武器裝備體系作戰試驗方案設計研究

凌 超， 王 凱， 劉中晅， 閆耀東

(1. 裝甲兵工程學院 裝備指揮與管理系, 北京 100072； 2. 63926部隊)

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武器裝備體系作戰試驗方案設計研究

凌 超1，2， 王 凱1， 劉中晅1， 閆耀東1

(1. 裝甲兵工程學院 裝備指揮與管理系, 北京 100072； 2. 63926部隊)

伴隨著當前武器裝備體系作戰試驗需求的不斷凸顯，武器裝備體系作戰試驗方案設計中存在的思路不清晰、方法不明確等問題日益突出。圍繞武器裝備體系作戰試驗方案設計，闡釋了武器裝備體系作戰試驗的概念，提出了以武器裝備體系作戰試驗指標體系、試驗想定、樣本空間、試驗剖面等為主體的武器裝備體系作戰試驗方案設計框架，并重點對武器裝備體系作戰試驗的試驗想定設計、樣本全空間優化設計、試驗剖面構建等關鍵環節的設計程序進行了剖析。

武器裝備體系；作戰試驗；試驗想定；樣本空間；試驗剖面

當今世界，軍事變革日新月異，信息主導、體系對抗、聯合制勝漸成未來戰爭主要模式[1]，武器裝備體系間的對抗能力已成為戰爭制勝的關鍵因素之一。現役裝備體系能否滿足戰爭需要、新研裝備能否有效融入作戰體系，已成為武器裝備建設亟須回答的關鍵問題。武器裝備體系作戰試驗，就是從體系對抗這一主導未來戰爭進程或勝負的關鍵因素出發，在近似實戰條件下對武器裝備體系作戰效能及貢獻度進行全面的綜合性考核，具有試驗體系龐大、環境構設復雜、體系對抗激烈等特點，是武器裝備作戰試驗的重要發展方向。目前針對作戰試驗內容、程序、方法等，國內已經開展了一系列理論和實踐探索，而作為武器裝備作戰試驗的重要發展方向之一——武器裝備體系作戰試驗是一個新概念，其內容、程序、方法等相關研究成果還較少，亟須形成一套成熟、可靠的理論和方法，并以此為突破口推動作戰試驗向縱深發展。

1 武器裝備體系作戰試驗基本概念

武器裝備體系作戰試驗是為確定武器裝備的體系貢獻度、裝備體系的作戰效能，由獨立作戰試驗機構依據戰時武器裝備體系的任務剖面要求，構建貼近實戰要求的試驗環境，通過實裝、仿真或實裝仿真相結合等多種試驗手段，對武器裝備體系貢獻度、裝備體系作戰效能進行試驗與評估的綜合過程。武器裝備體系作戰試驗的核心是聚焦體系對抗環境構建，試驗對象是融合待試裝備的裝備體系，試驗目的是對形成的裝備體系作戰效能和待試裝備融入體系的有效程度進行考核。

武器裝備體系作戰試驗是裝備作戰試驗研究方向之一，武器裝備作戰試驗的基本內涵和外延同樣適用于裝備體系作戰試驗，如參試人員的典型性、試驗單位的獨立性等[2]54-57，但由于研究重點不同，二者的區別也比較明顯。裝備作戰試驗內容按參試裝備數量的不同可以區分為單裝作戰試驗、單元作戰試驗、體系作戰試驗，三者的試驗目的不同又相互支撐。單裝作戰試驗重點考察裝備的作戰效能及作戰適用性，單元作戰試驗重點考察能夠形成基本作戰單元的裝備體系的作戰效能，體系作戰試驗重點考察對抗環境下多種作戰力量共同遂行作戰任務的裝備體系作戰效能及體系貢獻率，三者的評估結果是相互支撐和反饋的關系，具體關系如圖1所示。

圖1 單裝、單元、體系作戰試驗關系

2 武器裝備體系作戰試驗設計框架

武器裝備體系作戰試驗過程復雜、試驗體系龐大、試驗設計困難，進行武器裝備體系作戰試驗總體設計是在對試驗任務統籌規劃的基礎上，依托武器裝備體系使命任務開展設計，對于破解上述試驗難題具有重要意義。如圖2所示，開展武器裝備體系作戰試驗總體設計框架研究，其主要思路如下：

1) 對待試裝備體系的使命任務進行分析，并從其中確定幾種典型使命任務開展試驗總體設計。

2) 以選定的使命任務為依據，確定武器裝備體系作戰試驗目標，進一步分解演化即可構建出評估指標體系和數據采集指標集，形成試驗數據采集方案，同時為試驗評估提供數據支撐。

3) 依據使命任務，進行武器裝備體系作戰試驗想定設計。武器裝備體系作戰試驗想定由試驗方案設計人員和軍事人員共同擬制，是供軍事人員使用的預先劇情設計，是試驗任務內容設計的依據。

4) 武器裝備體系作戰試驗想定中涉及大量試驗樣本參數，這些要素的可能組合構成了試驗樣本全空間,對試驗樣本全空間逐一進行試驗是難以實現的[3]。對試驗樣本全空間進行統計學優化設計，裁剪敏感性低的試驗因素，優化變量水平，設計出武器裝備體系作戰試驗樣本集。

5) 根據武器裝備體系作戰試驗想定、樣本集和指標體系構建待試裝備體系的使命任務剖面，即待試裝備體系的使命任務在時間序列上的分解，這是試驗實施內容設計的基礎，包括待試裝備體系(基線部隊裝備體系)的使命任務剖面和對抗部隊裝備體系的使命任務剖面。

6) 由試驗環境構建剖面、使命任務剖面、數據采集剖面共同融合成武器裝備體系作戰試驗剖面，并最終支撐試驗項目方案、試驗環境構設方案、試驗評估方案的制定。

結合武器裝備體系作戰試驗的特點，以及目前武器裝備作戰試驗的研究及實踐現狀，本文重點對武器裝備體系作戰試驗總體設計框架中的武器裝備體系作戰試驗想定設計、樣本集設計、試驗剖面設計進行剖析。

圖2 武器裝備體系作戰試驗總體設計框架

3 武器裝備體系作戰試驗想定設計

2011版《軍語》對想定的定義為：“按照訓練課題對作戰雙方的企圖、態勢及作戰發展情況進行設想和假定的演習文書，分為基本想定和補充想定，是組織、誘導軍事演習和作業的基本文書。”武器裝備體系作戰試驗想定主要是立足待試裝備體系的使命任務，面向參試部隊使用的預先背景設計[4-5]，包括承試部隊想定設計、對抗部隊想定設計、基線部隊想定設計3個部分，通過試驗人員主導、軍事人員參與，最終構建起面向武器裝備作戰試驗任務、面向軍事人員使用的試驗想定。其中：承試部隊是指操作待試裝備體系進行試驗的典型用戶代表，一般為待試裝備(系統)預列裝部隊的一線作戰人員；對抗部隊是根據待試裝備體系的使命任務模擬預定作戰對象進行對抗的敵方裝備部隊體系，模擬可以通過實裝、實裝與仿真相結合的方式實現；基線部隊是選擇與待試裝備體系使用功能相似的現役裝備體系，按照待試裝備體系的想定進行試驗的部隊，基線部隊裝備體系一般為待替換裝備所在的裝備體系，如研制A型裝備替換B型裝備，則以B型裝備為主形成的裝備體系可作為基線部隊裝備體系。設立基線部隊的目的是借鑒美軍開展作戰試驗中形成的“基于比較的鑒定思想”[2]28，為滿足對待試裝備體系評估的需要，消除體系對抗過程中戰法等一系列裝備以外因素的影響，將待試裝備體系和基線部隊裝備體系作戰效能進行對比，進而實現對待試裝備體系作戰效能及體系貢獻度的考核。因此，在基線部隊裝備體系運用數據積累較為豐富的情況下，可不設立基線部隊。

由《軍語》中關于“想定”的定義可以看出，想定主要是服務于軍事演習和作業，而武器裝備體系作戰試驗想定主要服務于作戰試驗，二者不同之處也主要體現在武器裝備體系作戰試驗與軍事演習的區別上：

1) 武器裝備體系作戰試驗要對對抗過程、對抗強度、人員素質、作戰編成等因素提出明確要求。從系統論角度來看，如果將武器裝備作戰運用過程視為一個系統，武器裝備作戰試驗要完成對待試裝備(系統)作戰適用性、作戰效能及體系貢獻度的考核，就需要將戰法、人員素養、作戰編成等裝備以外各類戰法作為非變量，通過設立基線部隊完成對裝備作戰性能的考核。因而，武器裝備體系作戰試驗需要對戰法、人員素養、作戰編成等(除裝備外各類參戰因素)提出確定要求(作為非變量)；而作戰演習考核的是作戰體系的作戰效能，包括參戰人員軍事素養、戰法靈活性、指揮員指揮藝術等各類問題，因而在戰法、人員素養、裝備性能狀況等諸多方面沒有要求。

2) 武器裝備體系作戰試驗想定試驗特色更加鮮明。作戰試驗想定是指導軍事人員配合試驗人員完成武器裝備作戰試驗工作的重要依據，試驗工作的特殊性導致試驗想定的試驗特色也更為明顯，需要軍事人員配合試驗人員完成一系列試驗工作。如為配合試驗人員完成數據采集工作，需要在某個特定的環節重復戰術動作以滿足試驗樣本量的要求。

如圖3所示，武器裝備體系作戰試驗想定設計的基本過程是：在受領試驗任務之后，分析確定待試裝備體系的典型使命任務，明確試驗目標和待試裝備體系；針對待試裝備體系、基線部隊裝備體系、對抗部隊裝備體系分別確定在對抗行動中的行動方案，并進一步針對試驗目標分析試驗實施的基本過程，結合武器裝備體系作戰試驗的內容及樣本優化設計方案，構建出武器裝備體系作戰試驗的補充想定，以指導參試部隊配合試驗任務的達成。

圖3 武器裝備體系作戰試驗想定設計框架

4 武器裝備體系作戰試驗樣本空間優化設計

武器裝備體系作戰試驗是基于體系對抗的試驗過程，涉及參試各方大量的武器裝備及配置和使用方案，其參數包括裝備數量、裝備類型、敵方部署、電磁干擾、地形情況等，上述影響對抗過程的參數所有可能取值可以構成一個武器裝備體系作戰試驗參數集，稱為武器裝備體系作戰試驗想定樣本全空間。

開展武器裝備體系作戰試驗，涉及的樣本全空間是極其龐大的，從工作量、周期、成本等多個角度分析，對樣本空間全部樣本進行試驗難以實現。因而，開展武器裝備體系作戰試驗，需要對想定全樣本空間進行優化設計，確定一子樣本集作為試驗實施的樣本空間，并支撐起武器裝備體系作戰試驗內容、程序等環節的設計。

開展武器裝備體系作戰試驗樣本全空間優化設計的基本思路如圖4所示，具體包括：

1) 在確定待試裝備體系作戰試驗想定的基礎上，從作戰運用角度分析影響對抗行動的所有可能因素集合。武器裝備體系作戰試驗想定是對作戰試驗活動的軍事化描述，以此為基礎可以對試驗全過程進行分析，歸納可能影響試驗結果的所有可能集合，作為對試驗樣本進一步分析的基礎。

2) 進行試驗因素的裁剪設計。武器裝備體系作戰試驗要求對待試裝備體系作戰效能及裝備體系貢獻度進行全面的考核，因此可能產生諸多的試驗內容，導致試驗周期過長、試驗成本增加，所以需要對試驗因素進行優化裁減設計，依照對試驗結果影響程度對試驗因素進行篩選，確定合理的試驗因素水平。

3) 綜合分析待試裝備體系的作戰試驗樣本全空間。在確定試驗實施合理的因素水平后，需要對裁剪后的要素進行組合得到試驗樣本全空間。如試驗實施過程中有n種要素需要考慮，而每種要素又有m種可能取值，則該試驗樣本空間將包括mn個試驗樣本。

4) 確定待試裝備體系的試驗樣本集。為開展武器裝備體系作戰試驗，需要對武器裝備體系作戰試驗的樣本全空間進行壓縮，得到武器裝備體系作戰試驗樣本集。在保證試驗樣本典型性、可信性的前提下，分析得到有效的試驗樣本集是試驗進一步實施的關鍵。正交設計、均勻設計等試驗設計方法(Design of Experiment，DoE)可以實現對試驗樣本的優化設計[6-9]，促使樣本集保持在合理水平，在滿足評估要求情況下盡可能減少試驗次數，縮短試驗周期。

圖4 武器裝備體系作戰試驗試驗樣本空間設計框架

5 武器裝備體系作戰試驗剖面構建

開展武器裝備體系作戰試驗工作，首先要解決“試什么”這一關鍵問題，這也是試驗方案總體設計的核心內容。構建合理的武器裝備體系作戰試驗剖面，是進一步開展武器裝備體系作戰試驗內容設計的關鍵。武器裝備體系作戰試驗剖面，是依據待試裝備體系的使命任務，將參試部隊的試驗行動在時間序列上進行分解，結合武器裝備體系作戰試驗數據采集要求和試驗樣本的優化設計結果，從裝備任務剖面、試驗環境剖面和數據采集剖面出發逐步構建出試驗剖面。依據參試部隊主體的不同，武器裝備體系作戰試驗剖面設計可分為承試部隊作戰試驗剖面設計、基線部隊作戰試驗剖面設計、對抗部隊作戰運用剖面設計。

圖5 武器裝備體系作戰試驗剖面構建

如圖5所示，進行武器裝備體系作戰試驗剖面構建，需要從以下6個方面著手：

1) 確定試驗剖面的研究對象。開展武器裝備體系作戰試驗主要涉及承試部隊裝備體系、基線部隊裝備體系、對抗部隊裝備體系。進行試驗剖面設計研究，首先要確定試驗剖面設計的對象是哪類裝備體系。如果需要設置基線部隊，由于基線部隊和待試部隊僅是裝備體系構成不同，因而二者試驗剖面一致。對抗部隊裝備體系是模擬預定敵方裝備體系對參試裝備體系實施的作戰行動，其試驗剖面可不涉及環境構設要求，但是對裝備的作戰運用方式、威脅強度要進行綜合設計。

2) 由武器裝備體系作戰試驗想定進行武器裝備體系作戰試驗任務剖面設計。武器裝備體系作戰試驗任務剖面是依據武器裝備體系作戰試驗想定，對待試裝備體系的作戰行動按時間序列進行的分析和描述。如裝甲裝備進攻戰斗的任務剖面可從開進、展開、疏開、沖擊等幾個階段的基礎上，對每個階段進行更具體的分析和描述，并以此作為試驗內容設計的重要基礎。

3) 由武器裝備體系作戰試驗樣本全空間優化設計出武器裝備體系作戰試驗樣本集。該部分在試驗樣本全空間優化一節進行論述，此處不再展開。

4) 由武器裝備體系作戰試驗指標體系牽引武器裝備體系作戰試驗數據采集集設計。武器裝備體系作戰試驗數據量龐大，種類繁多，試驗開展過程中需要采集哪些數據，這些數據如何管理，這是武器裝備體系作戰試驗方案設計的核心問題之一。試驗數據采集的目的是支撐待試裝備體系作戰效能及貢獻度的評估，因而試驗數據采集集可通過評估指標體系分解產生，同時依據數據采集集和評估指標體系之間的映射關系，可以有效對采集數據進行分類管理。

5) 在分析武器裝備體系作戰試驗樣本集和作戰試驗任務剖面設計的基礎上，對武器裝備體系作戰試驗環境剖面進行構設。武器裝備體系作戰試驗環境剖面是伴隨武器裝備體系作戰試驗實施過程，對待試裝備或裝備體系的各類環境要素構設的要求。武器裝備體系作戰試驗樣本集的確定，解決了武器裝備體系作戰試驗設計過程中需要考慮哪些環境變量及環境變量如何形成試驗樣本，這是環境設計方案的基礎。因此，結合武器裝備體系作戰試驗任務剖面和試驗樣本集，可以歸納出武器裝備體系作戰試驗在實施過程中的各類環境要求，進而形成武器裝備體系作戰試驗的環境剖面。

6) 考慮已構建的武器裝備體系作戰試驗任務剖面、環境剖面、數據采集剖面，綜合設計出武器裝備體系作戰試驗剖面。武器裝備體系作戰試驗剖面是待試裝備體系在實施試驗任務過程中，對試驗任務、試驗環境、試驗數據等要求在時序上的闡述，以此為基礎，便可以對武器裝備體系作戰試驗的環境構設方案、試驗項目方案、試驗評估方案進行設計。

6 結 束 語

目前，武器裝備作戰試驗正處于研究和發展階段，實踐工作還十分有限，需要研究和解決的問題還很多。本文對作戰試驗的重要發展方向——武器裝備體系作戰試驗進行研究，提出了武器裝備體系作戰試驗總體方案設計框架，并重點對武器裝備體系作戰試驗的試驗想定、樣本空間優化設計、試驗剖面構建的思路和方法進行了論述。然而，武器裝備體系作戰試驗設計是一個系統龐大、內涵豐富、環節眾多的實踐性課題，試驗方案設計還有很多細節需要伴隨作戰試驗研究及實踐活動的深入。

References)

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(編輯：李江濤)

Research on the Design of Operational Test Plan of Weapons and Equipments System

LING Chao1，2， WANG Kai1， LIU Zhongxuan1， YAN Yaodong1

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2. 63926 Troops, China)

With emerging demands, the operational test of weapons and equipments system, some problems existing the design of such operational test is becoming prominent like lack of a clear idea and a specific method. Around the design of the operational test of weapons and equipments system, the paper illustrates the concept of the operational test of weapons and equipments system and proposes a design framework of the operational test with indicator system, test scenario, sample space and test profile. The paper also analyzes the design procedure of key links like test scenario design, optimum design of sample space, test profile construction, etc.

weapons and equipments system; operational test; test scenario; sample space; test profile

2016-04-05

國家社會科學基金軍事學項目(15GJ003-183)

凌 超(1984-)，男，工程師，博士研究生,主要研究方向為武器裝備作戰試驗。 王 凱，男，教授，博士生導師。

E92

2095-3828(2016)06-0112-05

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2016.06.021