炮兵武器裝備體系關(guān)鍵性能參數(shù)分析方法研究

喻中華，王書敏，孟凡凱

（解放軍炮兵學(xué)院，安徽 合肥 230031）

在對炮兵武器裝備體系作戰(zhàn)需求論證過程中，武器裝備作戰(zhàn)使用性能需求的分析是重要的環(huán)節(jié)，要根據(jù)武器裝備體系的構(gòu)成特點和作戰(zhàn)任務(wù)需要，通過分析、綜合和權(quán)衡確定列入未來裝備體系的各種武器裝備系統(tǒng)的性能構(gòu)成（性能指標(biāo)）和屬性要求（參數(shù)）。由于武器裝備體系中作戰(zhàn)使用性能較多，從作戰(zhàn)需求角度不可能提出所有的性能參數(shù)，因此，必須從眾多作戰(zhàn)使用性能中選擇出那些對成功完成任務(wù)最根本和最重要的性能，并提出與之相對應(yīng)的定性或定量要求，即關(guān)鍵性能參數(shù)（Key Performance Parameters，KPP）。關(guān)鍵性能參數(shù)的確定可以將未來任務(wù)要求轉(zhuǎn)換為對武器裝備體系的性能屬性需求，對下則為作戰(zhàn)需求的裝備解決方案生成提供了依據(jù)和度量標(biāo)準(zhǔn)，從某種意義而言，炮兵武器裝備體系作戰(zhàn)需求論證的最終目的，就是用作戰(zhàn)的、面向最終結(jié)果的和可度量的用語明確地說明目標(biāo)武器裝備體系關(guān)鍵性能參數(shù)的門限值和目標(biāo)值。

1 KPP的定義和基本思路

關(guān)鍵性能參數(shù)是指對有效軍事能力的發(fā)展不可缺少的、至關(guān)重要的系統(tǒng)屬性或特征，其對作戰(zhàn)構(gòu)想中所定義的作戰(zhàn)特性有重要的貢獻。簡而言之，關(guān)鍵性能參數(shù)就是這樣一些（組）重要的系統(tǒng)屬性或特性，若不能滿足其門限值將使所選定的方案或系統(tǒng)被評價為不具有作戰(zhàn)效能或作戰(zhàn)適應(yīng)性的系統(tǒng)，即不是對成功完成任務(wù)最為根本和重要的性能參數(shù)。比如為打擊敵方一種防護能力很強的坦克，需要發(fā)展的武器系統(tǒng)的關(guān)鍵性能就是火力性能，包括火炮破甲的厚度，命中概率等。關(guān)鍵性能參數(shù)不同于武器裝備的主要性能參數(shù)，前者強調(diào)的是為完成作戰(zhàn)任務(wù)而必須具備的系統(tǒng)屬性和特征，根據(jù)不同的作戰(zhàn)對象、作戰(zhàn)環(huán)境而取值不同，是一個動態(tài)的、變化的參數(shù)集合，后者則是對系統(tǒng)技術(shù)特性或?qū)傩缘拿枋龊图s束，主要從系統(tǒng)用戶的角度考慮，是一種對系統(tǒng)自身屬性的描述，相對比較固定。

總之，武器裝備承擔(dān)什么樣的作戰(zhàn)任務(wù)，就要求具備什么樣的作戰(zhàn)能力，這種作戰(zhàn)能力需求將在需求目標(biāo)的指導(dǎo)下對應(yīng)到相應(yīng)武器裝備的性能需求上，即武器裝備的性能需求是作戰(zhàn)能力需求在武器裝備系統(tǒng)屬性要求上的反映，是對武器裝備各種本質(zhì)特性的要求，它刻畫了武器裝備為完成所擔(dān)負的作戰(zhàn)任務(wù)而應(yīng)具有的“質(zhì)”。因此，武器裝備的KPP分析必須從作戰(zhàn)任務(wù)出發(fā)，從作戰(zhàn)任務(wù)映射到所要求的作戰(zhàn)能力需求，再從作戰(zhàn)能力需求的關(guān)鍵特征追溯到所要求的裝備關(guān)鍵性能參數(shù)即KPP。

2 炮兵武器裝備體系KPP分析方法流程

炮兵武器裝備體系是指為完成一定的作戰(zhàn)任務(wù)，由相互關(guān)聯(lián)、功能互補的各種武器裝備及系統(tǒng)，按照一定的作戰(zhàn)原則綜合集成的有機整體，其KPP分析方法流程如圖1所示。

2.1 作戰(zhàn)任務(wù)分析

作戰(zhàn)任務(wù)是指武裝力量在作戰(zhàn)中所要達成的目標(biāo)及承擔(dān)的責(zé)任，具有等級結(jié)構(gòu)，可以按照“從戰(zhàn)略到任務(wù)”的框架將戰(zhàn)術(shù)層次的任務(wù)一路向上鏈接聯(lián)結(jié)到國家安全戰(zhàn)略，也可以向下分解到最基本的基元任務(wù)。作戰(zhàn)任務(wù)可表示為如下三元組：

圖1 KPP分析流程

其中，OT_def表示任務(wù)定義，包括任務(wù)標(biāo)識或編碼、任務(wù)名稱、任務(wù)說明、任務(wù)屬性（時間、空間、信息）；OT_cond表示任務(wù)條件，包括條件描述符、名稱、程度；OT_std表示作戰(zhàn)任務(wù)指標(biāo)，包括衡量尺度和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

作戰(zhàn)任務(wù)體系的建立主要通過作戰(zhàn)任務(wù)的分類實現(xiàn)，在作戰(zhàn)需求論證中通常采用作用類型和武裝力量特征相結(jié)合的分類方式進行作戰(zhàn)任務(wù)的劃分，便于建立任務(wù)分類體系和任務(wù)指標(biāo)，合理提出能力需求。炮兵武器裝備體系典型作戰(zhàn)過程如圖2所示：

根據(jù)炮兵武器裝備體系的作戰(zhàn)過程和作用類型，將其作戰(zhàn)任務(wù)抽象為“機動任務(wù)+信息任務(wù)+火力任務(wù)+防護任務(wù)+保障任務(wù)”，根據(jù)不同的需要還可以往下細化分解為元任務(wù)。

2.2 能力需求分析

能力需求是指武器裝備體系在作戰(zhàn)過程中為有效完成作戰(zhàn)任務(wù)而對其應(yīng)具有的能力的基本期望和要求，是對作戰(zhàn)能力應(yīng)達到的水平的定量描述，包括“質(zhì)”和“量”的需求。所謂的“質(zhì)”是指能力的類型或性質(zhì)，主要由任務(wù)類型和性質(zhì)決定；所謂“量”是指能力的大小，主要由任務(wù)指標(biāo)決定。能力需求分析秉承了作戰(zhàn)任務(wù)分析的結(jié)論，其目的是深化分析作戰(zhàn)任務(wù)體系，以形成能力需求指標(biāo)。作戰(zhàn)能力可表示為如下三元組：

其中， O C _ catg 表示能力的類別， O C _ meas表示能力的衡量尺度，OC_crit表示能力標(biāo)準(zhǔn)，它與衡量尺度一起構(gòu)成能力指標(biāo)。

圖2 炮兵武器裝備體系典型作戰(zhàn)過程

對應(yīng)炮兵武器裝備體系需要完成的任務(wù)類型，結(jié)合武器裝備體系構(gòu)成、與外部環(huán)境的交互關(guān)系，考慮到各能力類型的獨立性和完備性，可將炮兵武器裝備體系能力類型劃分為火力打擊能力、信息獲取能力、指揮控制能力、通信支持能力、保障能力、機動能力、生存能力，如圖3所示。

按性質(zhì)和類型對能力進行劃分后，需要對能力的大小進行衡量，即建立能力衡量指標(biāo)。無論是宏觀的作戰(zhàn)體系能力，還是具體的作戰(zhàn)單元能力，通常存在若干個用于衡量一項作戰(zhàn)能力強弱或大小的尺度，且應(yīng)用于不同的場合，這是由于構(gòu)成作戰(zhàn)能力的要素存在差異，影響作戰(zhàn)能力發(fā)揮的條件和環(huán)境存在不同，運用作戰(zhàn)能力的方式、方法存在區(qū)別等原因造成的。例如，如果炮兵指揮員關(guān)注的作戰(zhàn)效果是“更多地擊毀敵方目標(biāo)”，則衡量作戰(zhàn)能力的主要尺度應(yīng)是“單位時間內(nèi)毀傷敵目標(biāo)的平均數(shù)”；如果他更關(guān)心“有效遲滯敵坦克部隊進攻行動”，則衡量作戰(zhàn)能力的主要尺度應(yīng)是“火力控制時間”。

2.3 作戰(zhàn)節(jié)點分析

作戰(zhàn)節(jié)點是構(gòu)成作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)元素集合，具備獨立運作的能力，相對獨立地產(chǎn)生、消耗或者處理作戰(zhàn)信息，確定作戰(zhàn)體系中的作戰(zhàn)節(jié)點是體系運作分析的基礎(chǔ)和前提。作戰(zhàn)節(jié)點的描述由于研究目的的不同而有所區(qū)別，主要應(yīng)包括如下屬性：

其中， O N _ T ask & Activies為節(jié)點承擔(dān)的作戰(zhàn)及應(yīng)完成作戰(zhàn)活動的集合；ON_Father表示作戰(zhàn)節(jié)點的父節(jié)點，它決定了節(jié)點的縱向聯(lián)系。ON_Orgnization表示節(jié)點所屬的組織，它決定了節(jié)點的類型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

作戰(zhàn)節(jié)點基于功能可以分為四類：CPA（Collection，Processing，Assessment）類作戰(zhàn)節(jié)點，即“收集、處理、評估類”；CC（Command and Control）類作戰(zhàn)節(jié)點，即“指揮與控制類”；E（Execution）類作戰(zhàn)節(jié)點，即“執(zhí)行類”；O（Object）類作戰(zhàn)節(jié)點，即：“對象或目標(biāo)類”。根據(jù)炮兵武器裝備體系構(gòu)成和特點，可將不同的裝備劃分為不同的作戰(zhàn)節(jié)點，實現(xiàn)節(jié)點與系統(tǒng)（裝備）的對應(yīng)。

2.4 KPP需求分析及描述

分析武器裝備系統(tǒng)的KPP，即是要分析哪些性能及參數(shù)對達到作戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)是必需的，對作戰(zhàn)能力的形成、提高或者滿足作戰(zhàn)能力要求最重要的、基本的。關(guān)鍵性能參數(shù)的確定與作戰(zhàn)思想、任務(wù)性質(zhì)、敵方威脅情況和環(huán)境等因素密切相關(guān)，要將作戰(zhàn)任務(wù)屬性轉(zhuǎn)化為具體的能力量化目標(biāo)，再由能力量化目標(biāo)分配到性能參數(shù)，即經(jīng)過一系列的映射，最后要得到能力-性能的關(guān)系矩陣，再由能力的關(guān)鍵特征對性能參數(shù)進行選擇確定。KPP應(yīng)由以下幾個屬性來描述：

其中，KPP_name表示名稱，體現(xiàn)了基本屬性，用詞要求簡潔明了；

KPP _ code是該KPP在KPP數(shù)據(jù)庫中的惟一標(biāo)識，用以區(qū)分，便于搜索、查找與匹配；

KPP_ Unit表示量綱，是衡量KPP的尺度，如小時、公里、公斤、等級等；

KPP _ threshold 和 K PP _ target分別表示門限值和目標(biāo)值，前者指在承受較低的成本、時間、技術(shù)風(fēng)險的條件下，KPP的最低可接受值，如果低于該值則系統(tǒng)在作戰(zhàn)使用中會出現(xiàn)不適應(yīng)、無效用等問題，系統(tǒng)就需要重新進行論證，后者表示為了實現(xiàn)所期望的作戰(zhàn)目標(biāo)，在承受較高的成本、時間和技術(shù)風(fēng)險的條件下，KPP的理想取值，超過此值意味著不切實際、浪費資源和沒有意義；

KPP _ cirs具體描述了KPP適用的環(huán)境條件，不同的溫度、氣壓等條件下，KPP的取值有較大的差別；

KPP _ cont表示作用對象/內(nèi)容，KPP因為不同的作用對象和內(nèi)容而取值不同，如穿甲厚度，對于均質(zhì)鋼板和復(fù)合裝甲這兩個不同目標(biāo)的取值有著本質(zhì)的區(qū)別；

KPP _ function和KPP_system描述了與之相對應(yīng)的功能和系統(tǒng)。

2.5 示例

以某具體作戰(zhàn)想定中的元任務(wù)“火力打擊敵方某型坦克”對炮兵武器裝備體系的KPP進行分析，表1給出了任務(wù)要求。

經(jīng)過系列關(guān)系映射，最后可得到任務(wù)-能力-節(jié)點-功能-性能的關(guān)系綜合后如表2。

在列出的表1中，分別根據(jù)任務(wù)衡量尺度M1到M6，考慮火力打擊能力的能力特征，可得到單項關(guān)鍵性能參數(shù)，如根據(jù)任務(wù)衡量尺度 M1，映射到火力打擊的有效性、完備性、時效性，則“最大射程”成為關(guān)鍵性能指標(biāo)，并可按照M1的標(biāo)準(zhǔn)得出“最大射程”的門限值為3000m，目標(biāo)值則可根據(jù)具體作戰(zhàn)想定情況確定，其表示形式如表3。

根據(jù)任務(wù)衡量尺度 M2，則“最大發(fā)射速率”成為KPP并可根據(jù)任務(wù)衡量標(biāo)準(zhǔn)得出具體的數(shù)值。需要指出的是，KPP的分析確定是一個復(fù)雜的過程，每項任務(wù)可以分解成多個元任務(wù)，每個元任務(wù)又可對應(yīng)多項KPP，最后需要對得出的KPP進行綜合，以確定炮兵武器裝備體系的KPP。

表1 任務(wù)衡量尺度

表2 任務(wù)-能力-節(jié)點-功能-性能關(guān)系

表3 KPP描述示例

3 結(jié)束語

采用 KPP來實現(xiàn)炮兵武器裝備體系作戰(zhàn)需求的規(guī)范表達是作戰(zhàn)需求理論研究的重要內(nèi)容，也是作戰(zhàn)需求理論與裝備建設(shè)相互聯(lián)系的橋梁和紐帶。解決好KPP的分析和描述問題,，不僅對炮兵武器裝備體系的作戰(zhàn)需求論證至關(guān)重要，而且對武器裝備發(fā)展的整個過程都有重要的參考價值。在面向裝備發(fā)展的作戰(zhàn)需求論證過程中，緊密結(jié)合軍對裝備建設(shè)實際，充分借鑒相關(guān)的成熟經(jīng)驗做法，形成一套成熟、可靠、完善、可操作性強的KPP確定的理論體系和方法流程，就成為指導(dǎo)和規(guī)范作戰(zhàn)需求產(chǎn)生過程的迫切需要，也成為了科學(xué)規(guī)劃武器裝備建設(shè)的重要前提。

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