趙志允　陽立晨　秦　鋒

(海軍潛艇學院　青島　266019)

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裝備仿真實驗方法在裝備論證的應用*

趙志允陽立晨秦鋒

(海軍潛艇學院青島266019)

摘要裝備論證對于裝備發(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，基于仿真實驗的裝備論證方法在裝備效能評估和作戰(zhàn)適用性研究等方面，具有動態(tài)性、客觀性和系統(tǒng)性的突出優(yōu)勢，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; 仿真實驗; 方法應用

Class NumberTP391

1引言

論證以科學求真為本質(zhì)，它本著科學的態(tài)度，運用充分可靠的論據(jù)來闡述和證明論題的正確性,運用科學的方法,通過嚴密的邏輯推理,來闡述論題和論據(jù)之間的辯證關(guān)系,進而得出科學的結(jié)論和建議。裝備論證是圍繞裝備建設開展的前瞻性、綜合性決策咨詢研究活動,它以充分的論據(jù)對武器裝備的發(fā)展、研制、管理等各方面預定目標進行推理證明，以說明實現(xiàn)該目標的可行性、必要性及可行方案的過程,是支撐武器裝備發(fā)展的必要環(huán)節(jié)[1～3]。通過仿真實驗的方法來研究戰(zhàn)爭系統(tǒng)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭研究的一個重要趨勢，有專家斷言，利用仿真的方法完成虛擬實踐，已經(jīng)成為人們繼理論推導、科學實驗后的第三種認識世界的途徑[4]。裝備仿真實驗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估和裝備作戰(zhàn)適用性方面問題上具有突出優(yōu)勢。

2裝備仿真實驗在效能評估中的應用

2.1傳統(tǒng)裝備效能評估方法的局限性

在武器裝備論證過程中，軍方有關(guān)的總體論證部門十分關(guān)注對武器裝備發(fā)展型號以及裝備體系作戰(zhàn)效能的論證[5～6]。作戰(zhàn)效能評估是武器裝備論證中一項重要的工作，評估結(jié)論是武器裝備建設與采辦決策的一項重要依據(jù)[7]。于是，當某項武器裝備經(jīng)過評估得到的作戰(zhàn)效能評估結(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立項或采辦決定。

傳統(tǒng)的裝備效能評估方法有ADC法、指數(shù)法、SEA法、層次分析法(AHP)、數(shù)據(jù)包絡法(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60年代中期,美國工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會為美國空軍而建立的,旨在根據(jù)“可用性”(A),“可信性”(D)和“固有能力”(C)三大要素評價武器系統(tǒng),該模型把這三大要素組合成一個可反映武器系統(tǒng)總體性能的單一效能量度(E)[8]。20世紀80年代,“指數(shù)法”引入到國內(nèi)的武器裝備評價中,并很快得到廣泛的應用。然而在美國, 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估模型并不受到重視。上述兩個模型在裝備效能評估中得到了廣泛的應用，但同時也存在一些問題，主要表現(xiàn)在：

1) 相關(guān)理論方法沒有嚴密的數(shù)學推證，比如目前有關(guān)ADC模型的數(shù)學推證仍不夠嚴密，而指數(shù)法理論也僅限于一種具有一定合理性的假說，難以得到堅實的數(shù)學理論認證。

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

3) 這些模型都是靜態(tài)的,使用范圍十分有限。在裝備的實際作戰(zhàn)使用過程中，各項特性相互關(guān)聯(lián)、共同作用，從而表現(xiàn)出來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值。

2.2仿真實驗在裝備效能評估中的優(yōu)勢

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

1) 裝備仿真實驗模型是進行裝備仿真實驗論證的基礎，它以科學實驗理論理論為指導，采用先進的多粒度仿真建模技術(shù)和嚴格的驗模方法，可以為裝備效能評估提供切實可信大量數(shù)據(jù)。

2) 在裝備仿真實驗中，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，能夠真實反映裝備參數(shù)和進行誤差規(guī)律分析，所得研究數(shù)據(jù)均有據(jù)可循，不以個人意志為轉(zhuǎn)移，具有較強的客觀性。

3) 對于裝備的各項特性，均在裝備仿真實驗過程中統(tǒng)一作用于戰(zhàn)場環(huán)境并得到相關(guān)數(shù)據(jù)，采用合理高效的實驗設計和數(shù)據(jù)分析方法，能夠從仿真數(shù)據(jù)中建立各單單項特性的影響作用的客觀分析。

3裝備仿真實驗在裝備作戰(zhàn)實用性中的應用

3.1裝備作戰(zhàn)實用性的重要意義

對于武器裝備能否被軍方采辦，評價其優(yōu)劣的主要有兩個指標，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、相互適應性、訓練要求、可運輸性、安全性、人機交互性、戰(zhàn)時利用率和人工支援等[3]，其適應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。在論證和設計階段，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、自導作用距離、虛警率、發(fā)現(xiàn)概率、識別精度、戰(zhàn)斗部威力等，但作戰(zhàn)適用性卻涉及較少。而在實際的戰(zhàn)斗使用中，作戰(zhàn)適用性對于裝備能否發(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，無論采用如何模型進行分析，均無法改變其靜態(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)。而在真實的戰(zhàn)場上，武器裝備的使用環(huán)境是復雜的，作戰(zhàn)態(tài)勢是瞬息萬變的，同時指揮員和操作用對于裝備使用的規(guī)劃和操作也并非一成不變的，這就要求對于裝備的適用性的研究必須在作戰(zhàn)環(huán)境中動態(tài)對抗進行的，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)對手的結(jié)合等各方面因素，并且要求將各方面因素對于裝備使用性的貢獻在作戰(zhàn)過程中綜合分析，才能得到具有說服力的結(jié)論。

3.2仿真實驗在裝備作戰(zhàn)適用性中的優(yōu)勢

在對于裝備作戰(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)和過程數(shù)據(jù)。但無論是裝備在作戰(zhàn)過程中性能表現(xiàn)還是戰(zhàn)斗結(jié)果的效能評估，都必須在戰(zhàn)斗雙方動態(tài)對抗中進行的。因為，基于設定環(huán)境和目標的效能數(shù)據(jù)對于裝備作戰(zhàn)適用性的研究，毫無意義可言。根據(jù)不同層次的裝備研究需求，采用不同粒度的仿真實驗平臺，進行綜合化集成研究，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

1) 仿真實驗方法以結(jié)果檢驗的環(huán)境、裝備、兵力模型為基礎，模型具有體系化、環(huán)境真實，過程仿真和效用仿真，指標形成均可尋有據(jù)，能夠反映裝備的真實應用過程和效果，具有較高的可信性。

2) 仿真實驗可以根據(jù)研究需要進行綜合設計，并根據(jù)實驗設定方案仿真運行，其中作戰(zhàn)雙方根據(jù)預先研制CGF模型進行自主決策對抗，從而在仿真實戰(zhàn)環(huán)境研究裝備的可用性和實用性。

3) 從實驗設計到仿真運行，再到綜合評估，數(shù)據(jù)設計、采集和分析一直貫穿其中，而批量的仿真運行和關(guān)鍵點的數(shù)據(jù)采集方式，可以為裝備作戰(zhàn)適用性綜合評估提供豐富、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。

4結(jié)語

裝備論證對于裝備發(fā)展具有重要意義，是保證和推動戰(zhàn)斗力形成的重要一環(huán)。作為裝備論證的兩項重要內(nèi)容，基于傳統(tǒng)方法的研究以無法滿足裝備效能評估和作戰(zhàn)適用性研究的需要，表現(xiàn)出諸多限制，基于仿真實驗的裝備論證方法具有動態(tài)性和系統(tǒng)性的突出優(yōu)勢，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

[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].計算機技術(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].計算機仿真,2007,24(5):7-10.

[3] 錢東.對裝備論證中有關(guān)問題的認識[J].魚雷技術(shù),2006,14(4):1-6.

[4] 胡曉峰,楊靖宇,司光亞等.戰(zhàn)爭復雜系統(tǒng)仿真分析與實驗[M].北京:國防大學出版社,2008:43-44.

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

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

[7] 王維平,李群,朱一凡等.柔性仿真原理與應用[M].北京:國防科技大學出版社,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)效能評估模型[J].指揮控制與仿真,2012,37(10):179-181.

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

[10] 蔣鐵軍,張懷強.艦船裝備論證方案的綜合評估方法[J].艦船科學技術(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