基于兵棋推演系統的裝備保障效能評估方法研究?

崔 爽 李保剛 董德鵬 王婷婷 陳升偉

（1.海軍航空大學 煙臺 264001）（2.31660部隊 中寧 755100）（3.93786部隊 張家口 075000）

1 引言

裝備保障效能是指裝備保障系統在完成保障任務中發揮出的實際效果，從安全的意義上來說，它可以被稱為作戰最堅實的基礎［1］。裝備保障是軍隊維持和復原的關鍵支持，它貫穿于軍隊的整個戰斗進程，關系到軍隊戰斗力的整體效能。及時、準確、客觀地評價保障效能，有助于決策人員對設備和保障的資源進行科學、合理的分配，并制定出最佳的保障計劃，提高戰時裝備保障的戰斗力和穩定性［2～3］。傳統的效能評價一般都是通過模型模擬的方式進行的，但是現有的模型技術難以精確地模擬出人機互動所引起的各種復雜的變化，而且其規模、成本和實施時間都受到了制約［4～5］。本文采用“兵棋演練”的方式，推導出了一套裝備與保證的作戰計劃，并對該作戰計劃的有效性進行了評價，并探索了一種以“兵棋推演”為基礎的裝備保障效能評價的途徑與步驟。

2 兵棋演練在裝備保障中對戰性能評價的基本特征

兵棋推演，所代指的是運用兵棋系統的模擬仿真、態勢感知、戰場報告、指令輸入、實時信息和數據規則等功能，在導演部統一控制下，按照實際作戰指揮流程，展開一系列籌劃組織作戰以及指揮控制行動的對抗演練行動［6］。其區別于其他模擬活動的最主要特點是實現首長機關全過程、全要素的對抗。

2.1 強調人的指揮控制對裝備保障效能的影響

傳統對裝備保障效能進行評估的方式，主要是對保障過程及裝備本身效能進行仿真，對于裝備指揮員在全局把握和保法運用的影響上考慮較少。

兵棋推演系統模擬真實戰場環境，各要素齊全，反映出戰場態勢瞬息萬變，裝備指揮員在下達實時指揮命令時會受到多種條件制約，且指揮員的指揮謀略、控制手段等決定著裝備保障效能的發揮并很大程度上直接影響著戰爭走向。

2.2 體現體系作戰的整體效應對裝備保障效能的影響

現代戰爭形式趨于多樣化，以信息技術為主導的高新技術在軍事領域廣泛運用，作戰行動樣式更加復雜，必須隨之積極轉變裝備保障模式，以適應未來作戰需要。兵棋推演系統中，作戰空間涵蓋陸、海、空、天、電五維戰場空間，范圍廣闊，且能夠提供復雜戰場環境，模擬信息化條件下陸戰、海戰、空戰、導彈戰、心理戰等全面的戰斗活動。兵棋推演系統充分反映了以情報為基礎的系統間的對戰特征，能夠表達出體系作戰的整體效應對裝備保障效能的影響。

2.3 突出精確保障對整體裝備保障效能的影響

裝備保障的目標是實現精確保障，科學地運用兵棋推演系統可以實時感知戰場態勢，合理調配保障資源，最大限度地實現對裝備保障行動的精確控制。兵棋推演系統可以使指揮員全面地掌握己方態勢，部隊級別、類型、位置以及戰損狀況等信息，了解保障對象狀態，科學判斷裝備維修、彈藥供給形勢，精確調配保障資源，及時高效地完成保障任務，突出表現精確保障對整體裝備保障效能的影響。

3 基于兵棋推演的裝備保障效能評估的基本原理和方法

利用兵棋推演方法對裝備保障效果進行評價，其基本原則是利用兵棋推演獲取最終的數據，并對其進行分析，得出評價的結論。要獲得較高的評價效果，必須對大量的數據進行統計和分析，從而使兵棋局的運算范圍越來越廣，從而造成計算時間的延長、成本的提高。

運用探索式模擬分析的方式，對具有代表性的作戰計劃進行推理，能夠獲得具有代表性的作戰行動計劃，以獲得具有代表性的作戰行動的綜合作戰能力。探索式模擬與分析是把模擬試驗和探索研究相融合而成的一種新型的試驗分析方法，該方法綜合了兩者的優點，既能夠考慮體質內外動態交互，又能對不確定條件下所有合理假設進行分析，對于復雜系統，例如本文研究的裝備保障效能評估非常適用［7］。

在不確定的情況下，綜合考慮各種可能的因素，對各種問題進行綜合的計劃，通過模擬驗證，對各種因素進行分析，尋找更具敏感性和影響力的試驗結果。總而言之，利用兵棋模擬技術進行設備保障效率評價，即采用探索式模擬試驗和解析的方式，對其進行多次細致的模擬和演練，最終得到相應的結果，進而來確保后續的工作內容能夠順利開展，在效果上也能夠實現有效的保障，這對于行動而言能夠產生極為直觀的影響。

4 基于兵棋推演的裝備保障效能評估的基本步驟

分為前期準備階段、正式推演、推演后統計分析共三個階段。前期準備階段，確定效能指標、設定評估條件、準備相關數據、篩選實驗敏感變量、確定重點推演方案。正式推演階段，錄入指令、進行仿真推演以及對數據進行采集。統計分析階段，對推演得到的數據進行分類梳理分析，最終得出評估結論。

4.1 前期準備階段

1）決定性能指數。通過對裝備裝備的整個生產過程的綜合分析，歸納出裝備維修效能、裝備指揮效能、物資供應效能、裝備機動效能、裝備管理效能和裝備防御效能［8］，如圖1所示。

圖1 裝備保障效能評估指標

2）設定條件及準備數據。針對裝備保障效能的評估，設定評估條件：戰場環境、我方態勢、我方保障力量配屬、相關要素等。推演評估需具備基礎的數據，基于兵棋推演系統進行效能評估，需將評估條件及相關武器裝備、維修能力、受損目標狀況等以數據形式提前輸入系統。

3）開展實驗因子的提取。這一過程，需要探索變量空間，推導，分析結果，提煉篩選變量，循環反復幾次，最終提煉篩選出對實驗結果變化較為敏感的幾個實驗因子，縮小變量空間。

4）確定最終推演方案。基于之前多次優化和過濾后的各種敏感試驗因素的不同結合，對之前的諸多推理進行了修改，最終確定出幾個方案進行詳細推演。

4.2 正式推演階段

正式推演階段，需要將已知的推理方法通過命令錄入到兵棋推理中，再由該算法執行相應的保護推理。基于所設置的性能指數和評價標，設計好數據采集標準，以確保采集到的數據能夠較有效地反映效能指標變化。

4.3 統計分析階段

將采集到的數據進行統計匯總，根據效能評價指標量化對比出裝備保障效能的改變。并且，根據兵棋局推演的特點，可以實現對整個推理的關鍵環節和整個流程的可視化回放，從而得到更加精確的評價結果。

5 實例分析

按照基于兵棋推演的裝備保障效能評估步驟流程，以陸軍炮兵勤務保障分隊為對象，評估保障人員規模擴大一倍后，裝備保障效能的提升問題。整體評估流程圖見圖2。

圖2 評估流程圖

5.1 確定裝備保障效能指標

首先，對設備的保障效果進行評價。火炮修理、物資保障、后勤保障三個方面是三個指標，經過與各單位和軍事專業人士的討論，確定了三個評價標準，詳細情況如下所示：維修壞損火炮效能為修理后堪用火炮比例；物資供應保障效能為單位時間內可向部隊提供的彈藥器材數量與需求數量比值；運輸投送保障效能為物資運送到指定地域所耗時長，綜合裝備保障效能為三項效能進行加權平均［9］。

5.2 影響部隊裝備保障效能因素的篩選

基于兵棋推演系統進行評估，設定評估條件，假定環境為真實戰場環境，形成基于該實例的推演實驗變量空間，確定保障兵力規模、器材備件滿足率、目標損傷程度、機動能力、指揮協同能力、器材備件保障延遲、維修裝備性能和裝備防護程度這8類影響裝備保障效能的因素。

從兵棋推演系統角度出發，想要達到與其目的，則需要設定評估條件，假定環境為真實戰場環境，形成基于該實例的推演實驗變量空間，確定保障兵力規模、器材備件滿足率、目標損傷程度、機動能力、指揮協同能力、裝備備件保障延遲、維修裝備性能、裝備保護能力八大要素［10］。

通過部分因子設計的方法，開展篩選工作中，需要考慮到不同影響因素與對28-5分式因子之間的關系，并探究當分辨率為IV 時，所涉及到的分式因子涉及應當滿足怎樣的標準，并以此為基礎開展相關實驗，完成后續的推演工作。通過對各試驗場的反復試驗，排除了各種偏差，最后得到的結論是：保障兵力規模、目標損傷程度、機動性是制約部隊保障效能的主要因素。因此，本文選擇保障技術人員規模、我方火炮裝備受損程度和機動途中受影響程度為影響因素和變量，相應取值空間見表1［11］。

表1 變量取值空間

5.3 確定詳細推演方案

通過對上述三個因子的綜合分析，可以得出8種不同的推演方法，通過分析統計結果，最后選定3種進行具體的推理，內容見表2。

表2 推演方案

5.4 數據采集

詳細推演上述3 個方案，將方案內容格式化為行動指令錄入兵棋推演系統，并由裝備保障指人員操作該系統，將隨機因素影響基本消除后，采集到的數據匯總如下，見表3～表5。

表3 維修壞損火炮結果

表4 物資供應保障結果

表5 運輸投送保障結果

5.5 統計分析

以方案1 中效能值作為標準值進行歸一化處理后，得出各方案的效能值見表6。

表6 歸一化后的單項保障效能

設火炮維護效能、后勤保障效能、保障效能與保障效能之比值為1∶1∶1，標準化后，陸軍炮兵勤務保障分隊裝備保障效能值見表7。

表7 歸一化后裝備保障效能

5.6 評估結論

根據表7 可知，在保障人員規模擴大一倍后，陸軍炮兵勤務保障分隊裝備保障效能提升有關結論如下：

1）如果僅是技術人員數量翻倍，由于機動輸送能力、人員技術水平及相關作戰因素限制，勤務保障分隊維修壞損火炮、物資供應保障效能、運輸投送效能分別提升為原來的1.39 倍、1.88 倍和1.64倍，綜合效能為原來的1.64 倍。可見，隨著人員規模擴大，陸軍炮兵部隊勤務保障分隊裝備保障效能并非隨之現行提升。

2）如保障分隊前出執行任務機動途中所受干擾較小，機動能力、防護能力稍作提高，則各項效能分別提升為原來的1.61 倍、2.38 倍和2 倍，綜合效能提升為原來的1.99 倍。可見在擴大人員規模基礎上提升裝備的機動性能、防護性能。雖小幅度犧牲物資供應效能，但綜合效能得到有效提升［12］。

6 結語

兵棋推演現已廣泛應用于作戰指揮領域，在裝備保障領域并未受到太多青睞，隨著現代戰爭對裝備保障的依賴性越來越大，兵棋推演在裝備保障領域的應用越來越受到重視。本文運用兵棋推演系統對裝備保障效能進行評估，在綜合考慮各方影響因素后，確定效能評估指標，提煉篩選出敏感實驗因子。利用模擬試驗和分析的方式，對典型的裝備保障計劃進行了細致的推導，并通過對所獲得的數據進行了分析，最后得到了相應的評價結論。