許長軍， 蘇憲程， 張春霞， 常 浩， 汪 雄

（1.裝備學(xué)院 裝備采辦系，北京101416； 2.空軍駐沈陽地區(qū)軍事代表局，遼寧 沈陽110000）

長期的論證實踐，使武器裝備論證人員和決策者深刻認(rèn)識到，武器裝備論證中存在大量的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的問題，尤其對于武器裝備體系這樣的復(fù)雜巨系統(tǒng)的論證，采用傳統(tǒng)的論證方法通常難以取得預(yù)期的效果，必須運用從定性到定量以及定性定量相結(jié)合的綜合集成方法。建設(shè)武器裝備論證決策支持系統(tǒng)，已經(jīng)成為武器裝備論證工作的必然要求。

1 相關(guān)概念

1.1 武器裝備論證

裝備論證是圍繞裝備建設(shè)開展的前瞻性、綜合性決策咨詢研究活動。是針對給定的命題，通過嚴(yán)密的科學(xué)方法和充分的論據(jù)對武器裝備的發(fā)展、研制、管理等各方面預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行推理證明，以說明實現(xiàn)該目標(biāo)的可行性、必要性及可行方案的過程。武器裝備論證或系統(tǒng)分析過程是：確定目標(biāo)—擬定達(dá)到目標(biāo)的方案—構(gòu)造評價各備選擇方案達(dá)到目標(biāo)程度的尺度—把實際問題轉(zhuǎn)化成模型—研究分析并提出研究報告。由此可知，定量評價武器系統(tǒng)和武器裝備體系作戰(zhàn)能力及其完成任務(wù)的程度，具有重大意義。它不僅可用于武器發(fā)展規(guī)劃計劃、論證研究、型號選擇，而且也可用于兵力對比、決策方案論證選擇和作戰(zhàn)計劃安排［1］。按照裝備對象的不同層次，可分為裝備體系、裝備系統(tǒng)、單裝備、部組件等。

1.2 決策支持系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)（DSS）是一種以計算機(jī)為工具，應(yīng)用決策科學(xué)及有關(guān)的理論與方法，利用人的靈活判斷能力，以人機(jī)交互方式輔助決策者解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問題的信息系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)就是要組織與管理好所有能供決策使用的數(shù)據(jù)或信息、計算模型、分析方法、仿真技術(shù)及判斷規(guī)則，在決策者與機(jī)器的交互過程中針對不同的問題通過各種數(shù)據(jù)、模型與方法的組合作用來引導(dǎo)決策者完成一系列的判斷而獲得問題的解。根據(jù)決策問題、決策主體和決策支持系統(tǒng)復(fù)雜程度的不同區(qū)分為一般決策支持系統(tǒng)（DSS）、智能決策支持系統(tǒng)（intelligence decision support system，IDSS）、群體決策支持系統(tǒng)（group decision support system，GDSS）、分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)（distributed decision support system，DDSS）和智能交互集成化決策支持系統(tǒng)（intelligence，interactive and integrated decision support system，I3DSS）等［2］。

1.3 武器裝備論證決策支持系統(tǒng)

武器裝備論證決策支持系統(tǒng)是根據(jù)裝備論證領(lǐng)域應(yīng)用需要建立的決策支持系統(tǒng)。長期以來，我軍武器裝備的論證主要是采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗型方式，缺乏科學(xué)有效的手段，論證程序、方法也欠規(guī)范，嚴(yán)重地影響了武器裝備論證質(zhì)量和水平的提高，新時期裝備系統(tǒng)和裝備體系更加復(fù)雜，論證中需解決的問題越來越多，需要決策支持系統(tǒng)來輔助裝備論證工作，這是裝備論證工作的基礎(chǔ)建設(shè)，是論證手段的發(fā)展方向。不同層次的裝備論證工作對決策支持系統(tǒng)的需求不同，如表1所示。

表1 武器裝備論證的層次及對決策支持系統(tǒng)的需求

目前單裝備及部組件論證層面的決策支持系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程較快，在裝備系統(tǒng)及裝備體系層面的決策支持系統(tǒng)也正在研究建設(shè)當(dāng)中，從發(fā)展過程看，開展數(shù)據(jù)資源建設(shè)和建模研究，開發(fā)仿真系統(tǒng)，建設(shè)裝備體系實驗室，是裝備論證手段變革的3個里程碑，也是裝備論證決策支持系統(tǒng)不斷進(jìn)步、不斷提高、不斷完善的發(fā)展進(jìn)程，隨著先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)在裝備論證工作中的實際應(yīng)用，必將為論證工作質(zhì)量的提高起到巨大的推動作用。

2 武器裝備論證決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

武器裝備論證工作領(lǐng)域?qū)?、層次多、模擬綜合性強(qiáng)，尤其在武器裝備體系這樣的復(fù)雜巨系統(tǒng)論證中面臨“超前預(yù)測難，體系虛擬難，總體優(yōu)化難，智慧集成難，科學(xué)決策難”等問題。目前國內(nèi)外已經(jīng)從裝備型號到裝備體系不同層面建成或正在建設(shè)針對不同裝備論證需要的決策支持平臺。因應(yīng)用領(lǐng)域、論證對象、論證目標(biāo)、論證內(nèi)容和需要調(diào)用或集成資源等方面的不同，各平臺體系結(jié)構(gòu)差異很大，應(yīng)用效果如美軍陸軍使用的CEM、TARCAR等系統(tǒng)、空軍使用的THUNDER系統(tǒng)、海軍使用的ITEM系統(tǒng)，近年正在研制的JWARS系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)主要用于作戰(zhàn)方案分析，但其中包含裝備作戰(zhàn)運用，能夠?qū)ρb備發(fā)展需求及裝備作戰(zhàn)效能評估等起到?jīng)Q策支持功能［3－4］。我軍各裝備研究機(jī)構(gòu)根據(jù)各類裝備型號論證的需要研制滿足各自需要的論證支持系統(tǒng)，特別是近年隨著對裝備體系建設(shè)的重視，以“1＋5”實驗室為重點的各類裝備體系論證決策支持平臺正在建設(shè)之中，國防科技大學(xué)等也研制了SIM2000，OASIS等支持裝備論證的仿真和綜合評估平臺［5－8］。本文在對相關(guān)平臺結(jié)構(gòu)研究基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建一種具有開放、交互、動態(tài)特征的通用武器裝備論證決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。整個體系結(jié)構(gòu)分為基礎(chǔ)資源層、服務(wù)協(xié)同層、系統(tǒng)集成層和決策應(yīng)用層，各層提供不同的功能，針對不同層次武器裝備論證決策支持需求，由各層的資源、服務(wù)組件及系統(tǒng)組合來滿足需求。

1）基礎(chǔ)資源層。資源層包括計算資源、存儲資源、信息與數(shù)據(jù)資源、網(wǎng)絡(luò)通信資源、專家資源等等，各類資源通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、接口與系統(tǒng)建立相互之間的互聯(lián)與管理。

2）服務(wù)協(xié)同層。服務(wù)協(xié)同層是基礎(chǔ)服務(wù)功能單元的實現(xiàn)層，對資源層各類資源進(jìn)行管理與集成，以O(shè)DBC、CORBA、HLA等中間件技術(shù)或接口協(xié)議為基礎(chǔ)構(gòu)建服務(wù)協(xié)同環(huán)境，實現(xiàn)各類中間件、各類工具等分布異構(gòu)資源的協(xié)同，按需要實現(xiàn)具體的服務(wù)功能，如：提供專門的數(shù)據(jù)查詢分析工具、信息檢索工具、協(xié)作研討工具等。本層可以對用戶或應(yīng)用程序屏蔽支撐服務(wù)運行的后臺軟硬件系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，使用戶或應(yīng)用程序可以通過簡單透明的方式獲取所需的服務(wù)功能。

圖1 武器裝備論證決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

3）綜合集成層。本層建立服務(wù)要素面向應(yīng)用的系統(tǒng)集成，建立適用于不同應(yīng)用的服務(wù)組件及工具構(gòu)成的支持與控制系統(tǒng)，如協(xié)作支持系統(tǒng)、綜合信息數(shù)據(jù)檢索引擎、綜合態(tài)勢表達(dá)系統(tǒng)、綜合模型評估系統(tǒng)等，實現(xiàn)想定生成與管理、模型建立、過程與結(jié)果顯示、仿真控制、數(shù)據(jù)管理以及綜合評估等。

4）決策應(yīng)用層。決策應(yīng)用層負(fù)責(zé)建立各類服務(wù)系統(tǒng)之間的應(yīng)用鏈接，進(jìn)行按需提供與總控，根據(jù)應(yīng)用的需求，通過綜合配置、調(diào)度、控制各種服務(wù)系統(tǒng)，形成面向具體決策問題的服務(wù)系統(tǒng)集合，完成對決策問題的綜合模擬。

武器裝備建設(shè)是高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文所提出的武器裝備論證決策支持系統(tǒng)是支持這項系統(tǒng)工程的技術(shù)平臺，而且是融合了人、裝備實際信息資源、計算方法、仿真等技術(shù)資源的智能化技術(shù)平臺。因為不同層面不同類型的裝備論證涉及的資源、中間過程和最終的多階段輸出的實體分別表征為不同類別的模型，即武器裝備論證決策支持系統(tǒng)是在模型環(huán)境中構(gòu)造模型、演化模型的工程，稱基于模型的系統(tǒng)工程（model based system engineering，MBSE）。MBSE是國際系統(tǒng)工程委員會（International Council on Systems Engineering，INCOSE）和 對 象 管 理 組 織（Object Management Group，OMG）提出的新概念，旨在從技術(shù)綜合發(fā)展的視角，在更高的層次上將這類復(fù)雜模型系統(tǒng)的問題求解歸結(jié)為系統(tǒng)工程［9］。因此無論是武器裝備型號論證還是武器裝備體系論證都屬協(xié)同工程環(huán)境支持下的MBSE應(yīng)用。本文所提出的武器裝備論證決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架的核心在于構(gòu)建一種M＆S技術(shù)使能的協(xié)同工程環(huán)境，使裝備論證主體可以在此環(huán)境提供的適用資源和有針對性的技術(shù)工具支持下，協(xié)作完成不同層面（體系／系統(tǒng)／單裝備／部組件）不同類型的武器裝備論證任務(wù)，而且這種框架也是能夠?qū)崿F(xiàn)各類武器裝備論證平臺融合的一種開放、交互、動態(tài)的框架。

3 武器裝備論證決策支持系統(tǒng)協(xié)同機(jī)制

本文提出的協(xié)同環(huán)境目標(biāo)是支持可重用、可移植、可拓展及具有強(qiáng)交互能力，以實現(xiàn)各類資源的協(xié)同和集成運用，使武器裝備論證涉及的各階段、各尺度、各維度的數(shù)據(jù)、模型、組件、工具以及分系統(tǒng)等資源在這種環(huán)境中有效交互或集成，并根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行系統(tǒng)分析、建模、仿真、評價為武器裝備論證決策提供支持。要實現(xiàn)其有效運行還必須建立起層間映射機(jī)制、運行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和決策效用規(guī)范，以實現(xiàn)對不同階段、不同尺度、不同維度資源的開放與接收，并根據(jù)不同決策支持需要對資源集成，生成滿足應(yīng)用需求的系統(tǒng)，實現(xiàn)分析、建模、仿真、評價等決策支持功能。對于需求與資源的交互映射本文在GAN Renchu等關(guān)于RDAA理論研究［10］基礎(chǔ)上提出需求驅(qū)動的適應(yīng)機(jī)制RDAM。

RDAM的協(xié)同機(jī)制可以描述為：系統(tǒng)對決策者的決策需求進(jìn)行識別，使用戶需求描述語言（user's requirement description language，URDL）對需求進(jìn)行描述。對需求進(jìn)行分析，將出現(xiàn)頻率高的需求分類與規(guī)范化，形成一系列用戶需求模式（user's requirement pattern，URP），并將其存入需求模式庫（URP base）。當(dāng)用戶提出需求時，將提出的需求與已存的用戶需求模式匹配。如匹配不成功，則對系統(tǒng)集成層內(nèi)資源進(jìn)行分析，若此項需求在系統(tǒng)集成層不能提供，則啟動新需求生成機(jī)制并刷新用戶需求模式庫。將匹配好的決策需求向下映射到系統(tǒng)集成層、服務(wù)協(xié)同層和基礎(chǔ)資源層。如圖2所示。

RDAM用來解決系統(tǒng)應(yīng)用與下層資源的交互問題，實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用需求向下層資源的映射，并對這種映射持久化和動態(tài)化，以完成資源的本地化和應(yīng)用集成化。RDAM的用戶需求模型定義了用戶需求層所需信息的全體及組織方式，因此，作為用戶需求層的描述語言，URDL主要任務(wù)就是對用戶需求層所需的知識和運行過程中傳遞的信息作形式化的描述。URDL由一系列具有統(tǒng)一語法和語義的規(guī)則組成，實際上是一組應(yīng)用層的操作協(xié)議。URDL的語法體現(xiàn)在元素的排列順序以及取值要求上，語義體現(xiàn)在元素所代表的含義。URDL是用來描述應(yīng)用需求層信息的標(biāo)準(zhǔn)化語言。URDL能夠清晰的描述應(yīng)用需求，反映應(yīng)用需求的關(guān)鍵內(nèi)容，結(jié)合應(yīng)用需求本體和運行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，刻畫出應(yīng)用需求全貌。URDL在表現(xiàn)形式上，基于XML技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，以及遵守用于XML計算的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 RDAM的協(xié)同機(jī)制

4 結(jié) 束 語

本文提出的武器裝備論證決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)各類與決策相關(guān)的人員、系統(tǒng)、資源等多種要素的綜合集成與廣泛共享、協(xié)同，能實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下各類異構(gòu)資源要素面向應(yīng)用需求的服務(wù)綜合集成；支持人、機(jī)、系統(tǒng)間的協(xié)同；可以支持不同層次武器裝備論證決策應(yīng)用?？蔀楦黝愌b備體系實驗室進(jìn)行總體集成時提供頂層設(shè)計參考。本文還提出了武器裝備論證決策支持系統(tǒng)協(xié)同環(huán)境，對于需求與資源的交互映射提出需求驅(qū)動的適應(yīng)機(jī)制（RDAM）以實現(xiàn)在上下層次間需求與資源的映射。

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