装备体系贡献率评估方法研究综述

罗承昆, 陈云翔, 项华春, 王莉莉

(空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 陕西 西安 710051)

摘 要: 装备体系贡献率评估对装备立项论证和装备体系建设具有非常重要的意义。系统分析了装备体系贡献率的概念内涵,重点从装备体系结构贡献率评估、装备体系能力贡献率评估、装备体系效能贡献率评估等3个方面进行了归纳总结,并从评估背景与维度的统一、评估方法与模型的构建、评估结果的应用等3个方面指出了现有理论方法存在的问题及发展趋势,为装备体系贡献率评估与应用研究提供参考借鉴。

关键词: 装备体系; 贡献率评估; 体系结构; 作战能力; 作战效能

0 引 言

信息化条件下的现代战争呈现出明显的体系对抗特征,装备作战能力必须通过装备体系的对抗来体现。装备体系内各装备系统既可独立运行,又能彼此交互、协作完成全局使命。随着对装备体系研究的不断深入,逐渐意识到单纯追求某个装备的性能优异,而忽略彼此间的协调配合,难以在体系对抗任务中保持全局优势。用体系作战任务需求及体系优化牵引装备发展,建设体系结构优、作战能力强、任务完成好的“天生联合”装备体系,成为了装备体系研究与应用的发展趋势。

创新报告数据来源均来自各省市区政府及相关部门官方网站，旨在通过量化的数据分析，客观呈现各地老年人政策省级创新度，以此推动各地不断创新、优化老年人政策，使老年人有更多的获得感、安全感和幸福感。

由于各型装备所具备的功能不同,其在装备体系中的角色定位和发挥的作用不尽相同,因而对装备体系的重要程度也各不相同。同时,随着高新技术的广泛应用,装备的复杂程度不断提高,使得装备的研制周期越来越长、寿命周期费用越来越高,装备发展的风险不断增大。如果某型装备在长期高投入的研制、生产及部署以后不能很好地融入装备体系、完成作战任务,那么对装备体系发展和体系战斗力提升都会造成非常大的损失。这就要求在通过改进现役装备和研制新型装备,发展和提高我军预警探测、信息传输、指挥控制与火力打击等各项能力时,必须能够有效辨识、分析和评估其对现有装备体系的贡献程度,支撑顶层决策需要优先发展的装备。因此,为促进装备体系优化和体系战斗力提升,实现资源优化配置,必须研究装备体系内装备的贡献率问题。

为梳理装备体系贡献率评估研究成果,进一步推动装备体系贡献率评估与应用研究,在系统分析装备体系贡献率概念内涵的基础上,重点从装备体系结构贡献率评估、装备体系能力贡献率评估、装备体系效能贡献率评估等3个方面对现有评估方法进行归纳总结,并从评估背景与维度的统一、评估方法与模型的构建、评估结果的应用等3个方面指出存在的问题及发展趋势。

1 装备体系贡献率的概念内涵

1.1 装备体系

目前,关于装备体系的定义较多,但其本质基本相同^[1]。通常认为,装备体系的内涵一般包括以下两个方面:

(1)装备基本体系(对应于装备系列或型谱),是指在一定时期内所有装备种类和型号构成的集合,是为全面展示装备家底与发展蓝图而人为构想的主观体系,而不是针对特定作战任务真实存在的客观体系。例如,空军装备体系可分为火力打击装备子体系、信息支持装备子体系、指挥控制装备子体系、信息战装备子体系、保障装备子体系。

在装备对作战体系结构的贡献率评估方面。文献[19]认为装备对作战体系结构的贡献主要体现在体系结构合理性提高方面,包括对指挥体制扁平化的贡献、对作战编成灵活性的贡献、对部队编成小型化的贡献和对装备体系结构精干化的贡献,但未提出具体评估方法。文献[20]从功能结构和信息结构两个方面分析了装备作战体系结构贡献率,其中功能结构贡献率包括对任务编成能力的贡献率和对结构特性的贡献率,信息结构贡献率包括对信息连通质量的贡献率、对信息保障时效性的贡献率和对作战协同能力的贡献率。在文献[20]的研究基础上,文献[21]分别提出了基于复杂网络理论的功能结构贡献率评估方法和基于结构方程模型的信息结构贡献率评估方法,并针对某反导预警装备体系开展了结构贡献率评估,具有一定的参考价值。

(2)装备作战体系(对应于面向典型作战任务的装备编成方案),是指为完成一定的作战任务,由装备基本体系内各类装备构成的有机整体。需要指出的是,此处的装备作战体系只考虑装备,不考虑通常所讲作战体系中的人、物资等作战要素。

1.2 装备体系贡献率

“贡献率”一词最先源于经济学,是分析经济效益的指标,如各产业贡献率^[2-3]、科技进步贡献率^[4-5]等。贡献率用在军事领域较为少见,为衡量新型装备对装备体系的重要程度,我军将其引入军事领域,创新性地提出了装备体系贡献率的概念。对装备体系贡献率一词,美军有相似或相近的提法——“系统在联合使命环境中完成联合任务的贡献”^[6-7]。但就相关概念,外军包括美军尚无明确界定,国内相关研究成果也较少。

从资金规模来看，2017年，全国创投管理资本总量达到8 872.5亿元，较2016年增加595.4亿元，增幅为7.2%，较前两年明显放缓（见图2）。此外，基金两极分化的“杠铃”现象进一步显现② 两极分化现象是各国发展的共同特征，如2017年美国创投统计数据显示，管理资金超过10亿美元的机构数量，从2016年的68家增加到83家，占比8.6%；管理资金小于2 500万美元的机构数量，从2016年的241家增加到2017年的427家，占当年比重的44%。，管理资本规模超过5亿元的机构虽然仅占10.2%，但掌握了72.1%的管理资本总量。

在对装备体系贡献率的内涵进行分析时,必须明确以下3个问题:(1)作为贡献者的“装备”是什么,即评估对象;(2)作为受益者的“体系”是什么,即评估背景;(3)“贡献”体现在什么方面,即评估标准。基于这3个问题,可以对当前国内学者提出的装备体系贡献率的内涵进行分析,如表1所示。

表1 装备体系贡献率内涵的研究现状
Table 1 Research status of the connotation of equipment’s contribution rate to system-of-systems

根据表1可知,当前对于装备体系贡献率内涵的理解还不够全面,存在一定的局限性。

(1) 关于评估对象。装备体系贡献率,评估对象是装备无疑,但此处的装备仅仅是指单型装备吗?随着军事科技的飞速发展和广泛应用,装备的功能结构日趋复杂,越来越多的信息化装备开始成系统建设,装备系统也将是重要的评估对象。因此,装备体系贡献率的评估对象应该包括单型装备和装备系统。

(2) 关于评估背景。装备体系贡献率评估的落脚点是为装备发展决策提供理论支撑,即从体系全局的角度分析装备发展的必要性,因而评估背景必然涵盖装备基本体系。然而,由于装备基本体系并不承担特定的作战任务,评估工作开展难度较大,而牵引装备发展的出发点是作战任务需求,因而评估背景还应该涵盖装备作战体系。因此,装备体系贡献率的评估背景应该包括装备作战体系和装备基本体系。

(3) 关于评估标准。根据装备体系贡献率评估背景的不同,其评估标准和评估目的也各不相同。当评估背景为装备作战体系时,由于其存在的根本目的是为了完成特定的作战任务,因此装备对体系的贡献主要体现在体系作战任务完成方面(包括静态的体系作战能力提升和动态的体系作战效能发挥),评估装备对装备作战体系的贡献率可为装备作战使用和作战体系优化提供技术支撑。当评估背景为装备基本体系时,装备对体系的贡献主要体现在体系使命任务支撑方面(包括静态的体系能力提升和动态的体系效能发挥),除此之外还应该体现在体系结构优化、体系技术进步和体系建设效益提升等方面,评估装备对装备基本体系的贡献率可为装备立项论证和装备体系建设提供理论依据。

基于上述分析,根据评估背景为装备作战体系和装备基本体系,分析了装备体系贡献率的内涵如图1所示。

图1 装备体系贡献率的内涵
Fig.1 Connotation of equipment’s contribution rate to system-of-systems

医院内部控制反馈主要就是对评价信息进行反馈，在对内部控制评价信息进行分析的基础上，针对内部控制体系中不完善的地方，进行相应的调整。需要注意的是，对内部控制体系的反馈信息应当是直接反馈到管理层，管理层根据反馈信息，综合考虑各种情况，进行相关完善体系的工作布置，从而不断优化医院内部控制体系的构建，对公立医院的主要经济活动实现有效控制。

2 装备体系贡献率评估方法研究现状

装备体系结构是指构成装备体系的各类装备系统及其相互关联关系,装备对体系结构的贡献主要体现在体系结构优化上^[18]。

我军于近几年提出装备体系贡献率的概念,国内学者主要是从体系结构、体系作战能力或体系作战效能等维度出发进行装备体系贡献率评估。现从装备体系结构贡献率评估、装备体系能力贡献率评估和装备体系效能贡献率评估等3个方面分析其研究现状。

2.1 装备体系结构贡献率评估

目前,国外还没有找到公开发表的装备体系贡献率评估研究成果,但相关领域的研究可为评估装备对体系的贡献程度提供参考。2005年,兰德公司为评估Link16数据链对作战体系的影响程度,对网络中心战中有无Link16数据链的空战开展了案例对比分析^[14]。为确定技术对装备或装备体系的影响,美国空军研究实验室提出了量化技术评估方法,分析了技术对装备关键能力的贡献程度^[15]。此外,美国在技术发展研究报告中^[16-17],通过分析技术对体系的影响程度,确定了技术体系方案。

目前,关于装备体系结构贡献率评估的研究成果较少。文献[12]从战斗力生成方式、一体化水平、通用化与系列化等3个方面分析了新型智能装甲作战系统对陆军装备体系结构的贡献率,并采用基于信度规则库的证据推理方法求解装备体系结构贡献率。文献[13]认为装备在体系中对优化体系结构的作用体现在数量结构、质量结构、信息拓扑结构、主战装备与保障装备比例结构、装备体系型谱结构等方面,在此基础上可进一步分析装备对体系结构优化的总体贡献,但是没有提出相应的结构贡献率评估方法。

美国历史游径标识内容以图文并茂的形式，包含有环境保护、自然和地理知识等多种内容，结合现场实景，打造出一处处科普课堂。一方面，为提高科普宣传效果，各地定期组织志愿者带领青少年学生重走游径，志愿者由专家学者、环保志愿者等组成，以标识展示的科普内容为重点，结合场景的变化为学生讲授各类科普知识，普及家乡历史。另一方面，通过标识反映紧迫的环境危机，以流程图、分析图等图示表达环境变化或污染治理过程，为便于儿童理解，部分标识的演示图片以卡通画呈现，增强了标识的科学性和可读性（图4）。

分析上述研究成果可知,现有的装备体系结构贡献率评估研究主要集中在评估指标分解与构建方面,但是关于装备体系结构贡献率评估指标体系的具体内容尚未达成共识。此外,如何对构建的装备体系结构贡献率评估指标体系进行合理性验证,并提出科学可行的评估方法还有待进一步研究。

2.2 装备体系能力贡献率评估

在评估装备体系效能贡献率时,构建的指标体系中既有定性指标,也有定量指标,甚至还有定性定量相结合的模糊性指标。因此,如何对评估指标进行量化计算成为了体系贡献率评估的关键。针对能力指标多样的问题,文献[33]构建了“能力-任务”信度规则库,采用证据推理方法得到装备对任务的支撑度,进而确定了装备对任务效能的贡献率。文献[34]在构建基于三维结构的评估指标体系的基础上,综合运用证据理论与灰色理论建立了装备体系效能贡献率评估模型,有效地解决了定性指标与模糊性指标不易量化的问题。针对装备体系贡献率评估中数据信息少、模糊以及不确定的特征,文献[35]提出了基于粗糙集的评估方法,提高了评估结果的准确度和可信度。

针对特定作战任务,在装备对作战体系能力的贡献率评估方面,现有研究构建的能力贡献率评估指标体系缺乏对同一层次能力指标之间关联关系的考虑,采用的能力指标聚合方法难以反映装备体系能力的涌现性。如何充分考虑同一层次能力指标之间的关联关系,构建符合作战任务实际的能力贡献率评估网络层次指标体系,进而提出对应的能力指标聚合方法值得进一步研究。在装备对作战体系效能的贡献率评估方面,现有研究难以有效分析各装备和关联关系的异质性,如何充分考虑各装备和关联关系的异质性,进而建立装备体系贡献率评估模型是下一步研究的重点。

现有的装备体系能力贡献率评估方法研究具有评估指标较易获取,且易于被作战指挥人员和装备管理人员所理解并用于指导实践的优势,但是仍然存在以下两方面的不足^[32]:(1)主要根据装备体系的层次结构构建装备体系能力贡献率评估树状指标体系,未充分考虑同一层次能力指标之间的关联关系;(2)主要采用“加权和”或“加权积”等线性聚合方法进行自底向上的指标聚合,未充分体现装备体系能力的涌现性。

2.3 装备体系效能贡献率评估

装备体系作战效能是指装备体系实现特定任务目标的有效程度,是一个相对动态的概念,装备对体系作战效能的贡献主要体现在体系作战效能发挥上^[22]。开展装备体系作战效能贡献率评估,可以预计或检验装备对体系在特定条件下实现作战任务目标的效果的贡献程度,为检验和优选作战方案提供理论依据。

参考图4，包含y轴的水平面绕y轴旋转一个α角所得到的与车轮的截面称为α截面，显然该截面跟随y轴做垂向振动，要求车轮上与α截面相重合的那些点的位移(这些点在车轮上不固定)。位移由两部分组成，第一部分就是随y轴振动的那部分，如式(63)所示，这一部分是简谐的，频率等于外力频率。把这个位移沿车轮的径向、轴向和环向分解，得到

装备体系作战能力是指装备体系完成一定作战任务的本领或潜力,是相对静态的概念,装备对体系作战能力的贡献主要体现在体系作战能力提升上^[22]。

酒类并非生活必需品，营销更需要技巧性。对于年轻人而言，酒往往和“情绪”相勾连，更强调精神层面的追求。江小白以此为切入点，提出“喝出生活的态度。”

近年来,越来越多的学者将复杂网络理论引入到作战体系研究中^[36-39]。在装备体系贡献率评估方面,最具有代表性的是基于作战环的研究,其基本思想是将装备与装备间关系分别抽象为作战网络中的节点与边,建立了基于作战环的装备体系作战网络模型,进而构建装备贡献率评价指标衡量单装在装备体系中的贡献程度。文献[40]基于作战环数量指标建立了装备体系贡献率评估模型,但未充分考虑各装备和关联关系的异质性。文献[10,41-43]基于作战环的数量与能力指标建立了装备体系贡献率评估模型,具有较高的参考借鉴意义。

3 存在问题及发展趋势

通过对研究现状的梳理可知,当前在装备体系贡献率评估方法方面已经取得了一些具有开创性的研究成果,有力地推动了装备体系贡献率研究的发展。但总的来说,目前关于装备体系贡献率的研究还处于起步和理论探索阶段,还没有形成一套成熟、可靠的评估框架和方法,主要存在以下3个需要重点关注和解决的问题。

装备作战体系贡献率为装备或装备系统在装备作战体系构成中,对体系作战能力提升和体系作战效能发挥产生的贡献程度;装备基本体系贡献率(特指装备体系贡献率)为装备或装备系统在装备基本体系构成中,对体系能力提升、体系效能发挥、体系结构优化、体系技术进步和体系建设效益提升等产生的贡献程度。

由表2中数据可以看出，日粮添加过瘤胃脂肪对血糖、总蛋白、白蛋白、甘油三酯、总胆固醇、钙、磷、镁、肌酐、孕酮等无显著影响（P＞0.05）；试验后10 g/d组雌二醇和睾酮较对照组和5 g/d组显著提高（P＜0.05），但与15 g/d组相比差异不显著（P＞0.05）。

3.1 评估背景与维度的统一

作战任务需求牵引装备发展,装备体系贡献率首先必须是针对装备作战体系进行评估的。现有的装备体系贡献率评估方法主要是针对某一个装备作战体系开展评估,进而直接根据装备对该装备作战体系的贡献率评估结果指导装备的发展决策,这往往是有失偏颇的。装备对装备作战体系的贡献率评估结果更适用于指导装备的作战使用,装备对装备基本体系的贡献率评估结果更适用于指导装备的发展决策。因此,必须根据装备体系贡献率的评估目的来确定评估背景。

此外,由于不同学者对装备体系贡献率内涵的理解不同,同时为了降低评估难度,现有研究主要是从体系结构、体系作战能力或体系作战效能等维度出发进行装备体系贡献率评估,评估指标大都较为单一,并且侧重点也不尽相同,导致评估结果具有一定的片面性,可信度较低。对于装备作战体系,由于其存在的根本目的是为了完成特定的作战任务,因此装备对体系的贡献主要从体系作战任务完成维度(包括静态的体系作战能力提升和动态的体系作战效能发挥)进行评估。对于装备基本体系,装备对体系的贡献除了主要从体系使命任务支撑维度(包括静态的体系能力提升和动态的体系效能发挥)进行评估外,还应该从体系结构优化、体系技术进步和体系建设效益提升等维度进行评估。

3.2 评估方法与模型的构建

现有的装备作战体系能力贡献率评估方法主要是基于“分解-聚合”思想开展评估,其基本步骤为:(1)构建装备体系能力贡献率评估指标体系;(2)收集底层评估指标的数据信息;(3)自底向上计算装备体系能力贡献率。文献[23]在构建装备作战体系能力到系统功能的网络层次结构模型的基础上,采用改进模糊指数标度的网络分析法计算装备系统功能对作战体系能力的贡献率。文献[24-25]基于指数法建立了海上作战编成体系作战能力评估模型,并对水面舰艇的贡献率进行了评估。文献[26]分析了作战效果、作战效率、作战代价等3类指标的量化方法及其与体系作战能力之间的定性关系,构建了装备体系贡献率评估层次指标体系,并提出了基于结构方程模型的装备体系贡献率评估方法。文献[27]在分析新型武器系统作战能力的基础上构建了体系贡献率评估树状指标体系,并针对打击力建立了体系贡献率评估模型。文献[28]分析了脉冲模式、线性模式、非线性模式等3种装备体系贡献率模式,提出了基于多维对比的贡献率评估方法。文献[29]基于装备系统性能指数与观察-判断-决策-行动(observation-orientation-decision-action,OODA)环能力的对应关系构建了体系能力评估模型,进而确定装备体系贡献率。文献[30]在构建防空预警体系雷达装备能力提升贡献率评估树状指标体系的基础上,提出了单项指标能力提升贡献率计算和不同类型指标在体系中能力值的求解方法,进而根据加权聚合模型自底向上求得能力提升贡献率。文献[31]分析了信息通信装备体系能力指标框架和贡献率指标量化方法,采用加权聚合方法建立了装备体系能力贡献率评估模型,为信息通信装备立项研制提供了决策依据。

发展一型装备的根本目的是为了完成未来不确定的作战任务,装备对装备基本体系的贡献必然会体现在完成多样化军事任务上。现有研究主要是针对特定作战任务,分析装备作战体系能力贡献率与效能贡献率。如何在上述装备作战体系能力贡献率与效能贡献率评估的基础上,建立多任务集成的装备体系能力贡献率与效能贡献率评估模型,是进一步深化研究的关键。

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3.3 评估结果的应用

当前,关于装备体系贡献率的研究主要集中于装备体系贡献率的概念内涵理解、评估方法探索上,很少有涉及评估结果应用的研究。装备对体系的贡献程度并不是由每一维装备体系贡献率评估指标简单独立叠加形成,而是多维装备体系贡献率评估指标及其之间耦合关系相互作用的结果。对于作战体系,如何根据多维评估指标指导装备作战运用,为作战体系优化提供理论支持;对于全军装备体系,如何根据多维评估指标进行装备型号发展方案优选,为装备立项论证提供决策支撑,是装备体系贡献率研究的根本落脚点。

4 结 论

信息化条件下的体系作战要求装备发展必须以对作战体系的贡献率为评价标准。装备体系贡献率的概念自提出以来,相关领域的学者在其概念内涵理解和评估方法探索方面进行了较多研究,取得了一些具有开创性的研究成果。在系统分析装备体系贡献率概念内涵的基础上,重点梳理了装备体系结构贡献率评估、装备体系能力贡献率评估和装备体系效能贡献率评估的理论与方法,分析了现有研究存在的问题及发展趋势,对于完善装备体系贡献率评估理论,进一步推动装备体系贡献率研究发展具有一定的参考借鉴意义。

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Review of the evaluation methods of equipment ’s contribution rate to system -of -systems

LUO Chengkun, CHEN Yunxiang, XIANG Huachun, WANG Lili

(College of Equipment Management and Unmanned Aerial Vehicle Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi ’an 710051 ,China )

Abstract : The evaluation of equipment’s contribution rate to system-of-systems is of great significance to equipment demonstration and construction of equipment system-of-systems. The concept and connotation of equipment’s contribution rate to system-of-systems are analyzed systematically. The three evaluation aspects of equipment’s structure contribution rate to system-of-systems, equipment’s capability contribution rate to system-of-systems and equipment’s effectiveness contribution rate to system-of-systems are mainly summarized. The existing problems and development trends of current theoretical methods are pointed out from the three aspects of the unity of evaluation background and dimension, the construction of evaluation method and model, and the application of evaluation results. The research can provide reference for the evaluation and application of equipment’s contribution rate to system-of-systems.

Keywords : equipment system-of-systems; contribution rate evaluation; structure of system-of-systems; operation capability; operation effectiveness

中图分类号: E 917

文献标志码: A

DOI: 10.3969/j.issn.1001-506X.2019.08.16

收稿日期: 2019-03-23; 修回日期:2019-05-30;网络优先出版日期: 2019-07-09。

网络优先出版地址: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20190709.0907.014.html

基金项目: 国家自然科学基金(71601183,L1534031);中国博士后科学基金(2017M623415)资助课题

作者简介：

罗承昆 (1990-),通信作者,男,博士研究生,主要研究方向为装备系统工程。E-mail:afeulck@163.com

陈云翔 (1962-),男,教授,博士,主要研究方向为装备管理与决策、装备系统工程。E-mail:cyx87793@163.com

2.2 siRNA能显著抑制lncRNA BLACAT1的表达 由于BLACAT1在肿瘤组织中显著上调，因此实验选用siRNA对BLACAT1进行敲减。在使用siRNA转染LN382和U87MG细胞后的24 h，使用qPCR技术验证转染效率，结果显示lncRNA BLACAT1的表达量在silence组(0.54±0.08)较NC组(1.00±0.13)显著下降，P<0.001，见图2。说明我们实验中使用的siRNA能有效抑制lncRNA BLACAT1的表达。

项华春 (1980-),男,副教授,博士,主要研究方向为装备系统工程。E-mail:32134717@qq.com

王莉莉 (1982-),女,副教授,博士,主要研究方向为装备系统工程。E-mail:bluechase@163.com

标签：装备体系论文;  贡献率评估论文;  体系结构论文;  作战能力论文;  作战效能论文;  空军工程大学装备管理与无人机工程学院论文;