航空裝備采辦信息化建設的反饋動態復雜性分析

王振華，趙元立，滕克難

（海軍航空工程學院，山東煙臺 264001）

航空裝備采辦信息化建設的反饋動態復雜性分析

王振華，趙元立，滕克難

（海軍航空工程學院，山東煙臺 264001）

在對航空裝備采辦信息化建設進行系統分析的基礎上，利用系統動力學流率基本入樹建模法,構建了整個建設系統的反饋結構模型。運用極小基模生成集法對模型中的反饋環進行了基模分析，提出了相應的管理策略，以期為航空裝備采辦信息化建設提供有效的理論指導。

采辦信息化；反饋動態復雜性；基模

隨著軍事斗爭裝備準備不斷深化，數字化設計和制造的航空裝備陸續列裝部隊。由于航空裝備全壽命管理中的“建用分離”現象嚴重影響著航空裝備的“兩成兩力”建設，所以，加快航空裝備采辦信息化建設，聯通航空裝備全壽命過程的上下游環節，勢在必行。然而，航空裝備采辦信息化建設是一項長期、復雜的系統工程，涉及人才、資金、技術、基礎設施、政策法規、標準規范等諸多要素，且要素之間存在復雜的反饋因果互動關系，使建設系統呈現出反饋動態復雜性，增加了難度［1-2］。因此，為深入了解其內部結構和反饋機制，把握其內部動態規律，對航空裝備采辦信息化建設過程中的反饋動態復雜性進行剖析很有必要。

系統動力學是復雜性科學的重要分支，對于復雜性問題研究具有獨到的見解，它著眼于復雜系統內部的組織結構、物質流動、信息流動以及它們所形成的反饋結構，通過研究系統中的不同要素之間的作用和反饋，進而揭示系統的整體涌現性和動態復雜性［3-4］。因此，本文運用系統動力學反饋動態復雜性分析技術對航空裝備采辦信息化建設系統進行分析和研究，從中獲得航空裝備采辦信息化建設政策和管理方針的啟示，以期為航空裝備采辦信息化建設提供借鑒和參考。

1 航空裝備采辦信息化建設的系統分析

1.1 航空裝備采辦信息化建設內涵和外延

航空裝備采辦信息化是整個裝備采辦領域信息革命的一個重要組成部分，是指在總部統一規劃和組織下，在航空裝備的立項論證、方案設計、研制生產、使用維修直至退役的全壽命過程中，依托國家和國防信息基礎設施，廣泛利用信息技術和開發信息資源，實現采辦業務流程再造，從而提高航空裝備采辦的效益和全壽命管理水平的過程。

從不同的角度，航空裝備采辦信息化建設的外延可以有不同的劃分涵蓋方法，見表1。

1.2 航空裝備采辦信息化建設的特點

從系統的角度講，航空裝備采辦信息化建設是一個由諸多要素相互作用、相互依賴結合而成的具有特定功能的有機動態系統，主要有以下特點：

（1）涉及范圍的全局性。航空裝備采辦信息化是由一系列子系統構成的一個有機整體，涉及航空裝備的全壽命過程，連接國家、地方與軍隊的諸多部門，各子系統之間既相互滲透又相互促進，它們共同構成了航空裝備采辦信息化的整體。因此，任何一個部門或單位都無法獨立完成航空裝備采辦信息化，必須在統一領導、全面規劃和整體推進下才能完成。

表1 航空裝備采辦信息化建設的外延劃分

（2）動態復雜性。航空裝備采辦信息化建設涉及變量眾多，層次結構復雜，不僅系統內部因素之間存在著縱橫復雜的反饋關系，而且系統和環境之間也進行著物質流、能量流和信息流的相互交換和相互作用，整個建設系統在內外部動力的作用下按照一定規律不斷地發展和演化。

（3）相互耦合性。航空裝備采辦信息化建設中的要素與要素之間存在著相互影響、相互作用的耦合關系，同時航空裝備采辦信息化建設系統與航空裝備保障系統、指揮自動化系統等也存在著耦合作用關系。

（4）時滯性。航空裝備采辦信息化建設系統的因和果在時間上和空間上的分離，產生信息流和物質流等的時滯效應，從而形成復雜的特性和行為。如人才的成長需要一個過程，這個過程存在時間延滯。

（5）非線性。由于時間延滯、動態反饋及相互耦合等作用的影響，航空裝備采辦信息化建設內外部的種種關系在數量上和程度上表現出種種非線性關系，使得系統具有反直觀的動態特性。

2 航空裝備采辦信息化建設的流率基本入樹模型

2.1 流率基本入樹建模法

南昌大學賈仁安教授及其研究小組于1998年創立流率基本入樹建模法。該方法以還原論的思想為指導，將圖論中生成樹理論應用于動態復雜系統的反饋結構分析。此方法把所研究的整個系統按研究目的劃分為若干個子系統，然后設定每個子系統內部的流位、流率、輔助變量，抓住系統反饋結構變量中最基本的流率變量，用一組以流率變量為根的樹模型來刻畫系統內各變量之間的因果關系，最后通過引入嵌運算構建系統網絡存量流量圖［5］。

2.2 流率基本入樹模型

本文按照航空裝備采辦信息化構成的體系要素劃分航空裝備采辦信息化建設的外延，選取航空裝備采辦信息化規劃管理水平、航空裝備采辦信息化人才數量、航空裝備采辦信息化資金投入額、航空裝備采辦信息資源總量、信息技術應用水平、航空裝備采辦信息化環境建設水平、航空裝備采辦信息化建設水平等6個變量作為刻畫整個動態系統的典型代表［6］，分別確定6個流位流率對。

（1）航空裝備采辦信息化人才數量流位L1（t）（個），對應流率航空裝備采辦信息化人才數量變化量R1（t）（個/年）。

（2）航空裝備采辦信息化資金投入額流位L2（t）（億元），對應流率航空裝備采辦信息化資金投入額變化量R2（t）（億元/年）。

（3）航空裝備采辦信息資源總量流位L3（t）（TB），對應流率航空裝備采辦信息資源總量變化量R3（t）（TB/年）。

（4）航空裝備采辦信息化信息技術應用水平流位L4（t）（無量綱），對應流率航空裝備采辦信息化信息技術應用水平變化量R4（t）（無量綱）。

（5）航空裝備采辦信息化環境建設水平流位L5（t）（無量綱），對應流率航空裝備采辦信息化環境建設水平變化量R5（t）（無量綱）。

（6）航空裝備采辦信息化建設水平流位L6（t）（無量綱），對應流率航空裝備采辦信息化建設水平變化量R6（t）（無量綱）。

綜上所述，航空裝備采辦信息化建設系統的流位流率系為：｛（R1（t），R1（t）），（R2（t），R2（t）），（L3（t），R3（t）），（R4（t），R4（t）），（R5（t），R5（t）），（R6（t），R6（t））｝。

根據流位變量控制流率變量的作用原理，可以得到航空裝備采辦信息化建設系統流位變量控制流率變量的定性分析二部分圖［7］，如圖1所示。

圖1 定性分析二部分圖

通過流位變量控制流率變量的作用分析，設計輔助變量得到系統的流率基本入樹模型，如圖2～圖7所示。

圖2 航空裝備采辦信息化人才數量簡化流率基本樹

圖3 航空裝備采辦信息化資金投入額簡化流率基本樹

圖4 航空裝備采辦信息資源總量簡化流率基本樹

圖5 航空裝備采辦信息化信息技術應用水平簡化流率基本樹

圖6 航空裝備采辦信息化環境建設水平簡化流率基本樹

圖7 航空裝備采辦信息化建設水平簡化流率基本樹

3 基模反饋動態分析

3.1 極小基模生成集

系統極小基模能夠反映整體系統的基本結構，是有效研究系統反饋動態復雜性的工具。通過極小基模分析，可以從中找到制約或促進航空裝備采辦信息化建設的“杠桿作用點”，得出相應的管理方針［8］。根據極小基模生成集法［9-10］，計算出航空裝備采辦信息化建設的極小反饋基模如下：

二階極小基模：｛G15（t），G25（t），G56（t）｝；

三階極小基模：｛G356（t），G456（t）｝。

至此，所有入樹均參與極小基模的生成，求得最終的極小基模集為｛G15（t），G25（t），G56（t），G356（t），G456（t）｝。

3.2 基模分析

3.2.1 二階極小基模分析

3個二階極小基模流圖如圖8所示。

基模G15（t），G25（t）為含二階正反饋環的二階極小基模，反映了人才數量、資金投入的力度與信息化環境建設之間的相互促進關系。啟示是：①積極構建良好的采辦信息化環境，可以為培養造就采辦信息化人才奠定基礎；②充分發揮采辦信息化人才的作用，能夠更好地促進采辦信息化環境建設水平的提高；③加大資金的投入力度，為改善采辦信息化環境提供物質保證；④要保持采辦信息化環境建設水平的持續提升，就需要逐步加大資金的投入。

基模G56（t）為含二階負反饋環的二階極小基模，一方面，采辦信息化環境建設水平的提升，推動了采辦信息化建設水平的提高；另一方面，隨著采辦信息化建設水平的提高，建設的需求減低，會制約采辦信息化環境的建設。啟示：在航空裝備采辦信息化建設之初，要頂層規劃好，過程中不斷進行動態評估，把準打贏信息化戰爭對航空裝備采辦的需求，才能穩步推進采辦信息化建設進程。

圖8 二階極小基模流圖

3.2.2 三階極小基模分析

兩個三階極小基模流圖如圖9所示。

三階極小基模G356（t），G456（t）都是在二階極小基模G56（t）的基礎上增加了一條不斷增強的反饋環構成，反映了采辦信息化環境越好，采辦信息資源開發就越多，采辦信息化信息技術應用水平就越高。同時，隨著采辦信息化水平的提高，建設需求降低，會制約各建設要素的增長。啟示：在做好航空裝備采辦信息化建設的規劃管理工作的前提下，積極完善各項政策法規和標準規范，積極更新信息化基礎設施，為采辦信息資源的開發和信息技術的應用提供環境支撐。

圖9 三階極小基模流圖

4 結束語

通過對航空裝備采辦信息化建設的反饋動態復雜性進行分析，可以清楚地看出系統要素之間的基本反饋作用關系，從而有效揭示系統內部結構的動態規律，把握建設關鍵，提出有針對性的管理策略，為進一步推動航空裝備采辦信息化建設提供依據。

［1］秦曉君，許鵬文.裝備采辦信息化法規體系建設初探［J］.裝備指揮技術學院學報，2011，22（2）：29-32.

［2］馬建新，丁利平.美國空軍裝備采辦變革對我軍的啟示［J］.空軍裝備，2010（2）：43-46.

［3］黃志堅，賈仁安，吳建輝.流圖的反饋回路結構分析方法［J］.數學的實踐與認識，2006，36（2）：284-285.

［4］陳國衛，金家善，耿俊豹.系統動力學應用研究綜述［J］.控制工程，2012，19（6）：921-928.

［5］鐘永光，賈曉菁，李旭，等.系統動力學［M］.北京：科學出版社，2009：198.

［6］蘇坤洋，賈紅麗，宋義剛，等.部隊裝備管理信息化建設的系統分析［J］.物流科技，2010（5）：86-88.

［7］羅明.航空武器裝備制造供應鏈績效評價與改進策略研究［D］.南昌：南昌大學，2009.

［8］王英偉.軍工企業軍民融合式發展的系統基模分析及其實踐［J］.軍民融合式發展實踐特刊，2012（11）：14-18.

［9］賈偉強，朱文淵.系統入樹反饋基模生成系向量生成法［J］.系統工程，2005，23（7）：100-104.

［10］賈偉強.基于反饋動態復雜性分析的“公司+農戶”組織模式的合作機制研究［D］.南昌：南昌大學，2006.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.01.048

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2014-06-28