葉 康，曹裕華，錢昭勇

(1.航天工程大學(xué)研究生院，北京 101416；2.國防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院，北京 100036)

1 引 言

隨著軍隊試驗鑒定改革工作的推進(jìn)，裝備作戰(zhàn)試驗被賦予了新的地位和內(nèi)涵，作為與裝備性能試驗、裝備在役考核試驗并列的三大試驗內(nèi)容之一。裝備作戰(zhàn)試驗科目是連接試驗任務(wù)與試驗?zāi)繕?biāo)的橋梁，也是劃分試驗工作的標(biāo)尺。我軍對于作戰(zhàn)試驗科目的設(shè)計已經(jīng)積累了一定的成果，但是尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在實際應(yīng)用過程中暴露出不少問題。為了解決這一現(xiàn)狀，也為進(jìn)一步完善我軍裝備作戰(zhàn)試驗設(shè)計理論體系，本文在分析現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計需求，提出了一種新的裝備作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計方法。

2 設(shè)計方法分析

我軍目前常用的作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計方法分為樹形圖法和映射法兩種。

樹形圖法的基本原理是以問題為導(dǎo)向，對關(guān)鍵作戰(zhàn)問題進(jìn)行分解還原，從高層次到低層次，由具體到抽象，最后形成一系列具有可操作性的數(shù)據(jù)指標(biāo)，用樹形圖的形式表現(xiàn)出作戰(zhàn)試驗科目的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)[1-3]。樹形圖法具有操作簡便、層次脈絡(luò)清晰的特點，能有效將復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化，但也存在兩點明顯弊端：一是沒有考慮作戰(zhàn)試驗中環(huán)境因素對試驗結(jié)論的影響，忽略了對試驗環(huán)境的規(guī)劃；二是沒有考慮作戰(zhàn)流程與試驗科目的對應(yīng)關(guān)系，使生成的試驗科目關(guān)系凌亂。

映射法的基本原理是先獨立分析作戰(zhàn)試驗中的關(guān)鍵因素，然后通過多級映射建立其間的對應(yīng)聯(lián)系，最后結(jié)合試驗數(shù)據(jù)清單生成裝備作戰(zhàn)試驗科目集[4，5]。映射法能有效解決裝備在多任務(wù)、多環(huán)境影響條件下的試驗科目設(shè)計問題，通過映射能清晰有效地建立不同試驗因素之間的聯(lián)系，覆蓋了裝備使用過程中所有可能面臨的場景。該方法也存在3點弊端：一是多級映射過程繁瑣，增加了試驗設(shè)計的工作量；二是生成過多冗余試驗科目，為作戰(zhàn)試驗的實施造成了較大負(fù)擔(dān)；三是設(shè)計內(nèi)容多余，在作戰(zhàn)試驗科目的設(shè)計過程中沒必要細(xì)化到數(shù)據(jù)清單這一級別。

裝備作戰(zhàn)試驗的根本任務(wù)是對武器裝備在列裝之前的實戰(zhàn)能力和對真實戰(zhàn)場環(huán)境的適應(yīng)程度做出全面評估[6]。這其中涉及到作戰(zhàn)試驗中的兩個核心因素：一是裝備能力，代表考核的內(nèi)在對象，解決作戰(zhàn)試驗“做什么”的問題；二是試驗環(huán)境，代表考核的外在條件，解決作戰(zhàn)試驗“怎么做”的問題。這是裝備作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計過程中需要重點明確的對象。還要注意的是，作戰(zhàn)試驗科目對于其他試驗因素的分析應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)和約束作用，故試驗科目的內(nèi)容不能過于細(xì)枝末節(jié)，否則不僅會加深與其它試驗因素間的耦合度，還會限制其獨立分析空間。

綜上分析，筆者認(rèn)為，作戰(zhàn)試驗科目的設(shè)計過程中既要吸收樹形圖法的分解思想，將抽象復(fù)雜的問題變得具體、簡單，使設(shè)計成果清晰易懂，強化對試驗任務(wù)的規(guī)劃效果，同時，也應(yīng)該吸收映射法的全面映射思想，厘清考核功能和戰(zhàn)場環(huán)境的聯(lián)系，全面覆蓋裝備作戰(zhàn)試驗的所有考核內(nèi)容。此外，還應(yīng)該對初步設(shè)計的作戰(zhàn)試驗科目進(jìn)行綜合評價，按照試驗價值的不同進(jìn)行試驗必要程度的劃分，使得工作人員能夠根據(jù)實際試驗資源和試驗需求靈活調(diào)整，增加試驗科目的靈活性。因此，本文提出了一種基于能力域和作戰(zhàn)線的作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計方案。首先根據(jù)裝備的研制要求和應(yīng)用要求，分解得出裝備的固有能力屬性，稱之為能力域；然后選擇裝備的關(guān)鍵作戰(zhàn)樣式，分解形成一串按照時間順序排列的作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，稱之為作戰(zhàn)線；之后建立作戰(zhàn)線和能力域的全面映射關(guān)系，覆蓋裝備作戰(zhàn)試驗的所有內(nèi)容，構(gòu)成初級試驗科目；最后通過專家打分法對所有初級試驗科目進(jìn)行綜合評價，按照分值的高低篩選出基礎(chǔ)試驗科目和拓展試驗科目。設(shè)計思路如圖1所示。

圖1 裝備作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計思路

3 基于能力域和作戰(zhàn)線的裝備作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計步驟

3.1 構(gòu)建能力域和作戰(zhàn)線

能力域是指裝備所具備功能的集合，是裝備的固有屬性，是戰(zhàn)場上履行作戰(zhàn)使命的方法手段，是作戰(zhàn)試驗中直接或間接的考評目標(biāo)。裝備能力域的種類和數(shù)量自始至終不會發(fā)生改變，但可能隨著作戰(zhàn)背景的變化呈現(xiàn)出不同的作用效果。能力域在裝備的研發(fā)論證階段就基本確定，可根據(jù)裝備的應(yīng)用要求和研制要求得到。不同種類裝備之間差異較大，但總體都可歸為指揮控制、火力運用、戰(zhàn)場機動和綜合防護(hù)四類，將被試裝備的能力按照這4個方向依次分析分解構(gòu)成樹形圖，就可以得到該裝備的能力域。另外值得注意的是，能力域中的能力因素可能部分在性能試驗階段已得到充分考評，不是所有分解得出的能力因素都有納入作戰(zhàn)試驗階段考評的必要性。

作戰(zhàn)線是按照時間順序描述的關(guān)鍵作戰(zhàn)樣式的作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，囊括了裝備關(guān)鍵作戰(zhàn)樣式的全流程，其中每個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)對應(yīng)著一個作戰(zhàn)場景，也對應(yīng)著影響該階段裝備功能發(fā)揮效果的條件變量選擇范圍。作戰(zhàn)樣式是作戰(zhàn)類型進(jìn)一步分類的統(tǒng)稱，可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，例如敵情、戰(zhàn)法、規(guī)模等[7]。相對于作戰(zhàn)任務(wù)而言，作戰(zhàn)樣式限制條件更少，內(nèi)容更加靈活多變，能夠更好地覆蓋裝備所需試驗場景。不同作戰(zhàn)樣式的復(fù)雜程度各異，有的只包含一到兩個有效作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，對應(yīng)的條件變量變化單一，只需運用裝備少量功能就能結(jié)束；而有的則包含多個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，所對應(yīng)的條件變量內(nèi)容全面，需要調(diào)動裝備全部功能才能完成任務(wù)。在試驗科目的設(shè)計過程中，應(yīng)該挑選有效作戰(zhàn)環(huán)節(jié)多，條件變量內(nèi)容全面，需調(diào)動裝備所有功能的一個或多個關(guān)鍵作戰(zhàn)樣式進(jìn)行分析，并分解得到對應(yīng)的作戰(zhàn)線。

3.2 構(gòu)建初級試驗科目

映射是指元素集之間相互對應(yīng)的關(guān)系，對應(yīng)方式包括一對一、一對多和多對一等[5]。為了將裝備的能力域和作戰(zhàn)線有機結(jié)合在一起，把裝備作戰(zhàn)的全流程和全能力都納入考評范圍，同時便于收集裝備在逼真戰(zhàn)場環(huán)境中的各種能力指標(biāo)數(shù)據(jù)，需要構(gòu)建作戰(zhàn)線和能力域的全面映射關(guān)系，對應(yīng)的映射結(jié)果就是初級試驗科目。

將作戰(zhàn)線、能力域和初級試驗科目看作3個集合，分別記為O、F和S，其中作戰(zhàn)線中的各作戰(zhàn)環(huán)節(jié)用oi(i=1,2,3…)表示，能力域中的各種功能因素用fj(j=1,2,3…)表示，則各初級試驗科目用si-j(i=1,2,3…；j=1,2,3…)表示。映射過程如圖2所示。

圖2 初級試驗科目映射過程

3.3 構(gòu)建基礎(chǔ)試驗科目及拓展試驗科目

理想條件下，應(yīng)該對所有初級試驗科目設(shè)置相應(yīng)的作戰(zhàn)試驗內(nèi)容，再從中收集數(shù)據(jù)并分析得到裝備的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性，這樣才能最大程度還原裝備的真實水平。但初級試驗科目數(shù)量較大，考慮到試驗資源的有限性，部隊難以承受如此高昂的試驗成本，同時初級試驗科目之間的試驗價值差異較大，沒有必要在低價值的試驗內(nèi)容上耗費過多精力。因此，可以通過專家評價法，對上述初級試驗科目從多個角度進(jìn)行評分，然后對所有評分結(jié)果進(jìn)行加權(quán)聚合，計算出每個初級試驗科目的綜合評分情況，最后依據(jù)分?jǐn)?shù)值的高低將其劃分為基礎(chǔ)試驗科目、拓展試驗科目及無效試驗科目。其中，基礎(chǔ)試驗科目要求覆蓋被試裝備主要作戰(zhàn)環(huán)節(jié)和主要功能，能滿足作戰(zhàn)試驗的基本需求，實現(xiàn)作戰(zhàn)試驗的基本考核目標(biāo)，能將裝備的使用風(fēng)險控制在中等水平；拓展試驗科目可以覆蓋除基礎(chǔ)試驗科目外的其他比較重要的作戰(zhàn)環(huán)節(jié)和功能，同時滿足特定作戰(zhàn)試驗任務(wù)的個性化需求，實現(xiàn)作戰(zhàn)試驗的拓展考核目標(biāo)，有助于進(jìn)一步降低裝備的使用風(fēng)險；無效試驗科目所涉及的內(nèi)容基本已經(jīng)被前兩者所覆蓋，且試驗價值極低，沒有必要納入作戰(zhàn)試驗工作范圍。

經(jīng)分析研究，專家打分法應(yīng)從以下5個項目對初級試驗科目的試驗價值進(jìn)行評分，每個項目總分為100分。

一是初級試驗科目所對應(yīng)的條件變量豐富程度。科目所涉及的條件變量種類越多，因素水平變化范圍越廣，則試驗價值越大。該項目評分結(jié)果記為w1，所占權(quán)重為20%。

二是初級試驗科目所對應(yīng)的行動耗時比重?？颇績?nèi)容在任務(wù)全程中耗時比例越大，則試驗價值越大。該項目評分結(jié)果記為w2，所占權(quán)重為15%。

三是初級試驗科目所對應(yīng)的結(jié)果影響程度?？颇績?nèi)容對任務(wù)成敗結(jié)果影響越大，則試驗價值越大。該項目評分結(jié)果記為w3，所占權(quán)重為30%。

四是初級試驗科目與其他試驗內(nèi)容的重合度?？颇績?nèi)容與性能試驗內(nèi)容以及在役考核試驗內(nèi)容重合程度越低，則試驗價值越大。該項目評分結(jié)果記為w4，所占權(quán)重為10%。

五是初級試驗科目與練兵備戰(zhàn)的關(guān)聯(lián)程度。科目內(nèi)容越貼近官兵的練兵備戰(zhàn)需求，則試驗價值越大。該項目評分結(jié)果記為w5，所占權(quán)重為25%。

根據(jù)加權(quán)平均規(guī)則，最終得出的綜合評價結(jié)果記為W，則有：

W=0.2w1+0.15w2+0.3w3+0.1w4+0.25w5

對綜合評價結(jié)果大于或等于70分的初級試驗科目設(shè)為基礎(chǔ)試驗科目，說明該類科目試驗價值很高，對于完成基本試驗?zāi)繕?biāo)不可或缺；對綜合評價結(jié)果大于30分但小于70分的初級試驗科目設(shè)為拓展試驗科目，說明該類科目試驗價值中等，在試驗資源富余或者試驗有特定要求的情況下，可以根據(jù)需要從中剪裁出一部分執(zhí)行；對綜合評價結(jié)果小于或等于30分的初級試驗科目記為無效試驗科目，說明該類科目試驗價值很低，一般不納入最終試驗科目。

需要強調(diào)的是，在不同作戰(zhàn)環(huán)節(jié)中對同一能力因素進(jìn)行考核不意味著試驗科目的重復(fù)浪費，因為不同作戰(zhàn)環(huán)節(jié)代表著不同的任務(wù)背景，且同一能力因素在不同作戰(zhàn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮的作用也不盡相同，因此不用對能力因素重復(fù)的試驗科目再進(jìn)行二次篩選。

4 應(yīng)用舉例

以攻擊型無人機為例，對其作戰(zhàn)試驗科目開展設(shè)計研究。

攻擊型無人機由機體結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、自動駕駛儀和戰(zhàn)斗載荷構(gòu)成，不僅能執(zhí)行軍事偵察、監(jiān)視、搜索等非攻擊性任務(wù)，還能執(zhí)行壓制敵方防空系統(tǒng)以及對敵攻擊等復(fù)雜作戰(zhàn)打擊任務(wù)，是當(dāng)下最先進(jìn)的軍事裝備之一[8-10]。攻擊型無人機在執(zhí)行軍事任務(wù)過程中，可以裝配各種不同型號的精確制導(dǎo)武器，如果發(fā)現(xiàn)敵方勢力，如坦克、雷達(dá)、通信指揮設(shè)備等，能通過地面指揮或主動決策兩種方式下達(dá)攻擊指令，并可以采取導(dǎo)彈攻擊或者機身沖撞兩種方法對鎖定目標(biāo)進(jìn)行損毀。攻擊型無人機已成為一體化戰(zhàn)爭中的重要一環(huán)，并顯示出良好的應(yīng)用前景，被世界各軍事強國所重視。

4.1 構(gòu)建能力域和作戰(zhàn)線

結(jié)合攻擊型無人機的應(yīng)用要求和研制要求，按照能力域的4種分解方向，分析得到攻擊型無人機的能力域，分解過程如圖3所示。其中，指揮控制方面包括計算決策能力、鏈路通信能力；火力運用方面包括目標(biāo)感知能力、精確打擊能力、協(xié)同制導(dǎo)能力；戰(zhàn)場機動方面包括靈活操控能力、續(xù)航能力、導(dǎo)航能力；綜合防護(hù)方面包括風(fēng)切變威脅感知能力、健康管理能力、故障預(yù)測能力、隱身能力。共計有12種能力因素。

圖3 攻擊型無人機能力域分解圖

攻擊型無人機有主動進(jìn)攻和協(xié)助防御兩種基本作戰(zhàn)類型，以主動進(jìn)攻為主。主動進(jìn)攻作戰(zhàn)根據(jù)敵情的差異又分成對立足未穩(wěn)之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)、對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)以及空中遭遇戰(zhàn)3種作戰(zhàn)樣式。從中選取對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)作為關(guān)鍵作戰(zhàn)樣式進(jìn)行分析研究，原因有以下3點：

一是作戰(zhàn)內(nèi)容豐富。相較于其他作戰(zhàn)形式而言，對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)擁有更完整的作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，而且可以建立在不同作戰(zhàn)環(huán)境中并靈活搭配各種應(yīng)力條件，既能作為攻擊型無人機的獨立作戰(zhàn)樣式，也可以拓展為聯(lián)合作戰(zhàn)樣式，包含豐富的作戰(zhàn)內(nèi)容。

二是對抗性強。對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)通常面臨更嚴(yán)峻的作戰(zhàn)條件，敵對勢力能給予充分的雷達(dá)偵察、電磁干擾、火力打擊等威脅因素，因此對裝備的作戰(zhàn)能力要求更高，更有利于暴露裝備的潛在問題，并有助于驗證相關(guān)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法的有效性。

三是便于開發(fā)。對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)擁有更加清晰的作戰(zhàn)行動和作戰(zhàn)流程，不確定因素較少，能讓官兵擁有更加立體直觀的認(rèn)知，便于作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計工作的實施。

將攻擊型無人機對有防備之?dāng)车倪M(jìn)攻作戰(zhàn)樣式按照作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段、作戰(zhàn)實施階段以及作戰(zhàn)收尾階段3個過程進(jìn)行分解，形成對應(yīng)的作戰(zhàn)線，分解過程如圖4所示。其中，作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段包括機動輸送環(huán)節(jié)、開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)；作戰(zhàn)實施階段包括戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)、防御突破環(huán)節(jié)、進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)；作戰(zhàn)收尾階段包括戰(zhàn)況評估環(huán)節(jié)、返回?fù)?jù)點環(huán)節(jié)。共計有7個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)。

圖4 攻擊型無人機作戰(zhàn)線分解圖

4.2 構(gòu)建初級試驗科目

為了將攻擊型無人機的能力域和作戰(zhàn)線有機結(jié)合在一起，將處于7種作戰(zhàn)場景中的12種裝備能力都納入考評范圍，并為后續(xù)全面評判裝備作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性打牢基礎(chǔ)，現(xiàn)建立攻擊型無人機作戰(zhàn)線和能力域的全面映射關(guān)系，其映射結(jié)果為初級試驗科目。映射過程如圖5所示?？傆嬌?4個初級試驗科目。

圖5 攻擊型無人機初級試驗科目映射過程

4.3 構(gòu)建基礎(chǔ)試驗科目及拓展試驗科目

邀請6名專家對上述84個初級試驗科目進(jìn)行綜合評價，最后對6名專家的打分情況進(jìn)行加權(quán)平均計算。因為統(tǒng)計數(shù)據(jù)較多，且計算過程簡單，在此就不詳細(xì)列出。最終的計算結(jié)果如下：

評分大于或等于70分的有13個，被定為基礎(chǔ)試驗科目，分別是：機動輸送環(huán)節(jié)-健康管理能力(s1-10)，開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)-導(dǎo)航能力(s2-8)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-目標(biāo)感知能力(s3-3)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-靈活操控能力(s3-6)，防御突破環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s4-2)，防御突破環(huán)節(jié)-靈活操控能力(s4-6)，防御突破環(huán)節(jié)-風(fēng)切變威脅感知能力(s4-9)，防御突破環(huán)節(jié)-隱身能力(s4-12)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-精確打擊能力(s5-4)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-協(xié)同制導(dǎo)能力(s5-5)，戰(zhàn)況評估環(huán)節(jié)-計算決策能力(s6-1)，戰(zhàn)況評估環(huán)節(jié)-目標(biāo)感知能力(s6-3)，返回?fù)?jù)點環(huán)節(jié)-續(xù)航能力(s7-7)。

評分大于30分小于70分的有21個，被定為拓展試驗科目，分別是：機動輸送環(huán)節(jié)-故障預(yù)測能力(s1-11)，開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s2-2)，開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)-靈活操控能力(s2-6)，開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)-風(fēng)切變威脅感知能力(s2-9)，開進(jìn)任務(wù)區(qū)環(huán)節(jié)-故障預(yù)測能力(s2-11)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-計算決策能力(s3-1)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s3-2)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-續(xù)航能力(s3-7)，戰(zhàn)場偵察環(huán)節(jié)-風(fēng)切變威脅感知能力(s3-9)，防御突破環(huán)節(jié)-計算決策能力(s4-1)，防御突破環(huán)節(jié)-故障預(yù)測能力(s4-11)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-計算決策能力(s5-1)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s5-2)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-靈活操控能力(s5-6)，進(jìn)攻打擊環(huán)節(jié)-隱身能力(s5-12)，戰(zhàn)況評估環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s6-2)，戰(zhàn)況評估環(huán)節(jié)-靈活操控能力(s6-6)，戰(zhàn)況評估階段環(huán)節(jié)-健康管理能力(s6-10)，返回?fù)?jù)點環(huán)節(jié)-鏈路通信能力(s7-2)，返回?fù)?jù)點環(huán)節(jié)-導(dǎo)航能力(s7-8)，返回?fù)?jù)點環(huán)節(jié)-故障預(yù)測能力(s7-11)。

評分小于或等于30分的有50個，被定為無效試驗科目，在此就不一一列舉。

5 結(jié)束語

本文在分析樹形圖法和映射法的基礎(chǔ)上，提出了基于能力域和作戰(zhàn)線的作戰(zhàn)試驗科目設(shè)計方法。該方法不僅能有效覆蓋裝備使用過程中的全功能和全流程，還能減少冗余試驗科目，同時具備一定的剪裁空間。相較于傳統(tǒng)試驗科目設(shè)計方法，本方法考慮更加全面，適用性更強。下一步應(yīng)該以作戰(zhàn)試驗科目為基礎(chǔ)，對作戰(zhàn)試驗中的條件變量組合方案、試驗樣本量、評價指標(biāo)等其他因素進(jìn)行分析，為科學(xué)、高效地開展裝備作戰(zhàn)試驗活動提供支撐。