裝備仿真實(shí)驗(yàn)方法在裝備論證的應(yīng)用*

趙志允　陽(yáng)立晨　秦　鋒

(海軍潛艇學(xué)院　青島　266019)

?

裝備仿真實(shí)驗(yàn)方法在裝備論證的應(yīng)用*

趙志允陽(yáng)立晨秦鋒

(海軍潛艇學(xué)院青島266019)

摘要裝備論證對(duì)于裝備發(fā)展具有重要的作用和意義，而基于傳統(tǒng)研究方法的裝備論證方法具有主觀性和靜止性等諸多局限性，基于仿真實(shí)驗(yàn)的裝備論證方法在裝備效能評(píng)估和作戰(zhàn)適用性研究等方面，具有動(dòng)態(tài)性、客觀性和系統(tǒng)性的突出優(yōu)勢(shì)，可為裝備論證提供有效的定量化為主的綜合研究手段。

關(guān)鍵詞裝備論證; 仿真實(shí)驗(yàn); 方法應(yīng)用

Class NumberTP391

1引言

論證以科學(xué)求真為本質(zhì)，它本著科學(xué)的態(tài)度，運(yùn)用充分可靠的論據(jù)來(lái)闡述和證明論題的正確性,運(yùn)用科學(xué)的方法,通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理,來(lái)闡述論題和論據(jù)之間的辯證關(guān)系,進(jìn)而得出科學(xué)的結(jié)論和建議。裝備論證是圍繞裝備建設(shè)開展的前瞻性、綜合性決策咨詢研究活動(dòng),它以充分的論據(jù)對(duì)武器裝備的發(fā)展、研制、管理等各方面預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行推理證明，以說(shuō)明實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的可行性、必要性及可行方案的過(guò)程,是支撐武器裝備發(fā)展的必要環(huán)節(jié)[1～3]。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)研究的一個(gè)重要趨勢(shì)，有專家斷言，利用仿真的方法完成虛擬實(shí)踐，已經(jīng)成為人們繼理論推導(dǎo)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)后的第三種認(rèn)識(shí)世界的途徑[4]。裝備仿真實(shí)驗(yàn)已成為裝備論證的一種行之有效的新手段，它在解決裝備效能評(píng)估和裝備作戰(zhàn)適用性方面問(wèn)題上具有突出優(yōu)勢(shì)。

2裝備仿真實(shí)驗(yàn)在效能評(píng)估中的應(yīng)用

2.1傳統(tǒng)裝備效能評(píng)估方法的局限性

在武器裝備論證過(guò)程中，軍方有關(guān)的總體論證部門十分關(guān)注對(duì)武器裝備發(fā)展型號(hào)以及裝備體系作戰(zhàn)效能的論證[5～6]。作戰(zhàn)效能評(píng)估是武器裝備論證中一項(xiàng)重要的工作，評(píng)估結(jié)論是武器裝備建設(shè)與采辦決策的一項(xiàng)重要依據(jù)[7]。于是，當(dāng)某項(xiàng)武器裝備經(jīng)過(guò)評(píng)估得到的作戰(zhàn)效能評(píng)估結(jié)論提交給決策部門后，它很可能極大地影響該裝備的建設(shè)立項(xiàng)或采辦決定。

傳統(tǒng)的裝備效能評(píng)估方法有ADC法、指數(shù)法、SEA法、層次分析法(AHP)、數(shù)據(jù)包絡(luò)法(DEA)等，其中被研究和使用最多的是ADC法和指數(shù)法。ADC法是20世紀(jì)60年代中期,美國(guó)工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(huì)為美國(guó)空軍而建立的,旨在根據(jù)“可用性”(A),“可信性”(D)和“固有能力”(C)三大要素評(píng)價(jià)武器系統(tǒng),該模型把這三大要素組合成一個(gè)可反映武器系統(tǒng)總體性能的單一效能量度(E)[8]。20世紀(jì)80年代,“指數(shù)法”引入到國(guó)內(nèi)的武器裝備評(píng)價(jià)中,并很快得到廣泛的應(yīng)用。然而在美國(guó), 90%以上的軍事模型是仿真模型,指數(shù)法等一些形式化的效能評(píng)估模型并不受到重視。上述兩個(gè)模型在裝備效能評(píng)估中得到了廣泛的應(yīng)用，但同時(shí)也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

1) 相關(guān)理論方法沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推證，比如目前有關(guān)ADC模型的數(shù)學(xué)推證仍不夠嚴(yán)密，而指數(shù)法理論也僅限于一種具有一定合理性的假說(shuō)，難以得到堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)理論認(rèn)證。

2) 模型的運(yùn)用中涉及到的權(quán)重和數(shù)值的確定具有較大的主觀性，難以避免地使得評(píng)判結(jié)果具有隨機(jī)性和不可控性，而誤差的控制也難以進(jìn)行。

3) 這些模型都是靜態(tài)的,使用范圍十分有限。在裝備的實(shí)際作戰(zhàn)使用過(guò)程中，各項(xiàng)特性相互關(guān)聯(lián)、共同作用，從而表現(xiàn)出來(lái)裝備的整體性能和作戰(zhàn)效能，而上述模型割裂了各要素之間的相互關(guān)系，從而研究結(jié)果僅在宏觀上具有參考價(jià)值。

2.2仿真實(shí)驗(yàn)在裝備效能評(píng)估中的優(yōu)勢(shì)

裝備仿真實(shí)驗(yàn)以裝備仿真模型為支撐，綜合考慮各項(xiàng)影響因素，通過(guò)大量仿真實(shí)驗(yàn)的方法分析和評(píng)估裝備效能，與以上模型相比具有以下突出優(yōu)勢(shì)[9～10]：

1) 裝備仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪沁M(jìn)行裝備仿真實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)，它以科學(xué)實(shí)驗(yàn)理論理論為指導(dǎo)，采用先進(jìn)的多粒度仿真建模技術(shù)和嚴(yán)格的驗(yàn)?zāi)７椒ǎ梢詾檠b備效能評(píng)估提供切實(shí)可信大量數(shù)據(jù)。

2) 在裝備仿真實(shí)驗(yàn)中，均以高仿真度的裝備仿真模型和作戰(zhàn)環(huán)境模型為支撐，能夠真實(shí)反映裝備參數(shù)和進(jìn)行誤差規(guī)律分析，所得研究數(shù)據(jù)均有據(jù)可循，不以個(gè)人意志為轉(zhuǎn)移，具有較強(qiáng)的客觀性。

3) 對(duì)于裝備的各項(xiàng)特性，均在裝備仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中統(tǒng)一作用于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境并得到相關(guān)數(shù)據(jù)，采用合理高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析方法，能夠從仿真數(shù)據(jù)中建立各單單項(xiàng)特性的影響作用的客觀分析。

3裝備仿真實(shí)驗(yàn)在裝備作戰(zhàn)實(shí)用性中的應(yīng)用

3.1裝備作戰(zhàn)實(shí)用性的重要意義

對(duì)于武器裝備能否被軍方采辦，評(píng)價(jià)其優(yōu)劣的主要有兩個(gè)指標(biāo)，一是作戰(zhàn)效能，二是作戰(zhàn)適用性。適用性主要包括：可靠性、維修性、可用性、后勤保障性、兼容性、相互適應(yīng)性、訓(xùn)練要求、可運(yùn)輸性、安全性、人機(jī)交互性、戰(zhàn)時(shí)利用率和人工支援等[3]，其適應(yīng)性在不同的裝備上不盡相同，取決于具體的裝備系統(tǒng)的類型。在論證和設(shè)計(jì)階段，人們往往特別關(guān)注作戰(zhàn)效能要素，如最大射程、盲區(qū)大小、自導(dǎo)作用距離、虛警率、發(fā)現(xiàn)概率、識(shí)別精度、戰(zhàn)斗部威力等，但作戰(zhàn)適用性卻涉及較少。而在實(shí)際的戰(zhàn)斗使用中，作戰(zhàn)適用性對(duì)于裝備能否發(fā)揮出作戰(zhàn)效能起至關(guān)重要，因此，作戰(zhàn)適用性成為戰(zhàn)斗力的能否形成的關(guān)鍵因素，更多地關(guān)注作戰(zhàn)適用性問(wèn)題，也是系統(tǒng)論證的思想的發(fā)展方向。

在傳統(tǒng)的研究方法中，無(wú)論采用如何模型進(jìn)行分析，均無(wú)法改變其靜態(tài)性的本質(zhì)特性，裝備的效能參數(shù)均是在一定條件下，按照一定的模型得到的輸出數(shù)據(jù)。而在真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)上，武器裝備的使用環(huán)境是復(fù)雜的，作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)是瞬息萬(wàn)變的，同時(shí)指揮員和操作用對(duì)于裝備使用的規(guī)劃和操作也并非一成不變的，這就要求對(duì)于裝備的適用性的研究必須在作戰(zhàn)環(huán)境中動(dòng)態(tài)對(duì)抗進(jìn)行的，其中涉及到人與裝備的結(jié)合、裝備與環(huán)境的結(jié)合和裝備與作戰(zhàn)對(duì)手的結(jié)合等各方面因素，并且要求將各方面因素對(duì)于裝備使用性的貢獻(xiàn)在作戰(zhàn)過(guò)程中綜合分析，才能得到具有說(shuō)服力的結(jié)論。

3.2仿真實(shí)驗(yàn)在裝備作戰(zhàn)適用性中的優(yōu)勢(shì)

在對(duì)于裝備作戰(zhàn)使用性的研究中，眾多作戰(zhàn)要素的數(shù)據(jù)提取和綜合分析是必不可少的，這些數(shù)據(jù)包括結(jié)果數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)。但無(wú)論是裝備在作戰(zhàn)過(guò)程中性能表現(xiàn)還是戰(zhàn)斗結(jié)果的效能評(píng)估，都必須在戰(zhàn)斗雙方動(dòng)態(tài)對(duì)抗中進(jìn)行的。因?yàn)椋谠O(shè)定環(huán)境和目標(biāo)的效能數(shù)據(jù)對(duì)于裝備作戰(zhàn)適用性的研究，毫無(wú)意義可言。根據(jù)不同層次的裝備研究需求，采用不同粒度的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行綜合化集成研究，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：

1) 仿真實(shí)驗(yàn)方法以結(jié)果檢驗(yàn)的環(huán)境、裝備、兵力模型為基礎(chǔ)，模型具有體系化、環(huán)境真實(shí)，過(guò)程仿真和效用仿真，指標(biāo)形成均可尋有據(jù)，能夠反映裝備的真實(shí)應(yīng)用過(guò)程和效果，具有較高的可信性。

2) 仿真實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)研究需要進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定方案仿真運(yùn)行，其中作戰(zhàn)雙方根據(jù)預(yù)先研制CGF模型進(jìn)行自主決策對(duì)抗，從而在仿真實(shí)戰(zhàn)環(huán)境研究裝備的可用性和實(shí)用性。

3) 從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到仿真運(yùn)行，再到綜合評(píng)估，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、采集和分析一直貫穿其中，而批量的仿真運(yùn)行和關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集方式，可以為裝備作戰(zhàn)適用性綜合評(píng)估提供豐富、有效的數(shù)據(jù)，為采用數(shù)據(jù)挖掘等智能分析方法提供基礎(chǔ)。

4結(jié)語(yǔ)

裝備論證對(duì)于裝備發(fā)展具有重要意義，是保證和推動(dòng)戰(zhàn)斗力形成的重要一環(huán)。作為裝備論證的兩項(xiàng)重要內(nèi)容，基于傳統(tǒng)方法的研究以無(wú)法滿足裝備效能評(píng)估和作戰(zhàn)適用性研究的需要，表現(xiàn)出諸多限制，基于仿真實(shí)驗(yàn)的裝備論證方法具有動(dòng)態(tài)性和系統(tǒng)性的突出優(yōu)勢(shì)，必將成為現(xiàn)代裝備論證方法發(fā)展的重要方向之一。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳鼎才,王敏.一種基于仿真的裝備模型可視化建模方法研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2011,21(1):238-241.

[2] 陳欣,胡曉惠.基于仿真的裝備論證[J].計(jì)算機(jī)仿真,2007,24(5):7-10.

[3] 錢東.對(duì)裝備論證中有關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)[J].魚雷技術(shù),2006,14(4):1-6.

[4] 胡曉峰,楊靖宇,司光亞等.戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜系統(tǒng)仿真分析與實(shí)驗(yàn)[M].北京:國(guó)防大學(xué)出版社,2008:43-44.

[5] 張懷強(qiáng),魏汝祥.裝備經(jīng)濟(jì)性分析[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:1-6.

[6] 孟慶玉,張靜遠(yuǎn),宋保維.魚雷作戰(zhàn)效能分析[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2003:43-44.

[7] 王維平,李群,朱一凡等.柔性仿真原理與應(yīng)用[M].北京:國(guó)防科技大學(xué)出版社,2003:112-113.

[8] 王永智,白利軍,張文元,等.ADC的武器信息處理系統(tǒng)效能評(píng)估模型[J].指揮控制與仿真,2012,37(10):179-181.

[9] 圈春.體系對(duì)抗仿真中體系效能分析初探[C]//戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜性與信息化戰(zhàn)爭(zhēng)模擬,2003:24-25.

[10] 蔣鐵軍,張懷強(qiáng).艦船裝備論證方案的綜合評(píng)估方法[J].艦船科學(xué)技術(shù),2012,34(5)：129-132.

收稿日期：2016年1月7日,修回日期：2016年2月23日

作者簡(jiǎn)介：趙志允，男，博士研究生，助教，研究方向：潛艇戰(zhàn)術(shù)與航空反潛戰(zhàn)術(shù)。陽(yáng)立晨，男，碩士研究生，參謀，研究方向：海軍兵種戰(zhàn)術(shù)。秦鋒，男，博士研究生，講師，研究方向：軍事海洋物理。

中圖分類號(hào)TP391

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.07.032

Application of Simulating Experimentation Method in Equipment Demonstration

ZHAO ZhiyunYANG LichenQIN Feng

(Navy Submarine Academy, Qingdao266019)

AbstractArgument of Equipment is meaningful and vital for equipment development,while traditional research method is localized of subjectivity and stillness. Application of imulating experimentation method in equipment efficiency evaluation demonstration and combat applicability have advantage of dynamic, objectivity and synthesis,which provides the synthesis research method with quantification.

Key Wordsequipment demonstration, simulation experimentation, method application