装备体系核心保障能力分析
2017-06-19聂成龙
陆 凯,聂成龙
(军械工程学院,石家庄 050003)
装备体系核心保障能力分析
陆 凯,聂成龙
(军械工程学院,石家庄 050003)
明确了装备体系和核心保障能力的概念内涵。针对核心保障能力的评价问题,从评价参数和评价方法两个方面入手,系统整理了国内外开展关于核心保障能力的问题特点和研究进展,总结了现有研究成果,通过对照比较,指出了现有研究中存在的不足之处。在此基础上,从装备体系核心保障能力评价问题的外军研究成果、基础理论、系统分析和保障仿真技术4个方面,提出了后续的研究建议,对于相关科研人员具有参考和借鉴意义。
装备体系,核心保障能力,评价参数
0 引言
近些年来的几场局部高技术战争表明,未来战场的军事行动将不再局限于传统的单一军兵种独立作战或者几个军兵种共同作战,而是趋向于要求打破军兵种界限的陆海空天电一体化联合作战,更加强调武器装备体系与体系之间的对抗。装备体系的综合能力和整体效能的发挥不仅与装备的性能和规模有关系,更取决于装备体系是否可靠、保障是否精确。装备体系的可靠性与保障是影响装备体系作战效能发挥的关键要素,而核心保障能力作为其中重要的一块,成为本文研究的重点。
1 装备体系的研究
1.1 概念研究
体系是指由相互联系的系统所构成的具有特定功能的有机整体,其基本含义可表述为系统的系统(System of System,SoS)[1]。由检索到的文献得出,从最初的Eisner在研究多系统集成时提出的SoS的概念、特征[2]到目前这一术语在军事、自然环境、生态体系等众多领域的广泛运用,其典型的概念和定义不下40种,这里不再一一列举。从中总结得出与装备体系可能相关的特性有以下3点:
①组成单元行为具有独立性、自主性。不同于系统内单元,体系的组成单元都是能够独立运行的,可以灵活地从一个体系转化到另一个体系中,在体系转换时具有独立的行为和功能,其行为的自主性体现在它自主的思维和决策、行动。
②组成单元间的关系是复杂的、演化的。体系的结构关系具有多重性和演化性,结构关系的多重性体现在体系成员间同时存在多种关系,这些关系包括协同关系、支援与被支援关系、指挥与被指挥关系、控制与被控制关系、协作交流关系等。成员间关系的演化性是指体系执行不同的使命任务和在执行使命任务的不同阶段都需要构建不同的结构关系,没有适用于所有使命任务的结构关系,在体系执行使命任务过程中,僵化的结构关系会导致使命任务效能下降。
③体系的“涌现”源于局部或个体行为的累积和个体间的交互,涌现行为是非线性的。体系的“涌现”行为与复杂适应性系统类似,它源于局部或个体行为的累积和个体间的交互,体系涌现行为分为良性行为和恶性行为,良性涌现通常是体系设计者的初衷,是执行体系使命任务的行为设计,而恶性涌现行为源于体系个体间复杂交互的不可控性。恶性涌现行为是体系主要风险因素。
国内对于装备体系概念的研究较少,军事百科全书也没有对“装备体系”一词进行过定义,当前能查阅的相近似的概念是“作战体系”。金伟新[3]将“作战体系”定义为:“作战体系是一个具有适应威胁环境的动态系统,它是由具有自主特性的传感、指控、通信、火力系统组构而成,并且这些组分系统本身具有独立的功能,规模可伸缩,具有适应性。作战体系与组分系统相比,具有更强的自组织特性和涌现性。”
参照上述相关文献中关于作战体系的描述,本文给出装备体系的定义:武器装备体系是在具体的作战指挥和保障条件下,以完成作战任务为目的,以形成所需作战能力为直接目标,而由功能上互相依托、构成上互相补充的一系列武器装备系统组成的功能整体。
1.2 内涵分析
①保障对象是作战任务的实际承担者,具体说来,就是指执行作战任务的武器装备或武器装备的集合。根据功能的单一或丰富,保障对象又可分为装备体系、装备作战单元、装备最小任务单元和单装这几个层次。作为保障对象中的最高层次,装备体系是执行作战任务的所有装备系统的集合。直观地说,装备体系是以完成作战使命为目的,根据具体的作战要求进行组建的,其对规模的大小没有绝对的限制。
②装备体系出现的前提是接到作战命令,需要完成一定的作战使命。装备体系的发起点是一个具体的作战使命,如联合封锁、海上进攻、联合登陆等。而作战使命是一个宏观的概念,落实到具体可操作层面,就是一系列的作战任务,每个作战任务都需要有相应的作战能力作为支撑。装备系统由其不同的功能系统而具备了某种或某些作战能力,不过很多时候,这种或这些能力是无法单独完成任务的,这时就需要合理组合装备系统以满足任务所需的全部作战能力,而装备体系就是由作战使命下所有作战任务所需的装备系统所共同组成的。事实上,由于装备体系是具体任务的承担者,上述过程也可以表述为:出现具体作战任务,分析得出所需的作战能力,指挥决策层根据具体情况,从装备体系中挑选合适的装备系统来形成作战能力,满足完成作战任务的要求。在这个过程中,装备系统作为一个具备相应作战能力的模块,根据实际任务的需要而进行模块化组合,以达到完成任务的需要。
③装备体系建立的基础是具备对应功能的装备系统。从底层出发,将装备体系建设的基础设施条件、具备不同功能的装备系统通过聚合和调整,由相应的设施或平台搭载,形成具备相应作战能力的有机整体,以满足体系使命的需求。分解是使命的分解,聚合是资源、系统的聚合,而作战能力作为其承接点发挥着重要的作用。其具体形成如图1所示:
图1 装备体系的确定示意图
④这里还要强调一下装备体系和装备作战单元的区别。如图1可知,装备体系作为战争使命的承担者,所担负的作战任务是丰富的,即装备体系需要执行一个战争使命下分的所有任务。而作战单元却不同,它是根据任务的需要临时组建的,所承担的是一个具体的作战任务。换言之,在一个作战任务到来之际,指挥决策层会根据所需的作战能力从装备体系中挑选合适的装备系统,组成作战单元,执行相应的作战任务。其实,作为保障对象系统内的一员,装备体系和装备作战单元都是执行任务的主体,不过前者比后者高一个层次,执行任务的范围也更广阔。
1.3 装备体系与装备系统的区分
简单人工系统是属于一般系统范围内的,区别于复杂系统的一类简单系统。它能够反映出组织者的设计目的,通过对有限元素的组织以及相互间的关系和结构的创立,从而实现某种或某些功能作用。装备系统就是简单人工系统中的一种,是通过对有限作战装备的组织,确定的输入得到能够预见的输出结果,如火炮射击系统、雷达探测系统、单一指控系统都属于简单人工系统,就是典型的装备系统;而装备体系的各组成系统相互交互、独立,其整体目标的完成也是通过各组成系统的自主性行为来达成的,其组成系统的行为和组成系统间的交互会导致不可预见的涌现行为的发生,即确定的输入没有一个对应的输出结果,如导弹防御体系、防空体系都是装备体系的典型例子,其二者间的区别如表1所示。
表1 装备体系与装备系统的区别
2 核心保障能力研究现状
2.1 概念研究
2.1.1 国外研究现状
当前,国外主要围绕核心保障能力概念和评价参数的确定展开研究工作。由于中英文的差异,外军通常所称的核心维修能力即本文所提及的核心保障能力,美军对于核心维修能力的研究起步较早,从20世纪80年代起即开始了相关的探索,因此,就以美军为例进行论述。
“核心维修能力”一词最早出现在《美国法典》第10卷第2 464节中,该法典由美国国会于1984年颁布,其中明确要求由国防部长确定的核心后勤工作量是不能被承包出去的。此后,该词在陆军条例、国防部指示、海军陆战队命令中被多次修改,但其主要思想,内涵基本保持一致。
《美国法典》第10卷第2 464节规定:为确保及时有效应对国防动员、国防紧急情况和其他紧急需求时,国防部必需拥有一个政府拥有、政府运营的核心后勤能力(包括:政府人员和政府拥有且政府运营的设备和设施),以确保拥有一个稳定并受控的技术能力和资源来源。依据核心法典,国防部长负责确定上述法典中描述的核心后勤能力和维持这些能力所必需的工作量。这些由国防部长确定的“核心后勤能力”,必须包括维护和修理这些武器系统和其他军事设备所必需的能力。
陆军条例AR750-1《陆军装备维修政策》表示:核心,是国防部(DOD)建制的基地内保持的,用于满足保障参谋长联席会议(JCS)应急想定的陆军武器系统的战备和持续需求的能力。这一条例规定核心基地维修能力,包括:保证规定的技术能力有为确保有准备、受控制来源所必需的最少的设施、设备和熟练人员。要求在实现初始作战能力后的4年内,器材发展部门(MATDEV)必须在政府拥有并经营的(GOGO)设施上发展修理新武器系统需要的核心后勤能力。
国防部指示DODI 4151.20《基地级维修核心能力判断过程》中这样描述:为确保及时有效应对国防动员、国防紧急情况和其他应急要求时,拥有准备充分并受控制的技术能力和资源来源,国防部必须在政府拥有且政府运营的设施上应该具有的基地级维修能力。这一指示要求国防部各单位利用核心能力需求判定过程,来确定必需的核心能力和有效维持核心能力所必需的工作量。国防部各单位计算必需的核心能力和维持这些能力所必需的基地级维修工作量,之后综合所有这些数值来确定全部的国防部核心需求。
海军陆战队把核心界定为“建制基地内保持的用来满足参谋长联席会议(JCS)应急想定的战备和可持续性要求的能力,以将风险减至最低,仅保留确保一个准备好的、受控的必需技术知识来源所必需的最少的设施、设备和技术人员”。核心表示为满足这一定义所需的最小的能力,用直接工时(DLH)表示。核心的保持力是一个战备赋能因素,使得作战装备保障能够快速、灵活、充分地满足总兵力需求,并且与基地级维修文职力量使用需求无关。
2.1.2 国内研究现状
我军关于核心保障能力的研究刚刚开始,主要是对美军核心维修能力的跟踪研究。而现今对于装备体系的核心保障能力还没形成一个公认的定义,学术界对其给出的定义大多是以我军新世纪新阶段核心军事能力的思想为依据的。
王家龙[4]提出,核心保障能力是打赢信息化条件下局部战争的后勤保障能力,是完成推进军事斗争后勤准备的核心任务的能力。胡福文[5]从企业核心能力中获得启示,基于我军的后勤保障实际,给出了核心保障能力的内涵:对保障军队作战具有根本性、决定性和长期性影响与作用的能力,主要包括:应急机动保障能力、综合保障能力和精确保障能力。边浩月[6]给出的定义为:核心保障能力即遵循保障力生成规律,以军事斗争后勤准备为牵引,科学筹划、主动作为、创新实践,全面提高保障打赢信息化条件下局部战争的能力。荔万俊[7]认为核心保障能力,就是根据“以增强打赢信息化条件下局部战争能力为核心”战略思想的要求,军队后勤应当具备的多样化军事任务保障能力中保障打赢信息化局部战争的能力,特别是在保障打赢中起根本性、基础性作用的能力。本文根据前人对核心保障能力的理解,经过分析,给出以下定义:核心保障能力是指在执行具体作战任务的过程中,为满足装备体系关于战备完好性和任务持续性要求,降低维修保障费用和保障资源需求,基层和基地保障力量确定保障要求,规划已有保障资源,及时提供装备所需保障资源,解决装备维修保障问题的能力。
3)对于预制光缆长度较短的工程应用,由于预制光缆长度可精准控制,推荐采用双端预制光缆;对于控制室与场地端(含二次预制舱及智能控制柜)间的预制光缆,由于控制室端熔接环境好,推荐采用单端预制光缆;对于场地端间的预制光缆,由于双端均不具备良好熔接环境的预制光缆,建议采用双端预制光缆。
2.2 评价参数
2.2.1 国外研究现状
对于核心保障能力参数体系研究,国外也是刚刚起步,可以借鉴外军关于RMS综合评价参数的相关研究,美国防部参谋长联席会议出版物JCS Pub1-02中规定了军事能力的两大支柱,即战备完好能力和持续作战能力。战备完好能力对应的综合评价参数有战备完好率Por、使用可用度Ao[8-9],可用度是一个常用的度量参数,美各军兵种对其非常重视,其分为固有可用度、可达可用度、使用可用度和使用时间比。任务持续作战能力对应的综合评价参数有任务可靠度Rm和可信度Do[10-12],前者针对的是执行任务过程中不能修复的系统,后者则是针对可以连续使用的系统。
2.2.2 国内研究现状
“十五”期间,我军开展了“两成两力”建设的相关工作,提出了建设标准及综合评价实施办法,不过涉及的方法主要是基于部队实际统计数据,运用专家打分的方式进行,评价参数几乎都是静态参数[13]。在“十一五”期间,针对装备基本作战单元、最小任务单元和装备作战单元层次,提出了装备完好率、使用可用度、任务完成概率等动态综合参数[14],以及针对保障系统的保障任务完成概率和保障服务时间等动态综合参数[15]。而对于装备体系的参数体系尚未建立。
2.3 评价方法
体系分析工具(SoSAT)由桑迪亚国家实验室开发的体系分析工具,面向的对象是旅级地面部队。它由一组软件工具构成,可以提供以下功能:①任何体系的仿真;②多阶段任务仿真;③提供数据以评估体系的性能;④为业务决策和商业贸易提供支持。SoSAT的基本模型包括:系统元素可靠性失效、消耗品的使用和损耗、详细的维修活动、库存补给;先进模型包括:战斗损伤模型、网络模型、预测和健康管理等。
体系可用度模型(SoSAM)是由美国陆军装备系统分析活动中心(AMSAA)开发的体系分析模型。SoSAM是用Arena仿真软件开发的,可以对未来作战系统作战单元(FCS UA)3天战斗的故障、修复和维修活动进行仿真。除了各种维修性参数,SoSAM还可以提供作战单元各个层次系统的瞬时使用可用度。
而国内,从当前查阅的资料来看,针对装备体系核心保障能力的评价参数模型还未建立,不过可以借鉴针对装备基本作战单元层和装备作战单元层所建立的参数模型。现今对装备基本作战单元层以上层次进行分析研究的方法有解析方法和仿真方法[16-18],以及这两种方法的综合应用。
3 总结与建议
3.1 当前研究总结
国外从战备完好能力和持续作战能力评价的角度入手,对于RMS综合评价参数已经建立了行业认可的参数体系和评价模型,尤其是围绕战备完好能力的评价模型研究。既针对不同的装备类型,给出了详尽的战备完好性的度量参数、定义及度量公式,建立了相对比较完备的参数体系,还将参数体系通过建模具体运用到仿真评价系统中,而这些仿真评价系统经历过实战的检验,具备相当高的可信度,对于我军核心保障能力的研究有很大的借鉴意义。
国内近年来围绕保障对象系统的RMS评价开展了不少研究工作,但是大多是针对单一装备或是基本作战单元这类较低层次的保障对象系统,而关于装备作战单元和装备体系的研究要少得多;而对于装备体系的核心保障能力的研究,更是还停留在概念确定和评价参数体系的建立阶段,甚至还没形成一个关于核心保障能力公认的定义,所提出的参数也是仅仅有顶层的一些参数,没有具体到可操作层面。
3.2 未来开展装备体系核心保障能力评价工作的建议
综合国内外研究动态可知,当前国内在此方面的研究还仅仅处在起步阶段,未来研究应着重从以下4个方面进行考虑:
①注重借鉴外军相关理论成果。美军关于核心保障能力的研究起步较早,可以借鉴美军关于核心保障能力的定义,研究其发展历程,吸取经验教训,少走弯路,并结合我军实际,对其展开研究。
②加强基础理论研究。核心保障能力是基于装备体系之上的,而考虑到装备体系存在涌现性、松耦合性等特性,与装备作战单元、装备基本作战单元存在较大差异,因此,对于装备体系核心保障能力问题,需要定义一个类似保障效能的综合性参数,再将装备体系的作战保障定性要求转化为具体参数体系进行评价。
③重视评价问题的系统研究。运用系统工程原理,对装备体系核心保障能力问题进行整体规划,充分考虑不同层参数间及同层参数间的关系,做到不遗漏,使得评价工作严谨、规范。
④深化保障仿真技术研究。关注各参数变化带来的保障仿真系统的联动变化,选取行业内较为认可的仿真模型。重视仿真数据分析方法,引入探索性分析、数据耕种和计算实验等国外先进技术手段,进而依据仿真评价结果,得出对于装备体系最为核心的影响参数。
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Revlew of Core Support Capabilities of Equipment Sos Analysis and Evaluation
LU Kai,NIE Cheng-long
(Ordnance Engineering College,Shijiazhuang 050003,China)
The connotation and concept of equipment SoS and core support capabilities is cleared. According to core support capabilities for the evaluation from the evaluation parameters and evaluation methods two aspects,characteristic is analyzed and the core security capabilities systematically and summarized existing research results is reasearched on.Through the comparison,this test points out deficiencies in the research at present.On this basis,from foreign military research,basic theory,system analysis and simulation technology of core support capabilities of the equipment system the follow-up research proposals are proposed.It has the valuable reference and lesson for the related researchers.
summary equipment system,core support capacity,evaluation parameters
E0-03
A
1002-0640(2017)05-0001-05
2016-03-16
2016-05-17
陆 凯(1991- ),男,江苏南通人,硕士研究生。研究方向:装备综合保障理论与应用。