２０１１年７月 系统仿真技术 Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕ１．，２０１１ Ｖ０１．７．Ｎｏ．３ 第７卷第３期 中图分类号：Ｅ ９１１ ＴＰ３９１．９ 文献标识码：Ａ 基于整体效果的装备体系作战效能评估方法研究 于芹章 ，张英朝 ，张 静 ，申之明 ，孙 明 （１．北京系统工程研究所，北京１００１０１，复杂系统仿真国家重点实验室总体实验室，北京１００１０１； ２．装甲兵工程学院装备指挥与管理系，北京 １０００７２） 摘 要：针对武器装备体系作战效能评估进行了研究，提出了基于整体效果的装备体系作战效能评估方法，包括任 务完成情况分析、整体作战效果分析、基于价值中心的等效分析、灵敏度分析及装备贡献度分析等环节。在此基础 上，建立了基于整体效果的装备体系作战效能评估元模型，并设计开发了装备体系作战效能评估分析系统。实践证 明，所提出的方法是可行的。 关键词：整体效果；作战效能；评估方法 Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｆｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｒｍａｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂａｓｅｄ Ｏｖｅｒａｌｌ Ｅｆｆｅｃｔ ＹＵ Ｑｉｎｚｈａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇｃｈａｏ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ ，ＳＨＥＮ Ｚｈｉｍｉｎｇ。，ＳＵＮ Ｍｉｎｇ （１．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｃｈｉｎａ；Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｎ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｍａｎｄ ａｎｄ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｒｍｏｒｅｄ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｅｎｅｅｒｉｎｇ，１０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｆｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｒｍａｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳｏＡＳ）ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ（ＳＥＭｏＯＥ）ｆｏｒ ＳｏＡＳ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔａｓｋ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔａ—ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＳＥＭｏＯＥ ｆｏｒ ＳｏＡＳ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ，ａｎｄ ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｆｏｒ ＳｏＡＳ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃａｓｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｖｅｒａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ 论研究，提出了１种基于整体效果的装备体系作 引 日 基于信息系统的武器装备体系作战效能评 估一直是学术界、作战使用部门及装备论证部门 关注的重点与难点。体系对抗条件下，如何评估 信息系统对体系作战效能的贡献度也是一个仁 战效能评估方法，并设计开发了作战效能评估分 析系统，验证了评估方法的可行性。 ２武器装备体系作战效能评估 武器装备体系作战效能是武器装备体系完 成规定作战任务的程度。常用的评估方法有：专 家评定法、试验统计法、作战模拟法、ＡＤＣ法、ＳＥＡ 者见仁、智者见智的问题。为此，笔者进行了理 １８４ 系统仿真法、分布式交互仿真法等。各种评估方法各有优 缺点和适用范围，利用任何１种评估方法若要得 出可信可靠的评估结论仍是１件非常困难的事 情。武器装备体系效能评估仍有许多问题需要 进一步研究：包括武器装备体系效能指标的选 取，效能的综合，以及在体系作战仿真中有关对 人的行为建模问题、子模型的分辨率问题和固定 想定的问题等¨ 。总之，武器装备体系效能评估 目前还处于发展阶段，缺乏完整的理论体系。 不论采用何种方法，一般而言，武器装备体 系效能评估的流程如图１所示 Ｊ。在实践中，也 采用了多种方法对于武器装备体系效能进行评 估。本文主要探讨的是评估的最后几个阶段，即 对试验数据的分析方法。 图１ 武器装备体系效能分析基本流程 Ｆｉｇ．１ Ｂａｓｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｒｍａｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ３基于整体效果的装备体系作战效 能评估方法 信息化战争的本质在于夺取信息优势和增 强决策优化，发挥作战优势，进而利用信息技术 实现战斗力最大化，以谋求战争胜利 。无论获 取信息优势还是决策优势，其最终的目的都是为 技术 第７卷第３期 了夺取行动优势。因此，对于武器装备体系而 言，评价其作战效能的优劣就是评估其作战效果 运用的好坏。基于长期的研究和探索，笔者提出 了基于整体效果的装备体系作战效能评估方法， 该方法的核心思想是以武器装备体系的作战效 果作为评估的最终依据，综合运用多种评估手段 分别从不同的视角，对体系作战效能进行评估分 析。基于整体效果的装备体系作战效能评估方 法共包括５个环节：任务完成情况分析、整体作战 效果分析、基于价值中心的等效分析、灵敏度分 析和装备贡献度分析。 ３．１ 任务完成情况分析 任务完成情况是描述武器装备体系完成特 定作战任务的整体情况，分析的目的是得出武器 装备体系作战效能的整体性结论。这种方法根 据作战目标及最终的作战态势来判断任务完成 情况，仅靠定量手段难以得出结论，有时需要借 助评估人员的定性判断。 任务完成情况分析的主要内容包括两项：任 务完成度及任务完成概率。任务完成度是描述 武器装备体系针对某一特定任务而进行单次仿 真或演习所完成任务的情况。任务完成概率是 描述武器装备体系针对某一特定任务而进行多 次仿真或演习所完成任务的情况。 任务完成度分析主要分为以下几步：①定义任 务成功的标准。根据作战想定，确定任务成功的标 准，具体方法为将任务细化为一系列作战目标，并 定义每个作战目标成功的标准。②量化成功标准。 对提出的每个作战目标的成功标准进行量化，量化 尺度如表１所示。③采集相关数据。根据定义的 每个作战目标成功的标准，采集相关的数据或收集 相关证据。④得出评估结论。依据采集的数据，对 作战目标的完成情况进行分析，如果有些作战目标 完成情况没有定量数据或难以定量，评估人员可根 据作战态势和作战过程进行定性判断。在作战目 标完成情况分析的基础上，得出任务完成度。任务 完成度的计算方法： ＝一∑ ０ （１） １８６ 系统仿真使表达更加清晰直观，采用了雷达图的形式，体 系作战效能的每个指标构成１个维度，其各个指 标所围成的面积大致说明了武器装备体系整体 作战效果的优劣。当然这只是１个定性的描述， 面积并不进行严格的计算，评估人员可以借助面 积进行定性的分析。使用雷达图表达武器装备 体系Ａ和Ｂ的信息效能例子如图３所示。信息 获取能力、信息利用能力、信息对抗能力是３个定 性指标，是由评估专家根据作战态势得出定性结 论，并进行了量化，量化的标准如表２所示；拥有 的信息量即为统计整个仿真过程所拥有的有效 情报量，并进行了归一化处理。 图３信息效能评估结果示例 Ｆｉｇ．３ Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｆｌｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ 表２效能指标量化标准 Ｔａｂ．２ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ ３．３基于价值中心的等效分析 价值中心法是１种以价值为中心的综合评 估方法，曾成功应用于美国空军２０２５作战分 析 ］。基于价值中心的等效分析方法就是采用 价值中心法，对体系作战效能评估的一些不同 量纲的统计指标基于主观效用进行分析等效。 基于价值中心的等效分析是整体作战效果分析 方法的补充，在价值等效的基础上可以进行指 标体合成。 基于价值中心等效分析的步骤为：①构建等 效分析的价值评估模型。价值评估模型是进行 技术 第７卷第３期 等效分析的核心和基础，构建过程共分为三步： 第一步，构建评估指标体系。评估指标体系是在 对需要作等效分析的体系作战效能评估指标分 析的基础上，所构建的指标体系。第二步，构建 评分函数。评分函数是对评估指标体系的叶子 结点所建立的效用函数，实现各类统计数据向主 观价值的“量纲为１化映射”。评分函数的标准 形式大致有５种：线形、凹形、凸形、凸凹形和凹凸 形，评分函数的建立主要依靠如下几个途径：一 是依靠专家群体；二是依靠以前所积累的知识 （仿真实验、演习等）。第三步，评估指标赋权。 第一个评估指标要赋予１个权重，以便实现主观 价值之间的归并。权重的确定主要采用专家调 查法，可以直接赋权也可以两两比较赋权。②收 集整理相应数据。根据所建立的评估指标，收集 整理相应的统计数据。③分析评估。将收集的 数据输人评估模型，并将主观价值逐层归并，得 出需要等效的体系作战效能评估指标的主观价 值，在此基础上可以进行分析。 基于价值中心等效分析的１个案例如图４所 示。所等效的指标是信息效能，指标体系及权重 如图４ａ所示，针对每个二级指标所建立的评分函 数如图４ｂ所示，评估结果如图４ｃ所示。图４ｃ所 用的数据与图３中相同，通过对比可以看出，基于 作战效果分析可以得出定性的结论，而基于价值 中心的等效分析则可以得出更为准确的结论。 基于价值中心的等效分析依赖专家经验，不同的 评估人员可能得出不同的结论，但这种方法是对 整体作战效果分析的一种有益的补充。 ３．４灵敏度分析 影响武器装备体系作战效能的因素很多，如 战场环境、编制编成、人员素质等。有时为了考 察各种因素的影响程度，需要进行灵敏度分析。 灵敏度分析的目的是说明武器装备体系参数或 初始状态值的变化对体系作战效能影响的相对 重要程度，其分析方法一般采用统计技术。灵敏 度分析的步骤有：①明确分析的效能指标。由于 武器装备体系存在大量的不确定性，因而效能指 标不宜过多，一般选用任务完成情况的相应指 于芹章，等：基于整体效果的装备体系作战效能评估方法研究 １８９ 备体系作战效能评估方法，并进行了大量的实 践。总结前期的工作，体会主要有以下几点：① 效能评估指标不一定需要聚合。武器装备体系 是复杂系统，基于信息系统的武器装备体系作战 效能各要素之间并非都是线性关系。体系的效 能是由各子系统以及外部因素综合作用的结果， 效能指标之间不一定能够聚合，通过统计分析等 手段直接得出的指标可能更可信，结果更合理。 ②定性与定量相结合。武器装备体系效能各指 标之间存在大量的非线性关系，有时仅通过定量 的手段难以得出科学合理的结论，评估分析需要 结合评估人员的定性判断，将专家的经验与定量 手段结合起来，才能得出科学的结论。③仿真过 程应该可以追溯。在对采用仿真手段得到的数 据进行评估时，为了评估装备贡献度及信息系统 对于体系作战效能的贡献，仿真过程应该可以追 溯，即所有过程数据应该记录，如信息流的流向、 交战的过程中作战单元的毁伤情况。通过数据 的回溯，结合专家的定性判断，可以得出很多有 益的结论。 参考文献： ［１］ 傅攀峰，罗鹏程，周经伦．对武器装备体系效能评估的 几点看法［Ｊ］．系统工程学报，２００６，２１（５）：５４８—５５２． ＦＵ Ｐａｎｆｅｎｇ，ＬＵＯ Ｐｅｎｇｃｈｅｎｇ，ＺＨＯＵ Ｊｉｎｇｌｕｎ．Ｓｏｍｅ ｏｐｉｎｉｏｎｓ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｆｏｒ ｗｅａｐｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００６．２ １ （５）：５４８—５５２． ［２］ 胡晓惠，蓝国兴，申之明，等．武器装备体系效能分析 方法［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００８． ＨＵ Ｘｉａｏｈｕｉ，ＬＡＮ Ｇｕｏｘｉｎｇ，ＳＨＥＮ Ｚｈｉｍｉｎｇ，ｅｔ ａ１． Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｒｍａｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｅｓｓ，２００８． ［３］ 刘兴堂，刘力，于作水，等．信息化战争与高技术兵器 ［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００８． ＬＩＵ Ｘｉｎｇｔａｎｇ，ＬＩＵ Ｌｉ，ＹＵ Ｚｕｏｓｈｕｉ，ｅｔ ａ１．Ｗａｒ ｉｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｇｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｔｅｅｈ ｗｅａｐｏｎｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｅｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｅｓｓ，２００８． ［４］ 胡晓峰，杨镜字，司光亚，等．战争复杂系统仿真分析 与实验［Ｍ］．北京：国防大学出版社，２００８． ＨＵ Ｘｉａｏｆｅｎｇ，ＹＡＮＧ Ｊｉｎｇｙｕ，ＳＩ Ｇｕａｎｇｙａ，ｅｔ ａ１．Ｗａｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［Ｍ］． Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，２００８． ［５］ Ｋｉｒｗｏｏｄ Ｃ Ｗ．Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ，ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｔｈ ｓｐｒｅａｄ ｓｈｅｅｄｔ［Ｍ］．［Ｓ．１ｌ．］ Ｄｕｘｂｕｒｙ Ｐｒｅｓｓ，１９９７． 于芹章 卫男（１９７５一），山东梁山人， 助理研究员，博士，主要研究方向为复 杂系统建模与仿真、武器装备体系论 证等。 张英朝 男（１９７７一），河北赵县人， 副研究员，博士，主要研究方向为复 杂系统建模与仿真、武器装备体系论 证等。
