傅　勉，王世貴，王京鳴

(陸軍軍官學(xué)院,安徽合肥　230031)

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裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量評(píng)估方法*

傅勉，王世貴，王京鳴

(陸軍軍官學(xué)院,安徽合肥230031)

摘要:過程質(zhì)量評(píng)估是裝備作戰(zhàn)需求論證質(zhì)量評(píng)估的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在介紹裝備作戰(zhàn)需求論證過程基礎(chǔ)上,提出了基于關(guān)鍵控制點(diǎn)的論證過程質(zhì)量評(píng)估方法。采用判斷樹法確定四個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn),建立了基于關(guān)鍵控制點(diǎn)的指標(biāo)體系,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法建立過程質(zhì)量評(píng)估模型。最后進(jìn)行了評(píng)估示例分析,結(jié)果表明該方法是可行的。

關(guān)鍵詞:裝備;作戰(zhàn)需求論證;過程質(zhì)量評(píng)估;關(guān)鍵控制點(diǎn)

修回日期： 2015-08-26

王世貴(1974-),男,副教授。

王京鳴(1965-),男,副教授。

裝備作戰(zhàn)需求論證是采用工程化的方法處理與作戰(zhàn)需求相關(guān)的一系列推理、分析、總結(jié)的有序活動(dòng)。過程是進(jìn)行論證工作的前提,過程設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到后續(xù)工作的開展,因此必須對(duì)論證過程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。本文分析了裝備作戰(zhàn)需求論證過程,提出了基于關(guān)鍵控制點(diǎn)的過程質(zhì)量評(píng)估方法。首先采用判斷樹法確定關(guān)鍵控制點(diǎn),然后建立各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)估,最后采用乘積法對(duì)各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行綜合,得到整個(gè)論證過程質(zhì)量評(píng)估結(jié)果。

1裝備作戰(zhàn)需求論證過程

裝備作戰(zhàn)需求論證過程是需求產(chǎn)生活動(dòng)規(guī)律的表述,是論證人員必須遵從的一般活動(dòng)規(guī)律?；谙到y(tǒng)分析的、自頂向下的需求論證過程如圖1所示[1]。

1)頂層指導(dǎo)分析。在國(guó)家軍事戰(zhàn)略和陸軍發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,在聯(lián)合作戰(zhàn)概念的框架內(nèi),形成陸軍武器裝備作戰(zhàn)需求生成的頂層指導(dǎo)和基本依據(jù)。

2)作戰(zhàn)構(gòu)想擬制。其是對(duì)未來“打什么仗,在哪里打,與誰(shuí)打,怎樣打”的總體設(shè)想和籌劃,是進(jìn)行后續(xù)能力領(lǐng)域分析的直接依據(jù)和輸入條件。

3)任務(wù)領(lǐng)域分析。任務(wù)領(lǐng)域是指任務(wù)的構(gòu)成和范圍,用于描述作戰(zhàn)實(shí)體在作戰(zhàn)構(gòu)想中應(yīng)承擔(dān)的活動(dòng)及相關(guān)條件。

4)能力需求分析。能力需求分析將把能力領(lǐng)域分析中得到的作戰(zhàn)任務(wù)、條件和標(biāo)準(zhǔn)作為輸入,分析確定相關(guān)能力領(lǐng)域存在的能力差距、能力冗余或在作戰(zhàn)效果方面存在的問題及潛在的原因。

圖1　裝備作戰(zhàn)需求論征過程

5)要素全譜分析。以能力需求分析確定的能力差距為依據(jù),從條令、編制等要素入手進(jìn)行分析,以找到彌補(bǔ)能力差距的的解決途徑。

6)裝備方案探索。裝備方案的探索包括2方面內(nèi)容:一是改進(jìn)已有裝備滿足能力需求;二是提出新裝備,進(jìn)而形成裝備方案。

2裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

由于裝備作戰(zhàn)需求論證過程的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性,質(zhì)量評(píng)估人員不可能事事進(jìn)行觀察,必須選出一些關(guān)鍵的控制點(diǎn),并從這些關(guān)鍵點(diǎn)的信息,了解整個(gè)論證過程的情況,進(jìn)而對(duì)整個(gè)過程質(zhì)量做出準(zhǔn)確的判斷[2-4]。

2.1關(guān)鍵控制點(diǎn)的選取方法

關(guān)鍵控制點(diǎn)的選取要考慮到裝備作戰(zhàn)需求論證的基本思路。首先,綜合各種作戰(zhàn)樣式下部隊(duì)所擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)任務(wù),確定列入未來裝備體系的各類裝備的主要作戰(zhàn)使命和任務(wù);其次,根據(jù)所建立的能力需求指標(biāo)體系,用能力指標(biāo)來刻畫對(duì)應(yīng)裝備的數(shù)量和質(zhì)量要求;最后,建立裝備的主要性能指標(biāo)體系,把裝備能力需求映射成對(duì)裝備主要作戰(zhàn)使用性能的需求。

依據(jù)裝備作戰(zhàn)需求論證的基本思路,本文采用判斷樹法確定關(guān)鍵控制點(diǎn),主要通過回答以下4個(gè)相互關(guān)聯(lián)的問題,判斷出論證過程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)。

1)在論證結(jié)果誤差較大的情況下,在本活動(dòng)或后續(xù)活動(dòng)上是否有預(yù)防措施?如果回答“是”,繼續(xù)問題2);如果回答“否”,則回答在本活動(dòng)是否有必要實(shí)施控制,如果回答“否”,則不是關(guān)鍵控制點(diǎn)。如果回答“是”,則說明該活動(dòng)不足以控制必須控制的顯著危害,則得出的論證結(jié)果不可信,必須重新調(diào)整工作流程。

2)該活動(dòng)可否把論證結(jié)果的誤差消除或降低到可接受水平?回答時(shí)須考慮該活動(dòng)是否最佳、最有效的誤差控制點(diǎn),如果回答“是”,則該步驟是關(guān)鍵控制點(diǎn);如果回答“否”,繼續(xù)問題3)。

3)誤差在本活動(dòng)是否超過可接受水平或增加到不可接受水平?如果回答“否”,則不是關(guān)鍵控制點(diǎn);如果回答“是”,繼續(xù)問題4)。

4)后續(xù)活動(dòng)可否把論證誤差降低到可接受水平?如果回答“是”,則不是關(guān)鍵控制點(diǎn);如果回答“否”,則該步為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

綜合專家意見,確定基于系統(tǒng)分析的裝備作戰(zhàn)需求論證的關(guān)鍵控制點(diǎn)如圖2所示。這四個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)代表了裝備作戰(zhàn)需求論證的四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),其中,關(guān)鍵控制點(diǎn)A用于作戰(zhàn)任務(wù)分析階段,關(guān)鍵控制點(diǎn)B用于能力需求分析階段,關(guān)鍵控制點(diǎn)C用于能力要素分析階段,關(guān)鍵控制點(diǎn)D用于裝備解決方案的探索和生成階段。

圖2　裝備作戰(zhàn)需求論證的關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)置

2.2基于關(guān)鍵點(diǎn)的質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)四個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的特點(diǎn),可以建立基于關(guān)鍵控制點(diǎn)的論證過程質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系,如圖3所示。

圖3　裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系

圖中頂層是論證過程的質(zhì)量;第二層是各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn),綜合各個(gè)控制點(diǎn)的評(píng)估值可得到最終的結(jié)果;第三層是各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的指標(biāo)體系,需要根據(jù)各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的特點(diǎn)建立其特性指標(biāo)體系。

根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)分析的主要內(nèi)容和作戰(zhàn)任務(wù)清單的要求,建立關(guān)鍵控制點(diǎn)A的指標(biāo)體系如圖4所示。

根據(jù)作戰(zhàn)能力分析的主要內(nèi)容,建立關(guān)鍵控制點(diǎn)B的指標(biāo)體系如圖5所示。

圖4　關(guān)鍵控制點(diǎn)A的指標(biāo)體系

圖5　關(guān)鍵控制點(diǎn)B的指標(biāo)體系

圖6　關(guān)鍵控制點(diǎn)C的指標(biāo)體系

根據(jù)能力要素分析的內(nèi)容和主要流程,建立關(guān)鍵控制點(diǎn)C 的指標(biāo)體系如圖6所示。根據(jù)裝備解決方案的內(nèi)容和要求,建立關(guān)鍵控制點(diǎn)D的指標(biāo)體系如圖7所示。

圖7　關(guān)鍵控制點(diǎn)D的指標(biāo)體系

3裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量評(píng)估實(shí)施

裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量的評(píng)估是一個(gè)多目標(biāo)、非結(jié)構(gòu)化的過程,由于涉及指標(biāo)多、關(guān)系復(fù)雜,本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能,通過以已有的裝備論證過程質(zhì)量為樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)[5],建立評(píng)估作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量的非線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),再實(shí)施評(píng)估。

3.1構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是確定每層的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù),本文選取每個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的指標(biāo)數(shù)量作為每層的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。以關(guān)鍵控制點(diǎn)D質(zhì)量評(píng)估為例,根據(jù)建立的指標(biāo)體系,可確定輸入層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)為8個(gè),設(shè)評(píng)估集U={優(yōu),良,中,較差,差},則輸出層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)為5個(gè)。隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)按經(jīng)驗(yàn)選取,這里確定隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)為5個(gè),于是可得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8　關(guān)鍵控制點(diǎn)D質(zhì)量評(píng)估的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

3.2評(píng)估指標(biāo)量化

根據(jù)指標(biāo)的趨向不同,需要采取相應(yīng)的線性變換。處理后的所有指標(biāo)值應(yīng)當(dāng)都在[0,1]區(qū)間內(nèi),且均為正向指標(biāo)。過程質(zhì)量評(píng)估中大體包括四類指標(biāo):效益型指標(biāo)、成本型指標(biāo)、固定型指標(biāo)、區(qū)間型指標(biāo),具體標(biāo)準(zhǔn)化處理方法如下:

對(duì)于效益型指標(biāo)Gj:

對(duì)于成本型指標(biāo)Gj:

對(duì)于固定型指標(biāo)Gj:

對(duì)于區(qū)間型指標(biāo)Gj:

其中,[q1, q2]為指標(biāo)Gj的最佳穩(wěn)定區(qū)間。

3.3訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練就是把過去已有的評(píng)估結(jié)果作為學(xué)習(xí)樣本,讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)。在構(gòu)造學(xué)習(xí)樣本時(shí),對(duì)于定性指標(biāo),設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)集U={好,較好,一般,較差,差},由專家按1-9標(biāo)度進(jìn)行打分,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化處理得到該指標(biāo)的結(jié)果。對(duì)于定量指標(biāo),可采用解析法計(jì)算得出。設(shè)用于訓(xùn)練的部分樣本如表1所示。

該過程把所有的學(xué)習(xí)樣本輸入到網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練,直到精度滿足要求為止。此時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)基本建好,可用于其它裝備解決方案質(zhì)量的評(píng)估。通過反復(fù)訓(xùn)練,最終輸出結(jié)果如表2所示,可以看出與理想值已基本接近。

表1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的部分樣本

表2　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的輸出結(jié)果

3.4關(guān)鍵控制點(diǎn)評(píng)估結(jié)果綜合

裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量是由各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量決定的。由于各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的活動(dòng)是按順序依次進(jìn)行的,如能力需求階段質(zhì)量受作戰(zhàn)任務(wù)階段質(zhì)量的影響。因此,論證過程總質(zhì)量可以取值為四個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)質(zhì)量的乘積,表示為

其中，Qp表示論證過程的總質(zhì)量,Qpi表示各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量,wi表示各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的權(quán)重。

4評(píng)估實(shí)例

本文以某次裝備作戰(zhàn)需求論證中關(guān)鍵控制點(diǎn)D質(zhì)量評(píng)估為例,驗(yàn)證本文方法的可行性。假設(shè)裝備解決方案有3個(gè),各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)估值如表3所示。

運(yùn)用已建好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算,輸出的評(píng)估結(jié)果如表4所示,按照最大隸屬原則,可以看出解決方案1的質(zhì)量評(píng)估結(jié)果屬良,方案2屬中,方案3屬較差。此結(jié)果可以和其他三個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)結(jié)果綜合,以得到最終評(píng)估結(jié)論。

表3　某次需求論證中裝備解決方案的評(píng)估值

表4　評(píng)估結(jié)果

5結(jié)束語(yǔ)

裝備作戰(zhàn)需求論證質(zhì)量包括論證過程質(zhì)量和論證方案質(zhì)量,論證方案質(zhì)量是由論證過程質(zhì)量決定和保證的。本文從論證過程質(zhì)量評(píng)估出發(fā),選擇論證過程中的幾個(gè)重要活動(dòng)作為質(zhì)量評(píng)估的關(guān)鍵控制點(diǎn),并提出了基于關(guān)鍵控制點(diǎn)的評(píng)估指標(biāo)和評(píng)估方法,為裝備作戰(zhàn)需求論證過程質(zhì)量評(píng)估提供了一條新途徑。

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Evaluation Method for Equipment Operational Requirement Demonstration Course Quality

FU Mian， WANG Shi-gui， WANG Jing-ming

(Army Officer Academy, Hefei 230031, China)

Abstract:Course quality evaluation is an integral part of quality evaluation for demonstration of operational equipment requirement. Based on the equipment operational requirement demonstration course, course quality evaluation method is presented. The paper confirms the four critical control point based on judging tree, then builds the relevant index, and adopts the neural network to build evaluation model. Finally an example is given which shows the method is feasible.

Key words:equipment; operational requirement demonstration; course quality evaluation; critical control point

作者簡(jiǎn)介：傅勉(1978-),女,安徽霍邱人,講師,研究方向?yàn)閲?guó)防系統(tǒng)分析。

*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71371187)

收稿日期：2015-08-14

中圖分類號(hào):TP273.5；E91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.01.015

文章編號(hào)：1673-3819(2016)01-0066-05