陈宇奇,张　柳,杨英杰,冯　星

(1.军械工程学院，河北石家庄　050003;2.军事交通学院,天津　300100;3.66393部队,河北保定　071000)



装备保障方案综合评价系统的分析与设计

陈宇奇1,张柳1,杨英杰2,冯星3

(1.军械工程学院，河北石家庄050003;2.军事交通学院,天津300100;3.66393部队,河北保定071000)

为了科学合理地对装备保障方案进行权衡分析和优化筛选,从装备保障方案综合评价的具体需求出发,提出了装备保障方案综合评价系统的总体结构,基于OU(组织单元)与BOU(基本组织单元)的组织建模法构建了装备保障方案综合评价的组织结构模型,设计了系统的角色和各功能模块,并给出系统运作的一般流程和具体事例,验证了该系统的可行性和有效性。

装备保障方案;综合评价系统;组织建模;评价流程

现代战争是基于信息系统的各种武器装备的综合运用,是武器装备体系之间的对抗。装备保障系统运转的好坏是确保武器体系效能发挥的关键因素,而装备保障方案作为装备保障系统的整体描述,其优劣直接关系到装备保障能力的发挥。因此,如何科学合理地评价装备保障方案,以形成“快速、高效、精确”的装备综合保障能力,是目前装备保障工作的重点。

装备保障方案是装备指挥员及其指挥机关在装备使用过程中,根据部队任务、行动方案及保障要求,对保障任务区分、保障资源配置、保障力量部署与运用、保障行动协同等方面的总体描述与具体行动的规划与设计。它有别于其他阶段的装备保障方案,是作战实施过程中开展装备保障工作的总体设想与规划。

由上述定义可知,装备保障方案的构成十分复杂,包括部署、维修、器材、弹药、防卫、通信等多方面的内容,涉及众多的业务领域;而对一个作战方案而言,根据作战指挥层次和各层次涉及的参战作战单元数目,会形成一组保障方案,各保障方案之间又存在着一定的关联关系[1],这对于装备保障方案评价[2-3]而言,就会相应具备以下几个明显的特征:

1)评价需要众多领域的专家既要对各层次各专业的保障方案进行独立测评,也要进行综合测评,具有复杂性;

2)在评价过程中,评价人员不仅运用自己的经验知识和提供的相应信息进行评价,还会产生新知识新经验并运用到评价中,具有动态性;

3)评价目标间可能没有明显、统一的度量标准,改善某一目标的结果可能是另一目标的恶化,比如为保证能在战场上及时实施维修,就会加大维修器材的供应,而维修器材供应的加大又会导致一定的浪费,因此具有一定的模糊性;

4)装备保障方案综合评价属于半结构化问题,某些评价目标、约束条件参数可以定量描述,但其构建的模型大多为简化模型,不能完整反映各要素内部属性和相互关系,其得到的定量结果只能为评价提供一定参考,而某些评价目标和约束条件参数只能进行定性描述,因此通过定性分析和定量分析相结合的方法可能取得好的效果。

从上述特征不难看出,装备保障方案的综合评价属于一个复杂系统问题,通过一般的解析方法很难得出理想的评价结果。综合集成研讨厅思想[4]是钱学森为解决复杂系统问题而提出的方法论,其核心是以人为主,人机结合,通过计算机技术将专家的经验知识与大量的定量模型结合起来,使参加研讨的群体在讨论问题时互相启发、互相激活,从而得到科学的认识与结论,目前已在经济、社会等领域进行了相应的工程实践,取得了良好的应用效果[5-7]。而在军事领域,综合集成研讨厅思想的研究主要侧重于战略决策[8-12]、作战指挥[13]、装备论证[14]等方面,在装备保障方案评价这个领域中的运用研究却比较少。本文在前期所开发的装备保障仿真通用平台的基础上,提出以综合集成研讨厅思想为指导,将专家体系、知识体系和机器体系有机地集成起来,采取定性定量相结合的方式,设计并研发装备保障方案综合评价系统(Equipment Support Concept Comprehensive Evaluation System, ESCCES),有效地提高装备保障方案评价的科学性与合理性。

1　装备保障方案综合评价工作流程分析

装备保障方案综合评价工作涉及部署、维修、器材、弹药、防卫、通信等多个业务活动的评价工作。从参与人员构成看,包括评价组织人员、各保障领域专业人员、决策人员等多种类型,这些人员在进行各项工作时都需要相关数据信息的支持,而数据信息的使用、产生和存储等又离不开人员活动和工作进行。因此,为了实现这一目标,首先应对装备保障方案综合评价工作进行分析,明确其工作流程,即包括哪些活动和功能，以及涉及哪些用户和资源等,为确定装备保障方案综合评价系统的角色需求、功能需求和一般运作流程提供依据。

装备保障方案综合评价工作分析的目的在于通过分析其工作流程,明确系统中角色用户组成、各自职能及相互关系,并以此为基础,确定系统应具备的功能和运作的一般流程。

本文总结归纳出装备保障方案综合评价中的各项业务活动,并对其进行了合理排序,形成如图1所示的装备保障方案综合评价工作基本流程。

图1　装备保障方案综合评价工作流程

第一步,明确方案评价研讨任务。

为明确保障方案评价研讨任务,首先应对装备保障方案综合评价工作进行整体筹划,包括成立保障方案评价工作组,明确工作组中人员分工,熟悉作战任务、保障要求、评价目标、资源约束等相关信息,进而进行研讨会议的申请和审批以及研讨会审批后研讨会议硬件设备调试、评价工作相关资源的收集整理等相关准备。

第二步,确定评价任务分工。

1)在该环节中研讨专家应进一步明确装备保障方案评价的研讨任务,包括与保障方案评价相关的任务想定背景、保障要求、评价目标、装备保障现状等;

2)通过群体研讨的方式,确定子任务分解研讨策略,形成评价任务集,其中每个评价子任务都有自己的评价目标、研讨组织方式、评价标准、模型以及研讨专家的构成等。

第三步,确定评价子任务的评价标准。

通过专家研讨在每个评价子任务中建立公认的评价参数体系、量化的评价指标,以确立保障方案“好”的公认度。

第四步,评价子任务研讨。

研讨专家充分利用现有的数据信息(包括系统内部数据信息和装备保障仿真通用平台中的相关仿真数据信息等两方面)、评价方法等资源,在给定的研讨主题中发表自己的意见,并在一次研讨结束后,依据专家经验和知识,调用相关的模型和算法分析求证自己或他人的观点,并形成各自的结论。

第五步,专家意见收敛。

专家意见收敛既存在于评价子任务阶段,也存在于得出最终评价结果阶段。组织人员应借助相关的意见收敛模型和算法,采取科学合理的手段归纳出子任务评价的最终结果,最终形成装备保障方案整体的评价结论。

2　系统需求分析

需求分析是对ESCCES进行设计与开发的基础和前提,也是对ESCCES的进一步分析和明确,即明确运用系统进行保障方案综合评价需要哪些角色,可以实现哪些功能,以怎样的流程进行运行等,为系统进行总体结构设计、角色设计、功能设计、运作流程设计等提供理论依据。

2.1系统角色需求分析

结合装备保障方案综合评价的工作流程,本文提出将ESCCES的用户角色分为管理者、组织者和研讨者三类角色。

1)管理者是了解系统运作逻辑和具体操作的相关人员,主要应负责对系统各功能模块和内部数据信息等资源的维护,为系统正常运行提供支持,确保装备保障方案综合评价工作顺利进行。

2)组织者是负责进行保障方案评价活动中的各类保障工作,为研讨者提供研讨时的必要服务,同时控制研讨流程推进,并对专家的研讨意见进行收敛,归纳形成最终结论。

3)研讨者主要是指具体参与评价工作的专家,主要包括装备机关人员、各保障领域的专家、各装备保障机构的专业保障人员、军队企业化工厂的相关人员以及其他专门从事装备保障工作的相关人员。

2.2系统功能需求分析

研发的ESCCES要求能科学组织研讨专家,确定任务分工和各层级评价指标体系,管控评价流程运行,并能借助各类辅助决策的工具和手段,对装备保障仿真通用平台给出的相关仿真数据信息和研讨过程中产生的相关数据信息进行分析,通过各类意见收敛方法求解最终结论,实现装备保障方案综合评价。为此,提出了ESCCES的功能组成,如图2所示。

图2　装备保障方案综合评价系统功能组成

1)研讨工作准备主要包括对系统管理者、评价组织者和评价研讨者的确定,研讨项目和具体评价任务的确定,专家权重的确定,评价目标的明确和各类数据信息资源的维护等。

2)研讨任务分工确定主要是确定研讨专家的具体分组和评价子任务集。

3)评价指标体系设定主要是设定装备保障方案总体评价指标体系和各子任务评价指标体系,各指标的评分结果在后续的研讨中作为一类数据信息供研讨专家进行分析。

4)研讨项目和评价任务管理主要是指加载和运行研讨项目和具体的评价任务,另外可以对其进行添加和删除等。

5)研讨流程控制包括评价流程创建、开始、暂停、推进、监控等功能。

6)数据分析主要针对装备保障仿真通用平台中的相关仿真数据和系统内部产生的各类数据信息进行的各项分析,依据各类辅助决策的模型、算法和工具等,进行必要的分析工作。

7)数据显示功能要求在进行研讨的同时,对于各类角色所需要的各类数据信息以合理的可视化形式进行显示,使其变得直观且易于理解,便于为装备保障方案综合评价提供依据。

8)数据管理功能要求对系统内部产生的各类数据信息可以进行记录,便于日后查看;对装备保障仿真通用平台给出的相关仿真数据可以进行存储;此外支持专家研讨所需的资料、数据信息的快速查询和检索功能,且具备删除功能。

9)研讨环境支持主要是为专家提供多种研讨方式,如电子白板、视频、音频等,既包含群体研讨空间又提供一定的个人工作空间。

10)群决策支持主要为组织者提供群决策工具集和相应的群决策环境,便于组织者收集研讨结果。

11)意见收敛功能主要为组织者提供相应的专家意见收敛工具集,便于组织者求解评价结论。

3　系统整体设计

3.1总体结构设计

依据上述的系统需求分析,ESCCES分为研讨运用层、信息服务层和硬件层。硬件层主要为系统提供运行支撑,信息服务层通过装备保障仿真通用平台提供的相关仿真数据和系统自身包含的与保障方案评价相关的数据信息为评价人员提供信息支持,同时将评价人员的结果反馈到装备保障仿真通用平台中进行二次仿真,研讨运用层则通过提供研讨组织与管理、研讨支持与分析处理和数据可视化等服务,为评价人员构建综合集成研讨环境进行相应的保障方案综合评价工作。其总体结构设计如图3所示。

图3　装备保障方案综合评价系统总体结构

3.2角色设计

装备保障方案综合评价的每一个任务都与评价组织结构关系密切,装备保障方案综合评价的过程实际上是通过专家研讨产生的各类评价信息在不同的组织单元之间流动的过程,因此必须建立组织模型来设计相关角色。

根据ESCCES的角色需求分析,结合装备保障方案综合评价的具体需要,将角色区分为系统用户、评价项目用户和研讨用户,系统用户主要负责系统和相关数据库的管理和维护,定义为超级管理员。评价项目用户主要负责评价项目的管理工作,定义为项目管理员。研讨用户主要包括组织者和研讨者,负责控制评价过程和参与保障方案研讨,主要包括研讨主持人、研讨秘书和研讨专家。

本文采取的是CIM-OSA(计算机集成制造——开放体系结构)中给出的基于OU和BOU的组织建模方法,其中BOU为基本组织单元,是组织中完成一定基本任务的个人、或个人与其他资源的组合,在组织模型中是稳定的、不可再分的,主要由人员组成。OU为组织单元,由人员、BOU或低层组织单元构成,组织单元间的隶属关系构成业务的组织结构树,以描述静态层次结构。

基于上述建模方法,按照系统角色的分类,将系统的组织结构分为系统层、项目层、组织与研讨层,其中系统层是整个系统的最顶层(顶层OU),由超级管理员和项目层中不同的评价项目组成;ESCCES中的每一组方案评价工作都以项目的形式发布和实施,所有的评价项目构成了组织结构中的项目层(下层OU),这一层由项目管理员和组织与研讨层中的会务组与研讨组构成;组织与研讨层由具体参与评价工作的人员组成(底层OU),主要分为会务组和研讨组,其中会务组包括研讨主持人与研讨秘书,研讨组包括若干研讨专家。另外,WG是为执行某一特殊任务而动态组建跨部门的一种人员组合。其组织模型如图4所示。

图4　装备保障方案综合评价系统组织模型

其中超级管理员负责维护系统运行所需的全局性数据;项目管理员负责面向单次保障方案评价任务的数据准备;研讨主持人主要是利用研讨系统提供的交互功能,对研讨过程进行组织管理,并在研讨结束时进行总结;秘书在研讨过程中为研讨主持人服务,提供系统操作方面的技术支持,并完成群决策专家意见汇集的工作;而研讨专家则是基于系统提供的数据、信息、模型、工具支持,面向装备保障方案评价目标进行研讨,表达和交流观点,形成研讨结论。各角色的详细职能描述如图5所示。

图5　角色用户职能图

3.3功能设计

从装备保障方案综合评价系统的功能需求分析出发,结合系统角色用户具体任务的分配,将系统功能模块划分为研讨流程管理子系统、群决策支持子系统、辅助决策子系统和数据管理子系统等四部分,图6为系统功能模块组成图。

图6　系统功能模块组成

1)研讨流程管理子系统提供图形化的研讨流程的规划、驱动、监控服务。通过研讨流程图把专家、角色、分组、研讨问题、研讨环节、软件工具等要素有机集成在一起,解决研讨过程的有序受控问题。

2)群决策支持子系统为专家提供多种方式的研讨协作服务,解决研讨过程中的协作交流问题。同时为研讨组织者提供一套收集意见、观点汇聚、意见收敛的软件工具,方便用户在统一的群决策客户端环境中完成各类群决策活动。

3)辅助决策子系统充分发挥计算机系统在计算能力和数据存储、处理和检索方面的优势,为参加装备保障方案研讨的专家提供信息、数据、模型等多方面的辅助决策支持,体现了综合集成研讨厅人机结合的思想。

4)数据管理子系统对系统运行所需的专家库、保障方案库、评价任务库、信息库、参数体系库等数据库进行管理维护,完成研讨所需的数据准备。

3.4运作流程设计与具体事例

基于装备保障方案综合评价的工作流程分析,将系统运作的一般流程划分为研讨准备阶段、明确研讨任务阶段、确定分解策略和子任务分工阶段、各子任务评价标准确立阶段、各子任务评价研讨阶段和研讨结论形成阶段等六个阶段,结合角色在各阶段的具体活动,构建如图7所示的系统运作的一般流程图。

在研讨准备工作主要由超级管理员和项目管理员共同负责,其中超级管理员主要负责系统的各项维护工作,并创建项目与项目管理员用户。项目管理员登录后主要负责研讨项目的相关工作,包括填写项目信息、确定参与研讨的主持人、秘书与专家、确定专家权重、载入相关数据信息、研讨流程初步规划等。

在接下来的各阶段中,主持人负责研讨的全局工作,秘书负责控制研讨流程运行。其中在明确研讨任务阶段中,专家初步了解研讨任务、装备保障方案和想定等,由主持人组织进行首轮研讨活动。

在确定分解策略和子任务分工阶段中主持人对分解策略和研讨任务集进行发布,并组织专家进行研讨,秘书汇总讨论结果并公布最终的分解策略及子评价任务分工情况。在专家投票表决通过后,秘书通过流程规划工具对专家进行重新分组形成本次的若干评价小组。

在各子任务评价标准确立阶段中,主持人发布保障方案总体的评价指标体系以及各子评价任务的评价指标体系,并组织专家研讨,由秘书汇总讨论结果形成最终的各层级评价指标体系。

在各子任务评价研讨阶段中,专家根据相关数据信息,利用已有的计算工具进行相应的分析，与所处子任务评价小组的其他成员进行讨论,并根据确定的指标体系对保障方案进行打分。秘书则负责运用群决策工具灵活组织专家进行研讨,并利用意见收敛工具整理各组的讨论结果,整理出最终的评价结论。

在研讨结论形成阶段中主持人发布各专家的打分情况和上一阶段形成的评价结论,组织专家研讨提出修改意见,并形成最终结论,通过专家投票决定是否通

过,通过后由主持人宣布研讨结束。

根据上述系统运行的一般流程,以XX旅装备保障方案为对象,运行所开发系统进行相应的实际操作与评价工作,图8-图11为运用系统进行方案评价工作的典型界面图。

4　结束语

本文从装备保障方案综合评价的具体需求出发,开发了基于装备保障仿真的装备保障方案综合评价系统,在对系统的总体结构进行构建的基础上,分别对系统的角色和功能进行详细设计,最后给出系统进行方案综合评价的一般运作流程。在系统软件的实际应用中,良好地辅助各领域专家完成装备保障方案的综合评价,具有一定的实用价值。但也存在以下两点问题:

一是涉及专家多,加入了专家的主观判断,实际操作中存在组织上的困难,在一定程度上降低了决策的科学性与准确性,在如何进行从定性认识到定量评价的这一关键问题上还需要进行深入分析与改进;

二是该系统还缺乏长期实际演习中运用的检验,目前只能作为一种对于装备保障方案综合评价的新的尝试,对于系统的推广应用还有一定的距离。

因此,后续将对系统功能进行进一步地改进与完善,以达到实战运用要求,并针对系统基于角色用户在各阶段的不同数据信息显示需求,对该系统的数据可视层面进行合理优化。

图7　装备保障方案综合评价系统一般运作流程

图8　专家针对研讨任务展开研讨

图9　秘书推进研讨流程

图10　专家基于评价体系对方案进行评分

图11　主持人审批秘书提交的专家研讨意见汇总

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Analysis and Design on Equipment Support Concept Comprehensive Evaluation System

CHEN Yu-qi1, ZHANG Liu1, YANG Ying-jie2, FENG Xing3

(1.Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003;2.Military Transportation University, Tianjin 300100;3.Unit 66393 of PLA, Baoding 071000, China)

In order to do tradeoff analysis and screening on equipment support concept scientifically and reasonably. Started from the demand of equipment support concept comprehensive evaluation, proposed the overall structure of equipment support concept comprehensive evaluation system.Built the organization structure model of equipment support concept comprehensive evaluation system based on organization modeling method of OU(organization unit) and BOU(basic organization unit). Designed users and function modules of the system and given the general operation process of the system and specific examples. Verified feasibility and effectiveness of the system.

equipment support concept;comprehensive evaluation system;organization modeling;evaluation process

1673-3819(2016)04-0126-08

2016-01-28

2016-03-07

陈宇奇(1992-),男,山东新泰人，硕士研究生，研究方向为装备维修工程理论与应用。

张柳(1967-),女,教授。

E91

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2016.04.026

杨英杰(1986-),男,博士研究生。

冯星(1984-),男,硕士研究生。