程永忠 王亞軍
國內對軍事裝備體系需求分析主要通過作戰部隊調研、專家會議等手段獲取“需求”。但是,通常作戰人員“直接表述的”對武器裝備的期望僅僅是一種“潛在需求”,與“能夠指導武器裝備建設的”需求存在極大的差距。目前在裝備體系建設需求分析中存在的主要問題可以概括為:
一、存在問題
1.需求描述方法的不統一和不規范
軍事需求分析中最關鍵最根本的是需求描述,它是軍方與分析設計部門之間聯系的紐帶。但由于軍方和設計者的技術背景和利益不同,雙方對系統都有各自不同的描述和解釋,這就不可避免地產生一個問題——交流障礙。加之用戶并非總是清楚知道自己需要什么,并非總能清晰表達自己的想法和目的,這更增加了需求分析的難度。因此,需求描述最重要的特征是它對用戶和設計者的可理解性以及需求描述的正確性。這些需求描述方法,在輔助生成確定的、形式化的戰術指標時不可避免地會丟失部分使命任務需求,存在描述方法不統一和不規范的問題,使得用戶和廠家由于描述語法和語義的不同,經常出現理解上的偏差,有時為了雙方更好的理解,在交流中花費大量的時間。因而采取何種方法能盡量減少信息丟失和不一致,使戰術指標更接近于使命任務需求,是裝備研制中必須解決的重要問題。
2.需求映射方法不科學
在軍事裝備領域,國內沒有具體的需求分析理論、方法和技術,通常只能定性的確定主要戰術指標,有時候也采用AHP層次化的分析方法。并且對一些需要的特殊裝備的戰技術指標,往往是由專家憑借技術經驗來斷定和裁決,甚至有的時候還由制造商的能力決定。這些方法不能準確地反映使命任務需求與裝備性能之間的關系,使得武器裝備使命任務向主要戰術指標的映射缺乏科學性,提出的裝備需求存在大量的不確定、不可靠問題。
二、解決措施
1.借鑒外軍成功經驗,研究科學系統的需求分析過程和框架
武器裝備的需求分析與國家國防能力發展緊密相關,因此發達國家如美國,英國、加拿大等,對武器裝備的需求分析活動十分重視。美軍在CJCSI 3170. 01系列文件中專門定義了需求生成的詳細過程,相關機構的責任等,并開發了需求生成系統( RGS )。2003年,為了更好地規劃聯合作戰條件下武器裝備之間的協調發展,并與聯合作戰條件下的組織體制、作戰條令、保障相適應,通過充分集成形成聯合作戰能力,美軍開發了新的聯合能力集成與開發系統 ( JCIDS ),強調在采辦的初始論證階段重視聯合作戰能力的需求規劃與論證,有力指導裝備建設與發展[2]。在國外,武器裝備研究己經進入體系探討階段,并且以C4ISR體系結構框架(C4ISRAF)、國防部體系結構框架( DODAF)為代表,取得了一系列的理論與實踐成果。美國在體系發展需求、體系總體結構、體系研究方法、體系研究手段和支撐環境等方面開展了全方面的研究,己形成了一套比較完善的研究體系框架,代表了當前世界研究的領先水平。
2.比較分析各種需求描述方法,研究適合軍事裝備體系需求分析的需求描述方法
目前,國內文獻中對武器裝備體系的需求描述大部分是采用UML方法或擴展UML語言,其它還有采用系統建模語言(SysML,Systems Modeling Language)或者借鑒公理設計(Axiomatic Design)理論和發明問題解決理論(TRIZ)的需求描述方法[3,4,5,6]。按照語言的開發方式,需求描述方法可以分為結構化描述方法、面向對象描述方法和形式化描述方法。結構化描述方法可以簡單概括如下:緊緊圍繞待解決問題的主要內容,忽略與目標無關的次要內容,采用從總體到局部、自頂向下,分層解決的方法進行分析、描述和構造系統模型。結構化描述方法具有較嚴密的邏輯性以及較高的精確性,并且可實現部分自動化。比較常用的結構化描述工具除流程圖 (DFD)外,還有IDEFO方法。面向對象的分析方法認為,一個優秀的設計是在滿足需求的條件下,將系統設計成由一些不可變的部分所組成的最小集合。面向對象方法的優點有:以自然方式描述客觀世界,容易把握分析重點;系統功能和定義的操作實現簡便;采用繼承的思想提高了資源的可重用率;系統穩定性較高。其缺點有:使用面向對象開發的軟件冗余較多;實例化的對象依據客觀邊界劃分,但是由于邊界模糊,很難保證描述的正確性。典型的面向對象的描述方法為UML方法,目前國內有很多文獻采用UML方法進行裝備體系建設的需求分析,但UML用例圖一般是針對軟件系統的需求分析,對于反映各角色需求交互來說是個很好的工具,但對于裝備需求這樣的大系統,用例圖也不易表達清楚。形式化方法是基于數學的技術描述系統的性質,包括形式化描述和形式化驗證:形式化描述是形式化驗證的基礎,它主要用于說明系統特性或行為,通過明確定義的數學語言準確表達所描述的內容;形式化驗證是建立在描述的基礎上,對描述內容的正確性進行分析和驗證。形式化方法具有嚴格的語法與語義,形式規約語言書寫的規范精確、無二義,避免了非形式規約的模糊性和二義性;使用形式化方法能夠更深刻地描述系統需求,更好地理解問題;同時采用形式化方法進行的需求描述可以進行嚴格的分析與檢查。但形式化描述方法仍然有其缺點:形式化方法和現實世界很難直接對應,所以模型的獲取比較困難;方法和技術掌握較困難,缺乏相應基礎的人很難理解等。
3.研究科學有效的需求映射方法
裝備體系需求分析并非空中樓閣,憑空猜測,必須遵循國家的軍事戰略規劃,并以此為依據,運用系統工程的過程和方法提煉、抽取出裝備體系建設的需求。上層的軍事戰略方針影響下層裝備體系的使命能力、組成和重點,明確的裝備體系又可以影響下層體系的組成單元的功能、戰技術指標和配置等。因此,各層間科學有效的需求映射方法不但可以優化資源配置,以最少的投資使整體功能最大化,同時可以降低冗余,避免重復投資。目前對裝備體系或裝備單元的使命能力與戰技術指標的通常是定性分析,并往往是由專家憑借技術經驗來斷定和裁決。有文獻提出在艦船裝備的需求分析中采用質量功能部署(QFD)方法建立使命任務與主要戰技術指標之間的科學映射[6];也有文獻將QFD方法應用與空戰武器裝備的需求分析。但這些應用都是針對單一武器裝備的需求分析,對于裝備體系需求分析的需求映射方法,值得進一步深入研究。
需求分析是制訂裝備發展戰略的基本依據之一,是首要解決的問題。本文研究了裝備體系建設需求分析的現狀和存在問題,并針對問題提出了幾條解決措施。