marine Corps operational test and evaluation activity[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2010：47-49.

[6]United States Marine Corps.Marine Corps operational test and evaluation activity,MCOTEA guidebook for capabilities-based testing[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2005：157-159.

[7]Department of the Air Force.Air Force T&E management guide：Version 1.0[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2004：312-317.

[8]Department of the Air Force.AFOTEC OT&E guide[R]Washington D.C.:DIANE Publishing,2009：257-263.

[9]Department of the Air Force.Operational test processes and procedures,Air Force instruction 99-101[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2013：89-91.

[10]Department of the Air Force.Capabilities-based test and evaluation,Air Force instruction 99-103[R].Washington D.C.:DIANE Publishing,2013：78-84.

(编辑：李江涛)

Study on the Assessment Method of Weaponry Operational Test

WANG Liang1, 2

(1. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. 65653 Troops, China)

AbstractAiming at assessment of operational test of weaponry, the author introduces the scenarios of operational test and the assessment method of weaponry operational test. By taking advanced ideas of American equipment test as reference, based on establishment of mapping relation in assessment preparation process, determination of prioritization, and building of a scoring model and a risk model, the author proposes an assessment method of weaponry operational test which assesses the result of operational test in four steps: scoring by index, risk measurement, scoring summary and exception identification. The proposed method is expected to be a reference in solving out other similar assessment-related problems.

Keywordsweaponry; operational test; mission and task; assessment method

文献标志码A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.025

文章编号2095-3828(2016)02-0117-06

中图分类号E92

作者简介王亮(1979-)，男，博士研究生，主要研究方向为武器装备作战试验。

基金项目部委级资助项目

收稿日期2015-06-17