基于相关性矩阵的装备体系贡献率概略评估方法*

卜广志

（军事科学院系统工程研究院系统总体研究所，北京 100101）

0 引言

目前，在装备论证领域中，体系贡献率成为了一个研究热点。这是在体系对抗成为现代战争基本样式的背景下，对装备建设论证提出的新标准新要求。很多文献对此进行了综述分析，探讨了体系贡献率的内涵，研究建立了多种评估建模方法。在这些研究中，很多都侧重于体系贡献率概念的探讨或具体评估建模方法研究，很少结合装备工作实际开展应用研究，取得的应用效益也较为有限。

从装备建设角度而言，体系贡献率是站在装备体系的全局视角，对其中单项装备或装备集合在体系中所处定位作用的一种评价，主要解决的是科学统筹装备体系与装备构成之间关系的问题。在装备论证领域，装备建设规划论证是对装备体系的一种顶层设计。期间，大量装备项目会被提出。如何从中遴选出有利于装备体系全局的装备纳入规划安排，非常关键。本文按照装备体系能力生成的思路，提出一种围绕贡献作用相关性矩阵的装备体系贡献率评估分析方法，以装备对使命任务的贡献作用大小为依据，支撑装备的横向对比与遴选择优。所附案例验证了方法的可行性。

1 以体系贡献率为标准的装备建设规划论证方法

1.1 装备建设规划论证的重难点

装备建设规划是对未来5 年装备建设方案的总体设计。从装备体系构成角度分析，装备建设规划论证可视为对装备体系的去冗、补缺、优化结构，即在装备体系现状基础上，针对承担的使命任务，论证能够填补体系能力空白与短板弱项的装备，优化完善装备体系构成与结构关系，同时分析淘汰功能交叉重叠、性能落后的装备。

在装备建设规划论证中，不同方会提出大量的装备项目。如何从中进行遴选择优，使之在装备体系层面上构成一个功能整体，则是装备建设规划论证中必须解决的重点难点问题。在这些装备项目中，通常包括不同的装备种类，承担多种使命任务，在体系中具有不同的定位。这便需要在进行遴选时采用一个统一的指标和基准，才能保证论证结果科学可信。未来战争必然是体系之间的对抗，装备作为战争的重要物质技术基础，也必须满足体系化的要求，从体系的视角和要求论证建设方案。所以，本文提出将体系贡献率作为遴选指标，优先选择体系贡献率高的装备纳入装备建设规划安排。

1.2 装备建设规划论证中的体系贡献率

目前，关于装备体系贡献率尚未形成统一的定义。本文结合装备建设规划论证的特点，将装备体系贡献率定义为：单项装备或装备集合在体系构建、遂行规定的使命任务时，对优化体系构成，实现作战任务目标，提高综合建设效益等方面，所发挥的贡献作用或影响程度大小。此定义与装备建设其他阶段的体系贡献率相比，具有以下特点：

1）评估对象。规划论证阶段的评估对象是大量装备项目，许多需要以项目群为单位同时分析。在评估和遴选时，通常按照装备类别、功能领域、遂行的使命任务等分类进行。

2）评估内容。包括装备建设、装备运用两个方面的贡献。在装备建设方面，主要分析对装备体系构成、综合建设效益的贡献作用。在装备运用方面，主要分析对完成使命任务的贡献作用。

3）评估方法。既可以通过体系的外部属性特征变化进行分析，即将体系视为一个黑箱；也可以通过体系能力生成的机理或过程评价分析，即将体系视为白箱或灰箱。

4）评估应用。体系贡献率结果在装备建设规划论证中，主要用于装备之间的比较分析，支撑排序择优纳入规划。体系贡献率数值本身并不具有太多物理含义。

1.3 以体系贡献率为标准的装备遴选思路

当以体系贡献率为标准对装备进行排序遴选时，首先分析每项装备在体系中的贡献作用表现；然后按照统一基准建立量化评估模型，计算每项装备的体系贡献率；最后，依据体系贡献率大小对装备进行分析，并排序选优。具体流程步骤如图1 所示。

图1 以体系贡献率为标准的装备遴选流程

图中的各步骤内容如下：

1）分析装备的贡献作用表现。针对装备体系承担的多样化使命任务，在体系现状基础上，分析装备在体系构建、体系能力生成、遂行使命任务等方面的贡献作用表现。

2）建立贡献作用相关性矩阵。按照装备在各方面的贡献作用表现，建立不同层级内容之间的贡献作用相关性矩阵。

3）计算装备的体系贡献率。利用贡献作用相关性矩阵，概略计算每项装备的体系贡献率大小。

4）以体系贡献率为标准对装备进行遴选。对装备的体系贡献率结果进行分析，以体系贡献率为标准对装备进行排序、择优遴选。

2 装备在体系中的贡献作用表现

装备在体系中最重要的贡献作用是提升体系完成使命任务的程度。对此，按照体系能力生成的思路，自底向上分为3 个层级分析。

2.1 装备对体系构成的贡献作用

新装备加入体系或替换原有装备后，最直接的贡献作用便是优化体系构成，具体表现为构成新的体系，优化体系结构，精简型谱系列等。对此，按照对体系构成影响程度的大小，采用评分形式量化相应的贡献率，建立量化分析准则如表1 所示。

表1 装备对体系构成的贡献率量化分析准则

在上述量化分析准则中，评分越高，贡献率越大。在具体评分中，对于不利于优化体系构成的情形，采用负评分。在评分区间内，根据装备的实际贡献作用大小视情赋值。对于存在多方面贡献作用的，取其中较高的评分。

2.2 体系构成对体系能力的贡献作用

体系能力是装备体系完成使命任务的固有本领，作为体系的一种属性特征，影响因素主要是体系自身构成情况。当装备体系构成发生变化后，必然会对体系能力造成影响。在分析装备对体系完成使命任务程度的贡献作用时，对体系能力的贡献作用分析便可视为中间环节。对此，建立量化分析准则如表2 所示。

表2 体系构成对体系能力的贡献率量化分析准则

体系构成对体系能力的贡献作用分析，实质上分析的是新装备纳入装备体系后，形成的新体系所具备的体系能力。此处的评估对象是装备体系，既包括新装备，也包括现役装备。

2.3 体系能力对完成使命任务的贡献作用

装备体系建设的最终目的是完成规定的使命任务，当以体系能力作为中间环节时，从完成使命任务的角度建立如表3 所示的量化分析准则。

表3 体系能力对完成使命任务的贡献率量化分析准则

上述从装备到体系构成、体系能力、使命任务的贡献作用表现，实际上即是体系能力生成的思路，分析的也是装备建设与装备运用之间的内在关系。

3 贡献作用相关性矩阵

在装备的贡献作用分析中，一项装备可以加入不同的装备体系，生成不同的体系能力，遂行多样化的使命任务，即装备、装备体系、装备体系能力、使命任务之间是多对多的关系。对此，本文采用贡献作用相关性矩阵形式建模分析。

3.1 贡献作用相关性矩阵的建立

贡献作用相关性矩阵是以矩阵形式描述装备对体系构成，体系构成对体系能力，体系能力对使命任务的贡献作用表现，分为装备对体系构成的贡献作用相关性矩阵，体系构成对体系能力的贡献作用相关性矩阵，体系能力对使命任务的贡献作用相关性矩阵。

3.2 贡献作用相关性矩阵的计算建模

在装备建设规划论证中，利用上述3 个贡献作用相关性矩阵，可以概略计算每项装备对使命任务的贡献率大小，作为对不同装备进行横向比较分析的统一指标和基准。在计算建模中，将装备对体系构成、体系能力、使命任务等不同层级的贡献作用，视为从完成使命任务角度的递阶贡献表现，三者综合起来作为装备对使命任务的贡献率结果，即：

3.3 装备的综合贡献率

表4 使命任务的权重分析

按照S（i=1，2，…，m）从大到小的顺序，可以给出以体系贡献率为标准的装备对多样化使命任务的贡献作用排序。在支撑装备建设规划论证的装备遴选时，通常对排序越靠前的装备，认为其整体贡献率越大，越应当优先纳入装备建设规划安排。

4 装备在体系中的贡献作用机理

贡献作用机理是指装备在体系中发挥贡献作用的方式或途径。通过贡献机理的分析，有助于准确定位装备在体系中的功能作用，支撑军事需求深化和使命任务优化。

在上述贡献作用相关性矩阵中，实质上给出了从装备到使命任务的递阶支撑关系。当按照体系能力形成的思路分析时，可以建立贡献作用关系链的形式，如：

对于一项装备而言，通常会建立多个贡献作用关系链，分别表示装备通过不同方式发挥的贡献作用。为了相互比较分析，可以计算贡献作用关系链上的贡献率评分，表示装备在该贡献作用方式上的贡献率大小。如对上述贡献作用关系链，可以参照贡献作用相关性矩阵的模型计算贡献率评分：

当将一项装备对一项使命任务的所有贡献作用关系链的贡献率评分进行综合时，即是该装备对相应使命任务的贡献率评分：

在不同的贡献作用关系链中，贡献率评分较大的，表示该关系链是装备在体系中发挥贡献作用的主要方式或渠道，其中的装备体系、体系能力也是装备发挥贡献作用的主要环节。从遂行使命任务的角度分析，贡献率评分较大的贡献作用关系链对应的装备，则是提升完成使命任务程度的建设重点。

5 案例

假设在装备建设规划论证中，建设目标是完成3项使命任务T、T、T。相关方面在装备体系现状基础上，提出要研制7 型装备A、A、…、A。根据对遂行使命任务的需求分析，现有装备和新研装备可以组合成4 种装备体系AS、AS、AS、AS。从完成使命任务的过程分析，共涉及5 类体系能力C、C、…、C。

对此，根据装备对装备体系构成、体系能力、使命任务的支撑关系分析，按照贡献率量化分析准则，假设建立贡献作用相关性矩阵如下：

在分析装备的综合贡献率时，对各层级的贡献作用分别赋予相应权重w=0.2，w=0.3，w=0.5。则按照文中方法，可以计算装备对使命任务的贡献作用相关性矩阵：

对于3 项使命任务，分析各自的重要性、可能性和紧迫性，分别进行评分如表5 所示。

表5 案例中的使命任务权重评分

计算3 项使命任务的权重评分，并进行归一化处理，得到w=0.38，w=0.31，w=0.31。

计算每项装备对3 项使命任务的综合贡献率为：S=3.18，S=3.32，S=1.07，S=1.23，S=1.14，S=4.40，S=3.52。

由贡献率评分高低，可以看出L、L是装备A发挥贡献作用的主要途径，即通过构建新的装备体系AS，支撑体系能力C的提升，最终提升完成使命任务T的程度；通过构建新的装备体系AS，大幅提升体系能力C，最终提升完成使命任务T的程度。

同时，由贡献作用关系链的评分也可以看出，装备越是支撑权重高的使命任务，相应的贡献作用也容易较高，在不同层级的贡献作用表现中，提升完成使命任务程度的贡献作用最为重要。

当以体系贡献率为标准进行装备遴选时，各项装备纳入装备建设规划安排的优先排序从高到低依次为：A、A、A、A、A、A、A。

6 结论

在装备建设规划论证中，从大量装备项目中遴选出对装备体系具有较大贡献作用的装备纳入规划安排，是一个非常重要的问题。本文以提升完成使命任务程度为最终目标，依次分析了装备在体系构建、体系能力生成和完成使命任务等方面的贡献作用表现。按照贡献作用之间的对应关系，建立了贡献作用相关性矩阵，给出了装备对支撑多样化使命任务的综合贡献率计算方法。根据综合贡献率大小，对装备进行排序择优。本文方法是对体系贡献率的一种概略评估，所得结果适用于较为宏观的装备建设规划论证决策问题。同时，此方法还存在很多需要继续完善之处，如：贡献率评分赋值的准则还需要细化，以便区分更多的贡献作用表现；贡献作用相关性矩阵的计算模型还需要完善，使之能够更加全面反映其中的贡献作用关系。