杜占龍， 任 旭

(1.中國人民解放軍32200部隊(duì)，遼寧 錦州 121000； 2.中國人民解放軍32183部隊(duì)，遼寧 錦州 121000；3.陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū)，河北 石家莊 050003)

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)相比傳統(tǒng)性能試驗(yàn)更加貼近實(shí)戰(zhàn)場景，能夠檢驗(yàn)裝備體系在實(shí)戰(zhàn)背景下的使命任務(wù)完成程度、作戰(zhàn)效能和適應(yīng)性等[1-3]。評(píng)估是作戰(zhàn)試驗(yàn)中的一項(xiàng)重要工作[4-7]，對(duì)能否完成試驗(yàn)?zāi)康钠鸬疥P(guān)鍵作用。如何客觀、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)裝備體系的使命任務(wù)完成度，發(fā)現(xiàn)裝備體系在作戰(zhàn)運(yùn)用中出現(xiàn)的問題，是評(píng)估的一個(gè)重難點(diǎn)問題。文獻(xiàn)[8]提出構(gòu)建武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系，對(duì)能力指標(biāo)與作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行映射關(guān)系匹配，并建立解析數(shù)學(xué)模型，從貼近度與關(guān)聯(lián)度對(duì)作戰(zhàn)能力滿足度進(jìn)行評(píng)估。文獻(xiàn)[9]提出考慮不同種類的仿真輸入，采用“性能-效果-效能”分層思路，搭建了基于仿真的復(fù)雜武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系框架，并進(jìn)行形式化研究，將其應(yīng)用于彈道導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能評(píng)估，并通過案例進(jìn)行說明。文獻(xiàn)[10]從情報(bào)獲取、裝備性能和指揮協(xié)同等3個(gè)層面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)估模型，采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，繼而評(píng)估重型合成營城市進(jìn)攻作戰(zhàn)效能。但上述方法不能直觀地展現(xiàn)上級(jí)指標(biāo)與下級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，導(dǎo)致得出評(píng)估結(jié)論后，不便對(duì)影響評(píng)估結(jié)論的原因開展分析。質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment，QFD)是一種用戶驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)方法[11]，目前已被應(yīng)用于武器裝備需求論證中[12-14]，文獻(xiàn)[12]系統(tǒng)地介紹了QFD及改進(jìn)算法灰色QFD映射方法的基本原理，并說明了QFD在裝備論證需求分解、需求分解合理性檢驗(yàn)、需求映射、需求優(yōu)化等方面的具體應(yīng)用方法。文獻(xiàn)[13]闡述了QFD基本原理方法，并以陸軍電子對(duì)抗裝備為研究對(duì)象，將QFD方法引用到裝備作戰(zhàn)需求論證過程中，在一定程度上改善了當(dāng)前需求論證方法的不足，提高了作戰(zhàn)需求在需求論證中的主導(dǎo)地位。QFD具體做法是將使命任務(wù)需求映射到能力需求，再由能力需求映射到武器裝備需求，即通過需求之間的層層映射，得到對(duì)武器裝備的功能結(jié)構(gòu)需求，是一種由作戰(zhàn)空間到武器裝備空間轉(zhuǎn)化的重要方法。評(píng)估可以看作是上述裝備需求論證的逆映射過程，即由底層指標(biāo)開始，向上逐層計(jì)算，最終得到使命任務(wù)的評(píng)估結(jié)果。為此，探索將QFD理論應(yīng)用于裝備體系使命任務(wù)完成度評(píng)估過程，提高評(píng)估結(jié)論的客觀性、準(zhǔn)確性。

1 QFD理論基礎(chǔ)

QFD的核心內(nèi)容是以滿足用戶需求為目標(biāo)，在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)等階段考慮生產(chǎn)問題，盡量將產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)過程中可能遇到的問題提前揭露出來，從而將用戶的需求很好地融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，并最終完成用戶的需求轉(zhuǎn)換。通過研究“做什么”和“怎么做”，將“模糊”的用戶需求轉(zhuǎn)化成為容易理解的產(chǎn)品特性或指標(biāo)，并將其應(yīng)用到產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)中，使所開發(fā)的產(chǎn)品符合用戶需求。該方法的核心內(nèi)容是需求轉(zhuǎn)換，采用的是質(zhì)量屋形式，它是一種直觀的矩陣框架表達(dá)形式，是QFD方法的工具[14-15]，由于其結(jié)構(gòu)形式很像房屋而得名，它由7個(gè)部分組成。

為利用QFD評(píng)估裝備體系使命任務(wù)完成度，需要梳理QFD質(zhì)量屋中各結(jié)構(gòu)與評(píng)估中各項(xiàng)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系，梳理后的質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體含義如下。

圖1 質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)圖

① A為左墻，表示需求，對(duì)應(yīng)評(píng)估中的作戰(zhàn)使命任務(wù)(或待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力)。

② B為左墻，表示需求重要度，對(duì)應(yīng)作戰(zhàn)使命任務(wù)權(quán)重(或待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力權(quán)重)。

③ C為天花板，表示需求的對(duì)應(yīng)措施，對(duì)應(yīng)作戰(zhàn)使命任務(wù)包含的各項(xiàng)具體待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力(或待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力包含的各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo))。

④ D為房間，表示需求與對(duì)應(yīng)措施的關(guān)系矩陣，對(duì)應(yīng)作戰(zhàn)使命任務(wù)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力之間的關(guān)聯(lián)矩陣(或待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力與檢驗(yàn)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)矩陣)。

⑤ E為屋頂，表示對(duì)應(yīng)措施的自相關(guān)矩陣，對(duì)應(yīng)作戰(zhàn)使命任務(wù)的自相關(guān)矩陣(或待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的自相關(guān)矩陣)，通常該矩陣可設(shè)定為單位矩陣。

⑥ F為地板，表示對(duì)應(yīng)措施的重要度，對(duì)應(yīng)為計(jì)算得出的待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力重要度(或檢驗(yàn)指標(biāo)重要度)。

⑦ G為右墻，表示可行性評(píng)價(jià)矩陣，通常使命任務(wù)完成度評(píng)估不需要該項(xiàng)內(nèi)容。

2 基于QFD的評(píng)估方法

首先建立檢驗(yàn)需求與檢驗(yàn)指標(biāo)之間的映射關(guān)系，如使命任務(wù)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力之間的映射、待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力與檢驗(yàn)指標(biāo)之間的映射等，當(dāng)獲取各檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果后，可以根據(jù)已經(jīng)建立的映射關(guān)系，計(jì)算檢驗(yàn)評(píng)估結(jié)果，如根據(jù)檢驗(yàn)指標(biāo)的結(jié)果評(píng)估各待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的結(jié)果，根據(jù)待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力結(jié)果評(píng)估使命任務(wù)需求滿足程度等。下面以“使命任務(wù)-待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力-檢驗(yàn)指標(biāo)”共2個(gè)質(zhì)量屋為例(如圖2所示)，說明基于QFD的2個(gè)域映射過程。

圖2 基于QFD的2個(gè)域映射過程

(1) 確定映射域指標(biāo)集。

確定第1個(gè)域的n個(gè)具體使命任務(wù)，以及可以回答使命任務(wù)完成度的m個(gè)待檢作戰(zhàn)能力；確定第2個(gè)域的l個(gè)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)指標(biāo)。

(2) 確定需求重要度。

通過層次分析、專家賦權(quán)等方法確定第1個(gè)域的n個(gè)使命任務(wù)的需求重要度W=(w1,w2,…,wn)。式中n為左墻需求的數(shù)量；wi為第i個(gè)需求的權(quán)重。這里需要注意的是，只需人為確定第1個(gè)域的左墻B中需求重要度，第2個(gè)域的m個(gè)待檢作戰(zhàn)能力的左墻需求重要度按下式計(jì)算。

T=W×D1

(1)

式中：T=(t1,t2,…,tm)；D1為使命任務(wù)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的關(guān)系矩陣，見式(2)。

(3) 確定關(guān)系矩陣。

分析確定第1個(gè)域的使命任務(wù)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的關(guān)系矩陣D1和第2個(gè)域的待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力與檢驗(yàn)指標(biāo)的關(guān)系矩陣D2。

(2)

(3)

式中：dij為需求i與對(duì)應(yīng)措施j之間的相關(guān)度；dij為p級(jí)標(biāo)度；通常取p= 9，也可用符號(hào)表示關(guān)系度等級(jí)，如用○表示0，△表示1，□表示3，☆表示9等，數(shù)值越大，相關(guān)度越高。

(4) 計(jì)算使命任務(wù)滿足度。

① 計(jì)算實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果。

按照由底層域向上層域的順序，計(jì)算使命任務(wù)檢驗(yàn)結(jié)果。

對(duì)于第2個(gè)域，首先對(duì)獲取的檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化(歸一化、無量綱化)處理，通常變換至[0，1]或[0，100]區(qū)間，對(duì)于規(guī)范化后的指標(biāo)結(jié)果R2=(r1,r2,…,rl)，將其與關(guān)系矩陣D2相乘，計(jì)算待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的結(jié)果F2=[f1,f2,…,fm]T。

(4)

對(duì)于第1個(gè)域，將計(jì)算得出的待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力結(jié)果F2與關(guān)系矩陣D1相乘，計(jì)算n個(gè)使命任務(wù)實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果F1。

(5)

② 計(jì)算期望檢驗(yàn)結(jié)果。

為整體評(píng)價(jià)裝備體系對(duì)檢驗(yàn)需求的滿足程度，需要確定期望狀態(tài)下裝備體系的檢驗(yàn)結(jié)果，將其作為評(píng)價(jià)參考值。利用檢驗(yàn)指標(biāo)期望規(guī)范化結(jié)果代替檢驗(yàn)指標(biāo)實(shí)際規(guī)范化結(jié)果，其他與①中計(jì)算過程相同，最終得到n個(gè)使命任務(wù)期望檢驗(yàn)結(jié)果Fi*。

③ 計(jì)算使命任務(wù)滿足程度。

各單項(xiàng)使命任務(wù)滿足度按式(5)計(jì)算為

(6)

使命任務(wù)綜合滿足度按式(6)計(jì)算：

F=W×K

(7)

式中：W=(w1,w2,…,wn)為n個(gè)使命任務(wù)的需求重要度。

這里需要說明的是，利用QFD進(jìn)行評(píng)估屬于逆向過程，QFD質(zhì)量屋的構(gòu)建過程(包括需求重要度、關(guān)系矩陣等)與傳統(tǒng)用法相同，不同之處在于，為實(shí)現(xiàn)評(píng)估目的，計(jì)算過程額外增加式(4)～式(7)。

3 QFD在裝備體系評(píng)估的應(yīng)用

以某合成部隊(duì)裝備體系檢驗(yàn)評(píng)估任務(wù)為例，以該次檢驗(yàn)評(píng)估任務(wù)采集的測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，說明基于QFD方法進(jìn)行評(píng)估的具體過程。

(1) 計(jì)算實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果。

首先由本領(lǐng)域?qū)＜掖_定4個(gè)使命任務(wù)的需求重要度W、使命任務(wù)與待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力的關(guān)系矩陣D1、待檢驗(yàn)作戰(zhàn)能力與檢驗(yàn)指標(biāo)的關(guān)系矩陣D2。然后根據(jù)實(shí)際獲取的檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果，經(jīng)過規(guī)范化處理，代入QFD矩陣中，最終計(jì)算各檢驗(yàn)需求結(jié)果。

① 規(guī)范化處理。

將各檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化處理，變換到[0，1]區(qū)間，其中數(shù)值越大，表示指標(biāo)結(jié)果越好，檢驗(yàn)指標(biāo)實(shí)際規(guī)范化結(jié)果如圖3所示。

② 計(jì)算待檢作戰(zhàn)能力結(jié)果。

將規(guī)范化后的檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果與圖3中的關(guān)系矩陣D2相乘，利用式(3)計(jì)算待檢作戰(zhàn)能力的結(jié)果F2，如圖3中待檢作戰(zhàn)能力實(shí)際結(jié)果所示。

圖3 待檢作戰(zhàn)能力與檢驗(yàn)指標(biāo)映射

③ 計(jì)算檢驗(yàn)需求結(jié)果。

將計(jì)算得出的待檢作戰(zhàn)能力結(jié)果F2與圖4中的關(guān)系矩陣D1相乘，利用式(4)計(jì)算4個(gè)檢驗(yàn)需求的實(shí)際結(jié)果F1=(516.8,606.3,272.1,289.8)，如圖4中檢驗(yàn)需求實(shí)際結(jié)果所示。

圖4 檢驗(yàn)需求與待檢作戰(zhàn)能力映射

(2) 計(jì)算期望檢驗(yàn)結(jié)果。

(3) 計(jì)算需求滿足度。

各檢驗(yàn)需求滿足度按式(5)計(jì)算，則得到使命任務(wù)1的滿足度為0.62、使命任務(wù)2的滿足度為0.67、使命任務(wù)3的滿足度為0.61、使命任務(wù)4的滿足度為0.77，如圖3所示。檢驗(yàn)需求綜合滿足度按式(6)計(jì)算，計(jì)算得綜合需求滿足度為0.65。對(duì)比以往檢驗(yàn)評(píng)估任務(wù)得到的評(píng)估結(jié)論，以及部隊(duì)指揮員的主觀評(píng)價(jià)，使命任務(wù)滿足度符合實(shí)際情況，說明提出方法可以有效評(píng)估使命任務(wù)完成度。

(4) 評(píng)估結(jié)果分析。

通過圖4的需求滿足程度可以看出，0.65這個(gè)得分并不算高，主要是由于該裝備體系的使命任務(wù)1(0.62)、使命任務(wù)2(0.67)、使命任務(wù)3(0.61)滿足程度較低，利用圖4中的單項(xiàng)待檢作戰(zhàn)能力滿足度分析可知，導(dǎo)致使命任務(wù)1、使命任務(wù)2、使命任務(wù)3評(píng)估結(jié)果較差的原因?yàn)樽鲬?zhàn)能力1(0.55)、作戰(zhàn)能力2(0.60)、作戰(zhàn)能力3(0.45)、作戰(zhàn)能力5(0.53)、作戰(zhàn)能力8(0.68)評(píng)估值低。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，建議裝備體系總體上應(yīng)進(jìn)行使命任務(wù)1、使命任務(wù)2、使命任務(wù)3這3個(gè)方面的改進(jìn)升級(jí)，具體解決措施上應(yīng)重點(diǎn)提高作戰(zhàn)能力1、作戰(zhàn)能力2、作戰(zhàn)能力3、作戰(zhàn)能力5、作戰(zhàn)能力8等，以提高合成部隊(duì)裝備體系整體作戰(zhàn)效能。

4 結(jié)束語

基于QFD構(gòu)建的指標(biāo)體系可以建立作戰(zhàn)使命任務(wù)到檢驗(yàn)指標(biāo)的映射關(guān)系，利用QFD方法的這個(gè)特點(diǎn)，提出了基于QFD的裝備體系評(píng)估方法，檢驗(yàn)裝備體系的使命任務(wù)完成程度。所提方法還具備發(fā)現(xiàn)裝備體系問題的能力，為裝備體系檢驗(yàn)評(píng)估提供新思路，適用于裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)，同時(shí)也可為在役考核評(píng)估提供參考。此外，以使命任務(wù)完成程度為檢驗(yàn)?zāi)康拈_展評(píng)估，本方法還可擴(kuò)展至以作戰(zhàn)效能等為檢驗(yàn)?zāi)康牡脑u(píng)估過程，只需將使命任務(wù)換成不同作戰(zhàn)能力，并對(duì)應(yīng)調(diào)整檢驗(yàn)指標(biāo)即可。