基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程的裝備需求開發(fā)方法*

馬國普，郭建科，李志強(qiáng)，嚴(yán)喬喬

（后勤工程學(xué)院，重慶 401311）

基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程的裝備需求開發(fā)方法*

馬國普，郭建科，李志強(qiáng)，嚴(yán)喬喬

（后勤工程學(xué)院，重慶 401311）

首先分析傳統(tǒng)需求開發(fā)方法的不足，并根據(jù)裝備需求的特點(diǎn)，提出裝備需求開發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn)是沒有確定的未來作戰(zhàn)形態(tài)，但又必須預(yù)測未來作戰(zhàn)形態(tài)。針對以上問題，提出了以完成未來作戰(zhàn)任務(wù)為目標(biāo)，在未來作戰(zhàn)形態(tài)設(shè)定環(huán)境下，異質(zhì)專家協(xié)同研討的需求開發(fā)機(jī)制。最后，在該需求開發(fā)機(jī)制的指導(dǎo)下給出基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程中討論式模擬的裝備需求開發(fā)方法。

戰(zhàn)爭設(shè)計工程，需求開發(fā)，武器裝備需求，復(fù)雜性

0 引言

信息化戰(zhàn)爭中，機(jī)械化程度大體相當(dāng)信息技術(shù)占優(yōu)勢的一方在戰(zhàn)爭初期就能使對方的指控系統(tǒng)癱瘓，信息技術(shù)弱勢的一方只有被動挨打［1］。因此，在信息化戰(zhàn)爭中，在戰(zhàn)爭中學(xué)習(xí)戰(zhàn)爭作用有限，必須在戰(zhàn)爭前研究戰(zhàn)爭，找到合理的武器裝備需求。武器裝備需求開發(fā)是指在預(yù)定軍事目標(biāo)下通過對未來作戰(zhàn)形態(tài)的分析研究，結(jié)合武器裝備現(xiàn)狀得出對武器裝備發(fā)展的需求。如果早期獲取的需求有錯誤，后續(xù)工作就可能會在錯誤的基礎(chǔ)上越走越遠(yuǎn)，即便是在裝備評估階段發(fā)現(xiàn)偏差進(jìn)行修正，也會付出巨大的代價。所以，需求開發(fā)是合理發(fā)展武器裝備的關(guān)鍵之一。

美國國防部提出“聯(lián)合能力集成與開發(fā)制度”，其核心是一種自頂向下的能力確認(rèn)方法學(xué)［2］。英軍由裝備能力局負(fù)責(zé)［3］軍事需求。法國軍事需求開發(fā)［3-4］依靠高度一體化的跨學(xué)科項(xiàng)目小組?，F(xiàn)在逐漸由各軍種自己提出軍事需求，轉(zhuǎn)變?yōu)橛梢粋€軍事高層專業(yè)部門開發(fā)需求。在武器裝備需求開發(fā)方法方面，蘭德公司提出的通過仿真實(shí)驗(yàn)分析不確定性因素對武器裝備體系的影響來獲取武器裝備需求的探索性分析方法［5］。該方法主要強(qiáng)調(diào)對既定裝備系統(tǒng)不確定性參數(shù)的探索，對裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、作戰(zhàn)策略的不確定性研究較少。

1 武器裝備需求開發(fā)面臨的問題

傳統(tǒng)方法認(rèn)為需求存在于用戶的腦海中，通過用戶訪談的形式將人腦中的需求描述出來［6］，有以下局限：①通過訪談形式獲取需求的效率和效果嚴(yán)重依賴于需求獲取人員對該領(lǐng)域的熟知程度，以及對有效需求的敏感程度。缺乏利益相關(guān)者充分參與的需求獲取過程很難保證獲取結(jié)果的有效性［7］；②由于對將要開發(fā)的系統(tǒng)缺乏清晰的理解，利益相關(guān)者往往會依靠自身的主觀感覺提出需求，因此，缺乏必要的客觀依據(jù)，所以難以得到清晰而準(zhǔn)確的需求［8］。

更進(jìn)一步，將傳統(tǒng)需求開發(fā)方法應(yīng)用到裝備需求中還要考慮戰(zhàn)爭系統(tǒng)的一些特性。戰(zhàn)爭雙方的對抗本質(zhì)上是群體智慧的對抗，是對抗雙方干預(yù)策略的對抗［9］。軍事對抗在整體上呈現(xiàn)“零和”特征，對抗雙方都是盡其所能尋求最好的干預(yù)策略以達(dá)到制勝目標(biāo)，所以和一般人工系統(tǒng)相比，戰(zhàn)爭系統(tǒng)中干預(yù)策略更具有創(chuàng)新性和不確定性。戰(zhàn)爭系統(tǒng)干預(yù)策略的不確定性造就了戰(zhàn)爭系統(tǒng)的不可重復(fù)性［9］。而戰(zhàn)爭系統(tǒng)的不可重復(fù)性使得未來可能的作戰(zhàn)形態(tài)中運(yùn)用的許多武器裝備是現(xiàn)在沒有的，甚至未列入武器裝備研制計劃。那么就不存在一個可以確定的未來實(shí)際系統(tǒng)，只剩下大量可能的未來系統(tǒng)，我們只能研究眾多的未來系統(tǒng)可能的發(fā)展軌跡。但是，需求開發(fā)作為一種面向未來的分析方法，被開發(fā)出的需求應(yīng)當(dāng)具有和未來作戰(zhàn)形態(tài)相適應(yīng)的特征，適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的關(guān)鍵在于確定未來可能的戰(zhàn)爭系統(tǒng)演化狀態(tài)。因此，武器裝備需求開發(fā)面臨沒有確定的未來作戰(zhàn)形態(tài)，但又必須預(yù)測未來作戰(zhàn)形態(tài)的挑戰(zhàn)。

針對以上問題，本文提出面向未來作戰(zhàn)設(shè)定，異質(zhì)專家協(xié)同研討的裝備需求開發(fā)機(jī)制。

2 任務(wù)驅(qū)動對抗研討的裝備需求開發(fā)機(jī)制

民用產(chǎn)品的開發(fā)是為了滿足用戶的需求，所以其優(yōu)劣是由最終用戶評判的，其利益相關(guān)者包括最終用戶，投資方等。從表面上看，裝備開發(fā)的目的是為了滿足利益相關(guān)者的需求。但是在本質(zhì)上，則是為了完成預(yù)定作戰(zhàn)任務(wù)。所以，武器裝備的優(yōu)劣既不是由我方裝備使用者決定，也不是由敵方受用者決定，而是由裝備是否能完成預(yù)定作戰(zhàn)任務(wù)判斷的。所以武器裝備需求，既不存在于我方相關(guān)軍事人員的腦海中，更不存在于敵方軍事人員的腦海中，而是存在于潛在環(huán)境中。這個環(huán)境就是未來作戰(zhàn)任務(wù)所在的戰(zhàn)場環(huán)境，即未來設(shè)定。影響到未來設(shè)定的相關(guān)因素包括我方現(xiàn)有裝備、敵方現(xiàn)有裝備、我方未來作戰(zhàn)形態(tài)和敵方未來作戰(zhàn)形態(tài)等方面，如圖1所示?？墒浅宋曳浆F(xiàn)有裝備之外其他相關(guān)因素都是難以直接接觸的。所以需要通過利益相關(guān)者的協(xié)同研討對未來作戰(zhàn)環(huán)境進(jìn)行預(yù)測與模擬來開發(fā)裝備需求。

圖1 決定武器裝備需求的相關(guān)環(huán)境

2.1 界定利益相關(guān)者

根據(jù)以上分析，裝備需求開發(fā)中的利益相關(guān)者應(yīng)該包括：工程發(fā)起人，需求系統(tǒng)工程師，軍事專家，裝備專家，模型專家等。他們本質(zhì)上是代表我方的利益，通過研討分別模擬敵我雙方的利益在未來作戰(zhàn)環(huán)境中進(jìn)行對抗，開發(fā)裝備需求。利益相關(guān)者主要由各不同領(lǐng)域?qū)＜医M成，所以本文稱其為異質(zhì)專家。

需求系統(tǒng)工程師需要領(lǐng)悟需求開發(fā)方法的精髓，能夠有效地組織異質(zhì)專家專注于問題的解決。并且對具體問題領(lǐng)域有足夠的認(rèn)識。最后能夠歸納提煉需求開發(fā)的成果。

裝備專家是有裝備領(lǐng)域知識的專家，軍事專家是有軍事領(lǐng)域知識的專家，他們還應(yīng)該有基層裝備與作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樗麄兇砹嘶鶎又笐?zhàn)員及裝備系統(tǒng)，通過研討來模擬未來作戰(zhàn)環(huán)境。

模型專家是有建模領(lǐng)域知識的專家。不同領(lǐng)域的專家基于其專業(yè)知識建立的領(lǐng)域模型對于缺乏本專業(yè)知識的人們可能難于理解，并且不同領(lǐng)域?qū)ν恍g(shù)語的定義可能不同，由此造成學(xué)科之間進(jìn)行有意義交流的障礙。所以需要模型專家建立統(tǒng)一模型，支持異質(zhì)專家研討。

工程發(fā)起人是項(xiàng)目的發(fā)起人，提出愿景，即研究的初衷，具備調(diào)動專家群體以及其他相關(guān)資源的權(quán)力。

2.2 異質(zhì)專家協(xié)同研討

如圖2所示，通過異質(zhì)專家協(xié)同研討模擬未來作戰(zhàn)環(huán)境，并在環(huán)境中開發(fā)裝備需求。協(xié)同研討可以從更多的視角激發(fā)利益相關(guān)者對問題進(jìn)行更為全面和深入的思考，并且對利益相關(guān)者積極參與需求獲取活動提供了必要的客觀基礎(chǔ)，有利于群體間共識的形成。未來作戰(zhàn)設(shè)定是對未來作戰(zhàn)形態(tài)的規(guī)范化描述，為利益相關(guān)者之間的研討提供了一個具體的上下文，有助于異質(zhì)專家以完成特定的任務(wù)為具體目標(biāo)，對武器裝備在未來作戰(zhàn)環(huán)境中的應(yīng)用與效果進(jìn)行建模分析。

圖2 裝備需求開發(fā)中異質(zhì)專家之間的組織關(guān)系

2.3 面向未來設(shè)定的開發(fā)機(jī)制

武器裝備需求的開發(fā)是面向未來的，要了解未來的作戰(zhàn)形態(tài)，需要在現(xiàn)有情況下進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測。對于一個較近時期（五年內(nèi)）的預(yù)測，目前已有的方法可以做得較好。但是需求一般要考慮到十年甚至二十年以上的時間跨度。大跨度預(yù)測的準(zhǔn)確性是需求開發(fā)前瞻性與科學(xué)性的重要保證。

武器裝備的發(fā)展與未來作戰(zhàn)形態(tài)之間是一種相互依存、相互影響的關(guān)系。因?yàn)闆Q策與環(huán)境之間每時每刻都在相互影響，所以不可能完全精確地對敵方未來情況進(jìn)行預(yù)測，開發(fā)出的需求也就不能確保未來戰(zhàn)爭一定能夠勝利。但是，可以通過分析敵方未來武器裝備的發(fā)展趨勢，搜尋其中最有可能或者對我方威脅最大的情況。如果我方開發(fā)的需求是應(yīng)對敵方最有可能或?qū)ξ曳酵{最大的情況，那么在此需求的指導(dǎo)下，我方在未來戰(zhàn)爭中獲勝的可能性就很大。因?yàn)槿绻麑κ植捎脛e的武器裝備形式，結(jié)果會對我方更加有利。用這種方法得到的高質(zhì)量的需求可以保證我方有更多的勝算。

2.4 裝備與戰(zhàn)法相結(jié)合的對抗性研討

在戰(zhàn)爭系統(tǒng)中，裝備與戰(zhàn)法是相互依存的，所以開發(fā)裝備需求要注意裝備與戰(zhàn)法的緊密結(jié)合。目前的武器裝備需求開發(fā)大都把焦點(diǎn)集中在武器裝備系統(tǒng)上，雖然也考慮戰(zhàn)法，但大都是在某一既定戰(zhàn)法下開發(fā)裝備需求，或在裝備需求確定后在某一戰(zhàn)法下檢驗(yàn)。而基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程的需求開發(fā)則注重戰(zhàn)法與裝備的結(jié)合，同時優(yōu)化戰(zhàn)法及其對應(yīng)的裝備需求。同時對抗性是戰(zhàn)爭的本質(zhì)屬性之一，所以需要結(jié)合戰(zhàn)法強(qiáng)調(diào)研討過程中武器裝備的對抗性。

2.5 循環(huán)迭代的開發(fā)過程

對于裝備需求的最終檢驗(yàn)只能在未來的戰(zhàn)爭中進(jìn)行。不過在此之前，可以通過數(shù)理邏輯或?qū)嶒?yàn)仿真等多種方式來初步檢驗(yàn)需求。而且，對于需求的檢驗(yàn)，不能等到需求開發(fā)完成后再進(jìn)行，這樣會極大地增加開發(fā)成本。要在需求開發(fā)過程中的每一步都反復(fù)檢驗(yàn)，盡早發(fā)現(xiàn)謬誤，所以需求的開發(fā)是一個反復(fù)迭代的過程。

3 基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程開發(fā)裝備需求

基于戰(zhàn)爭設(shè)計工程［10］的武器裝備需求開發(fā)方法的核心是通過討論式模擬［11］集成異質(zhì)專家智慧，進(jìn)行裝備與戰(zhàn)法相結(jié)合的對抗性分析，基于定性分析與定量分析相結(jié)合的方法對不確定性設(shè)定空間進(jìn)行探索來獲取適應(yīng)未來作戰(zhàn)形態(tài)的武器裝備需求。

3.1 討論式模擬的相關(guān)概念及特點(diǎn)

在討論式模擬中專家分為紅方、藍(lán)方和主持方。需求系統(tǒng)工程師擔(dān)任主持方，主要是控制研討的流程。軍事專家與裝備專家分別代表紅藍(lán)雙方進(jìn)行對抗，但這一身份不是固定不變的，紅藍(lán)雙方的專家可以根據(jù)研討情況轉(zhuǎn)換身份。三方都知道研討問題相關(guān)的全部信息，同時紅藍(lán)雙方知道所代表方在實(shí)戰(zhàn)中應(yīng)該只知道哪些信息。討論式模擬中所有判斷和決策的依據(jù)只能是代表方在實(shí)戰(zhàn)中可能獲得的信息和行為的規(guī)則。對最終結(jié)果的所有判決應(yīng)根據(jù)全局的所有信息，一般應(yīng)為三方所共同接受，有分歧時常需作進(jìn)一步深入的研討。討論式模擬并不要求一次就把對抗雙方所有的對策都考慮完全，而是要經(jīng)過一個逐步深入的迭代過程。同時，在討論式模擬中，定量分析不僅僅是對定性策略的一種驗(yàn)證，還有可能發(fā)現(xiàn)新的策略，或把以前的策略改進(jìn)。討論式模擬是人機(jī)結(jié)合、以人為主的戰(zhàn)爭模擬形式，強(qiáng)調(diào)專家的作用，因?yàn)閷＜业难杏懜咚伎夹院徒忉屝?，是裝備需求創(chuàng)新性的主要來源。

3.2 開發(fā)裝備需求的一般流程

本文提出的裝備需求開發(fā)方法可分為6個步驟，如下頁圖3所示。

圖3 需求開發(fā)的詳細(xì)流程圖

（1）設(shè)定開發(fā)。由工程發(fā)起人和需求系統(tǒng)工程師主持。使隱式的愿景顯式化，明確并規(guī)范化描述背景、問題及其目標(biāo)、確定問題的相關(guān)領(lǐng)域。設(shè)定開發(fā)使問題更加明確，便于研究，但同時也可能會引進(jìn)對愿景的曲解；

（2）研討約束。設(shè)定并非對愿景的完整規(guī)范，還需要由需求系統(tǒng)工程師、軍事專家、裝備專家進(jìn)行約束研討。研討約束主要是為了明確戰(zhàn)爭設(shè)計所在的未來情景的一些關(guān)鍵約束變量。首先，分析未來情景，把問題聚焦到一個具體領(lǐng)域。然后，研討具體領(lǐng)域下的約束（邊界、假設(shè)等），以得到未來情景約束的形式化描述；

（3）研討干預(yù)策略。由需求系統(tǒng)工程師、軍事專家、裝備工程師研討干預(yù)策略。干預(yù)策略是裝備與戰(zhàn)法的結(jié)合模式。首先在設(shè)定的基礎(chǔ)上分析紅藍(lán)雙方各種可能的作戰(zhàn)過程。在此基礎(chǔ)上，緊密圍繞作戰(zhàn)目標(biāo)確定各個作戰(zhàn)流程中紅藍(lán)雙方所可能采取的對策及其對策的優(yōu)劣。對策研討一般從敵我雙方策略的漏洞入手，需要充分調(diào)動人的創(chuàng)造性，反復(fù)研討，盡可能地窮盡各種策略，找到各種漏洞，發(fā)掘出可能發(fā)揮的最有效的方式。對策研討以定性分析為主，不僅依賴于作戰(zhàn)原則，而且依賴于研討成員的軍事經(jīng)驗(yàn)和智慧創(chuàng)新。通過對策研討，確定出紅藍(lán)雙方比較合理的對抗策略；

（4）建立效果模型。由需求系統(tǒng)工程師、軍事專家、裝備專家、模型專家參與建立效果模型。首先，建立干預(yù)策略的概念模型，包括典型作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)過程。然后，確定關(guān)鍵參數(shù)及其范圍。最后，建立效果模型計算紅藍(lán)雙方不同策略對抗條件下的作戰(zhàn)效果，從定量的角度評判對抗策略的優(yōu)劣。應(yīng)用效果模型定量分析一般可以采用數(shù)理邏輯模型或仿真試驗(yàn)等方式；

（5）基于效果模型反思。由需求系統(tǒng)工程師、軍事專家、裝備專家、模型專家通過關(guān)鍵參數(shù)的探索性分析，反思戰(zhàn)法與裝備結(jié)合模式合理性，如有必要還要反思約束合理性。基于效果隨關(guān)鍵性變量變化的趨勢得到干預(yù)策略改進(jìn)的方向、約束條件改進(jìn)的方向等。如果需求開發(fā)工程團(tuán)隊(duì)認(rèn)可效果模型的模擬結(jié)果，則它所對應(yīng)的策略就是問題的答案，進(jìn)行歸納總結(jié)。如果對解答不滿意，首先需在設(shè)定的范圍內(nèi)尋找新的合理的方案。如果在設(shè)定范圍內(nèi)尋找不到滿意解，就應(yīng)該對該設(shè)定進(jìn)行反思；

（6）歸納總結(jié)。工程團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之外的相關(guān)人員進(jìn)行交流，以便對裝備需求給予一個客觀、公正的認(rèn)識。

4 總結(jié)

信息化戰(zhàn)爭中，武器裝備需求開發(fā)至關(guān)重要。但是，目前對裝備需求開發(fā)方法的研究還存在許多不足。本文在分析現(xiàn)有方法的不足以及裝備需求開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種以作戰(zhàn)任務(wù)為目標(biāo)，在未來戰(zhàn)場環(huán)境下通過異質(zhì)專家研討的武器裝備需求開發(fā)機(jī)制。并且給出了裝備需求開發(fā)的具體流程。本方法由戰(zhàn)爭復(fù)雜系統(tǒng)不可重復(fù)性的本質(zhì)出發(fā)，解決了裝備需求開發(fā)的關(guān)鍵問題。在異質(zhì)專家研討進(jìn)行需求開發(fā)的支持工具方面，我們作了進(jìn)一步研究，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了研討支持工具的基本框架。我們還將進(jìn)一步構(gòu)建需求開發(fā)環(huán)境，以便進(jìn)行案例研究，更好地完善裝備需求開發(fā)方法及工具。

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Weapon Equipment Requirements Development Based on War Design Engineering

MA Guo-pu，GUO Jian-ke，LI Zhi-qiang，YAN Qiao-qiao
（Logistic Engineering University，Chongqing 401311，China）

Based on analyzing the shortcoming of traditional requirement development method and the characteristics of weapon equipment requirements，this paper puts forward the main challenge for weapon equipment requirements development.The challenge is that there is no exactly future battle modality，but we have to predict battle modality in the future.Aimed at the above problem，a requirements development mechanism driven by a military mission，under a scenario of the future war，by the antagonism seminar of experts belonging to different realms is presented.Finally，material requirements development method based on Seminar Game of War Design Engineering is proposed.

war design engineering，requirements development，weapon equipment requirements，complexity

E917，N949

A

1002-0640（2015）03-0179-05

2014-01-19

2014-03-28

學(xué)院青年科研基金資助項(xiàng)目

馬國普（1982- ），男，河南安陽人，博士，講師。研究方向：管理科學(xué)與工程，國防系統(tǒng)分析。