裝備經費結構動態分析方法初探

陳國衛，金家善，耿俊豹

（海軍工程大學船舶與動力學院，湖北 武漢 430033）

在信息化戰爭時代，武器裝備發揮著越來越重要的作用，世界各國對武器裝備的發展也極為重視。然而，當前武器裝備的發展受到許多條件的約束，其中最為關鍵的就是經費資源的約束。在裝備經費總量一定的情況下，如何合理分配裝備經費，即如何合理確定裝備經費結構，最大程度提高裝備經費的運行效益，是我們必須思考和亟待解決的重要課題。要合理確定裝備經費結構，首要問題是對裝備經費結構動態變化進行分析和掌握。

1 裝備經費結構的涵義和特點

裝備經費的結構是指在裝備經費中，各種不同的性質、不同用途的經費所占的比例，它反映了裝備經費的投入方向，實際上也反映了軍隊裝備建設的重點和全貌[1]。

從裝備經費的最終用途看，有各種各樣的花費，但這些花費都是處在不同系統的不同層次之中，層次表明了相互之間的關系、地位和作用，把握這種層次性是對裝備經費結構進行動態分析的前提。一般將裝備經費劃分為如圖1所示的3個層次[1]。

圖1 裝備經費結構層次示意圖

裝備經費結構的層次性表明，裝備經費結構的變化主要存在兩個方面的內容：

一是裝備經費在各軍兵種之間的分配比例；

二是在某一裝備系統的全壽命費用中，研制費、購置費、使用保障費等之間的分配比例。

2 裝備經費結構動態分析方法

把裝備經費結構作為一個系統來研究，其內部各項費用是相互聯系、相互影響的。但裝備經費結構具有一定的穩定性，可以在一個特定環境和特定要求下表現出來，而裝備經費結構穩定的實現，需要一套完整的行動和行動策略來保證，其行動和行動策略的制訂，必須適應與結構調整相關聯的各種要素的特性。

這是一個復雜的過程，涉及經費支出的主次先后、輕重緩急，要不斷調整處于失衡狀態下的各種分配結構的比例，實現裝備經費的結構新的、更高級的穩定狀態，使裝備經費系統釋放出最大的整體效能。這些都與時間相關，具有動態系統的特征。為此，要對裝備經費結構進行動態分析，把影響裝備經費結構的各種因素提取出來，弄清它們之間的內在聯系和反饋機制，并用圖形模型表示出來，這是掌握裝備經費結構動態變化的必要前提。

2.1 裝備經費結構的影響因素

從裝備經費結構形成的外部角度看，影響其結構變化的因素主要有：國家經濟實力、裝備經費總量、裝備發展戰略、軍隊有機構成、綜合國力和科技水平以及國家軍事戰略等[2]。

通常而言，國家經濟實力影響裝備發展戰略和裝備經費總量，而總量擴大之后，可用于裝備研制生產等方面的資金都會增加，使得裝備規模變大，同時也會帶動國家綜合國力的增強[1]。

此外，平時、準戰時和戰時這3種裝備保障方式的差異，直接影響裝備經費分配的數量和內容，從而促使結構的變化。裝備經費按全壽命費用角度可以分為科研費、購置費、使用保障費、退役處置費，但由于退役處置費比例比較小，一般只研究前三項費用。

因此，從裝備經費結構形成的內部角度看，影響其結構變化的因素主要有：科研水平、科研經費管理、裝備可靠性、零備件獲取難易度、采購決策水平、裝備保養要求、維修人員數量及品質等等[3]。

無論從外部角度還是內部角度看，這些因素既相互聯系又相互交叉影響，一個因素的變動，常常會引發其他因素的變動，從而導致裝備經費結構的改變。因此，必須通過客觀分析各因素與裝備經費之間的關系，以及各因素之間的關系，以掌握裝備經費結構動態變化的規律。

2.2 因果關系分析

因果關系圖是用來表示系統因果反饋結構的重要工具，通常是在問題的定性分析階段使用。

一張因果關系圖包含多個變量，變量之間由標出因果關系的箭頭所連接。如果事件A（原因）引起事件B（結果），那么AB之間形成因果關系。

因果關系可以分為正因果關系和負因果關系兩種。如果事件A與事件B的變化方向一致，即為正因果關系，用“+”表示；如果事件A與事件B的變化方向相反，即為負因果關系，用“－”表示。因果關系表示的是邏輯關系，沒有計量上的意義，也沒有時間上的意義。

兩個以上的因果關系鏈首尾相連形成的封閉環路，稱為因果關系反饋回路。反饋回路也分為正、負兩種情況。如果各鏈極性都為“+”，該回路為正反饋回路；如果各鏈極性中出現偶數個“－”，該回路也為正反饋回路；如果各鏈極性中出現奇數個“－”，該回路為負反饋回路。

因果關系分析過程中，不可能全面表述所有影響因素，只能根據建模通行原則，將主要部分歸入其中。根據前面對裝備經費結構影響因素的分析，建立如圖2、圖3所示的裝備經費結構因果關系圖。

圖2 全壽命角度裝備經費結構的因果關系圖

如圖2所示為全壽命角度裝備經費結構的因果關系圖。該圖是一個多重反饋回路，其中不同回路表示不同的系統問題。

從圖2中可以看到，裝備經費總量、裝備建設情況、裝備作戰能力以及實際作戰能力與需求之間的差距，構成了一條主的負反饋回路，使裝備經費總量趨于穩定。

此外，壽命周期內的研制費、購置費和使用保障費，也構成了各自的負反饋回路，使得各自的總量保持相對穩定，加起來就是裝備經費總量。

壽命周期內的研制費、購置費和使用保障費之間，不但聯系密切，而且相互影響，同時還受到科研水平、裝備可靠性等其他諸多因素的影響，這使得壽命周期內的研制費、購置費和使用保障費所占的比例大小不一樣，繼而形成了壽命周期內裝備經費結構上的差異。

可見，圖2所建立的機制，表示在裝備研制費、裝備購置費和裝備使用保障費的共同作用下，以及國家經濟實力、科技實力、國家安全環境、國家安全目標等作用不同的因素的影響下，裝備作戰能力需求與實際裝備作戰能力之間的差距，逐漸逼近于零的過程。這一過程表明，裝備經費結構向著期望的目標值不斷地變化，其費用效益也得到不斷提高的過程。

圖3 軍兵種之間裝備經費結構的因果關系圖

如圖3所示為軍兵種之間裝備經費結構的因果關系圖，該圖也是一個多重反饋回路。

從圖3中我們可以看到，裝備經費總量、裝備建設情況、裝備作戰能力以及實際作戰能力與需求之間的差距，構成了一條主的負反饋回路，使裝備經費總量趨于穩定。

此外，不同軍兵種的裝備經費，也構成了各自的負反饋回路，使得各自的裝備經費保持相對穩定，加起來就是裝備經費總量。

不同軍兵種的裝備經費受到各自裝備的建設情況、作戰能力需求以及作戰任務所需要的裝備結構不同的影響，使得不同軍兵種對于裝備經費的需求也不一樣，繼而形成裝備經費結構上的差異。

圖3所建立的機制，表示裝備作戰能力在各軍兵種裝備經費（包括陸軍裝備經費、海軍裝備經費、空軍裝備經費和二炮裝備經費）的作用下，在國家經濟實力、科技實力、國家安全環境、國家安全目標等作用不同的因素的影響下，不斷向期望目標值趨近，即作戰能力需求與實際裝備作戰能力之間的差距，逐漸逼近于零的過程。這一過程表明，裝備經費在各軍兵種之間的分配比例，朝著合理的方向發生了動態變化，其費用效益也得到不斷提高的過程。

2.3 系統動力學與Vensim軟件的應用

利用因果關系圖來分析系統內部各要素之間的密切關系，是使用系統動力學方法進行系統分析的首要步驟之一。

系統動力學（System Dynamics，簡稱 SD）方法由美國麻省理工學院教授Jay.W.Forrester（福瑞斯特）于1956年首創[4~5]。其主要特點是強調系統的行為模式，主要取決于其內部的動態結構和反饋機制，所以在數據缺乏的條件下，仍然可以進行建模研究，并且能方便地處理非線性和時變現象，能作長期的、動態的、戰略性的仿真分析與研究。

這些特點比較符合軍事系統內的分析，因為軍事系統是比較缺乏數據的大系統，而且隨時間的推移動態演變。

當前，Vensim軟件是最受歡迎的系統動力學軟件之一。因為Vensim軟件能夠同時以圖形與編輯語言的方式，建立系統動力學模型，具有模型易于構建和能夠人工編輯DYNAMO方程式的優點，并且具有政策最佳化的功能。雖然Vensim軟件發展于20世紀80年代中期，但目前在企業、科學及教育等方面得到廣泛使用[6]。

因此，使用系統動力學方法與Vensim軟件對裝備經費結構進行動態分析，從裝備經費系統的內部結構入手，采取組合定性分析和定量分析的方式，通過把信息反饋的控制原理與因果關系的邏輯分析結合起來，建立裝備經費結構的仿真模型，并對模型實施各種不同的參數變化方案，通過計算機仿真展示裝備經費結構隨參數的變化行為，尋求裝備經費結構最優化的時刻，最后對裝備經費結構優化提出相應措施。

2.3 .1進行動態分析的主要步驟

使用系統動力學方法與Vensim軟件對裝備經費結構進行動態分析的主要步驟為：

（1）識別裝備經費結構的系統邊界。

（2）確定系統內各變量。

（3）描繪主要變量的因果關系圖。

（4）確定系統內各變量的性質，如狀態變量、速率變量、常量等。

（5）建立系統流程圖。

（6）依據系統流程圖構建模型方程組。

（7）模型仿真與結果輸出。

（8）分析結果，并提出相應的政策建議。

2.3 .2構建模型方程組的主要步驟

其中，依據系統流程圖構建模型方程組的主要步驟為：

（1）確定模型仿真的起止時間、時間步長和時間單位。

（2）確定流程圖中各變量的單位。

（3）預設參數值。

（4）確定各變量的初始值。

（5）構造模型方程式及賦值。

（6）仿真實驗。

（7）采用靈敏度分析檢驗模型的穩定性。

（8）參數調整，重復（6）、（7）直到參數確定。

3 結束語

本文對裝備經費結構動態分析方法進行了初步探討，建立了裝備經費結構的因果關系圖，給出了運用系統動力學方法和Vensim軟件對裝備經費結構進行動態分析的主要步驟，為定性地分析裝備經費結構提供了依據，也為進一步定量研究裝備經費結構動態變化的規律和優化裝備經費結構奠定了基礎。

[1]魏汝祥，湯月華.裝備經費管理學[M]．北京：國防工業出版社，2004．

[2]張懷強，梁 新，黃 棟.裝備科研、購置、維修經費比例的影響因素及內部關系[J].軍事經濟研究，2009，(8)：29-30．

[3]田 碧.軍費支出結構優化方法研究[D]．武漢：海軍工程大學，2008．

[4]Forrester J W.Industrial Dynamics：A Breakthrough for Decision Makers[J].Harvard Business Review，1958，36(4)：37-66.

[5]鐘永光，賈曉菁，李 旭．系統動力學[M]．北京：科學出版社，2009．

[6]張 波，虞朝暉，孫 強，等.系統動力學簡介及其相關軟件綜述[J]．環境與可持續發展，2010，(2)：1-4．