武器系统效能分析提高的可拓策略思路方法生成研究

王 丰,顾佼佼

(海军航空大学,山东 烟台 264001)

可拓学[1-2]是我国学者蔡文创立的一门横断性学科,其包括基元理论、可拓分析方法、可拓策略生成方法等。可拓策略生成方法是用形式化、定量化方法,生成解决矛盾问题的策略方法。相关学者应用可拓学在管理、数学、设计等领域取得了一些研究成果。本文创新性地将可拓学方法运用于武器系统效能分析提高的研究中。对项目组在研究提高武器系统效能过程中的思路及方法,运用可拓策略生成方法,对矛盾问题进行可拓分析,结合相容度函数和效益系数,寻求一种方法、思路刻画的新途径。并利用优度评价方法,对生成的可拓策略进行综合评价,从而选出最适合的可拓策略。为武器系统研发、分析过程中遇到的矛盾问题的解决提供一种新的创新思维模式和思维层面上的理论支持。

1 武器系统效能分析提高的策略生成

武器系统效能分析提高的可拓策略方法生成基本步骤如下。

1.1 建立效能提高的可拓模型

通过对武器系统的效能进行分析,界定问题的目标和条件,分别用基元分别刻画为G和L,建立效能提高的可拓模型[1]为

P=G·L。

1.2 建立核问题的可拓模型

分析效能提高分析中的过程和问题,提炼并建立核优化问题为P0=G0·L0。

1.3 建立相容度函数

根据专业知识,专家经验意见,并结合效能提高的实际问题,建立相容度函数K(P)。若K(P)>0,则说明优化问题得到解决；若K(P)<0,则说明优化问题未得到解决。

1.4 对核问题的目标和条件进行可拓分析

若核问题K(P)<0,则运用相关、蕴含、发散和可扩等可拓分析方法对目标基元或者条件基元进行拓展分析。

1.5 对分析得到的基元实施主动变换

对拓展分析得到的基元实施主动变换或主动变换的运算,由于传导变换的作用,会使问题的相容度函数发生改变。若主动变换实施后的相容度函数K′(P)>0,说明效能提高问题得到解决。若K′(P)<0,说明效能提高问题未得到解决,则需要再次对核问题进行拓展分析,或再次对拓展分析得到的基元进行可拓变换。

1.6 确定是否产生新的矛盾问题

对于能使K′(P)>0的主动变换φi(i=1,2,…,n),若未引起新的问题,则主动变换φi(i=1,2,…,n)为可拓策略方法,否则需要重新寻求主动变换,以寻找新的可拓策略方法。

1.7 确定可拓策略方法的效益系数

依据专家意见,给出主动变换φi(i=1,2,…,n)的难度系数γφi(i=1,2,…,n),1≥γφi≥0。难度系数表示主动变换实施的难易程度,γφi(i=1,2,…,n)越大,表示主动变换φi(i=1,2,…,n)越难实施。γφi(i=1,2,…,n)越小,表示主动变换φi(i=1,2,…,n)越易实施。

为了评价可拓策略方法实施的综合效果,通过主动变换φi的难度系数γφi和变换φi实施后的相容度函数进行计算,给出效益系数的概念：

(1)

ωφi越小,表示可拓策略方法的综合效果越差,ωφi越大,表示可拓策略方法的综合效果越好。

参考效益系数ωφi,结合项目组的实际情况,运用优度评价方法对生成的可拓策略进行综合优度评价,选出较优、较适合的可拓策略方法集T。

2 实例分析

假设某课题项目组的任务是研究提高某型号舰载武器[3-6]系统的效能参数。尝试运用本文方法,对效能提高的思路和方法进行形式化研究。

2.1 提高舰载武器系统效能矛盾问题的界定

假设舰载武器系统为a,通过事元建立舰载武器系统a的效能提高的模型为

2.2 矛盾问题的界定

在项目组现有人力、物力、财力条件下,欲提高舰载武器系统a的效能,该问题的可拓模型可以建立为

P=G·L=

其中,

经过专家组的经验意见,结合对相关历史资料进行分析,其核问题的可拓模型建立为

P0=g0·l0=

对条件基元l0建立相容度函数[7～8]K(P)=k1(x1)∧k2(x2),其中,

当x1、x2均为中时,相容度函数K(P)=K(l0)=(-1)∧(-1)=-1<0,即问题P=G·L不相关。

2.3 根据基元的拓展分析原理,对条件基元进行拓展分析

运用相关分析原理,对条件l0进行相关分析,建立条件l0的相关分析树如下：

其中,

l01=(项目组1,科研人员,L1),

l02=(项目组1,资金,10万),

l03=(项目组1,相关设备,L2),

l04=(项目组1,时间,18个月)。

对l01运用发散分析原理进行发散分析,得

其中,

同理,对l02进行发散分析,得

对l03进行发散分析得

其中,

对l04进行发散分析得

2.4 可拓策略的生成

1)寻求主动变换φ1,使φ1l01=l011,由于传导变换的作用,使条件l0发生传导变换,记为

3)寻求主动变换φ3,使φ3l03=l031,由于传导变换的作用,使l0发生传导变化,记为

φ3Tl0=l‴0=

从变换前后相容度函数的计算可以看出,可拓变换φ1,可使K(l0)>0,即变换φ1可使不相容问题转化为相容问题,效能提高问题得到解决。而可拓变换φ2,φ3不能解决不相容问题。

综上,可得该矛盾问题的可拓策略方法集合为Wφ={φ1},及通过招募新的科研人员,增加科研力量,使研发出来的新技术的数量增加,成熟度得到改善。

本例中的可拓策略φ1是对条件基元进行拓展分析得到的。也可以运用发散、蕴含、可扩、相关等拓展分析原理,通过对条件基元中的其他基元或者目标基元进行拓展分析,寻求其他的可拓策略,解决不相容问题。

在得到多个可拓策略后,根据实际情况,依据优度评价方法进行评价, 并根据优度值对可拓策略的优劣进行综合排序, 选取优度较高的策略,为决策者最后的决策提供参考依据。

3 结束语

本文引入可拓学中的可拓策略生成方法,研究项目组在提高武器系统效能过程中的思路及方法。利用相关、蕴含、可扩等分析方法对条件或目标进行可拓分析,构建可拓分析树,并通过给出效益系数的概念,研究效能提高的可拓策略方法。其结果可信度较高,方法简便实用,而且分析过程更形式化,逻辑性更强,为最后决策中较优策略的选择提供了一个良好的支撑平台。下一步,将结合具体研究课题项目,利用计算机编程,实现武器系统效能分析提高过程的自动化和智能化。