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装备作战概念及其设计方法

2015-06-12郭齐胜田明虎樊延平

装甲兵工程学院学报 2015年2期
关键词:概念设计视图装备

郭齐胜, 田明虎,2, 穆 歌, 樊延平

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系, 北京 100072; 2. 66173部队, 山西 大同 037034)

装备作战概念及其设计方法

郭齐胜1, 田明虎1,2, 穆 歌1, 樊延平1

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系, 北京 100072; 2. 66173部队, 山西 大同 037034)

针对目前装备论证工作中“装备作战概念”内涵界定不清和设计方法不科学的问题,借鉴美军有关作战概念的研究成果,界定了装备作战概念,分析了其基本构成要素,并从范围、目标和内容3个方面分析了装备作战概念设计的内涵,提出了基于DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)多视图的装备作战概念设计方法,从全视图、作战视图、能力视图、系统视图和技术视图5个方面分析了其设计原理,初步规范了其设计流程。

装备作战概念;装备作战概念设计;DoDAF多视图

目前,装备发展已经由传统的“军事需求牵引”演进到了“作战概念牵引”[1]。装备作战概念作为牵引装备发展的源头,越来越受到装备论证工作人员的重视。针对装备作战概念,美军以国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)为标准,制订了严格的装备作战概念设计、开发与评估过程,并建立了完善的组织体制[2]。相比而言,我军对装备作战概念的研究起步较晚,相关的文献资料很少,仍然存在对装备作战概念内涵界定不清和装备作战概念设计方法不科学等问题。麻广林等[1]采用DoDAF作战视图产品来设计装备作战概念,提出了新型装备作战概念设计框架,对装备作战概念设计进行了初步探索。本文借鉴美军有关作战概念的研究成果,界定了装备作战概念及其设计的内涵,提出了基于DoDAF多视图的装备作战概念设计方法。

1 作战概念与装备作战概念相关问题

1.1 美军作战概念的含义

近年来,美军在军事变革和军队转型实践中,提出了一系列具有鲜明时代特征的作战概念,如: “一体化联合作战”、“网络中心战”和“空海一体战”等。这些作战概念的提出加速推进了美军的转型,并对美军装备的发展产生了极大影响。同时,在各军兵种的推动下,参联会与国防部先后出台了一系列指导性文件,规范了全军作战概念研究与开发的框架。目前,美军对作战概念的相关研究日益成熟,并逐步应用于作战实践,有力支撑了美军人员、条令、编制、训练、教育和装备等军队的全面建设[2-3]。

美军的作战概念并不是一个抽象的概念,它详细构想了美军未来的体制编制、作战样式、装备体系等一系列问题,并经过开发与试验评估,形成了具体的指导美军未来装备建设与发展的文件。如:2014年10月,美陆军正式公布的2020-2040新版作战概念《在复杂世界中获胜》就是一份指导美陆军未来建设发展的文件,它预估了美陆军未来的作战环境,设计了未来的作战行动方式、原则与核心能力,明确了美陆军未来体制编制、行动样式、训练方法、武器装备等一系列问题[4]。

美军的作战概念主要包含3个层次:1)依据未来可能存在的威胁所确定的装备作战使命,初步形成的作战概念想法;2)经过创造性的构想设计出比较具体形象的,用文字、图形、矩阵和活动图等表示的作战概念方案;3)经过规范化开发与评估后正式颁布的作战概念文件。可见:作战概念包含的3层含义是逐层递进、不断丰富和发展的。

1.2 装备作战概念的含义

借鉴美军关于作战概念的研究成果,本文提出如图1所示的装备作战概念。

图1 装备作战概念的3层含义

由图1可以看出:装备作战概念包含如下3层含义:

1) 在作战概念下关于以所研发的新型装备为主体的装备体系(简称新型装备体系)的想法;

2) 在作战概念下经过创造性的构想,用文字、图形、矩阵和活动图等表示的关于新型装备体系的具体形象的方案;

3) 经过规范化开发与评估后正式颁布的装备作战概念文件。

目前,我军对装备作战概念的研究尚处于起步阶段,还没有形成指导我军装备发展的具体作战概念文件,本文定义的装备作战概念实际上只包括前2层含义。

1.3 装备作战概念的基本构成要素

装备作战概念应体现国防战略和装备的作战使命,其基本构成要素应涵盖创造性地构想出的新型装备体系在未来作战中的任务背景、运用方式、能力需求、系统需求和技术需求5个方面。1)任务背景是指新型装备体系在未来作战中所处的背景和应完成的使命任务。其中:背景包括国防战略背景和环境背景(如自然环境背景、军事环境背景以及社会环境背景等);应完成的使命任务是指新型装备体系完成其作战使命的作战样式、作战约束及具体任务。2)运用方式是指构想新型装备体系在未来作战中的整体运用原则和具体活动,形成新型装备体系作战运用的初步方案。其中:整体运用原则是指新型装备体系在执行特定任务时的运用原则和使用标准;具体作战活动是指新型装备体系在执行特定任务时所要展开的各项军事活动,包括指挥、通信、侦察和火力打击等。3)能力需求是指新型装备体系为完成作战使命时应达到的总体能力目标。在考虑装备作战概念中能力需求要素时,应使总体能力目标贴近任务背景和运用方式2个要素。4)系统需求是指新型装备体系在执行未来作战任务时,应具有的体系构成、组织关系以及装备系统间的信息交互方式。系统需求将新型装备体系的运用方式和能力需求反馈到新型装备体系的构建,是形成装备作战概念方案的关键。其中:体系构成是指组成新型装备体系的各分系统,如指挥控制系统、传输通信系统、侦察监视系统和火力打击系统等,以及各分系统中具体使用的单个装备;组织关系是指新型装备体系中各分系统之间存在的指挥关系或协同关系;装备系统间的信息交互方式是指新型装备体系和外部装备体系以及自身体系中各分系统之间的信息交互方式。5)技术需求是指可应用于新型装备体系且符合实际要求的技术。通常采用技术成熟度作为指标来衡量技术对新型装备发展的推动作用。

2 装备作战概念设计的内涵与意义

2.1 装备作战概念设计的内涵

2.1.1 设计范围

从设计范围来看,装备作战概念设计有广义与狭义之分。广义的装备作战概念设计活动贯穿于装备发展的始终,在装备生命周期的各个阶段都发挥着牵引作用;狭义的装备作战概念设计是指从提出装备作战概念想法到形成具体装备作战概念方案这一阶段。本文中的装备作战概念设计是指狭义的装备作战概念设计。

2.1.2 设计目标

依据装备作战概念的含义,装备作战概念设计的目标就是把新型装备体系在作战概念下的一些想法用文本、图形、矩阵和活动图等直观形象的方式描绘出来。

2.1.3 设计内容

依据装备作战概念的基本构成要素,装备作战概念设计的内容应涵盖新型装备体系在未来作战中的任务背景、运用方式、能力需求、系统需求和技术需求5个方面。

2.2 装备作战概念设计的意义

2.2.1 有助于促进交流与理解

装备作战概念设计涵盖了装备的作战、能力、系统和技术等多个方面。为确保形成统一认识,需要作战人员、顶层设计人员和装备论证人员对装备作战概念设计的相关问题进行反复沟通和交流,通过装备作战概念设计有助于促进各类人员对装备作战概念的进一步理解。

2.2.2 有助于牵引装备论证工作

通过装备作战概念设计可尽可能地构想出新型装备体系在未来作战中的任务背景、运用方式以及体系构成与交互关系等要素,有助于促进装备论证工作人员把握装备作战使命,更好地理解和分析装备作战概念[5]。

2.2.3 有助于指导装备作战概念开发

通过装备作战概念设计生成的装备作战概念方案,详细设计了装备作战概念的各个要素,为后续开发装备作战概念、形成装备作战概念文件奠定了良好的基础。

3 基于DoDAF多视图的装备作战概念设计方法

3.1 设计原理

装备作战概念作为典型的复杂系统,具有装备体系的静态特性和动态特性。体系结构详细描述了体系各组成部分的结构及其之间的关系。体系结构产品中既有描述装备体系静态特性的产品,也有描述装备体系动态特性的产品,可很好地实现装备作战概念这类复杂系统的设计。本文采用DoDAF来实现装备作战概念的设计。

2008年12月,美国发布了国防部体系结构框架2.0版(DoDAF 2.0)草案。DoDAF 2.0共定义了8种视图,分别为全视图、数据与信息视图、作战视图、能力视图、系统视图、项目视图、服务视图和技术视图[6-9]。本文依据装备作战概念设计的内容,选取全视图、作战视图、能力视图、系统视图和技术视图作为设计装备作战概念的视图产品。基于DoDAF多视图产品的装备作战概念设计原理如图2所示。

图2 基于DoDAF多视图的装备作战概念设计原理

1)全视图主要用来限定装备作战概念的范围、目的和背景,说明在进行装备作战概念设计时采用的工具,定义所有视图产品中使用的术语,但不参与装备作战概念的具体描述。

2)作战视图是从作战的角度描述作战使命和流程。根据新型装备体系的特点,描述作战任务、活动和节点以及完成这些任务需要的信息交互。

3)能力视图从装备论证人员的角度出发,描述系统的能力需求,刻画能力需求的类别以及相关属性等。能力视图描述完成作战活动时新型装备体系所需的总体能力,是对作战需求更高层次的描述。

4)系统视图描述为满足作战使命和能力要求,新型装备体系应具有的体系构成以及具体的编配编组,体现新型装备体系中各分系统的功能与作战活动之间的映射关系。

5)技术视图描述技术标准、关键技术列表等内容,从技术角度分析新型装备体系的系统需求问题。

3.2 设计流程

根据装备作战概念的基本构成要素与DoDAF视图产品的对应关系,建立了如图3所示的装备作战概念设计流程。

图3 装备作战概念设计流程

装备作战概念设计的具体步骤如下。

1)任务背景设计。应用全视图产品建立综述和概要信息(AV-1)、综合词典(AV-2),应用作战视图产品建立高级作战概念图(OV-1)。

2)运用方式设计。应用作战视图产品建立高级作战概念图(OV-1)、作战资源流描述(OV-2)、作战资源流矩阵(OV-3)、作战活动模型(OV-5)、作战状态转换描述(OV-6b)以及作战事件跟踪描述(OV-6c)等。

3)能力需求设计。根据作战活动需要,应用能力视图产品对新型装备体系能力进行分类(CV-2),细化出作战活动过程中各个阶段的能力需求(CV-3)和能力之间的从属关系(CV-4)等。

4)系统需求设计。新型装备体系的系统功能是由具有类似性能属性或较强相关性的装备实体共同实现的。应用系统视图产品对新型装备体系中的分系统进行系统接口描述(SV-1)、系统通信描述(SV-2)、系统功能描述(SV-4)和状态转换描述(SV-10b)等。

5)技术需求设计。新型装备体系作战效能的实现需要多项关键技术的支撑,实现关键技术的突破对提高装备体系作战能力至关重要。应用技术视图产品提出新型装备体系的标准规范(TV-1)、标准预测(TV-2)和关键技术列表(TV-3)。

4 结论

装备作战概念涉及作战、指挥、装备与技术等诸多领域,研究内容十分丰富。目前,我军关于装备作战概念的研究刚刚起步,本文仅对装备作战概念与装备作战概念设计的内涵进行了界定和分析,并提出了一种装备作战概念设计方法,要将该方法应用于实践,仍需要作战人员、顶层设计人员和装备论证人员共同完成大量的工作。下一步将进一步探索装备作战概念验证和应用等问题。

[1] 麻广林,谢希权,高明洁.装备作战概念设计框架[J].军事运筹与系统工程,2012,26(1):5-13.

[2] 马春燕,任武能,邹俊,等.支撑美军转型的作战概念及其对装备发展的影响[R].北京:总装备部科技信息研究中心,2008.

[3] John D.Toward a Nation-building Operating Concept[R].Fort Leavenworth,Kansas:United States Army Command and General Staff College,2009.

[4] 张志伟.军事需求:引领军队建设发展的方向标[N].中国国防报,2012-10-15(1).

[5] 张兵志,郭齐胜.装备需求论证理论与方法[M].北京:国防工业出版社,2013:82-87.

[6] 罗雪山,罗爱民,张耀鸿.军事信息系统体系结构技术[M].北京:国防工业出版社,2010:108-113.

[7] 刘小海,田亚飞.C4ISR体系结构框架及设计方法[J].火力与指挥控制,2010,35(1):6-8.

[8] 何远明,曲爱华.军事信息系统体系结构框架[M].北京:海潮出版社,2010:13-23.

[9] DoD Architecture Framework Working Group. DoD Architecture Framework Version 2.0 [R].Washington:USA Department of Defense,2009.

(责任编辑:王生凤)

Equipment Operational Concept and its Design Method

GUO Qi-sheng1, TIAN Ming-hu1,2, MU Ge1, FAN Yan-ping1

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China;2. Troop No. 66173 of PLA, Datong 037034, China)

Aiming at the problem that the definition of equipment operational concept is still unclear in the field of equipment demonstration and its design methods are still unscientific, with the research result referring to operational concept in the US army, this paper firstly defines the connotation of equipment operational concept, analyses its basic elements, and also puts out the profound content of equipment operational concept design from three aspects: scope, goal and content. Finally, the design method based on DoDAF multi-views is proposed, the design principle is analyzed from five aspects of all views, combat views, capability views, system views and technology views, and then the design process is preliminarily specified.

equipment operational concept; equipment operational concept design; DoDAF multi-view

1672-1497(2015)02-0007-04

2014-12-26

军队科研计划项目

郭齐胜(1962-),男,教授,博士。

E917

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.002

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