基于MMF-OODA框架的体系赋能指标生成方法研究.pdf

基于 框架的体系赋能指标生成方法研究姜晓辉 黄炎焱 朱江 方冰（北京特种机电技术研究所，北京；南京理工大学，江苏 南京；陆军指挥学院，江苏 南京）摘 要：针对体系贡献率评估中赋能指标难以构建的问题，提出了一种基于 任务能力框架（简称 框架）的体系贡献率指标生成方法。采用 思想分解作战使命任务，建立任务需求与手段能力的关联；借助 作战环理论描述装备能力作战赋能过程；整体框架可描述装备体系的任务效能、支撑能力和 环之间的关联，以及通过对抗交互形成作战体系赋能的全过程。该过程重点聚焦任务效能及其赋能链体系能力指标的生成，为装备体系贡献率评估提供合理的评估指标体系，可应用于某火力打击装备体系贡献率评估指标的构建，也可扩展到其他领域装备体系贡献率评估指标分析。关键词：作战体系；体系贡献率；框架；赋能指标：中图分类号：；文献标志码：文章编号：（）引言体系贡献率评估通常需要将所评估的对象置于体系作战背景下进行综合分析评估，度量其在遂行整个使命任务中的贡献程度。装备体系贡献率评估问题，关键在于建立从任务到能力的赋能链路，描述装备在体系作战过程中发挥哪些体系效能及其需要哪些支撑能力。为此，基于任务的能力关联分析成为效能分析以及装备体系贡献率分析的重要工作。在使命任务与作战能力的关联研究方面，美国军事装备研究专家希恩和陆军实验室的戴茨等采用将使命任务自顶向下分解的方法，把作战使命与作战能力通过作战需求关联起来进行分析，提出了（）任务方法能力分析框架。该框架能够描述对抗各方的顶层作战需求，以任务行动为桥，建立从作战使命到能力手段的桥梁，给出遂行该对抗使命所依赖的大致的作战能力手段。但 分析框架不能刻画典型杀伤链作战过程及作战要素，不能围绕动态作战过程描述体系作战效能及作战能力指标体系。考虑到装备体系贡献率评估需要动态分析框架的问题，本文在 分析框架中引入 作战环，构建基于 的任务能力分析框架，并基于该框架生成服务于体系贡献率评估的动态作战体系能力指标体系，进而助力于体系贡献率评估分析及应用。收稿日期：；修回日期：作者简介：姜晓辉，副研究员，学士，主要研究方向为体系评估；黄炎焱，通信作者，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为体系建模仿真、体系贡献率评估、智能规划与辅助决策，：；朱江，副教授，博士，硕士生导师，主要研究方向为作战复杂性、智能化作战运筹；方冰，讲师，博士，主要研究方向为军事运筹、体系评估。年 月军事运筹与评估第 卷第 期 分析框架描述装备体系贡献率作为我军装备发展论证重要标度，是优化发展联合作战装备的重要抓手。因此，体系贡献率评估需要在联合作战体系背景下开展，而采用什么样的分析框架是首先需要关注的问题。考虑到体系贡献率评估具有体系性、任务性和动态性特点，需要建立一个集任务需求和作战能力表征于一体的体系分析框架，以便从顶层引领体系贡献率评估分析。由 框架和 作战环理论可知，任务能力框架由作战需求驱动，将上级赋予的作战使命层层分解，并运用到具体任务层中，利用定量方法来描述相关支撑能力；作战环理论将作战行动分解为侦察（）、判断（）、决策（）和行动（）这 个过程，并且将此过程构成一个作战循环，也称之为 杀伤链。基于联合作战是大量作战单元相互对抗的过程这一理解，大多数的交战模型属于可以用 和 模型进行联合描述的范畴。单一 分析框架将作战使命需求逐层分解到具体任务层，并匹配关联到相关能力要素上；能够明确描述体系中每部分作战系统要素的能力与任务的关系；可借助仿真模拟或其他定量方法来描述能力要素交互的过程与效果。红蓝双方可看成是两个或两个以上拥有 结构的作战体系之间的对抗，如图 所示。基于 的任务能力分析框架，能够建立对抗双方从使命任务到能力支撑需求的链路，揭示待评估装备的作战效能与作战实体固有能力之间的内在关系。图 基于 的红蓝方对抗分析框架 基于 框架的赋能链能力指标体系生成方法体系贡献率评估需要两类评估指标，分别是体系作战效能指标和支撑要素能力指标。前者用于计算待评估装备完成使命任务的作战效果，后者用于分析为何装备体系有这样效能贡献的原因。而体系贡献率评估的关键是对效能指标的评估和分析。因此，要描述装备的体系效能贡献，需要作战效能指标来表征，而作战效能指标的支撑取决于作战装备的固有能力。框架可描述装备体系完成使命任务的作战效能以及完成使命任务的支撑能力。作战效能由作战使命完成程度决定，围绕使命任务开展动态对抗形成能力，并通过任务分解，形成作战效能指标体系；而作战装备固有能力大多数以单项功能、单项性能形式存在，是不以使命任务为转移的。于是，装备体系可分别围绕 和 模型得到作姜晓辉，等：基于 框架的体系赋能指标生成方法研究战效能和作战固有能力的指标分解，如图 所示。框架包含效能指标生成链路和能力指标生成链路，即基于 框架对效能的描述，以及基于 框架对体系能力赋能链的描述。图 基于 的效能指标和能力指标分解 效能指标链路体系效能指标是对联合作战典型场景下装备体系完成使命任务能力的度量，效能指标链路是基于 框架进行分解形成的，如图 所示。使命任务 的范围太大，将其分解为具体的任务，令 ，。把完成使命任务的能力程度称作效能指标，这就构成了与使命任务相匹配的效能指标集。图 右半部分是对左边链路的实例化，主要是以某打击力量完成某打击任务为例，展示其效能指标生成方式。图 基于 的体系效能指标生成链路 基于 的体系能力赋能链路对 作战环涉及的作战过程进行能力指标选择或构建时，指标体系必须综合考虑和体现装备体系中分系统之间的逻辑性和关联性。按照 各作战环节依次梳理参与支撑任务的能力指标，这些指标可以从体系能力指标库中选取，库中没有的指标按照 环的作战模式进行体系能力指标扩充。关键是应保证选取的指标可以定量描述，若对于某些必须选择而又不能定量表示的指标应尽可能将其定量化。目前没有成熟的“效能能力”匹配方法，但是，经过这样扩充、逐步构建的评估指标体系，可以避免无关作战指标直接入列体系贡献率评估指标体系，有助于形成体系要素能力的最优指标集合。军事运筹与评估 年第 期在 框架中，待评估的红方装备从使命任务 出发，将 分解为具体任务集，进而在 交战过程中形成效能指标要求；再分析完成效能指标需要的固有能力指标，这需要从能力手段空间中的能力集 中匹配出相应的支撑能力指标，并对现有能力指标体系进行扩充，最终形成完备的能力评估指标体系。以 为例，要完成需要达到的效能指标，红蓝双方按照 作战环开展对抗，分析此过程需要哪些作战要素能力；然后，使命任务空间的任务 向手段能力空间的能力集 寻求支撑能力，如图 所示。图 基于 框架的体系能力指标构建步骤 基于 的体系贡献率评估步骤按照上述章节构建的指标体系，假设在 个装备体系方案中进行遴选，基于同一想定下的作战仿真试验数据开展体系贡献率评估，获取不同方案所对应的固有能力集合 以及作战分效能集合：，（），（）式（）（）中，为第 个装备体系评估方案固有能力评价值，为第 个装备体系评估方案作战分效能评价值。通常，利用 就可以进行单项装备能力的体系贡献率分析，但在论证工作中需要开展综合的体系贡献率评估。因此，定义第 个装备体系评估方案的体系综合效能 如下：（）式（）中，分别为固有能力和作战分效能相较于体系综合效能的权重，其值可根据实际作战需要进行相应调整。则 个装备体系评估方案相对应的体系综合效能集合 ，。接下来可按照体系贡献率评估的后续步骤开展，本文不再赘述。案例分析假设某联合作战背景下，红方编成中的某装备体系担负着对蓝方防守区域进行火力打击的作战使命，需要分析红方火力打击装备体系的作战效能及体系贡献率。基于上述 框架，下面主要侧重于对完成使命任务的赋能链进行分析，形成一套体系作战能力评估指标体系。在对火力打击装备体系作战效能及体系贡献率评估过程中，从使命空间、能力空间以及“使命能力”关联的 对抗空间出发，围绕作战赋能姜晓辉，等：基于 框架的体系赋能指标生成方法研究主线开展研究。首先，确立火力打击装备使命任务，如确定红方火力打击体系对蓝方某区域的作战任务，并划分为作战子任务，确保对某区域蓝方进行有规划的和有效的打击；然后，建立红蓝双方的 对抗空间；红方遂行使命任务需要作战能力的支撑，按照任务要求以及 对抗空间要求，构建相应的兵力编配单元支持作战，如有人 无人侦察识别分队、指控分队、火力打击编队、毁伤评估分队等，如图 所示。通过对支撑能力空间的分析得到需要的预警侦察能力、判断识别能力、火力打击决策能力、打击评估能力，这些是火力打击装备体系达成作战任务的体系要素能力。图 的火力打击装备体系效能评估分析过程 在上述“任务效能能力”链路分析中，不难得到火力打击装备体系“效能能力”评估指标体系，如图 所示。结合火力打击体系的作战使命，得到 个效能指标：精确拔点效能、火力破击效能和拦阻逃敌效能，每个效能指标均需要从 作战环中寻找赋能指标，形成预警侦察、判断识别、打击决策、打击评估等多项支撑能力指标项。这些指标能够支撑新旧火力装备方案的体系效能及贡献率评估，有利于装备体系贡献率分析论证工作。以红方现有某编成装备体系为例，简要概述所提方法在体系贡献率评估上的应用。蓝方兵力保持不变，以红方现有火力打击装备体系编配方案为基准方案，增强信息化程度后形成新方案。方案一：采用传统指挥引导车的炮兵装备体系编配方案。方案二：增添信息化指挥车以及无人侦察机的炮兵装备体系编配方案。基于上文分析得到的 框架，采集相关数据信息并进行仿真，采用生成的能力评估指标体系进行分析，得到新旧方案的能力对比结果，见表。新方案的预警侦察能力提升了，判断识别能力提升了，火力打击决策能力提升了，这说明信息化装备的更新成为体系赋能的重要因素之一。军事运筹与评估 年第 期图 火力打击装备体系“效能能力”评估指标体系表 新旧方案能力对比评估结果方案能力预警侦察能力判断识别能力火力打击决策能力打击评估能力方案一方案二 结束语本文重点针对火力打击装备体系贡献率评估中的指标体系构建问题，结合任务与作战能力的关系以及作战交互，构建了基于 框架的“效能能力”指标分析方法，侧重于分析体系赋能指标生成过程。该分析框架在装备体系论证分析上具有一定的参考意义。参考文献 陈立新关于装备体系贡献率研究的几点思考军事运筹与系统工程，（），李小波，王维平，林木，等体系贡献率评估的研究框架、进展与重点方向系统工程理论与实践，（）：梁家林，熊伟武器装备体系贡献度评估方法综述兵器装备工程学报，（）：朱江，韶海玲，杜正军，等新一代指控过程模型设计指挥与控制学报，（）：朱江，沈寿林智能时代指挥控制北京：电子工业出版社，孙兴龙，李亚雄，董浩基于改进模糊评判的常规导弹火力打击作战效能分析舰船电子工程，（）：赵玉丰，赵倩一种对抗条件下的体系作战效能分析方法军事运筹与系统工程，（）：韩梦妍，黄炎焱面向装甲类目标的火力打击方案毁伤评估方法火力与指挥控制，（）：胡勇，朱江，姜晓辉，等武器系统体系贡献率评估方法研究军事运筹与评估，（）：王丹青，蒋飞装备体系贡献率信度规则评估模型及方法火力与指挥控制，（）：孔德鹏，马溢清，郑保华，等面向不确定多任务场景的海上联合作战装备体系贡献率评估方法系统工程与电子技术，（）：作者贡献声明姜晓辉：论文框架设计，论文撰写；黄炎焱：指标生成方法原理研究，对案例指标体系构建提出关键性意见；朱江：文献调研整理，实验设计，参加实验实施；方冰：论文修订，数据采集整理，负责实验实施。（责任编辑：吴文娟）姜晓辉，等：基于 框架的体系赋能指标生成方法研究