装备需求论证研究综述*
2022-11-07王家欣王进宇
王家欣,刘 俊,史 嫄,王进宇
(武警后勤学院,天津 300309)
0 引言
当下,国际风云变化莫测、局部地区冲突接连不断,为有效应对国际、国内安全形势的不断变化以及各种非传统领域上的安全挑战,几乎所有国家均十分重视军事装备研究工作。可以说,装备需求论证是军事装备研究的第一个环节,装备需求论证的质量好不好、标准高不高、数据准不准,会直接影响着我军装备的研发配备和体系化建设进程,也间接影响着一线官兵的训练水平和作战能力,已成为装备需求论证研究和装备工作实践的中心环节。本文针对装备需求论证这一内容对国内外相关研究展开综述,以期为我国军事装备研发配备与体系化建设提供借鉴思路。
1 装备需求论证研究概述
1.1 装备需求论证的内涵
装备需求论证是一个在装备研发配备进程中进行测算、检验和评估的综合过程,是装备建设由“临时命令”向系统论证转变的必经途径。由于我国在装备需求论证理论研究方面起步比较晚,还没有形成健全、严密、系统的装备需求论证理论体系,各类技术也极不完善配套,大多数情况还在借鉴、追踪和转化外国先进理论成果。为此,关于到底什么是装备需求论证的首要工作,学术上还存在着不同的观点。一是在从不同角度辨析装备需求论证相关概念的基础上,系统运用了分类比较、分层比较、综合比较等方法,对比界定一些相似却意义不同的名词概念,搞懂弄清这些相关概念有什么细微的差别,清晰直观地展示武器装备需求论证有关概念及其相互关系,比如装备发展论证、装备规划论证、装备需求论证、装备军事需求论证以及装备作战需求论证等。二是认为装备需求论证其实就是一个不断寻找最优解的艰辛过程,可以通过限定一系列的条件、构建相应的数学模型和三维结构图形来回答“装备需求论证”这一基本概念本身。
1.2 装备需求论证的角色定位
开展装备需求论证工作是开展军事装备研发、为部队配备军事装备的基本动力和前提,一般从作战任务需求入手,通过系统性的体系化分析验证过程,最终形成一份极具参考价值的装备需求论证报告,该报告基本上可以作为上级装备部门针对装备研发配备使用和体系化建设的一项基本依据,直接影响和决定着装备发展的方向、性质、水平、规模和质量。任何一种新型装备的提出,如果在军事上没有需求,也就没有研究的价值和必要。针对当下、未来战争形态变化趋势以及部队整体变革发展路径,装备需求论证在装备研发配备和体系化建设中所扮演的角色定位集中体现在军事需求的牵引上,对于投入大量人力、物力研发配备的装备到底能否应对现代战争所带来的威胁与挑战,具有举足轻重的作用,主要概括为以下几点:一是在军事装备研发过程中扮演着“预测师”的角色;二是在军事装备体系优化上扮演着“分析师”的角色;三是在军事装备配备全寿命周期中扮演着“设计师”的角色。
1.3 装备需求论证的主要特点
1)预测性
装备的研发和配备使用在时间上存在着一定的延后性,因此,把握军事需求的前沿动态,把握新军事革命的发展方向,把握现代战争的“节奏频率”,运用符合时代特征的多种基础理论、推理方法、评估方式是预测未来装备需求论证的切入点。
2)系统性
装备需求论证囊括的领域纷繁复杂、问题众多,是一个复杂的系统工程,而且各种问题纵横交错、相互影响、关系复杂。需要从系统的角度着手,甚至运用交叉学科的理论、方法和技术等才可能无限接近军事需求的真实结果,相应的论证结论也才会具备一定的参考价值。片面的、单一维度的装备需求论证,其结论与方案几乎没有任何实践价值。
3)专业性
在科技引领战争成败的今天,从某种程度上讲,科学技术就是“第一”战斗力,几乎在军事领域的所有关键节点上都显现了极大威力,而在装备需求论证上则集中体现为对相关专业背景要求极高。装备需求论证工作对于论证人员、论证方法、论证手段甚至是应用的技术条件与软硬件均有明确的技术性要求。不具备专业知识与技能的人员、单位也不可能按照军事需求标准完成装备需求论证工作。
2 关于装备需求论证模式的研究
装备需求论证引领了装备的研发配备,对于提升装备体系化建设水平至关重要,贯穿于装备发展建设的全寿命周期,对于系统推动装备科学化、系列化、体系化发展具有重要意义。装备需求论证相关理论研究自古代起就一直存在,按照时间顺序,研究装备需求理论的专家学者大体上将其发展脉络划分为古代及近代朴素的装备需求分析阶段、现代装备需求分析阶段、当代装备需求分析阶段和当代的装备需求工程等4 个发展演进阶段。随着信息化、智能化装备体系化进程不断推进,装备需求工程向深向远发展,对装备需求论证理论提出了更高的要求。为此,装甲兵工程学院的科研团队在陆军前期构建的装备需求论证生成程序、创新生成机制等研究经验的基础上,阐述了基本特点为规范化、模型化、工具化和资源化的装备需求论证工程化理论思想,从而建立起了一个基于需求获取、需求分析、制定方案、检验方案、确认方案进行的,前后衔接的、科学有效的5 步法装备需求论证模式理论,和一个基于需求描述、需求映射、评估方案、验证需求、校核和确认与可信性评估进行的并以能力为核心要素的5 步法装备需求论证理论模式。这两种模式理论针对性都很强,比较符合装备需求论证理论的特点与规律,各个步骤之间关系比较密切、衔接比较紧密,既相对独立,又能够基本覆盖装备需求论证的全部流程与程序,能够在多数需求论证界面进行应用,对于完善装备需求论证工作向装备需求论证工程化平滑转型,建立较为完备的科研理论体系具有比较重要的理论指导作用。
3 关于装备需求论证方法的研究
装备体系化研发配备是未来一个阶段装备建设的重点,这对装备需求论证工作提出了更高的要求、更新的挑战。因此,科学、合理、先进、精确的方法体系在装备需求论证研究中显得越来越重要,必须运用系统的装备需求论证思维理念和研究方法。
3.1 装备需求论证方法数学化
不同的专家学者从多层次、多维度、多角度、多途径,对装备需求论证方法进行了研究,而研究的重点与难点就是如何解决将复杂函数估值简单化的问题。空军工程大学、第二炮兵工程学院等院校的专家学者在借鉴外国支持向量机(SVM)回归算法研究的基础上,将混沌时间序列理论、遗传算法理论与支持向量机深度结合,提出了基于LS_SVM、GA_SVM理论的装备需求论证方法,比较系统性地预测装备需求论证的结果,提高了预测精度和有效性。海军大连舰艇学院舰载系的武器专家和海军装备研究院的工程师,为了进一步科学合理求证武器装备需求的实际情况,不谋而合地将集对分析理论(SPA)引入了装备需求论证中。不同的是,前者重新描绘了集对分析理论的相关概念,并根据其原理创造性地率先提出武器装备的对抗势、进攻势、防御势等基本概念,初步构建起相对模糊的装备需求分析集对理论模型;而后者除了引入集对分析理论(SPA),同时又引入了质量功能部署(QFD)理论,按照装备战技指标的重要程度进行划分,将原来无法确定的模糊定量分析结果进行了数学模型量化,提高了装备需求论证过程中各项分析结果的可靠性与证明力。
3.2 装备需求论证方法体系化
随着军队“十一五”规划大力发展武器装备,对装备需求论证的研究也不断深入,越来越多科研院所将注意力集中到武器装备的论证工作中来,比较突出的是装甲兵工程学院的科研团队依托军内外科研课题,以战略到任务方法/ 质量功能部署(STT/QFD)为起点,通过“螺旋型”装备需求论证全寿命周期模型,将“作战节点”向“系统节点”映射,形成了系统工程框架式的武器装备需求论证方法体系。空军预警学院的专家学者在充分借鉴发达国家装备研发配备体系理论成果的基础上,用战争驱动装备设计的思想将对本体元理论模型进行改进,形成了基于概念驱动理论的装备需求论证方法体系,并与具体案例结合,进一步检验了该论证方法的可行性,为装备需求论证提供了一条新的论证体系路径。近年来,战争形态急剧变化,未来战争到底是一个什么样,需要哪些装备还犹未可知,因此,论证装备需求更需要从设计未来战争角度寻求方法,更需要在以运筹学为基础的体系框架中寻找突破。
4 关于装备需求论证评估的研究
装备需求论证评估是未来需求的作战能力体系在武器装备上的反映,是武器装备作战需求论证系统理论与方法的外延性拓展,主要包括装备需求论证过程中的可靠性评估和对经过需求论证得到的需求论证结论评估两种方式。无论是针对装备需求论证过程中的可靠性评估,还是针对经过需求论证得到的需求论证结论评估,都是一项十分艰巨的论证任务。
4.1 装备需求论证评估方法
装备需求论证方案是装备需求论证评估的主要结果,在科学评估的基础上,可直接应用于装备的实用化建设。装备需求论证评估结论是形成装备需求论证方案的基础,地位重要、难度较大。而其本身是一个复杂系统工程的过程,要构建满足需求、系统先进、结构优化、相互协调、完整配套的装备体系,就必须依据科学的方法体系,对装备体系功能需求、结构需求、数量需求等进行全面、系统、充分的分析和研究。在实践中,论证人员往往从作战筹划者、能力需求、论证指标可行性等多个角度出发,综合考量作战任务需求、装备型号、装备性能、技术指标等多种评估要素,对装备需求论证的有效性进行评估。通常来说,评估方法不同,得到的评估结论一般也不尽相同,形成的评估方案也会不同。因此,要想给出一个具有可操作性的、适用于所有装备需求论证、能够全面映射装备需求论证所有方面的论证评估方法几乎是不存在的。尽管如此,仍然有大量专家学者依托遗传算法、遗传算法和BP 神经网络相结合的遗传神经网络算法、多层次灰色法、层次分析法和灰色关联分析相结合、质量功能部署(QFD)与网络分析方法(ANP)相结合、相似集成法、CMMI、组合分析法等评估方法,研究探索并建立装备需求论证方案的评估指标体系,力求在全方位或某一专业领域取得突破性进展。
4.2 装备需求论证评估实践
目前,应用在武警部队处突行动、无人机作战、陆军空中突击部队、空间信息支援导弹防御作战、敌我识别电子战、区域防空作战、信息化战争条件下战略导弹部队、光电对抗技术、舰艇等装备需求论证评估方面已经取得了一定的成果,并且在分类评估的基础上,越来越具体,越来越精细。但相关研究多聚焦在如何建立数学模型、如何评价成熟度效果上,对于方法体系构建等,效果都不是很理想。单纯的一次评估结论已不能满足装备需求论证的精确性要求,只有在借鉴国内外先进思想与概念的基础上,不断地优化评估步骤,完善评估模式流程,提升评估方案质量,建立回收处理模式途径,才能进一步摸清部队、或未来战争的军事需求,为进一步的装备研发与配备提供依据。
5 研究启示及结论
通过分析装备需求论证研究现状,结合我国现有装备研发配备实际,将装备需求论证的研究启示概括为以下几点。
5.1 从基本概念中丰富理论外延
装备需求论证理论虽经历了一段时间的发展,但在界定装备需求论证基本概念、内涵与延展、角色定位、主要特点、原则依据等方面,还存在诸多与实际不符、断层断代、思维老旧等固化矛盾问题,还不能很好适应新军事革命带来的影响。因此,随着军事需求的变化,必须紧紧跟随军事发展前沿,逐步建立起符合新时代特色内涵的装备需求论证基本理论框架体系,在动态变化中寻找平衡点,在动态发展中不断丰富并注入新的时代内涵。
5.2 从单一维度到复杂系统
装备体系是一类具有典型体系特征的复杂系统,可以说,装备需求论证是一个复杂的系统性问题,需要将装备需求论证理论与装备需求论证方法深度结合,才可能在极度复杂条件下找到尽量最优组合。从某种程度来讲,目前的装备需求论证所需要的体系研究已经超出传统系统工程的实际范畴,无论是单件装备,还是许多装备的研发配备,都需要把体系考虑到其中。因此,即使是研发配备一件装备,也需要将其置于新军事革命、联合作战、特定任务方向等大背景下进行需求论证,通过研究和发展体系工程,用以指导体系条件下的武器装备论证。
5.3 从传统范畴到创新驱动
通过梳理各类书籍、文献、期刊,2000-2010 年相关研究尤为多,传统的装备需求论证理论、方法与评估在装备需求论证工作中已经取得了较多的成果,对于深化装备需求论证研究具有一定的理论意义和实践意义。而在2010 年以后,相关研究呈现明显下降趋势,其中所采用的方法模型大多还停滞在传统范围内,各领域装备需求论证的研究不能较好反映新军事革命和体系化装备建设等要素。因此,必须借鉴工程化的思维理念,改进和创新装备需求论证理论、方法,在运行中驱动检验装备需求论证效果,让装备需求论证结论与方案真正满足时代需求,契合部队作战需要。
5.4 从注重前期到全程监控
目前,武器装备的研发配备过程中比较重视装备需求论证工作,但是从目前搜集的文献资料来看,一旦装备配备列装使用之后,几乎少有对其继续进行全程跟踪的论证评估环节,研究成果主要集中在装备配备列装使用之前。因此,从装备体系建设全局来看,必须广泛运用科学的装备需求论证评估手段,将装备需求论证执行于装备体系建设的全周期、全寿命、全流程过程中,既要充分利用研发配备过程中收集到的各类信息,更要对列装后在实际应用界面收集的数据和广大官兵的反馈进行梳理、整理、分析和归纳。为装备升级、改造以及后续型号的设计研发提供数据支撑。
本文整理了国内外相关文献与研究成果,界定装备需求论证的内涵,定位装备需求论证在装备建设中扮演的角色,归纳总结了装备需求论证的主要特点,在区分装备需求论证模式、需求论证方法、需求论证评估3 个方面,综述了装备需求论证的研究现状,得到了一定的启示。由于装备需求论证工作是一项系统复杂的学科,与装备的研发配备与体系化建设密不可分,因此,必须运用体系化、系统化思维方法,加大理论科研投入,尽快提升装备需求论证工程化建设水平,做到一军种一策、一阶段一策、一装备一策,将装备需求论证执行于装备建设的全寿命周期,以此检验装备的研发配备与体系化建设是否满足部队作战需求。