武器装备体系贡献度评估方法综述

梁家林,熊 伟

(1.航天工程大学，研究生院， 北京 101416； 2.航天工程大学 国防重点实验室， 北京 101416)

随着军事科技的飞速发展和高新技术的广泛应用，军事斗争的形式发生了翻天覆地的变化。武器装备信息化、智能化、一体化趋势越来越明显，不同武器装备互相促进、相互制约，联接成复杂的武器装备体系。未来战争呈现为信息化条件下多军( 兵) 种联合作战与武器装备成体系对抗的发展趋势，武器装备体系建设水平的高低直接决定了军队战斗力的强弱。武器装备只有立足于提升体系作战能力，建立完整的武器装备体系，才能促进各类武器装备性能相互融合和补充，才能发挥武器装备的最佳作战效能。将武器装备置于体系环境中开展论证评估，已成为装备论证工作的新要求。对推动装备体系结构化设计，实现资源优化配置具有重大意义。习近平主席强调“要以作战体系的贡献率为评价标准，科学设计装备需求和技术指标”[1]，为装备论证指明了方向。

为了研究和解决这个问题，提出了体系贡献度概念，旨在通过体系贡献度评估，回答新型武器装备对体系作战能力的提升作用。装备好不好，要不要发展，不再简单取决于战技性能指标有多高，而是更加关注装备对整个作战体系的贡献作用。从系统、体系的整体角度出发，合理编配及优化各种作战和保障力量。基于装备对体系的贡献度，分析体系中落后的武器装备及相关技术空白，重点发展对体系贡献度大的装备，淘汰或改进对体系贡献度低的装备。引入体系贡献度有助于判明装备发展的走向，有助于提高装备发展建设的整体效益。体系贡献度作为一个新的概念首先必须厘清其内涵，探索体系贡献度评估理论和方法，为体系贡献度评估工作的开展提供理论支持，为装备体系的科学发展，快速形成战斗力提供支撑。

1 体系贡献度相关概念剖析

1.1 贡献和贡献度

贡献(Contribution)在《辞海》中的解释为：“对国家或公众所做的有益的事。”贡献的大小由贡献者和受益者(或目标系统)来共同衡量。贡献的大小不仅取决于贡献者的能力大小，还取决于受益者的需求或要求。

贡献度在经济领域统计分析中是使用频率较高的专业术语。目前在经济领域存在两种定义:一种是指有效或有用成果数量与资源消耗及占用量之比，即产出量与投入量之比，或所得量与所费量之比[2]；另一种是指经济增长中各因素作用大小的程度，也即某因素增长量占总增长量的比重[3]。

军事领域的贡献度主要集中于分析单项新技术对装备体系的贡献度。目前国内外全面介绍和深入研究装备对体系贡献度的文献非常少，尚未见成熟的度量标准和相关理论方法。

1.2 军事领域体系贡献度

贡献度在军事领域运用较少，虽然部分文献涉及了某个系统对作战体系影响的研究，但对武器装备体系贡献度的认识有限[4]。体系贡献度作为衡量武器装备贡献大小的指标，在军事领域尚是一个新的概念。体系贡献度是我军创造性提出的一个新概念，旨在度量装备体系的组成部分对整个装备体系的作用或影响程度的大小，从而支持武器装备的发展和采办决策[5-6]。由于体系具有复杂性、涌现性、动态性和进化性等独有性质，导致传统的基于数学分析、数据统计等评估方法无法解决体系贡献度评估问题，如何界定体系贡献度的内涵存在不同的观点。

李际超、杨克巍[7]对装备体系贡献度定义如下：装备体系贡献度是指某类特定的装备在包含它的装备体系和给定的作战条件下，对体系完成作战使命任务所发挥的能力或作战效果的价值。

基于美国圣塔菲研究所CAS(Complex Adaptive System)的体系作战观点认为：装备体系贡献度是将指待评估装备纳入到直接任务作战体系(小体系)或联合作战体系(大体系)后，体系作战效能以及作战能力相对于不包含待评估装备的作战体系的效能及能力的变化程度[8]。

金丛镇认为[9]，武器装备体系贡献度是指在给定的作战想定和作战使命任务下，武器装备对整个作战体系遂行作战使命任务贡献的占比程度。装备对体系的贡献度，通过对体系作战效能的影响或对使命任务确定的作战能力需求的满足来体现，分别可以看作是装备体系的动态和静态贡献。

装备学院管清波、于小红从体系需求满足度和体系效能提升度两个方面考虑，认为体系贡献度是指武器装备加入作战体系后使作战体系内各系统以及整个作战体系在实时感知、高效指挥、精确打击、快速机动、全维防护、综合保障等方面的提升程度[10]。体系贡献度分类如图1所示。

程贵等[11]从能力需求视角对装备体系进行评估，可归纳武器装备体系贡献率的定义和计算方法如下：

C(ωn)=1-P(ω1,ω2,…,ωn-1)/P(ω1,ω2,…,ωn)

(1)

式(1)中：C(ωn)表示装备ωn的体系贡献率；P(ω1,ω2,…,ωn)表示由ω1,ω2,…,ωn组成的武器装备体系完成任务的可能性。

叶紫晴等[12]从体系面临的作战对手和作战想定入手，分析装备对体系使命的贡献程度即用任务的执行情况描述某型装备对任务的支撑程度。定义装备完成任务Wi对体系的贡献度为：

(2)

式(2)中：βT/s为武器装备体系S对任务T的执行水平；βT/(s-wi)为不包含武器Wi的武器装备体系S-Wi对任务T的执行水平；YT/Wi为武器装备Wi对完成任务T的贡献度。

欧美等西方发达国家在装备体系建设领域几乎很少有军事体系贡献度概念的直接表示。近年来，兰德公司开发了“基于能力的规划”(Capability-Based Planning，CBP) 的组合分析方法，该方法的目标是从多种待选(待研) 装备(或其他选项) 中优选形成最有利于能力需求的发展组合，它强调作战概念的开发，并将其作为评估的前提，而后通过定量的实验以及分析人员与高层决策者的定性分析共同解决装备规划或类似问题[13]。Boaz Golany[14]建立网络最优化模型来解决资源约束条件下的装备发展规划问题。

2 体系贡献度评估方法发展现状

通过上述梳理的体系贡献度内涵可以看出，关于体系贡献度的研究，很多学者从作战效能或作战能力角度给出了体系贡献度或贡献率概念表述，这些概念表述内涵大致相似，可以认为装备对体系的贡献度通过对体系作战效能的影响或作战能力需求的满足程度来体现，即装备对体系的动态和静态贡献。现从基于作战能力和作战效能两个角度分析体系贡献度的评估发展现状。

2.1 基于作战能力的体系贡献度评估方法研究

作战能力是指武器装备为执行一定作战任务所需的本领或应具有的潜力，是一个相对静态的概念。武器装备体系的构成是综合考虑作战能力需求等因素所确定的排列组合，通过对作战能力的评估，可以在宏观上评价武器装备的作用大小、比较同等武器的优劣、找出武器装备发展的薄弱环节、提出今后的发展重点、制定武器装备发展目标等。

从作战能力需求出发，国内外专家对武器装备体系贡献度评估展开了研究。文献[15]引入使命和方法框架(MMF)及反馈机制的思想，针对装备体系的特点规律，借鉴复杂系统的分析思想，提出了一种面向价值工程的装备体系贡献度分析方法。海军装备研究院李炜等[16]人从作战体系与能力出发，针对战斗舰艇的体系贡献度评价问题，在现有评估作战能力方法基础上，提出了以评估海上作战编成体系作战能力来量化评价舰船装备体系贡献度的综合指数法。文献[7]从体系角度出发，提出一种基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估方法。将武器装备与装备间关系分别抽象为作战网络中节点与边。提出综合影响指标对武器装备体系作战能力进行评估，在此基础上，构建装备贡献度评价指标衡量单装备在武器装备体系中的贡献程度，并通过实例进行验证，检验了该方法的有效性。

2.2 基于作战效能的体系贡献度评估方法研究

作战效能是指在特定条件下，武器装备被用来执行特定作战任务所达到预期目标的有效程度[17]，是一个动态的概念。不但与装备的质量、数量有关，而且与作战编配和在作战中的实际运用有关，其指导作用不仅体现在武器装备发展领域，还覆盖了装备配置、战场指导等其他领域。通过对作战效能的分析和研究有助于确定装备体系建设的关键环节，为装备体系成体系的发展提供决策依据，从而准确地把握装备的发展方向，有针对性提出发展新型武器装备时应着重解决的问题。

罗小明等[18]从任务、能力、结构、演化四个维度出发，探讨了基于“探索性分析+”的武器装备评估方法，通过仿真实验与探索计算，获得不同维度内的武器装备体系贡献度评估结果。

甘斌、胡正东等[19]结合某新型装甲系统体系贡献度评估任务，利用仿真实验的可重复性优势，在考虑双方对抗的条件下进行体系仿真实验，计算各类效能指标，通过敏感性分析、相关性分析以及因果追溯分析等方法开展装备体系贡献度的评估。

文献[20]从增强作战效果贡献度、增强作战效率贡献度、降低作战代价贡献度三个方面对武器装备作战体系贡献度评估指标体系进行SEM建模，初步实现了对武器装备作战体系贡献度的评估分析。

在武器装备体系贡献度评估中，由于体系贡献率指标体系中既存在定性指标，又存在定量指标，还存在定性定量相结合的模糊性指标。由于部分影响因素或评估指标的模糊性、评估数据本身的不准确以及影响因素间因果关系的复杂性等，可能导致评估信息不准确、不完全可靠和不完备性。因此如何对所构建的评估指标体系进行量化计算，如何对评估数据进行有效处理成了体系贡献度评估工作的难点。

王楠等[21]充分考虑了实际评估中部分影响因素或评估指标的模糊性、评估数据本身的不准确以及影响因素间因果关系的复杂性，给出了基于粗糙集的武器装备体系贡献度评估模型与步骤。研究工作表明，粗糙集评估法较好地解决了评估数据少、模糊或者不确定的问题，克服了人的主观臆断，使评估结果更加准确、可信，对难以完全量化系统的武器装备体系贡献度评估提供了新的解决思路与具体方法。

吕惠文等[22]提出将证据理论与灰色理论结合运用于体系贡献率评估，有效解决了指标体系中模糊性指标和定性指标不易量化的问题。

针对传统天基海洋监视系统贡献度评估方法存在权重计算主观性强、难以应对作战不确定性等问题，姜剑雄等[23]提出一种基于直觉模糊推理(IFR)的海洋监视系统贡献度评估方法。设计了Max-Min推理合成算法，将重心法作为解模糊算法，考虑隶属度与非隶属度大小对直觉指数的影响并进行修正，检验了所建规则的合理性。用典型目标监视实例对评估方法的有效性进行验证，仿真结果表明该方法能给出有效的系统贡献度量化评估结果。与粗糙集、结构方程模型(SEM)等贡献度评估方法相比，其逻辑清晰、计算量小，较好地解决了由知识模糊性引起的不确定性问题，对航天武器装备发展论证及规划部署有一定的参考意义。实际工程应用中，此方法的不足之处是建立推理规则库难度较大。

在军事或国防装备体系贡献度方面，国外尚未发现直接相关的评估研究文献。关于装备论证建设方面，兰德公司[24]对美国国防部不同类型的飞机平台进行评估，给出了合理的指标来对飞机展开论证，根据论证结果给出飞机装备的优先采办建议。华盛顿国防作战测试与评估办公室报告[25]对针对具有核心能力的移动平台可用性、作战效能、作战适用性、以及生存能力展开评估，评估结果作为装备论证的依据。美军陆军战争学院与国防部军队转型办公室针对美国陆军第5军及第3机械化步兵师“自由伊拉克行动”主要进攻作战阶段的行动进行总结，其中的一个评估项目就是“新的信息系统对作战效能提升的促进作用”。

3 体系贡献度评估方法的思考

通过对当前体系贡献度评估方法的梳理，体系贡献度的刻画主要通过武器装备对体系作战效能的提升或对作战能力需求的满足程度来度量。具体方法研究大多基于理论层面，而对方法的可行性、可用性有待考究。武器装备体系贡献度评估的认识都比较有限，没有形成一套成熟、可靠的理论和方法，存在以下不足：

1) 度量标准不统一。目前对武器装备体系贡献度的度量方法众多，不同学者提出了不同的方法，包括武器装备对作战任务完成效果的贡献度、对体系作战能力提升的贡献度、对作战体系结构优化的贡献度、对体系建设效益的贡献度。武器装备体系贡献度是一个新的概念，也是衡量被评武器装备或系统在体系作战中所发挥作用的关键因素。如何界定武器装备体系贡献度的内涵和分类，在理论上也是一个需要不断探析的课题。

2) 缺乏解析模型的量化评估方法。体系贡献度评估问题的难点在于如何对所构建的评估指标体系进行量化计算。通过对目前武器装备对体系贡献度评估方法的分析，大多基于AHP、指数法、改进ADC方法、模糊评估法等传统的解析评估方法，导致体系贡献率指标中既存在定性指标，又存在定量指标，还存在定性与定量相结合的模糊性指标，这些都过于依赖专家经验知识。具体表现在两个方面，一是定性指标的量化依赖专家经验，二是所构建指标的权重由专家主观确定。这样会导致评估结果不够准确。

3) 静态评估方法为主，忽略了对抗的交互作用。装备对体系的贡献程度最终要在攻防双方对抗条件下来检验，现有的武器装备体系贡献度的评估方法大多没有考虑交战双方的攻防对抗，评估结果的可信度较低。基于模型和大数据的计算机建模和仿真技术应当成为体系贡献度评估方法的主流，条件允许的情况下还应考虑进行仿真实验和真实战场检验。部分学者提出采用仿真实验的方法得到武器装备作战过程和结果的数据，但没有给出所用的仿真平台、仿真实验的具体过程，所给出的仿真数据的可信度较低。

4 体系贡献度评估方法的研究方向

武器装备体系贡献度评估是一个新的概念，对衡量武器装备在体系中的发挥作用具有很大的参考价值，为武器装备的论证发展提供了明确的指导思路。针对武器装备体系贡献度评估方法的不足之处，建议体系贡献度评估方法的研究方向如下：

1) 统一度量标准，扩大评估视角。当前对武器装备体系贡献度的评估多基于作战能力需求和作战效能的影响程度来进行度量，没有充分考虑体系内部关联性、复杂性、涌现性等属性。针对武器装备对整个装备体系的影响程度考虑不够全面，不能充分反映装备对体系的贡献程度。体系贡献度的研究应从装备对体系结构优化、体系作战能力需求、体系作战效能提升、体系作战代价等方面的贡献进行综合评价。

2) 探索客观高效的非线性评估模型。现代化战争中，战场环境复杂多变，影响因素众多，机理复杂，探索客观高效的非线性评估模型对于武器装备体系贡献度的评估问题具有非常重要的实用价值。体系内部错综复杂的关系导致难以采用一种严格的数学形式来对作战过程进行定义及定量分析。具有强大非线性映射能力的神经网络智能学习算法以及复杂网络理论将在体系贡献度评估中具有很大的研究前景。

3) 对体系贡献度的研究从“静态”阶段逐步向“动态”阶段转变，逐步使基于对抗仿真的体系贡献度评估方法成为主流。利用仿真实验的高效性、可重复性优势，开展基于对抗条件下的仿真实验。通过对大量样本数据的分析处理，分析装备对体系作战效能的影响，合理规划装备体系结构。

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