于 淼，王 端，李明明

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所，河南 鄭州 450047）

新概念武器是近年來出現(xiàn)的采用高新技術(shù)的武器的總稱，又稱新機理武器，是多學(xué)科前沿技術(shù)的集大成者，主要包括定向能武器（強激光、高功率微波）、動能武器（電磁發(fā)射、電熱動能）、非致命性武器（納米武器、計算機/網(wǎng)絡(luò)病毒）和無人化武器（無人攻擊機、無人潛航器）等[1]。隨著新概念武器技術(shù)的不斷成熟和逐漸形成裝備，對其設(shè)計研發(fā)、試驗測量等相關(guān)能力建設(shè)方面的需求也日益迫切。

1 新概念武器能力建設(shè)項目特點

軍工能力建設(shè)項目是軍工項目的一種，是為了保障高新武器裝備研制的需要，推動國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、滿足國防科技工業(yè)自身發(fā)展需要，由國防科工局負(fù)責(zé)審批或?qū)徍撕髨髧鴦?wù)院審批，全部或部分使用中央財政資金，最終形成固定資產(chǎn)的投資建設(shè)項目[2]。

由于新概念武器概念新、原理新、技術(shù)新、破壞機理新、殺傷效能新、作戰(zhàn)使用新等顯著特點，其能力建設(shè)具有以下問題和難點：

一是創(chuàng)新性強，新概念武器多涉及跨學(xué)科多專業(yè)，現(xiàn)有貨架產(chǎn)品與任務(wù)需求匹配度低，大部分建設(shè)條件需要研發(fā)定制。

二是風(fēng)險較大，新機理帶來新的需求，且缺少可借鑒參考的經(jīng)驗，易出現(xiàn)決策失誤、管理失當(dāng)。

三是前瞻性強，新概念武器研究多處于起步和發(fā)展階段，其能力建設(shè)內(nèi)容須兼顧今后數(shù)十年的發(fā)展需求，若前沿性不足會導(dǎo)致建設(shè)內(nèi)容頻繁調(diào)整。

2 層次分析法

層次分析法是將研究對象分解為不同的組成因素，按各因素之間的隸屬關(guān)系，把它們從高到低排成若干層次，建立遞階層次結(jié)構(gòu)，是系統(tǒng)工程中經(jīng)常使用的方法[3]。該方法可將主觀意志數(shù)字化，通過量化比較建立每個層級每個構(gòu)面的判斷矩陣，通過一致性檢驗和修正，可計算出同一層級同一構(gòu)面內(nèi)的各評估因素的權(quán)重值，從而為復(fù)雜系統(tǒng)的決策提供科學(xué)、量化的支持。

2.1 層次結(jié)構(gòu)模型建立

層次結(jié)構(gòu)模型是實現(xiàn)新概念武器能力建設(shè)項目最優(yōu)決策的核心部分，本文將決策問題分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和方案層，其中，目標(biāo)層為新概念武器能力建設(shè)項目的總體目標(biāo)；準(zhǔn)則層是衡量各方案優(yōu)劣的判據(jù)集合，為最終決策提供支持，對于新概念武器能力建設(shè)項目而言，其建設(shè)方案主要取決于武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升、配套能力建設(shè)、自主可控與成本控制、環(huán)境評價與職業(yè)衛(wèi)生等方面的評判和綜合考量；指標(biāo)層是對準(zhǔn)則層的細(xì)化，可進(jìn)一步實現(xiàn)對各備選方案權(quán)重的量化計算，結(jié)合新概念武器自身特點及能力建設(shè)項目，其指標(biāo)可分為核心技術(shù)指標(biāo)、測試條件、裝配集成條件、仿真分析條件、自主可控水平、設(shè)備購置/改造/安裝成本、配套基建成本、項目管理成本、環(huán)境影響、職業(yè)安全、職業(yè)衛(wèi)生等；方案層是能力建設(shè)項目的各專題備選方案，通過指標(biāo)層和準(zhǔn)則層與目標(biāo)層建立相關(guān)性，見圖1。

圖1 多目標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣

在建立遞階層次結(jié)構(gòu)后，需要以上層次的元素為準(zhǔn)則，對下一層次B1、B2、…Bn的重要性進(jìn)行賦值，在此過程中，需要反復(fù)對比元素Bi、Bj的重要性，其賦值方法通常采用A.L.Saaty 提出的1-9 的比例標(biāo)度。不同標(biāo)度的意義見表1。

表1 1-9 標(biāo)度含義表

以A-B 判斷矩陣的構(gòu)建為例，對于能力建設(shè)項目的最優(yōu)方案而言，“武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升”相比“武器系統(tǒng)配套能力建設(shè)”稍顯重要，可將其比例標(biāo)度取為3，而“武器系統(tǒng)配套能力建設(shè)”對于“武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升”的比例標(biāo)度則取1/3。其判斷矩陣如下：

通過對影響目標(biāo)層 A 的四個準(zhǔn)則 B1、B2、B3、B4進(jìn)行兩兩對比評判，可得到A-B 層次之間的判斷矩陣：

以此方法，可得到 B1-C、B2-C、B3-C、B4-C 的四組判斷矩陣。

2.3 層次單排序及一致性檢驗

采用方根法求取A-B 矩陣的最大特征根及其特征向量。其計算過程如下[4-5]：

（1）計算矩陣R 每一行元素aij的乘積Mi及其n 次方根

（2）對向量進(jìn)行歸一化處理，可得到各元素的相對權(quán)重Wi：

（3）計算判斷矩陣的最大特征根λmax：

（4）計算一致性指標(biāo)CI 及矩陣的平均隨機一致性比例CR，檢驗矩陣的一致性：

本文A-B 矩陣為四階矩陣，平均隨機一致性指標(biāo)RI=0.89，此時矩陣的平均隨機一致性比例為：

若CR≤0.1，則認(rèn)為判斷矩陣R 有滿意的一致性，否則需要重新進(jìn)行兩兩比較判斷。

由以上步驟可以計算出本文A-B 矩陣的排序向量為：

矩陣的最大特征根λmax=4.15。

由以上計算結(jié)果可進(jìn)一步得出一致性指標(biāo)CI=0.05，平均隨機一致性比例CR=0.056＜0.1，因此該矩陣具有較好的一致性。

同理可得 B1-C、B2-C、B3-C、B4-C 四組判斷矩陣的層次排序。

2.4 層次總排序及最優(yōu)方案確定

層次總排序是確定某一層所有因素對于最高層次（目標(biāo)層）相對重要性的排序，該過程的實現(xiàn)需要沿遞階層次結(jié)構(gòu)自上而下逐層依次進(jìn)行。

由A-B 矩陣可知，B 層4 個指標(biāo)對總目標(biāo)的排序為0.56、0.26、0.12、0.06；假設(shè) C 層所有元素對上層元素武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升 B1的層次單排序為 C11、C21、…、Cn1；對上層元素 B2的層次單排序為 C12、C22、…、Cn2；對上層元素武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升B3的層次單排序為C13、C23、…、Cn3；對上層元素武器系統(tǒng)性能指標(biāo)提升B4的層次單排序為C14、C24、…、Cn4。則 C 層的層次總排序為：

據(jù)此計算出C 層元素Ci對上層元素Bj的一致性指標(biāo)為CIj，隨機一致性指標(biāo)為RIj，則層次總排序的一致性比率為：

當(dāng)CR＜0.1 時，認(rèn)為排序通過一致性檢驗。

以此方法，可以得到最下層方案層的層次總排序，并可以根據(jù)其排序結(jié)果做出最后的決策。

3 結(jié)束語

新概念武器能力建設(shè)項目具有創(chuàng)新性強、風(fēng)險性大等特點，在項目決策過程中，極易出現(xiàn)預(yù)判不足、顧此失彼從而引發(fā)后期建設(shè)過程的各種問題。利用層次分析法，可以有效降低方案評比過程中決策者的主觀隨意性，根據(jù)新概念武器的總體建設(shè)目標(biāo)，經(jīng)由科學(xué)的計算過程得到各個方案的權(quán)重值，從而科學(xué)合理的進(jìn)行決策，使有限的資金得到最大限度的合理利用，發(fā)揮出能力建設(shè)對于新概念武器技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用。在后續(xù)具體應(yīng)用過程中可進(jìn)一步優(yōu)化層次遞階模型，綜合專家意見確定各因素權(quán)重，使得層次分析法在決策過程中發(fā)揮出更大的作用。