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      武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法研究

      2020-11-16 01:53:05石志軍張鵬
      關(guān)鍵詞:評(píng)估方法案例分析

      石志軍 張鵬

      摘? 要:武器系統(tǒng)效能評(píng)估是武器系統(tǒng)全生命周期管理過(guò)程中的重要部分和核心環(huán)節(jié),更是直接分析武器系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要評(píng)判步驟。該文在對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行簡(jiǎn)單概述的基礎(chǔ)上,對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行了三維具體描述,最后以層次灰色分析法為基本評(píng)估原理,對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行深入分析,探討了層次灰色分析法的基本步驟并進(jìn)一步進(jìn)行了實(shí)例分析,從而為不斷提升武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性提供更多的參考與啟迪。

      關(guān)鍵詞:武器系統(tǒng)效能;評(píng)估方法;案例分析

      中圖分類(lèi)號(hào): E92 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      0 引言

      武器系統(tǒng)的效能評(píng)估作為武器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、研制甚至后續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用市場(chǎng)過(guò)程中的重要步驟,直接為武器系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展、型號(hào)設(shè)計(jì)、規(guī)格數(shù)量及材料選擇等提供論證方案,為武器裝備技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化與改造等提供數(shù)據(jù)支撐,直接解決武器裝備系統(tǒng)建設(shè)和使用過(guò)程中的諸多難題,不斷提高武器系統(tǒng)裝備設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性,不斷完善武器裝備系統(tǒng)建設(shè)的工程化和高效率,使武器裝備系統(tǒng)更加智能。

      然而,目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于武器系統(tǒng)效能的定義并不統(tǒng)一,絕大部分國(guó)家認(rèn)為武器系統(tǒng)效能主要是探究武器系統(tǒng)能否滿(mǎn)足某一特定任務(wù)和特定目標(biāo)的程度,是直接和武器系統(tǒng)有較強(qiáng)依賴(lài)性和相關(guān)性的函數(shù)關(guān)系。從武器系統(tǒng)效能定義出發(fā),可知武器系統(tǒng)效能并非絕對(duì)參數(shù),而是作為相對(duì)參數(shù)衡量武器系統(tǒng)可靠性和安全性的程度??梢哉f(shuō),只有更精確地評(píng)估武器系統(tǒng)的實(shí)踐效能,才能為武器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究、設(shè)計(jì)生產(chǎn)、材料采購(gòu)和大規(guī)模應(yīng)用提供更加科學(xué)客觀的依據(jù),才能在接近實(shí)戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和對(duì)抗條件下,評(píng)估武器系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效果,因此,對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的探究有著重要理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

      1 武器系統(tǒng)效能評(píng)估

      武器系統(tǒng)的效能評(píng)估是進(jìn)行武器裝備體系發(fā)展戰(zhàn)略制定與研究的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)支撐,更是直接關(guān)系未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下,武器系統(tǒng)效能發(fā)揮的重要因素。武器系統(tǒng)效能評(píng)估的復(fù)雜性與不確定性又在一定程度上加大了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的困難程度,從傳統(tǒng)模式下的單純依靠運(yùn)籌學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,進(jìn)一步轉(zhuǎn)向了運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)工程方法等的綜合應(yīng)用。

      目前,學(xué)術(shù)界關(guān)于武器系統(tǒng)效能評(píng)估的定義較多,普遍受學(xué)術(shù)界認(rèn)同的武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要包括美國(guó)航空無(wú)線(xiàn)電研究公司對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的定義,該定義認(rèn)為:武器系統(tǒng)效能評(píng)估是在規(guī)定的外界環(huán)境條件下使用武器系統(tǒng),衡量武器系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足作戰(zhàn)要求的基本概率。

      美國(guó)海軍則進(jìn)一步認(rèn)為:武器系統(tǒng)效能評(píng)估是評(píng)估武器系統(tǒng)在規(guī)定外在條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定任務(wù)程度的具體指標(biāo)。不同評(píng)估人員由于所處地位的不同以及觀察角度的不同,對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估問(wèn)題有著不同的理解。目前,武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要包括層次分析法、專(zhuān)家評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等諸多方法,圖1為武器系統(tǒng)效能評(píng)估流程示意圖。

      2 武器系統(tǒng)效能評(píng)估的三維描述

      通常情況下,武器系統(tǒng)效能評(píng)估主要涉及武器系統(tǒng)效能的度量方式選擇、武器系統(tǒng)效能建模方式分析以及武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法的選擇3個(gè)部分,從而組成了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的三維立體結(jié)構(gòu)模型,以效能、系統(tǒng)建模和方法維3個(gè)變量作為模型,度量武器系統(tǒng)效能評(píng)估的整個(gè)過(guò)程。以武器系統(tǒng)效能評(píng)估的效能度量維為例,探究武器系統(tǒng)效能評(píng)估可知,效能度量維度進(jìn)一步刻畫(huà)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的層次性和分類(lèi)性。單項(xiàng)效能評(píng)估、系統(tǒng)效能評(píng)估、作戰(zhàn)效能評(píng)估以及體系效能評(píng)估等,進(jìn)一步反應(yīng)了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的層次性。對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估的裝備效能和技術(shù)性能等的評(píng)估,則進(jìn)一步反映了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的分類(lèi)多樣性,不同層次以及不同類(lèi)別的武器系統(tǒng)效能度量方式往往不同,單項(xiàng)武器系統(tǒng)效能度量方式絕大部分采用概率形式定量分析,而在其他情況下,武器系統(tǒng)效能評(píng)估往往用任務(wù)完成程度度量,以定性和定量的方式刻畫(huà)任務(wù)完成的具體程度。武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估,可使用統(tǒng)計(jì)方法,利用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)量化處理體系,效能評(píng)估則應(yīng)用定性化分析方法,描述武器系統(tǒng)體系如何滿(mǎn)足對(duì)抗任務(wù)和解決沖突問(wèn)題。

      3 武器系統(tǒng)效能評(píng)估層次-灰色分析法

      3.1 層次-灰色分析法基本步驟

      以控制學(xué)和運(yùn)籌學(xué)相結(jié)合的基本數(shù)學(xué)理論作為灰色系統(tǒng)理論的基本知識(shí),解決信息不完備系統(tǒng)條件下的武器系統(tǒng)效能評(píng)估問(wèn)題,處理武器系統(tǒng)效能評(píng)估時(shí)信息匱乏的系統(tǒng)問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,基于模糊綜合評(píng)價(jià)方法提出改進(jìn)的層次灰色分析法。

      通常情況下,層次灰色分析法應(yīng)用于武器效能的評(píng)估過(guò)程時(shí),主要包括以下5個(gè)步驟。1)建立判斷矩陣并計(jì)算出相應(yīng)的武器系統(tǒng)效能評(píng)估系統(tǒng)的指標(biāo)權(quán)重,通過(guò)對(duì)武器效能系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重值的兩兩重要性對(duì)比分析,建立相應(yīng)的判斷矩陣,表明武器效能評(píng)判過(guò)程中,同一層次指標(biāo)之間的相對(duì)重要性程度,以便根據(jù)權(quán)重求解方法求解出武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重值。2)進(jìn)一步確定武器系統(tǒng)效能評(píng)估體系的樣本矩陣,在武器系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)評(píng)價(jià)過(guò)程中,將指標(biāo)評(píng)價(jià)值劃分為好、較好、一般、較差、很差5個(gè)等級(jí),對(duì)應(yīng)得出指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)分?jǐn)?shù)[1]。針對(duì)m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),假設(shè)有n個(gè)專(zhuān)家參與武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià),利用第i個(gè)專(zhuān)家評(píng)判對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)所給出的評(píng)分,得出最終武器效能評(píng)估的必要性樣本矩陣。3)確定武器系統(tǒng)效能評(píng)估過(guò)程中的評(píng)價(jià)灰類(lèi)。確定武器效能評(píng)價(jià)過(guò)程中各指標(biāo)權(quán)重值灰類(lèi)的等級(jí)數(shù)、灰類(lèi)的灰數(shù)以及灰類(lèi)的白化權(quán)函數(shù),具體情況具體分析,通過(guò)定性分析方法確定武器效能評(píng)價(jià)系統(tǒng)各指標(biāo)的最終白化權(quán)函數(shù)形式。4)對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)估過(guò)程中的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量和矩陣進(jìn)行分析計(jì)算。針對(duì)武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)指標(biāo),在探究第一個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)的基礎(chǔ)上,總結(jié)各個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)數(shù)據(jù),記錄相對(duì)應(yīng)的a個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)灰色評(píng)價(jià)權(quán),從而得出歸一化的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量,再將m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各類(lèi)型評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量相綜合后,得到最終的灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣。5)在假設(shè)m個(gè)武器系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上,探究得出m個(gè)武器系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步篩選,按照最大隸屬度原則,確定武器系統(tǒng)被評(píng)估對(duì)象指標(biāo)的灰類(lèi)等級(jí),完成整個(gè)武器系統(tǒng)效能評(píng)估。

      3.2 應(yīng)用舉例

      該文進(jìn)一步以層次灰色分析法為基本原理,分析武器系統(tǒng)效能評(píng)估的實(shí)例。首先,以有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)指標(biāo)作為某一武器系統(tǒng)安全可靠性指標(biāo)的衡量體系,進(jìn)一步利用層次分析法建立兩兩對(duì)應(yīng)的判斷矩陣,根據(jù)有關(guān)公式得出有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)武器系統(tǒng)基本效能指標(biāo)的權(quán)重值。其次,以5位專(zhuān)家所給出的指標(biāo)權(quán)重評(píng)價(jià)樣本為依據(jù),得出相應(yīng)的評(píng)價(jià)樣本矩陣,在利用有無(wú)故障、耐久性、可保存性和可維修性4個(gè)指標(biāo)的五級(jí)評(píng)價(jià)體系下,得到相應(yīng)的灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)。將第一類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)很好的灰數(shù)定義為[0,9),白化權(quán)函數(shù)定義為f1。第二類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)較好的灰數(shù)設(shè)定為[0,7,10),白化權(quán)函數(shù)為f2。第三類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)一般的灰數(shù)設(shè)定為[0,5,8),白化權(quán)函數(shù)f3。第四類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)較差的灰數(shù)設(shè)定為[0,3,6),白化權(quán)函數(shù)為f4。第五類(lèi)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)很差的灰數(shù)設(shè)定為[0,1,3),白化權(quán)函數(shù)為f5。進(jìn)一步根據(jù)灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量及樣本矩陣,在結(jié)合指標(biāo)評(píng)分等級(jí)、灰數(shù)以及白化權(quán)函數(shù)的基礎(chǔ)上,得出相應(yīng)的灰色評(píng)價(jià)權(quán)矩陣,最終計(jì)算出評(píng)價(jià)結(jié)果[2]。根據(jù)最大隸屬度基本原理,得到該武器系統(tǒng)整體可靠性處于較好水平這一最終結(jié)論,為武器系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和未來(lái)研發(fā)設(shè)計(jì)等提供一定參考。

      4 結(jié)論

      總之,武器系統(tǒng)的效能評(píng)估在一定程度上呈現(xiàn)出時(shí)間變化的特質(zhì),具備較強(qiáng)的時(shí)效性和復(fù)雜性,隨時(shí)間函數(shù)的影響較大。隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng),武器系統(tǒng)的整體效能會(huì)呈現(xiàn)逐步降低的局面。同時(shí),由于各武器系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上的差異性,應(yīng)對(duì)不同的武器系統(tǒng)應(yīng)采取截然不同的效能評(píng)估方法。通常情況下,武器系統(tǒng)效能評(píng)估實(shí)踐往往采用多種評(píng)估方法混合使用,揚(yáng)長(zhǎng)避短,得到更加全面科學(xué)、客觀準(zhǔn)確的武器系統(tǒng)效能評(píng)估值。層次灰色分析法進(jìn)一步利用灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)精確界定武器系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)矩陣中的各元素,排除模糊綜合矩陣評(píng)價(jià)方法模型中專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)存在的主觀性,在一定程度上提高了武器系統(tǒng)效能評(píng)估的科學(xué)性與有效性。

      參考文獻(xiàn)

      [1]呂艷輝,趙林.武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,24(4):605-606

      [2]譚樂(lè)祖,楊明軍,向迎春,等.武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法研究[J].兵工自動(dòng)化,2016,29(8):13-15

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