基于兵棋推演系統(tǒng)的裝備保障效能評估方法研究?

崔 爽 李保剛 董德鵬 王婷婷 陳升偉

（1.海軍航空大學 煙臺 264001）（2.31660部隊 中寧 755100）（3.93786部隊 張家口 075000）

1 引言

裝備保障效能是指裝備保障系統(tǒng)在完成保障任務中發(fā)揮出的實際效果，從安全的意義上來說，它可以被稱為作戰(zhàn)最堅實的基礎［1］。裝備保障是軍隊維持和復原的關(guān)鍵支持，它貫穿于軍隊的整個戰(zhàn)斗進程，關(guān)系到軍隊戰(zhàn)斗力的整體效能。及時、準確、客觀地評價保障效能，有助于決策人員對設備和保障的資源進行科學、合理的分配，并制定出最佳的保障計劃，提高戰(zhàn)時裝備保障的戰(zhàn)斗力和穩(wěn)定性［2～3］。傳統(tǒng)的效能評價一般都是通過模型模擬的方式進行的，但是現(xiàn)有的模型技術(shù)難以精確地模擬出人機互動所引起的各種復雜的變化，而且其規(guī)模、成本和實施時間都受到了制約［4～5］。本文采用“兵棋演練”的方式，推導出了一套裝備與保證的作戰(zhàn)計劃，并對該作戰(zhàn)計劃的有效性進行了評價，并探索了一種以“兵棋推演”為基礎的裝備保障效能評價的途徑與步驟。

2 兵棋演練在裝備保障中對戰(zhàn)性能評價的基本特征

兵棋推演，所代指的是運用兵棋系統(tǒng)的模擬仿真、態(tài)勢感知、戰(zhàn)場報告、指令輸入、實時信息和數(shù)據(jù)規(guī)則等功能，在導演部統(tǒng)一控制下，按照實際作戰(zhàn)指揮流程，展開一系列籌劃組織作戰(zhàn)以及指揮控制行動的對抗演練行動［6］。其區(qū)別于其他模擬活動的最主要特點是實現(xiàn)首長機關(guān)全過程、全要素的對抗。

2.1 強調(diào)人的指揮控制對裝備保障效能的影響

傳統(tǒng)對裝備保障效能進行評估的方式，主要是對保障過程及裝備本身效能進行仿真，對于裝備指揮員在全局把握和保法運用的影響上考慮較少。

兵棋推演系統(tǒng)模擬真實戰(zhàn)場環(huán)境，各要素齊全，反映出戰(zhàn)場態(tài)勢瞬息萬變，裝備指揮員在下達實時指揮命令時會受到多種條件制約，且指揮員的指揮謀略、控制手段等決定著裝備保障效能的發(fā)揮并很大程度上直接影響著戰(zhàn)爭走向。

2.2 體現(xiàn)體系作戰(zhàn)的整體效應對裝備保障效能的影響

現(xiàn)代戰(zhàn)爭形式趨于多樣化，以信息技術(shù)為主導的高新技術(shù)在軍事領域廣泛運用，作戰(zhàn)行動樣式更加復雜，必須隨之積極轉(zhuǎn)變裝備保障模式，以適應未來作戰(zhàn)需要。兵棋推演系統(tǒng)中，作戰(zhàn)空間涵蓋陸、海、空、天、電五維戰(zhàn)場空間，范圍廣闊，且能夠提供復雜戰(zhàn)場環(huán)境，模擬信息化條件下陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)、導彈戰(zhàn)、心理戰(zhàn)等全面的戰(zhàn)斗活動。兵棋推演系統(tǒng)充分反映了以情報為基礎的系統(tǒng)間的對戰(zhàn)特征，能夠表達出體系作戰(zhàn)的整體效應對裝備保障效能的影響。

2.3 突出精確保障對整體裝備保障效能的影響

裝備保障的目標是實現(xiàn)精確保障，科學地運用兵棋推演系統(tǒng)可以實時感知戰(zhàn)場態(tài)勢，合理調(diào)配保障資源，最大限度地實現(xiàn)對裝備保障行動的精確控制。兵棋推演系統(tǒng)可以使指揮員全面地掌握己方態(tài)勢，部隊級別、類型、位置以及戰(zhàn)損狀況等信息，了解保障對象狀態(tài)，科學判斷裝備維修、彈藥供給形勢，精確調(diào)配保障資源，及時高效地完成保障任務，突出表現(xiàn)精確保障對整體裝備保障效能的影響。

3 基于兵棋推演的裝備保障效能評估的基本原理和方法

利用兵棋推演方法對裝備保障效果進行評價，其基本原則是利用兵棋推演獲取最終的數(shù)據(jù)，并對其進行分析，得出評價的結(jié)論。要獲得較高的評價效果，必須對大量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，從而使兵棋局的運算范圍越來越廣，從而造成計算時間的延長、成本的提高。

運用探索式模擬分析的方式，對具有代表性的作戰(zhàn)計劃進行推理，能夠獲得具有代表性的作戰(zhàn)行動計劃，以獲得具有代表性的作戰(zhàn)行動的綜合作戰(zhàn)能力。探索式模擬與分析是把模擬試驗和探索研究相融合而成的一種新型的試驗分析方法，該方法綜合了兩者的優(yōu)點，既能夠考慮體質(zhì)內(nèi)外動態(tài)交互，又能對不確定條件下所有合理假設進行分析，對于復雜系統(tǒng)，例如本文研究的裝備保障效能評估非常適用［7］。

在不確定的情況下，綜合考慮各種可能的因素，對各種問題進行綜合的計劃，通過模擬驗證，對各種因素進行分析，尋找更具敏感性和影響力的試驗結(jié)果。總而言之，利用兵棋模擬技術(shù)進行設備保障效率評價，即采用探索式模擬試驗和解析的方式，對其進行多次細致的模擬和演練，最終得到相應的結(jié)果，進而來確保后續(xù)的工作內(nèi)容能夠順利開展，在效果上也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的保障，這對于行動而言能夠產(chǎn)生極為直觀的影響。

4 基于兵棋推演的裝備保障效能評估的基本步驟

分為前期準備階段、正式推演、推演后統(tǒng)計分析共三個階段。前期準備階段，確定效能指標、設定評估條件、準備相關(guān)數(shù)據(jù)、篩選實驗敏感變量、確定重點推演方案。正式推演階段，錄入指令、進行仿真推演以及對數(shù)據(jù)進行采集。統(tǒng)計分析階段，對推演得到的數(shù)據(jù)進行分類梳理分析，最終得出評估結(jié)論。

4.1 前期準備階段

1）決定性能指數(shù)。通過對裝備裝備的整個生產(chǎn)過程的綜合分析，歸納出裝備維修效能、裝備指揮效能、物資供應效能、裝備機動效能、裝備管理效能和裝備防御效能［8］，如圖1所示。

圖1 裝備保障效能評估指標

2）設定條件及準備數(shù)據(jù)。針對裝備保障效能的評估，設定評估條件：戰(zhàn)場環(huán)境、我方態(tài)勢、我方保障力量配屬、相關(guān)要素等。推演評估需具備基礎的數(shù)據(jù)，基于兵棋推演系統(tǒng)進行效能評估，需將評估條件及相關(guān)武器裝備、維修能力、受損目標狀況等以數(shù)據(jù)形式提前輸入系統(tǒng)。

3）開展實驗因子的提取。這一過程，需要探索變量空間，推導，分析結(jié)果，提煉篩選變量，循環(huán)反復幾次，最終提煉篩選出對實驗結(jié)果變化較為敏感的幾個實驗因子，縮小變量空間。

4）確定最終推演方案。基于之前多次優(yōu)化和過濾后的各種敏感試驗因素的不同結(jié)合，對之前的諸多推理進行了修改，最終確定出幾個方案進行詳細推演。

4.2 正式推演階段

正式推演階段，需要將已知的推理方法通過命令錄入到兵棋推理中，再由該算法執(zhí)行相應的保護推理。基于所設置的性能指數(shù)和評價標，設計好數(shù)據(jù)采集標準，以確保采集到的數(shù)據(jù)能夠較有效地反映效能指標變化。

4.3 統(tǒng)計分析階段

將采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，根據(jù)效能評價指標量化對比出裝備保障效能的改變。并且，根據(jù)兵棋局推演的特點，可以實現(xiàn)對整個推理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和整個流程的可視化回放，從而得到更加精確的評價結(jié)果。

5 實例分析

按照基于兵棋推演的裝備保障效能評估步驟流程，以陸軍炮兵勤務保障分隊為對象，評估保障人員規(guī)模擴大一倍后，裝備保障效能的提升問題。整體評估流程圖見圖2。

圖2 評估流程圖

5.1 確定裝備保障效能指標

首先，對設備的保障效果進行評價。火炮修理、物資保障、后勤保障三個方面是三個指標，經(jīng)過與各單位和軍事專業(yè)人士的討論，確定了三個評價標準，詳細情況如下所示：維修壞損火炮效能為修理后堪用火炮比例；物資供應保障效能為單位時間內(nèi)可向部隊提供的彈藥器材數(shù)量與需求數(shù)量比值；運輸投送保障效能為物資運送到指定地域所耗時長，綜合裝備保障效能為三項效能進行加權(quán)平均［9］。

5.2 影響部隊裝備保障效能因素的篩選

基于兵棋推演系統(tǒng)進行評估，設定評估條件，假定環(huán)境為真實戰(zhàn)場環(huán)境，形成基于該實例的推演實驗變量空間，確定保障兵力規(guī)模、器材備件滿足率、目標損傷程度、機動能力、指揮協(xié)同能力、器材備件保障延遲、維修裝備性能和裝備防護程度這8類影響裝備保障效能的因素。

從兵棋推演系統(tǒng)角度出發(fā)，想要達到與其目的，則需要設定評估條件，假定環(huán)境為真實戰(zhàn)場環(huán)境，形成基于該實例的推演實驗變量空間，確定保障兵力規(guī)模、器材備件滿足率、目標損傷程度、機動能力、指揮協(xié)同能力、裝備備件保障延遲、維修裝備性能、裝備保護能力八大要素［10］。

通過部分因子設計的方法，開展篩選工作中，需要考慮到不同影響因素與對28-5分式因子之間的關(guān)系，并探究當分辨率為IV 時，所涉及到的分式因子涉及應當滿足怎樣的標準，并以此為基礎開展相關(guān)實驗，完成后續(xù)的推演工作。通過對各試驗場的反復試驗，排除了各種偏差，最后得到的結(jié)論是：保障兵力規(guī)模、目標損傷程度、機動性是制約部隊保障效能的主要因素。因此，本文選擇保障技術(shù)人員規(guī)模、我方火炮裝備受損程度和機動途中受影響程度為影響因素和變量，相應取值空間見表1［11］。

表1 變量取值空間

5.3 確定詳細推演方案

通過對上述三個因子的綜合分析，可以得出8種不同的推演方法，通過分析統(tǒng)計結(jié)果，最后選定3種進行具體的推理，內(nèi)容見表2。

表2 推演方案

5.4 數(shù)據(jù)采集

詳細推演上述3 個方案，將方案內(nèi)容格式化為行動指令錄入兵棋推演系統(tǒng)，并由裝備保障指人員操作該系統(tǒng)，將隨機因素影響基本消除后，采集到的數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢姳?～表5。

表3 維修壞損火炮結(jié)果

表4 物資供應保障結(jié)果

表5 運輸投送保障結(jié)果

5.5 統(tǒng)計分析

以方案1 中效能值作為標準值進行歸一化處理后，得出各方案的效能值見表6。

表6 歸一化后的單項保障效能

設火炮維護效能、后勤保障效能、保障效能與保障效能之比值為1∶1∶1，標準化后，陸軍炮兵勤務保障分隊裝備保障效能值見表7。

表7 歸一化后裝備保障效能

5.6 評估結(jié)論

根據(jù)表7 可知，在保障人員規(guī)模擴大一倍后，陸軍炮兵勤務保障分隊裝備保障效能提升有關(guān)結(jié)論如下：

1）如果僅是技術(shù)人員數(shù)量翻倍，由于機動輸送能力、人員技術(shù)水平及相關(guān)作戰(zhàn)因素限制，勤務保障分隊維修壞損火炮、物資供應保障效能、運輸投送效能分別提升為原來的1.39 倍、1.88 倍和1.64倍，綜合效能為原來的1.64 倍。可見，隨著人員規(guī)模擴大，陸軍炮兵部隊勤務保障分隊裝備保障效能并非隨之現(xiàn)行提升。

2）如保障分隊前出執(zhí)行任務機動途中所受干擾較小，機動能力、防護能力稍作提高，則各項效能分別提升為原來的1.61 倍、2.38 倍和2 倍，綜合效能提升為原來的1.99 倍。可見在擴大人員規(guī)模基礎上提升裝備的機動性能、防護性能。雖小幅度犧牲物資供應效能，但綜合效能得到有效提升［12］。

6 結(jié)語

兵棋推演現(xiàn)已廣泛應用于作戰(zhàn)指揮領域，在裝備保障領域并未受到太多青睞，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對裝備保障的依賴性越來越大，兵棋推演在裝備保障領域的應用越來越受到重視。本文運用兵棋推演系統(tǒng)對裝備保障效能進行評估，在綜合考慮各方影響因素后，確定效能評估指標，提煉篩選出敏感實驗因子。利用模擬試驗和分析的方式，對典型的裝備保障計劃進行了細致的推導，并通過對所獲得的數(shù)據(jù)進行了分析，最后得到了相應的評價結(jié)論。