中国指挥与控制学会会刊 
需求是体系建设的逻辑起点,需求分析是体系顶层设计的第一个环节,重点要解决“仗怎么打、装备怎么发展”的问题,突出强调作战需求对装备体系发展的牵引和推动作用。围绕仗怎么打,要勾画未来体系作战使命任务和能力要求;围绕装备怎么发展,构建体系组成结构关系和核心技术支撑,提供体系需求解决方案,从而明确体系发展建设的方向和重点。本文主要围绕体系需求分析的基本内涵、方法流程和分析模型等开展研究,为开展体系需求研究提供方法手段支撑。
1 基于多视角的体系需求分析基本内涵
需求体现两方面的内容:一是用户的主观意愿,因为需求是用户提出的,所以需求来源于用户的主观意愿;二是现实的客观约束,用户按照其意愿所提出的需求会受到技术水平、政策法规等客观条件的约束。体系需求是指体系为了满足未来军事需要必须符合的条件或具备的能力[1],是对“为什么要建体系,建成什么样的体系”的总体性描述,为体系设计提供输入。从辩证唯物主义中全面、多角度看问题的观点,体系需求来源于未来军事需求牵引,核心是体系支撑的能力需求生成,落脚是装备系统的一体化建设,关键是批量核心技术的有效推动,如图1 所示。这体现了体系需求的前瞻性、全局性,内容的多维性和作用的引领性的特征。
在多视角理解体系需求的基础上,基于霍尔三维结构理论,从主体、客体和过程三个方面构建体系需求生成的三维结构模型,如图2 所示。首先从主体看,体系需求生成涉及作战部门、管理部门、建设部门、一线部队和需求论证机构等多个体系利益攸关方,需要从业务管理的角度来实现跨部门的信息流转;从客体来看,由于体系对象复杂性和多样性,需要从技术流程的角度来实现跨领域中各系统的无缝连接;从过程看,需求生成涵盖获取、分析、描述、验证和管理等多个环节,需要一整套系统的、可操作性的分析方法实现体系需求生成。由业务流程的管理支撑和技术流程的方法支撑共同构成了联合需求生成机制。
2 融合威胁和能力的体系需求分析流程
1)基于威胁的需求分析方法
该方法是一种以作战客体为中心、自底向上的分析方法,针对特定时期特定作战方向或领域所面临的战争对手及其构成的军事威胁,设定若干应对军事威胁的军事想定,以军事想定为背景出发,进行敌我双方作战力量的对比分析,以此为依据找出现有装备的短板弱项,作为牵引装备规划建设的需求和依据。
主要优点:以特定领域单一威胁或多个确定威胁为驱动力,目标明确,操作性强,能够快速形成针对性强的需求分析方案,有效应对威胁。主要缺点:没有考虑与威胁相关的不确定性因素,难以适应其他领域、其他威胁带来的影响,需求分析所形成的体系适应性不强,后续体系集成难度大。
2)基于能力的需求分析方法
针对基于威胁方法存在的不足,为促进装备体系的发展,以未来体系综合能力为核心,采用自上而下和自下而上的分析思路,统筹未来各领域、各方向、各军兵种的能力发展要求和可能面临的各种威胁,统一规划体系能力需求,自顶向下分解,将顶层能力要求分配到各领域、各军兵种,按照统一的体系架构和技术体制、标准规范提出实现各能力的体系方案,然后采用自底向上的思路进行集成,形成体系能力。
主要优点:采用自顶向下的思路,避免不必要重复和“烟囱式”发展;从使命任务出发分析体系能力要求,以能力为牵引,支持多任务、不确定威胁的作战需求分析,促使体系具备多种能力以应对未来可能面临的多种挑战[4]。
3)基本流程
开展需求分析首先以基于能力的分析方法为主导,在特定阶段兼顾强敌对手威胁,实现优势互补,提高分析效率。采用以上需求分析思路,主要从作战概念分析、能力需求分析、系统需求分析、技术需求分析等环节开展分析,为体系设计奠定基础,如图3 所示。
针对以上需求分析流程,从核心环节看,能力生成是体系需求的核心,能力差距分析是将作战部门、管理部门、建设部门联系起来的重要环节,是提高体系需求分析针对性的重要技术手段,因此,能力差距的度量是要解决的一个关键技术问题;从联系的观点看,作战需求、能力需求、系统需求、技术需求共同构成体系需求的有机整体,具有本质的一致性,如何建立能力、系统和技术之间的关联关系,是确保体系需求一致性的关键,也是提高体系需求分析科学性的重要支撑[5]。
3 基于质量功能展开QFD的体系需求分析模型
3.1 能力差距度量模型
体系需求在未来战场上的直接体现是作战能力需求,主要反映现实能力与打赢目标(能力目标)的差距,任一体系要素能力的缺失或不足而形成的能力差距都有可能导致体系整体能力的下滑,开展需求分析的核心是发现并度量能力差距,牵引系统的建设,引领技术的发展,从而弥补能力差距,为能力优先级排序和规划奠定基础,如图4 所示。
能力差距度量方法包括以下四个方面:
1)确定能力比较项,分析装备作战使命任务需求,分解能力需求指标,构建能力需求指标体系。
2)明确能力目标和现实能力,能力目标量化为
E=
现有能力量化为
e=
3)底层单项能力差距计算与去量纲化:
C1j=
4)归一化形成底层能力差距向量:
=
式中,n为底层能力指标数。
通过度量能力差距得出能力重要度,为能力优先级排序、能力规划提供参考。
3.2 需求映射分析模型
围绕作战任务,作战能力需求、装备体系需求、装备技术需求具有本质的一致性,是分别从能力域、装备域和技术域对体系需求的描述。建立作战能力需求、装备体系需求和装备技术需求之间的关联关系,是确保体系需求一致性的关键,也是提高装备体系论证科学性的重要支撑。采用质量功能展开(QFD)方法开展能力-系统-技术的映射分析。
QFD是一种用户需求驱动的产品设计分析方法,强调将用户需求转换为产品管理者、设计者和制造者都能理解并执行的具体信息。主要功能是通过“质量屋”的形式展现,将用户需求与工程措施间的关系进行量化处理,通过数据的分析,找出针对用户需求各项关键措施的贡献排序,最终保证企业生产出符合用户需求的产品。其中,“质量屋”的左墙表示用户需求要素,屋顶表示实现产品的技术措施,房间是技术措施与用户需求关系矩阵,右墙为用户需求要素重要度,分析思路如图5 所示。运用QFD方法开展体系需求映射如图6 所示。
采用该方法的核心是构造映射矩阵,计算各分系统相对于能力的重要程度,按照以下几个步骤进行:
1)构造映射矩阵(以能力-系统映射为例),采用三级标度计算能力-系统关联度,其中,☉为强相关(赋值3分)、△为中等相关(赋值2分)、□为弱相关(赋值1分),如图7 所示。
2)计算各分系统相对于能力的重要度:
Si=
Sij为分系统i与能力j关联度,采用三级标度。Cj为能力j的重要度,依据能力差距确定,n为能力指标数。
分系统1的重要度S1=3╳△+4 ╳□+5 ╳ △+2╳☉+4 ╳□+3 ╳ △ +6 ╳□= 42。
S2=55,S3=59,S4=48。
3)归一化形成系统的重要度向量: = (0.20,0.27,0.30,0.23)
4 典型空间目标监视体系需求映射分析实例
本节以典型空间目标监视体系需求分析为例,采用体系需求方法,从作战概念分析、能力需求分析、系统需求分析和技术需求分析等方面进行论述,说明分析方法的应用流程。
1)作战概念分析
围绕空间对抗、空间防御、空间利用、地面军事活动等,分析在目标选择、目标威胁分析、反侦察情报等方面对空间目标监视体系的军事需求,得出空间目标监视体系在目标定轨与编目、目标成像、目标识别与跟踪等方面的任务需求,以此构建空间目标监视体系概念图,如图8 所示。
2)能力需求分析
根据空间目标监视使命任务和作用过程,其能力需求指标包括目标探测能力、目标监视能力和目标定位能力,如图9 所示。
分析能力差距为
=(0.10,0.05,0.11,0.22,0.08,0.07,0.16,0.07,0.11,0.04)
进行能力优先级排序,如图10 所示,可见平均单个目标探测次数指标差距较大。
3)系统需求分析
在目标探测能力、目标监视能力和目标定位能力的需求下,初步确定空间目标监视系统的系统构成包括天基空间目标监视系统、地基空间目标监视系统和监视中心系统等,如图11 所示。
基于QFD开展空间目标监视能力-目标监视系统映射分析。构造能力-系统映射矩阵如图12 所示。
系统重要度计算:
S1= Sij=2·10+3·5+2·11+1·22+…+2·11+1·4=223
系统重要度向量:
=
归一化:
=(13.05%,10.00%,11.00%,13.00%,11.00%,8.70%,15.57%,11.70%,6.61%)
通过相关程度与各项需求的权值,可以得到各种监视系统相对于能力需求的重要度,如图13 所示。
4)技术需求分析
在能力和系统需求的基础上,初步确定空间目标监视系统在探测载荷技术、空间信息处理技术、空间信息管理技术和系统组网技术等4大类27项关键技术,如图14 所示。
通过开展基于QFD目标监视能力-目标监视技术映射分析,计算相关程度与各项需求的权值,可以得到各项关键技术相对于能力需求的重要度,如图15 所示。
5 结束语
体系需求研究是以问题为导向、以能力为目标的,开展体系需求分析要融合基于威胁和基于能力的分析思想,解决威胁问题,规划能力目标,形成体系能力需求、系统需求和技术需求等需求分析结果。本文基于多视角研究体系需求分析内涵、方法和模型,提供了一套可借鉴、可操作的体系需求分析方法流程和解决途径,并通过典型空间目标监视体系需求分析实例,展示了方法的运用流程,后续将进一步加强体系需求验证与优化工作,支撑体系规划论证。