中国指挥与控制学会会刊 
装备保障能力作为军队作战能力的重要组成部分,是保持和提高战斗力不可或缺的重要支撑。开展装备保障能力需求分析是装备保障能力建设的起点,即为遂行可能的使命任务,期望装备保障系统要具有的功能、性能及效能[1]。对装备保障能力需求进行分析,不仅可以为装备保障能力的发展指明方向,优化系统结构,还可以厘清当前装备保障系统在履行使命任务方面存在的缺陷与不足,避免装备保障能力建设的盲目性。
目前,关于装备保障能力需求分析的研究有了一定成果。文献[2]使用了WSR方法论对装备保障能力评估需求进行分析;文献[3]运用模糊聚类分析法,梳理形成层次指标体系框架来进行装备维修保障能力评估;文献[4]基于QFD方法构建了维修保障装备体系能力需求分析模型。这些方法多采用静态评估的方式给出装备保障能力的相对水平,但由于军事威胁的高度不确定性,这种传统的对静态能力需求获取方式难以回答能否完成特定使命任务的问题,能力需求向任务的转化不够清晰,缺乏分析的有效性和针对性。并且,分析过程多以专家经验和定性分析为主,科学性、准确性不足。因此,只有立足担负的使命任务,分析装备保障系统现有能力对完成使命任务的能力需求满足程度,才是解决需求分析有效性和针对性的有效途径。
为此,本文以使命任务为牵引,提出了一种面向任务的装备保障能力需求满足度分析方法。通过逐层分解使命任务,并利用任务到能力的映射关系,获得完成多样化使命任务的装备保障能力需求。同时,从定量角度生成装备保障能力需求指标,量化得出装备保障能力对使命任务需求的满足度,为装备保障能力建设提供科学指导。
1 装备保障能力需求满足度分析框架
2 使命任务分析
使命任务分析是指在特定的作战背景下分析实现装备保障目标的装备保障任务组成。因作战态势、装备保障运用方式、战场环境等因素的不同,使得装备保障使命任务多样化,进而所需的装备保障能力也必然不尽相同。为增强使命任务分析的针对性,应重点围绕装备保障系统的核心使命任务进行分析。
2.1 使命任务分解
对使命任务进行分解,可以得到不同层次的子任务,直观反映出装备保障任务体系,为实现由装备保障任务向装备保障能力的转换奠定基础。可采用IDEF0方法的结构化分析功能,对装备保障任务分解细化,实现对装备保障任务的独立无重复划分[6]。分解的目的是要找到支撑装备保障任务的能力,而装备保障活动是单元级的装备保障任务,描述了完成装备保障任务的具体行为,在装备保障中与能力对应关系相对固定,可以实现与能力指标的映射,所以,可将装备保障任务层层分解至与装备保障能力指标相对应的装备保障活动。
假设装备保障任务经过2次分解后即可得到装备保障活动,具体分解步骤如下:
1)分析装备保障的目标、组织与规则,由使命任务得到要执行的装备保障任务T。
2)装备保障任务T经过第1次分解后得到N个子任务Ti(i=1,2,…,N),则T= 。
3)对子任务Ti继续分解,得到装备保障活动Tij(j=1,2,…,n),n为子任务Ti分解得到的装备保障活动数量,则Ti= 。装备保障活动之间存在逻辑关系和时序关系。
2.2 装备保障任务聚合
在装备保障任务体系中,下层的装备保障任务可以同时支撑多个上层任务,上下层的装备保障任务存在多对多的关系。为了提高装备保障任务描述的准确性,需要将最后一级的子任务和装备保障活动聚合,消除重复和冗余。最后,可得到装备保障任务清单LT= ,P为聚合后得到的子任务数量;装备保障活动清单LA= ,Q为聚合后的装备保障活动数量。
3 装备保障能力分析
装备保障任务是对装备保障能力的约束与要求,进行装备保障能力分析是实现装备保障任务到装备保障能力的转换。
3.1 装备保障能力需求分析
从使命任务分解得到的装备保障活动是由单一的装备保障能力支撑的,装备保障活动与能力之间存在一一对应的关系,因此,可采用专家研讨等方法将装备保障活动对应转换成装备保障能力需求。依据装备保障活动清单LA对应得到装备保障能力需求清单LC= ,C2,…, 。
3.2 装备保障能力指标获取
装备保障能力指标是可度量的装备保障能力属性,一项装备保障能力由一个或多个能力指标定义。装备保障活动的具体执行会对执行活动的人或装备提出应具备的能力要求,这种装备保障活动的成功执行与装备保障能力指标之间存在一种映射关系,这种关系也是“一对一”或者“一对多”。根据装备保障活动与能力指标之间的作用关系,映射规则主要有解析规则、推理规则、学习规则、等价规则4类[7]。
1)解析规则是使用系统工程等理论建立装备保障任务的数学模型,将抽象的装备保障活动转化为相应的能力,定量生成能力指标。
2)推理规则是根据历史经验和逻辑关系、时序关系等规律,由装备保障活动推理出相应的能力指标。
3)学习规则是将演习、实验、仿真获得的相关数据归纳、分析,形成相应的能力指标。
4)等价规则是装备保障活动执行的水平要求完全等同于能力指标的取值。
在具体的任务背景下,根据装备保障活动与能力指标之间的关系,选择合适的映射规则,建立映射模型,便可得到装备保障能力指标并确定取值。第k个能力Ck对应的能力指标为 ,m=1,2,…,M,M为Ck的能力指标数量。
4 能力需求满足度分析
装备保障能力需求满足度表示的是当前的能力水平满足能力需求的程度,取值范围为 。可通过逼近理想解法和灰色关联分析法,用求出的能力指标贴近度和关联度来描述能力需求满足度。贴近度反映了能力指标与理想值之间的差距,但它们之间关于各影响因素的差别程度区分不够详细;关联度是在对每个能力指标的各影响因素进行比较的基础上,表示能力指标间的相似度[8]。将逼近理想解法和灰色关联分析法相融合的方法应用于满足度计算,可以有效消除单一逼近理想解法的不足,得到的满足度结果更具说服力。
由于各个装备保障能力指标的单位、数值不尽相同,无法统一计算,需要先对能力指标进行规范化处理。设Emax为指标理想值,表示为匹配任务,希望指标达到的最理想数值;Emin为指标最低值,表示为满足任务需要,指标需要达到的最低标准值。根据能力指标的特征,可以将指标分为效益型、成本型、适中型3类[9]。
效益型指标为数值越大越好的指标,规范化处理公式为
Sb= Emin<E<Emax
成本型指标为数值越小越好的指标,规范化处理公式为
Sc= Emin<E<Emax
适中型指标为数值越接近最理想数值越好的指标,规范化处理公式为
Sm=
规范化处理后的各能力指标值组成规范化矩阵:A= 。
采用层次分析法,得到各装备保障能力指标对相应装备保障任务的权重,由于方法常见,本文不做步骤说明,得到能力指标权重ω= 。
在传统的逼近理想解法中,当评价对象较少时,各个对象不能近似遍布整个取值空间,给出的正、负理想解可能存在一定误差,因此本文对逼近理想解法进行改进,将能力指标的边界值也作为正、负理想解的各指标值。将取值边界对应的最优、最差解加入原始矩阵后,经规范化处理,得到新的规范化矩阵A'= ,矩阵中第1行与原始规范化矩阵A相同,第2、3行为规范化后的指标边界值。
根据能力指标权重得到加权规范化矩阵:
B=A'ωT= =
正理想解为B+= ,其中 =max ,j=1,2,…,y。
负理想解为B-= ,其中 =min ,j=1,2,…,y。
计算加权欧几里得距离:
d+=
d-=
相对贴近度D为
D=
采用灰色关联分析法,计算正、负理想解关于第j个能力指标的灰色系数 、 :
=
=
式中,ρ为分辨系数,ρ∈ ,通常取ρ=0.5。
计算能力指标与正理想解、负理想解的灰色关联度:
R+=
R-=
得到关联度R:
R=
对贴近度和关联度进行加权融合,得到能力需求满足度为
Z=Dα·Rβ
式中,α和β为决策者对贴近度和关联度的偏好程度,α+β=1。
5 实例分析
以某合成旅的一次进攻战斗为例,作战中的维修保障是装备保障力量的核心使命任务之一,现对执行维修保障任务时的装备保障能力需求进行分析。
首先使用IDEF0对维修保障任务分解,如图2 所示,得到维修准备,野战抢修机构开设,野战抢救抢修3个子任务,即T= 。
受篇幅所限,这里只对子任务野战抢修机构开设进一步分析。在执行野战抢修机构开设任务时,依据上级命令及实际需要,需要在合适的配置位置上、规定的时间内,按照野战要求确定野战修理所(站)的要素构成、配置要求、现地展开、安全防护等。因此,对T2继续分解得到机动T21、设施设备架设T22、警戒T23、通信T24、伪装T25五项装备保障活动。装备保障活动清单LA= 通信,伪 。
机动是指装备保障力量依据上级命令,快速机动到所(站)指定开设区域的活动,对应的能力为机动能力C1,可用参数机动时间( )描述;设施设备架设是指装备保障力量依据野战修理所(站)构设规程,组织开展维修保障设施设备架设的活动,对应的能力为架设能力C2,可用参数架设时间( )、配置面积( )描述;警戒是指装备保障分队或加强的警戒力量为防敌袭击和侦察而采取的警戒行动,对应的能力为警戒能力C3,可用参数警戒点位数量( )描述;通信是指野战修理所(站)对所属装备保障力量实施指挥而建立通信联络的活动,对应的能力为通信能力C4,可用参数通信手段数量( )描述;伪装是指装备保障分队为降低敌方侦察效果,欺骗、迷惑敌方,对作战企图、行动和重要目标等进行隐真示假的活动,对应的能力为伪装能力C5,可用参数伪装率( )描述。由此,可得到装备保障能力需求清单LC={机动能力,架设能力,警戒能力,通信能力,伪装能力}。
在分别对维修准备、野战抢修机构开设、野战抢救抢修分解聚合后,得到维修保障任务下的装备保障能力需求清单和相应的能力指标。表1 给出了能力指标的理想值、最低值和实际值。
表1 能力指标值 |
| 能力指标 | 类型 | 实际值 | Emin | Emax |
|---|---|---|---|---|
| 机动时间/min | 成本型 | 50 | 45 | 60 |
| 架设时间/min | 成本型 | 64 | 60 | 75 |
| 配置面积/km2 | 适中型 | 1.2 | 0.5 | 2 |
| 警戒点位数量/个 | 适中型 | 3 | 2 | 5 |
| 通信手段数量/种 | 效益型 | 2 | 1 | 3 |
| 伪装率 | 效益型 | 98% | 95% | 100% |
| 人员在位率 | 效益型 | 95% | 90% | 100% |
| 专业对口率 | 效益型 | 93% | 80% | 100% |
| 装备完好率 | 效益型 | 98% | 85% | 100% |
| 设施设备完好率 | 效益型 | 96% | 90% | 100% |
| 修复率 | 效益型 | 97% | 92% | 100% |
| 抢救时限/min | 成本型 | 12 | 10 | 20 |
| 抢修时限/min | 成本型 | 19 | 16 | 30 |
对能力指标规范化处理,得到规范化矩阵:
A'=
利用层次分析法得到的各能力指标权重:
ω=
则加权规范化矩阵为
B=
正理想解:
B+=
负理想解:
B-=
由式(5)~式(7)可得d+=0.110 3,d-=0.197 7,D=0.641 9。
由式(8)~式(11),计算得到正理想解、负理想解的灰色关联度分别为R+=0.673 6,R-=0.723 4,所以R=0.482 2。令α=β=0.5,最终求得能力需求满足度:
Z=D0.5·R0.5=0.556 3
求得的能力满足度表明,该合成旅当前的装备保障能力为能力需求的55.63%,与任务需求还有一定差距。按照此方法同理可得装备保障能力在指挥控制、调配保障等任务下的满足度。以上结果可以比较清楚地反映出现有装备保障能力与能力需求之间的差距,有利于我们在加强装备保障能力建设中把握重点。
6 结束语
装备保障能力需求分析对于确定装备保障系统的结构及其效能优化有重要作用,本文提出面向任务的装备保障能力需求满足度分析方法,区别于传统的定性、整体的装备保障能力分析,面向具体的装备保障运用,生成装备保障能力指标,并计算出装备保障体系现有的装备保障能力对特定使命任务的满足程度,明确了装备保障能力的优势与不足。该方法可为推动装备保障能力建设提供决策支撑,也可为其他类型的需求分析提供方法参考。