王壽彪，李新明，楊凡德，裴忠民，劉 東（裝備學(xué)院復(fù)雜電子系統(tǒng)仿真實驗室，北京 101416）

武器裝備體系演化研究*

王壽彪，李新明，楊凡德，裴忠民，劉 東
（裝備學(xué)院復(fù)雜電子系統(tǒng)仿真實驗室，北京 101416）

體系動態(tài)演化是武器裝備體系建設(shè)發(fā)展、體系作戰(zhàn)能力和體系對抗效能評估優(yōu)化的基本認(rèn)識前提。鑒于當(dāng)前武器裝備體系概念理論基于多問題思維視角現(xiàn)狀，研究層次、問題形式和技術(shù)方法手段復(fù)雜多樣，以體系演化為切入點，圍繞裝備體系動態(tài)演化的涵義，從體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、體系協(xié)同作戰(zhàn)過程優(yōu)化和體系作戰(zhàn)效能評估優(yōu)化3個層次綜述了裝備體系演化研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，討論了基于大數(shù)據(jù)、超網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知粒計算的裝備體系多學(xué)科研究需求，對可能性的技術(shù)思路給出可供借鑒建議。

武器裝備體系，體系演化，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，體系協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)化，體系作戰(zhàn)效能評估

0 引言

裝備體系是動態(tài)不確定性環(huán)境中大規(guī)模武器裝備系統(tǒng)基于信息系統(tǒng)綜合集成的復(fù)雜巨系統(tǒng)，體系的組成部分具有相對獨立的系統(tǒng)功能，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多視角多層次性，系統(tǒng)邊界動態(tài)模糊，整體行為表現(xiàn)出非線性涌現(xiàn)性［1］。演化是裝備體系的重要認(rèn)識視角，裝備體系的動態(tài)演化現(xiàn)象研究是近年熱點，體系演化理論框架和方法技術(shù)手段需要開展大量的研究工作［2-3］，其基本研究內(nèi)容可以歸納為下頁表1所示。

云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，人工智能和裝備制造等新一代信息技術(shù)對武器裝備建設(shè)產(chǎn)生革命性影響，武器裝備的模塊化集成和智能化互操作性逐步增強，更新?lián)Q代周期縮短，傳統(tǒng)觀念上武器裝備系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的概念邊界越來越模糊而有必要概念理解上的融合，聯(lián)合信息環(huán)境、空海一體戰(zhàn)、新一代空天地一體化網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)信息體系等戰(zhàn)場環(huán)境建設(shè)和裝備建設(shè)理念正在成為牽引裝備發(fā)展的重要戰(zhàn)略性思維，這些都對傳統(tǒng)裝備體系的系統(tǒng)論認(rèn)識和研究方法論提出新的挑戰(zhàn)［4］。新時期，國防體制編制改革必將對裝備體系的演化性理論產(chǎn)生迫切需求，綜合上述背景，本文以裝備體系演化分析與設(shè)計問題為研究對象，綜述相關(guān)研究進(jìn)展，希冀對裝備體系演化概念內(nèi)涵及其相關(guān)科學(xué)理論問題研究方法手段的發(fā)展脈絡(luò)形成更為清晰的認(rèn)識，探索在大數(shù)據(jù)科學(xué)研究條件下武器裝備論證和體系對抗建模仿真理論和關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展運用。

表1 體系演化基本研究內(nèi)容

1 面向體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的裝備體系演化

體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計面向系統(tǒng)或體系頂層規(guī)劃、計劃和建設(shè)過程中調(diào)整生成最優(yōu)方案，體系復(fù)雜性和涌現(xiàn)性使得探索全局優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)方案存在較大困難，而且選擇過程中面臨魯棒性、靈活性、抗毀性、體系能力價值等多方面評價準(zhǔn)則，需要采取綜合性動態(tài)分析方法和多目標(biāo)優(yōu)化思想比較、篩選與評價每個可能性方案。組合規(guī)劃與多目標(biāo)優(yōu)化、多屬性決策等思想是解決這類型體系演化需求的重要方法。根據(jù)用戶視角可以劃分為作戰(zhàn)層次和系統(tǒng)層次的體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。作戰(zhàn)層次體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化是產(chǎn)生合理作戰(zhàn)活動過程，使得系統(tǒng)資源消耗最小，通常需要建立系統(tǒng)與執(zhí)行活動之間的資源分配模型［5］。系統(tǒng)層次體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計指對需要建設(shè)發(fā)展的重大武器裝備進(jìn)行規(guī)劃，組合選擇多個武器裝備或者體系能力需求指標(biāo)，并行確定裝備種類、型號、發(fā)展時間，規(guī)模數(shù)量，編配比例，能力需求被滿足的時序性和滿足程度等諸多因素，在規(guī)劃過程中需要綜合考慮作戰(zhàn)能力、發(fā)展風(fēng)險和預(yù)算費用等多重約束目標(biāo)，最終武器裝備規(guī)劃方案相互配套成體系發(fā)展［6-8］，通過采取差分進(jìn)化算法［8］、多目標(biāo)遺傳算法［9］等智能算法求解。

基于能力的武器裝備體系組合規(guī)劃是該類型體系演化的基本思想，通過能力需求建立戰(zhàn)略使命需求與裝備體系發(fā)展目標(biāo)之間的聯(lián)系，相關(guān)研究工作發(fā)生在體系需求工程階段。體系使命演化導(dǎo)致體系能力需求演化，在體系能力建?；A(chǔ)上基于能力組合規(guī)劃的體系優(yōu)化設(shè)計也是一種重要的研究形式，基于本體的能力需求建模為體系后續(xù)的對抗性建模與仿真提供了豐富的數(shù)據(jù)信息資源。傳統(tǒng)DoDAF框架下體系能力圖形化描述不利于一致性驗證和量化評估，魯延京［10］提出了基于UML的體系能力描述，羅鵬程［11］提出作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)效能概念，研究了能力指標(biāo)聚合關(guān)系，趙青松［12］基于本體的體系能力形式化描述，程賁［13］基于本體多視圖建模方法構(gòu)建了能力視圖元模型，熊健［9］提出一種基于武器裝備體系能力空間描述的能力規(guī)劃多目標(biāo)優(yōu)化模型，利用能力指標(biāo)之間的關(guān)系建立了能力需求結(jié)構(gòu)圖，通過定義能力需求滿足度函數(shù)和能力結(jié)構(gòu)關(guān)系，聚合獲得頂層能力需求滿足度，以此評估體系演化過程中體系能力缺口［14］。

體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和基于能力的組合規(guī)劃，雖然宏觀上較好地支持體系發(fā)展的決策需求，但是對于體系要素及要素之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的分析和認(rèn)識過于抽象、難以解決規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的非線性結(jié)構(gòu)設(shè)計，缺乏對體系演化的動態(tài)性分析，缺乏考慮體系演化的要素動力學(xué)和結(jié)構(gòu)動力學(xué)機制機理，割裂了體系結(jié)構(gòu)與體系能力的辯證統(tǒng)一性，需要創(chuàng)新思維方法在一體化層面上將體系的系統(tǒng)要素、作戰(zhàn)任務(wù)要素、指揮與控制組織因素與體系作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)效能相互聯(lián)系為有機整體。

2 面向體系協(xié)同作戰(zhàn)過程優(yōu)化的裝備體系演化

2.1 基于指揮與控制組織優(yōu)化設(shè)計的裝備體系演化

指揮與控制是作戰(zhàn)視角下對抗性的武器裝備體系動態(tài)演化研究的必要組成部分，既有研究主要從指揮與控制組織結(jié)構(gòu)設(shè)計角度展開，從體系概念原理角度正面描述和刻畫指揮與控制因素和武器裝備體系演化聯(lián)系的機制機理是未來深入探索體系作戰(zhàn)理論的重要趨勢。

指揮與控制組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計為實現(xiàn)武器裝備作戰(zhàn)效能提供了一種認(rèn)識視角，該情境中指揮與控制組織作為研究對象，武器裝備視為組織的資源范疇，武器裝備資源調(diào)度是指揮與控制組織設(shè)計優(yōu)化的重要研究線索。20世紀(jì)90年代，美國卡耐基·梅隆大學(xué)開始采取計算數(shù)學(xué)組織設(shè)計理論探索指揮與控制組織結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性問題［15-16］，康涅狄格大學(xué)采用系統(tǒng)工程技術(shù)研究指揮與控制組織，提出三階段組織設(shè)計方法框架，開展了對組織的適應(yīng)性和魯棒性進(jìn)行評價工作［17-19］。國內(nèi)修保新［20］從組織團(tuán)隊對抗角度看待戰(zhàn)爭，基于組織要素關(guān)于作戰(zhàn)任務(wù)的協(xié)同過程和使命環(huán)境的不確定性為出發(fā)點，提出了基于粒度計算的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，并對指揮與控制組織的敏捷性進(jìn)行了評估，涵蓋了組織要素特有的魯棒性、適應(yīng)性、靈活性和彈性、創(chuàng)新性等特征。劉振亞［21］研究了不確定性使命任務(wù)環(huán)境下組織效能測度敏捷性指標(biāo)的探索性分析方法。牟亮［22］圍繞組織的能力測度問題，提出了決策層和資源層分層優(yōu)化方法。

2.2 基于體系管理思想的裝備體系演化

服務(wù)于體系作戰(zhàn)協(xié)同問題研究，體系管理理論與方法成為一種新的發(fā)展趨勢引起關(guān)注。Sauser和Boardman較早提出采取體系原理解決管理問題，Mo Jamshidi提出體系結(jié)構(gòu)管理思想，認(rèn)為體系的構(gòu)成系統(tǒng)不允許未經(jīng)協(xié)調(diào)自行改變，包括兩方面內(nèi)容［23］:①角色和職責(zé)管理，解決模糊角色和職責(zé)劃分問題；②系統(tǒng)接口管理，重點解決共享數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和語義的高度一致性問題。美軍近年來在分布式作戰(zhàn)管理研究中基于體系概念開發(fā)相關(guān)的作戰(zhàn)管理模型算法和決策輔助軟件II。國內(nèi)劉奇志［24］以武器裝備全壽命分析和作戰(zhàn)效能分析為依據(jù)，用數(shù)學(xué)規(guī)劃理論對武器裝備體系的經(jīng)費使用、作戰(zhàn)能力、結(jié)構(gòu)比例等指標(biāo)進(jìn)行了時變分析，探討了體系的評價和優(yōu)化問題。楊克巍［25］等人認(rèn)為應(yīng)該引導(dǎo)體系作戰(zhàn)能力涌現(xiàn)為體系目標(biāo)的實現(xiàn)服務(wù)，借鑒平行系統(tǒng)理論，設(shè)計了武器裝備體系能力導(dǎo)向涌現(xiàn)的人工系統(tǒng)?？傮w而言，采取體系原理討論裝備等作戰(zhàn)資源綜合管理問題沒有形成研究規(guī)模，相關(guān)工作可以歸納為傳感器管理和武器管理兩個相對獨立，事實上卻存在緊密聯(lián)系的范疇。立足于網(wǎng)絡(luò)中心、信息主導(dǎo)優(yōu)勢越來越明顯的體系支撐的作戰(zhàn)理論根本發(fā)展趨勢，這兩個范疇的裝備作戰(zhàn)管理需要基于體系原理進(jìn)行融合，既有模型算法很難擴展利用。

傳感器管理方面，最早是1977年由J M Nash提出的單平臺多傳感器跟蹤多目標(biāo)過程的傳感器資源優(yōu)化分配問題。隨著技術(shù)進(jìn)步，G W Ng于21世紀(jì)初提出了從功能角度劃分為單個傳感器獨立控制，面向任務(wù)和運行模式的多傳感器調(diào)度管理和面向交互和協(xié)同控制的管理3層次傳感器管理框架［26-28］。傳感器級和平臺級傳感器管理主要從基于信息融合效果的面向威脅目標(biāo)跟蹤的傳感器資源調(diào)度、分配和控制模型。J Anderson［29］認(rèn)為這種管理框架貫穿著JDL數(shù)據(jù)分級融合模型，將態(tài)勢感知與傳感器管理聯(lián)系起來，基于信息融合的閉環(huán)式傳感器管理模式在獲取目標(biāo)探測時效性和負(fù)載均衡方面具有較好應(yīng)用效果。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概念的出現(xiàn)使得網(wǎng)絡(luò)級傳感器管理成為近年的研究熱點領(lǐng)域。Skim［30］提出一種基于系統(tǒng)與用戶角色的網(wǎng)絡(luò)級傳感器管理框架。國內(nèi)研究機構(gòu)和學(xué)者也提出很多有益的模型算法。謝凱［31］將天基紅外低軌星座的傳感器管理轉(zhuǎn)換為一個風(fēng)險函數(shù)時變的隨機控制優(yōu)化問題。童俊［32］提供一個目標(biāo)檢測、跟蹤和識別的信息融合任務(wù)下多傳感器資源預(yù)分配框架。吳?。?3］根據(jù)雷達(dá)、紅外和電子支援設(shè)備探測時序特點，采用順序處理結(jié)構(gòu)信息融合方法實現(xiàn)目標(biāo)跟蹤，按照具體指標(biāo)比較來控制雷達(dá)輻射時機，在一定程度上提高了飛機生存能力。崔博鑫［34］根據(jù)目標(biāo)跟蹤精度和威脅度需求，采取了任務(wù)控制策略，設(shè)計了一種多目標(biāo)跟蹤多傳感器動態(tài)管理方案。張華睿［35］提出依據(jù)目標(biāo)區(qū)分度的傳感器管理方法。楊海燕［36］綜合考慮探測過程中的量測起源不確定性和面向目標(biāo)與局部融合中心傳感器同時分配問題，提出一種動態(tài)傳感器管理方法。王一川［37］采取0-1整數(shù)規(guī)劃模型建立了防空系統(tǒng)傳感器-目標(biāo)最優(yōu)配對模型。吳魏［38］注意到多機載平臺多類型傳感器系統(tǒng)的資源優(yōu)勢，利用市場理論建立了高效智能優(yōu)化管理模型。徐一凡［39］從天基海洋監(jiān)視物理資源集成、信息獲取與處理以及規(guī)劃調(diào)度等方面論證了天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)分析方法。

對于武器管理方面，其基本理念是戰(zhàn)術(shù)層作戰(zhàn)力量自主管理、決策和作戰(zhàn)自同步能力研究。武器管理模型與美軍提出的“利益共同體（Community of interest，COI）”概念［40］具有直接聯(lián)系。國外學(xué)者主要從聯(lián)盟結(jié)構(gòu)和管理模型算法等方面針對Agent聯(lián)盟形成問題進(jìn)行了系列探索［41-43］。國內(nèi)主要是“任務(wù)聯(lián)盟”，火力（分）配系等概念建立武器管理模型，集中在防空反導(dǎo)和無人作戰(zhàn)智能體等領(lǐng)域，典型的模型包括“目標(biāo)-火力-制導(dǎo)”導(dǎo)彈攔截聯(lián)盟［44］，作戰(zhàn)指揮決策聯(lián)盟［45］，有人-無人作戰(zhàn)智能體任務(wù)聯(lián)盟［46］，分布式目標(biāo)分配模型［47］。上述模型借鑒吸納了聚類、拍賣機制，合同網(wǎng)協(xié)議協(xié)同機制等策略，較好地反映了武器裝備作戰(zhàn)運用的規(guī)律特點。在上述研究基礎(chǔ)上，為確保聯(lián)盟演化的有序和定向，有必要采取一定行動策略，人為干預(yù)任務(wù)聯(lián)盟演化進(jìn)程，文獻(xiàn)［48］設(shè)計了基于動態(tài)影響網(wǎng)的聯(lián)盟演化過程行動優(yōu)選模型。文獻(xiàn)［49］建立了時序約束下多目標(biāo)分布式任務(wù)分配模型。張駿［50］等人提出約束條件下的多系統(tǒng)多目標(biāo)多決策者的風(fēng)險資源管理策略，引入了相關(guān)領(lǐng)域中層次多目標(biāo)分析方法拓展后的多目標(biāo)多決策者資源分配模型，有效地支持了裝備體系資源優(yōu)化建模與求解。

3 面向體系作戰(zhàn)效能評估的裝備體系演化

3.1 基于作戰(zhàn)仿真的裝備體系演化

基于仿真模擬體系作戰(zhàn)過程主要服務(wù)于體系作戰(zhàn)效能評估，主要在傳統(tǒng)系統(tǒng)建模與仿真基礎(chǔ)上結(jié)合體系特性進(jìn)行延伸和擴展的模型建模和仿真實現(xiàn)，仿真的確是一種研究體系的重要手段，但是真正能夠有效反映體系概念原理特性的建模理論和仿真技術(shù)需要深入開展大量的工作，尤其是結(jié)合大數(shù)據(jù)的建模與仿真理論。楊峰［51］提出平臺級體系對抗仿真跨層次建模框架。楊建池［52］關(guān)于Agent理論在聯(lián)合作戰(zhàn)仿真中的應(yīng)用探索。隨著武器裝備體系及作戰(zhàn)運用的演化發(fā)展，體系研究主要經(jīng)歷了從解析方法到一般仿真模擬再到體系對抗仿真，最終又強調(diào)解析模擬的發(fā)展過程。基于這種觀點，劉磊［53］針對面向體系發(fā)展的體系演化問題提出基于仿真的約束規(guī)劃集成設(shè)計方法，并基于該設(shè)計框架探索了體系演化探索性分析方法論。趙新［54］結(jié)合時間片影響圖和離散事件仿真模型在海軍戰(zhàn)役分析層次研究支持自頂向下進(jìn)行探索性分析的建模方法，基于海軍戰(zhàn)役過程描述與建模屬于不同結(jié)構(gòu)特征系統(tǒng)組件集成技術(shù)的基本觀點，重點解決了異構(gòu)模型集成方面的關(guān)鍵問題。姚振興［55］借鑒軟件演化機制相關(guān)工作，基于事務(wù)的動態(tài)依賴關(guān)系提出一種基于代理的C4ISR仿真系統(tǒng)模型，用于分析C4ISR系統(tǒng)的動態(tài)演化性。這種研究的落腳點在于仿真系統(tǒng)動態(tài)演化的管理和控制，雖然在一定程度上反映出C4ISR系統(tǒng)的一些演化性質(zhì)，但沒有從事物的動態(tài)不確定性本質(zhì)出發(fā)，因而對其演化的復(fù)雜性機理探析存在明顯局限性。朱智［56］提出一種工程化的體系結(jié)構(gòu)可組合建?？蚣?，但是該模型仍然屬于一種底層模型驅(qū)動的體系結(jié)構(gòu)模型，其體系效能仿真的分析尺度局限在微觀層面。

3.2 基于體系結(jié)構(gòu)的裝備體系演化

將裝備體系的體系結(jié)構(gòu)建模為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，在此基礎(chǔ)上研究體系能力評估、效能評估是近年來的重要進(jìn)展之一。主要存在兩種層次:一種是單一網(wǎng)絡(luò)觀點的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模，通常利用Agent建立實體模型進(jìn)行仿真。溫睿［57］等人提出一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模的作戰(zhàn)體系動態(tài)演化模型，通過對該模型仿真得出作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)的無尺度特征而非明顯的小世界特征。張強［58］等人考慮了靜態(tài)隸屬連接關(guān)系邊和動態(tài)交互連接關(guān)系邊的生成特征，設(shè)計作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)模型，并基于動態(tài)連接增益指標(biāo)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制。針對傳統(tǒng)OODA模型難以準(zhǔn)確反映裝備體系中協(xié)同決策過程，朱剛［59］提出一種復(fù)雜信息關(guān)系集成策略和基于OODA的指揮與控制復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，可以有效地描述作戰(zhàn)協(xié)同決策過程。吳忠杰［60］較為全面地綜述了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用于軍事體系對抗范疇的關(guān)于該理論視域下體系認(rèn)識，網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建與演化規(guī)則，拓?fù)涮匦?、抗毀性和動力學(xué)性等特性研究，體系對抗能力以及體系作戰(zhàn)效能評估方面的最新研究進(jìn)展指出，現(xiàn)有研究仍然缺乏對體系對抗的深度準(zhǔn)確認(rèn)識，研究內(nèi)容之間邏輯性不強，在體系演化機理與演化過程，攻擊與防御，體系健壯性與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，效能評估等方面缺乏成熟的理論指導(dǎo)。

針對單一網(wǎng)絡(luò)模態(tài)難以精確反映復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜系統(tǒng)之間的相互依存關(guān)系和級聯(lián)效應(yīng)，超網(wǎng)絡(luò)在刻畫實際復(fù)雜系統(tǒng)的豐富細(xì)節(jié)和層次性信息方面彌補了上述不足，成為重要的體系建模理論。例如，石福麗［61］研究了網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下軍事通信超網(wǎng)絡(luò)模型和基于模體熵的復(fù)雜性測度方法，微觀上從物理通信網(wǎng)絡(luò)角度認(rèn)識作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)，缺乏考慮不同功能網(wǎng)絡(luò)之間的相互影響和作用。朱江［62］宏觀上從功能關(guān)系角度認(rèn)識作戰(zhàn)超網(wǎng)絡(luò)。劉忠［63］從結(jié)構(gòu)層和屬性層角度認(rèn)識作戰(zhàn)體系超網(wǎng)，結(jié)構(gòu)節(jié)點與屬性節(jié)點映射建立關(guān)聯(lián)。針對上述超網(wǎng)絡(luò)模型缺乏微觀與宏觀轉(zhuǎn)化機制，鄒志剛［64］采取了粒度計算思想拓展超網(wǎng)絡(luò)對防空作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)建模，分析連鎖效應(yīng)，提出對抗性的體系結(jié)構(gòu)演化概念，設(shè)想從縱向角度研究體系結(jié)構(gòu)實體層次關(guān)系，從橫向角度研究功能網(wǎng)絡(luò)之間的映射機制，提出“動態(tài)編成-對抗消耗-優(yōu)化修復(fù)”的防空體系結(jié)構(gòu)動態(tài)循環(huán)演化過程［65］。超網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于描述和建模體系是熱點，然而超網(wǎng)絡(luò)與多層網(wǎng)絡(luò)概念之間的聯(lián)系和區(qū)別還不清晰，超網(wǎng)絡(luò)演化模型與性質(zhì)、結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化等科學(xué)問題目前主要在抽象理論層面探索，結(jié)合具體實際復(fù)雜系統(tǒng)的演化理論還比較稀缺，也難以延伸應(yīng)用到裝備體系上來［66-67］。王飛［68］等人在作戰(zhàn)體系仿真實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)挖掘思想在超網(wǎng)絡(luò)模型框架下分析體系性質(zhì)。

綜合上述分析，基于體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化建模討論裝備體系的演化在以下方面存在不足，需要進(jìn)一步探索:①多數(shù)采取靜態(tài)形式，復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)模思維在體系領(lǐng)域沒有引起足夠思考；②在研究深度上，多數(shù)停留在基于拓?fù)涞姆治錾?，受網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的宏觀統(tǒng)計物理思維定勢影響較大，因而使得在認(rèn)識體系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與體系要素物理性質(zhì)特征之間，系統(tǒng)性能與戰(zhàn)術(shù)策略和體系作戰(zhàn)能力與效能評估之間的相互影響和作用機理方面存在較大空白，缺乏有效研究機制和理論方法支撐；③缺乏基于不確定性視角的融合人類認(rèn)知智能的定性定量綜合集成評估方法的思考；④在體系結(jié)構(gòu)分析方面，缺乏微觀、中觀與宏觀不同尺度上的信息融合與尺度變換思維方面的認(rèn)識；⑤沒有成熟的理論模型和指標(biāo)適用于裝備體系的超網(wǎng)絡(luò)演化分析。

此外，新型武器裝備的體系貢獻(xiàn)度評估是近年新提出的理念，對于裝備的選型和裝備體系規(guī)劃具有重要的決定性影響，體系貢獻(xiàn)度的概念認(rèn)識、問題界定尚處于初步的探討階段，可行的理論方法和評估技術(shù)手段幾乎為空白［69］。武器裝備的體系貢獻(xiàn)度也有必要按照體系演化視角獲取評估結(jié)果，筆者認(rèn)為，應(yīng)該在上述現(xiàn)有方法基礎(chǔ)上從演化的角度思維如何構(gòu)造貢獻(xiàn)度評估模型和算法，進(jìn)而基于貢獻(xiàn)率思考裝備體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等問題應(yīng)用。

4 結(jié)論

綜上所述，裝備體系演化提供了一種認(rèn)知和探索體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、體系作戰(zhàn)協(xié)同過程、體系作戰(zhàn)效能和體系貢獻(xiàn)度評估等系列現(xiàn)實理論實踐問題的共性思維方法和重要的體系理論研究課題。隨著信息系統(tǒng)概念和裝備體系概念原理的深化認(rèn)識，云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)對體系建模產(chǎn)生重要影響，可以從以下3個方面尋求關(guān)于體系演化問題建模與設(shè)計方法全新的科學(xué)理論體系。

1）關(guān)于裝備體系概念的科學(xué)內(nèi)涵迫切需要在認(rèn)識論層面形成一種較為普適的描述和解釋。目前，綜合電子信息系統(tǒng)，軍事信息系統(tǒng)，武器裝備體系，電子信息裝備體系，防空反導(dǎo)作戰(zhàn)體系等混亂的概念交叉覆蓋現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了體系科學(xué)的深入發(fā)展。筆者建議，可以從信息系統(tǒng)的概念視域建立一種信息認(rèn)知視域下超廣義復(fù)雜信息系統(tǒng)觀點的裝備體系概念觀，將目前意義上的信息系統(tǒng)與武器裝備系統(tǒng)統(tǒng)一為廣義復(fù)雜信息系統(tǒng)對象外延［70］。

2）關(guān)于裝備體系描述、模型構(gòu)造和體系問題設(shè)計應(yīng)該充分吸納大數(shù)據(jù)建模、分析與決策方面的理論方法和技術(shù)研究成果，探索由建模仿真范型向數(shù)據(jù)密集型范型的量變過渡與質(zhì)變突破。筆者認(rèn)為，超網(wǎng)絡(luò)理念在體系描述方面的科學(xué)性得到普遍認(rèn)可，然而，采取哪種認(rèn)識視角構(gòu)建出裝備體系的描述架構(gòu)首先在于裝備體系認(rèn)識上的進(jìn)步，同時超網(wǎng)絡(luò)本身也是正在發(fā)展的新型網(wǎng)絡(luò)科學(xué)理論，傳統(tǒng)的一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)驗簡單地延伸不僅存在較大理論空白，也很難建立解釋體系復(fù)雜問題的契合性，如何對裝備體系的超網(wǎng)絡(luò)描述架構(gòu)進(jìn)行建模仍然沒能形成有效的技術(shù)體系，有賴于大數(shù)據(jù)、語義網(wǎng)支撐，以一種“數(shù)據(jù)網(wǎng)”的形態(tài)呈現(xiàn)反映裝備體系現(xiàn)實模型。另一方面，在大數(shù)據(jù)的語義超網(wǎng)絡(luò)建?；A(chǔ)上，迫切需要探索全新的理論和方法論開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的體系模型計算，本文認(rèn)為，形式概念分析（Formal Concept Analysis，F(xiàn)CA）理論為實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、超網(wǎng)絡(luò)、粒計算和裝備體系之間的理論橋梁提供了有效的元理論［69］，基于FCA的面向認(rèn)知的粒計算有關(guān)理論和技術(shù)成果可以借鑒，能夠形成以人為中心的裝備體系問題研究機制，促進(jìn)體系的人-武器結(jié)合等深層次理論問題的模型探索［71］。另外，在體系仿真實驗數(shù)據(jù)處理上，迫切需要在人工智能信息計算上有所突破，而近年來，信息粒化認(rèn)知思維以及不確定性信息計算方法在數(shù)據(jù)分析方面取得的研究進(jìn)展表明，粒計算有望為大數(shù)據(jù)挖掘提供極具前景的理論技術(shù)途徑［72］。

3）現(xiàn)實應(yīng)用層面，一方面需要準(zhǔn)確把握裝備體系需求，瞄準(zhǔn)體系建設(shè)和體系對抗兩個基本內(nèi)容，不斷發(fā)掘戰(zhàn)略性軍事理論問題，探索合適的體系演化思想，例如，考慮對抗性的體系建設(shè)問題；另一方面，如何認(rèn)識面向裝備體系建模的大數(shù)據(jù)，如何集聚各類數(shù)據(jù)源，進(jìn)而利用數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)驅(qū)動的復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)建模的實驗平臺和實驗設(shè)計等系列技術(shù)解決體系現(xiàn)實問題，改善實際的體系結(jié)構(gòu)，具有較大應(yīng)用潛力。

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Research Progress on Evolution of Weapon Equipment System of Systems

WANG Shou-biao，LI Xin-ming，YANG Fan-de，PEI Zhong-min，LIU Dong
（National Key Laboratory of Complex Electronic System Simulation，Academy of Equipment，Beijing 101416，China）

Dynamic evolution is the essentialcognition premise aboutthe construction developments and the combat efficiency evaluation&optimization of weapon equipment system of systems（WESoS）.In light of that the concepts theories of WESoS exists more views，the research forms and methodologies&technologies are diversified and complicated，this essay summarized the main progress on the evolution of WESoS from three aspects as follows:architecture optimization design，the optimization of operation cooperative course and the combat efficiency evaluation of system of systems. At last，possible development directions or issues with key theories on big data、super-network& cognitive granular computing are discussed.

weapon equipment system of systems，evolution of system of systems，architecture optimization design，collaborative optimization，combat efficiency evaluation of system of systems

TJ01

A

1002-0640（2017）03-0001-07

2016-01-05

2016-03-07

重點實驗室預(yù)研基金，社科基金軍事學(xué)資助項目

王壽彪（1986- ），男，山西汾陽人，博士研究生。研究方向：大數(shù)據(jù)、粒計算與裝備體系演化建模。