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装备体系作战试验想定设计

2018-06-19刘忆冰

装甲兵工程学院学报 2018年1期
关键词:装备方案体系

凌 超, 王 凯, 刘忆冰, 蒲 玮

(1. 陆军装甲兵学院演训中心, 北京 100072; 2. 63926 部队, 北京 100085)

装备体系作战试验是在近似实战的环境条件下,针对被试装备体系而组织的实战化考核,目的是进一步摸清被试装备体系的作战效能、作战适用性和体系贡献率等相关内容,是当前我军装备作战试验领域的重要工作方向之一。装备作战试验想定是装备体系作战试验组织实施的总开关,可为装备体系作战试验提供行动方案和数据背景,直接关系到能否有效检验被试装备体系的作战效能、作战适用性和体系贡献率,是开展装备体系作战试验的前提和基础。目前,仿真试验想定的相关研究成果较多[1-3],但有关装备体系作战试验想定设计的研究成果较少。柯宏发等[4]论述了通用化、一般化的装备作战试验想定设计流程,提出了一种基于效果的装备作战试验想定设计方法。与一般作战试验相比,装备体系作战试验在试验对象、试验规模上具有特殊性,因此,迫切需要对装备体系作战试验想定生成方法开展进一步的探索和研究。笔者从装备体系作战试验想定的基本概念出发,对装备体系作战试验想定的功能需求、设计方法、方案验证与优选准则等进行研究。

1 装备体系作战试验想定基本概念

1.1 作战试验想定

“想定”的定义为:围绕训练课题,对作战企图、作战发展及态势变化情况进行设想和假定的演习文书,是组织、诱导军事演习和作业的基本文书,可分为基本想定和补充想定,通常也称为“作战想定”。装备作战试验想定是为满足被试装备的试验评估需求,对装备运用实体、环境、事件和目标等随时间变化的历程所进行的总体设想[4]。

作战想定与作战试验想定既密切关联,又区别明显,主要表现在:

1) 功能定位不同。作战想定服务于演训活动,为考核武器装备战技性能和军事人员训练水平提供背景。作战试验想定服务于被试装备考核,为装备试验提供行动方案和数据背景。

2) 内容构成不同。作战想定主要为参训人员研判战场态势、形成作战决心提供考核背景,通常包括作战企图、作战发展及态势变化情况等。作战试验想定主要是满足被试装备评估需要,为完成相关装备数据的采集提供行动背景,主要包括参试装备体系的编配方案和作战运用方案等。

3) 行动进程不同。当作战想定提供初始行动背景后,参训部队通常会据此确定行动方案,并组织部队连续完成预定任务,作战进程的持续性较强。由于功能定位的不同,作战试验想定需要在被试装备完成作战进程的基础上,依据装备作战试验数据采集、评估和多样化试验考核环境等多种需求,将作战进程划分为一系列试验科目,从而不再表现为一连串的连续军事行动。

1.2 装备体系作战试验想定

装备体系作战试验想定是立足被试装备体系的使命任务,面向参试部队装备体系运用、服务试验数据采集与评估的预先背景设计,基于实战背景对作战双方的兵力编成、作战企图、作战行动进程、被试装备体系编成、使用原则和环境构设要求等进行的设想和假定,用于指导兵力行动和装备运用,是组织实施作战试验的基本文书。装备体系作战试验想定分为试验基本想定和试验补充想定,其中:试验基本想定是对试验基本情况的概述,主要对参试装备体系构成、装备体系运用总体方案等进行阐述;试验补充想定则围绕具体试验科目设计装备运用方案和条件,为完成具体试验科目提供行动指导,是试验基本想定的补充。

1.3 装备体系作战试验想定构成

从试验参与方来看,装备体系作战试验想定主要包括参试装备体系作战试验想定、基线装备体系作战试验想定和对抗装备体系作战试验想定3部分,如图1所示。其中:参试装备体系作战试验想定是基线装备体系作战试验想定和对抗装备体系作战试验想定设计的前提和基础,也是装备体系作战试验想定设计的难点所在。

1) 参试装备体系是以被试装备体系为核心,根据典型任务需求增加配试装备而形成的装备体系,是装备体系作战试验组织实施的主体。参试装备体系想定需要以被试装备体系使命任务为依据,结合作战试验目标,设计其装备体系典型作战运用流程,为参试装备体系运用提供行动指导。

2) 基线装备体系是借鉴美军“基于比较的试验鉴定”思想,为完成参试装备体系的对比评估而设立的,通常以被替代装备体系为主体构成。如果被替代装备历史数据较为丰富,可不设立基线装备体系。由于基线装备体系不作为试验考核对象,只需要实施一定的试验行动并采集相关数据,为参试装备体系提供评估基准,因此,按照“贴近参试装备体系试验行动”的原则设计基线装备体系作战试验想定的行动过程。如:为替代某步兵营装备体系而研发的某合成营装备体系,在其装备体系作战试验阶段,就可将该步兵营装备体系作为基线装备体系,将新研发的合成营装备体系作为参试装备体系,对新研发装备体系作战效能的提升程度等问题进行评估。

3)对抗装备体系作战试验想定是环境构设方案的一部分,旨在为参试装备体系构设威胁环境,通常无数据采集与评估要求。对抗装备体系作战试验想定设计是在参试装备体系作战试验想定形成之后,再依据对抗装备体系的行动特点和典型运用方法,结合参试装备体系运用方案进行对应设计。

2 装备体系作战试验想定功能需求分析

2.1 装备体系作战试验想定运行使用构想分析

开展装备体系作战试验想定功能需求分析,首先要明确相关方对试验想定的使用构想,即对试验想定有使用需求以及受试验想定影响的组织和个人对其有何种功能期望,并在使用构想中进一步完成试验想定功能需求分析。装备体系作战试验相关方主要包括参试部队、对抗部队、基线部队、试验指挥人员、环境构设人员、基础保障人员和测试测量人员等。

对装备体系作战试验想定使用过程进行分析时,首先将装备体系作战试验想定置于各相关方的使用场景中,从各相关方的视角来审视试验想定的使用过程,提出各自的试验想定使用要求和功能期望。在装备体系作战试验组织实施过程中,装备体系作战试验想定是有关参试部队的唯一指导性文书,用于指导部队按照想定要求完成各类既定试验科目:测试测量人员依据试验想定,确定试验数据采集的时机和环节;试验指挥人员评估试验想定是否符合试验目标要求,并据此组织实施试验活动;环境构设人员依据试验想定提出的环境构设要求构建试验环境;基础保障人员根据试验想定提出的弹药、器材等基础保障需求进行试验行动保障。从系统论观点来看,装备体系作战试验想定是融合了不同专业领域的交流平台,各相关方就装备体系作战试验的行动设想、环境构设要求、数据采集手段和概念表达等不断地进行交流,最终实现各方在装备体系作战试验组织实施中的主要意图。

2.2 装备体系作战试验想定功能要求

在装备体系作战试验想定运行使用构想分析的基础上,各相关方对想定提出具体的功能要求。对于装备体系作战试验,各相关方对装备体系作战试验想定的功能要求主要有如下5个方面:

1) 为参试部队提供完整的装备体系运用方案,这是装备体系作战试验想定的主要功能要求,也是进行试验想定设计的重要依据;

2) 为测试测量人员提供近似实战的试验数据采集背景,在不干扰试验活动的前提下,在试验活动的合适环节为数据采集工作预留时间;

3) 为装备体系作战试验指挥人员组织试验活动提供基本依据,明确试验指挥人员和参试部队指挥人员的指挥权限和指挥方式;

4) 为装备体系作战试验环境构设人员提供明确可行的环境构设要求;

5) 为装备体系作战试验基础保障人员进行弹药、物资等基础保障测算提供分析依据。

3 装备体系作战试验想定设计方法

装备体系作战试验基本想定是在明确参试装备体系某一典型使命任务的基础上设计形成的,是开展试验补充想定设计的基础和依据,也是参试部队组织实施装备体系作战试验科目的概述性文件,主要包括试验背景、试验课题、试验内容、作战企图、装备体系编成、试验任务、装备体系运用总体方案、试验科目总体安排、试验指挥关系,以及地理、气象和水文等环境条件。装备体系作战试验补充想定主要对应各个不同的试验科目,针对不同的试验阶段和试验任务,为具体试验科目的实施提供初始态势,明确试验科目内装备体系运用方案和环境构设要求等。

装备体系作战试验想定设计的重点是构建符合试验活动要求的异质专家团队,在研讨装备体系运用方案时,通过“对抗双方单独设计—集中组织对抗研讨—对抗双方返回修正—集中组织对抗研讨……”的循环迭代、演绎进化方式推进装备体系作战运用方案的形成。装备体系作战试验想定设计的基本流程如图2所示。

1) 组建试验想定设计专家团队,对典型试验行动样式进行选择。

2) 军事专家根据被试装备体系的典型试验任务,设计形成基本作战试验目的,并综合试验基本情况形成装备体系作战试验基本想定。

3) 试验设计人员依据试验科目和试验目标,在不改变作战进程和作战方法的基础上,将作战行动阶段进行划分并嵌入试验科目中,依据试验科目设计形成试验样本参数,进行相应的试验行动设计,形成试验补充想定。

需要说明的是:装备体系作战试验科目是装备体系作战试验组织实施的基本单位,试验科目是在试验基本想定的基础上,通过统计学方法对具体试验因子进行综合设计形成的,由于试验科目设计不属于试验想定设计的范畴,但其设计结果影响试验补充想定的形成,因此,笔者未对试验科目设计的具体内容进行论述,但为保证试验想定设计逻辑的完整性,在图中用虚线框对试验科目进行了标记。

在装备体系作战试验想定内容设计中,核心内容主要包括4部分:1)构建装备体系作战试验想定设计团队;2)围绕被试装备体系的使命任务,选择确定典型行动样式作为装备体系作战试验想定设计的基础;3)围绕被试装备体系的试验目标,合理选择配试装备体系,构建能够遂行预定作战行动的参试装备体系;4)通过集中研讨、反复迭代的方式,设计形成能够满足装备体系作战试验想定相关方要求的试验实施方案。

3.1 装备体系作战试验想定设计团队组建

装备体系作战试验想定是试验技术总体专家、军事领域专家、作战试验设计专家和试验基础保障专家等多领域专家进行知识融合、反复交互和不断迭代的过程。

组建专家团队时,首先分析待解决问题的专业领域,确定该问题对相关领域专家的需求,初步设计专家组建方案;然后,对领域专家进行评价和选取;最后,组建专家团队。

装备体系作战试验想定设计团队主要根据试验考核目标,研究设计被试装备体系作战运用背景和行动过程,团队成员的构成需随着研究问题的深入而不断地进行调整,团队成员间的主要关系为装备体系作战试验技术总体专家对装备体系作战试验设计专家、军事领域专家、试验基础保障专家的组织协调关系,以及装备体系作战试验设计专家、军事领域专家、试验基础保障专家间的支持保障关系,如图3所示。

3.2 装备体系作战试验行动样式选择

依据试验类别,可将装备体系作战试验想定区分为不同作战样式、不同作战方向、不同作战地域和不同作战任务条件下各类装备体系作战试验想定。因此,开展装备体系作战试验想定设计,首先要确定典型行动样式,并将其作为确定试验想定设计内容的基本依据。当试验行动较多时,可利用专家打分法计算各试验行动样式的权重,进而优化试验行动。如:在某合成营装备体系作战试验中,以水网稻田地、山岳丛林地和高原高寒山地3种作战环境为背景,设置了阵地进攻、要点夺控和通道突击3种作战样式,共9个初始试验行动。其中:山岳丛林地要点夺控、水网稻田地阵地进攻和高原高寒山地通道突击3个试验行动的综合权重较大,应作为试验重点;而山岳丛林地通道突击和水网稻田地通道突击2个试验行动的综合权重较小,建议不列入试验考核范围。其典型行动样式权重分配如表1所示。

表1 某合成营装备体系作战试验典型行动样式权重分配

3.3 参试装备体系构建

将被试装备体系置于体系作战环境中进行考核,是检验被试装备体系能否满足体系作战需要的重要手段。但如何科学选择相关配试装备,与被试装备体系形成参试装备体系参与作战试验,是实践活动展开的难点,也是影响试验实施效果的关键。参试装备体系构建需要以被试装备体系为核心,结合其预定的使命任务要求和装备体系“功能互补、相互依存、结构内聚、整体独立”的功能特点,选择配试装备,构建符合试验考核需要的装备体系。根据被试装备体系的典型情况,可将参试装备体系构建方法分为如下4种:

1) 依据装备体系需求论证文档构建参试装备体系。目前,我军尚未形成严格的装备体系需求论证机制,装备需求论证考虑型号装备因素多,而对装备体系的需求论证不足。如果需求论证文档详细论证了被试装备体系的典型作战样式和使用方法,则可依据装备体系需求论证文档构建参试装备体系;否则,需要单独研究构建装备体系编配问题。

2) 将被试装备体系直接作为参试装备体系的主体。当被试装备体系功能相对完整,能够独立遂行作战任务时,则可将被试装备体系作为参试装备体系的主体直接参加试验。

3) 采用装备体系需求论证方法构建参试装备体系。当需要将被试装备体系纳入上级装备体系进行试验,但其运用方法、作战进程和编配规则等均不清晰时,则需要采用装备需求论证的基本方法重点解决2个问题:一是选择何种装备作为配试装备;二是各类装备的编配数量是多少。其解决的基本思路为:(1)以被试装备体系为中心,对其使命任务进行论证,分析其作战样式和作战活动,明确基本的任务需求,并转化为相应的作战能力需求;(2)依据量化的作战能力需求,分析被试装备体系的能力指标(在被试装备体系内,多数装备已经过科研试验和性能试验,已掌握单型号装备的性能数据),选择确定配试装备的类型;(3)依据配试装备的基本性能数据和论证的参试装备体系作战能力量化要求,计算各类可能的装备编配方案,并请相关领域专家进行论证,选择最为典型的编配方案列入作战试验计划,进行适编性验证评估;(4)当战时参试装备体系编配的类型和数量确定之后,需要依据试验考核需求和现有的装备资源,对其进行合理的简化,并在保证试验数据获取准确性和科学性的前提下,按照“要素齐全、以少代多”的原则,构建要素功能相对完整的装备体系。

4)通过原有编配方案的对比分析得出参试装备体系的构成。当被试装备体系是为替代落后装备体系而研发时,则相关配试装备通过原装备体系所在作战体系的对比分析得到。由于被试装备体系效能的提升,即可能由于技术的提升导致战术发生改变,导致原有编配方案不能适应未来作战的需要,则需采取第3种装备体系需求论证方法对原有编配方案重新进行论证和调整。

3.4 装备体系作战运用方案设计

装备体系作战运用方案设计主要包括2部分:1)针对装备体系作战试验基本想定,进行装备体系总体运用方案设计,这是进一步开展试验科目设计的基础;2)针对装备体系作战试验补充想定,依据试验科目设计形成的试验样本和因子水平要求,设计该科目内装备体系作战运用方案。

装备体系作战运用方案的“集中—对抗—研讨”分析是将对抗双方设计的运用方案进行对抗研讨,推演对抗作战过程,并不断迭代,进而形成最终的行动方案。研讨过程以试验总体技术专家为主导,军事领域专家主要负责,试验设计专家、试验基础保障专家提供技术支持,将对抗双方的装备体系运用方案按照时间顺序进行组合,形成完整的对抗运用时序过程,如图4所示。

装备体系作战运用方案对抗分析是从装备作战试验基本想定的试验背景入手,直接抽取初始态势进行分析,形成双方对抗初始作战条件集合H1、L1,对抗双方设计团队据此研讨装备运用方案集合C1H、C1L。而后,在同一试验背景下对装备运用方案集合C1H、C1L按时间顺序进行拆解,并将拆解后的内容按时间顺序进行对抗分析,通过定性、定量和定性定量相结合的方法分析作战效果。至此,完成一次装备体系作战运用方案的对抗研讨。根据试验要求和对抗效果,分析是否需要进行下一次对抗研讨分析,如此不断迭代,直至形成符合要求的装备体系作战试验运用方案。

4 装备体系作战试验想定方案验证与优选准则

装备体系作战试验想定方案验证与优选的关键是建立科学客观的验证与优选准则。笔者借鉴项目管理的基本思想[5],从质量、进度、费用和风险4个方面,对装备体系作战试验想定方案验证与优选准则进行分析。其中:从质量视角提出的准则属于验证准则,是装备体系作战试验想定必须符合的基本条件;从进度、费用和风险视角提出的准则属于优选准则,是在方案满足验证准则的基础上进行多方案比较的基本依据。

4.1 验证准则

为保证装备体系作战试验目标的实现,装备体系作战试验想定需要满足的必要条件主要包括如下4个方面:

1) 装备体系作战试验想定中的编配方案、行动方案是否符合参试装备体系的功能特点。如:针对某数字化装备体系开展作战试验,按照机械化战争的作战样式进行行动设计,就会导致数字化装备体系无法充分发挥其战场感知和指挥控制优势,以其为基础进行装备体系作战试验,评估结论难以反映被试装备体系真正的作战效能。

2) 试验环境构设是否接近真实的任务环境。试验环境是影响装备体系作战效能发挥的重要因素,是开展试验想定设计的重要变量,需要结合各类战场的自然环境、社会环境、电磁环境和网络环境等进行综合设计。如:在某一行动阶段内,可区分昼夜、雪、雨、雾和对抗强度等不同条件来组织实施,以充分检验不同任务环境下装备体系的作战效能。

3) 装备体系作战试验想定方案是否与当前试验资源条件相符。装备体系作战试验需要尽可能地接近真实战场对抗环境,但由于试验资源有限,其装备体系运用方案必须符合能够调用的试验资源条件。如:在数字化装备体系对抗实装试验中,较难实现数字化装备体系的部分火力对抗内容,需要充分调用仿真试验资源,进行实装、仿真相结合的装备体系作战试验,以实现对被试装备体系的作战效能、作战适用性和贡献率的全面考核。

4)装备体系作战试验经费、周期和风险的限制。装备体系作战试验想定规定的内容直接影响试验的完成周期、采集方案、手段建设和试验保障等,因此,进行装备体系作战试验想定设计需要满足规定时间、经费和风险要求,以确保装备体系作战试验工作的总体安排满足装备体系建设发展与作战运用的需要。

4.2 优选准则

对装备体系作战试验而言,通常需要被试装备体系在多种试验环境、多个作战样式下进行试验。装备体系作战试验的目标是全面摸清被试装备体系的作战效能、作战适用性和贡献率,在满足装备体系作战试验验证准则的前提下,依据被试装备体系需求的紧迫程度,按照装备体系作战试验想定规定的主体内容,结合进度、经费和风险等内容构设优选目标函数和约束条件,进而实现装备体系作战试验想定方案的优选。

参考文献:

[1] 袁华.海军战术仿真想定空间辅助生成研究[M].北京:海潮出版社,2010:102-116.

[2] 行舟,郝建国.作战仿真想定有效性验证方法研究[J].计算机仿真,2013,30(2):26-29.

[3] 范希辉,刘萍.军事概念模型的仿真想定生成[J].火力与指挥控制,2012,37(7):168-173.

[4] 柯宏发,张军奇.作战试验想定设计问题思考[J].装备学院学报,2016,27(2):111-116.

[5] Williams C.System engineering process six key phases [C]∥IEEE Colloquium on Systems Engineering on Large Railway Projects.London:IEEE,1997:1-5.

[6] 白思俊,郭云涛.国防项目管理[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2009:115.

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