- 面向任務的體系效能評估
- 燕雪峰 張德平 黃曉冬 韋正現
- 2853字
- 2021-02-22 15:00:06
2.2 系統作戰能力
2.2.1 作戰能力的定義與描述
作戰能力是武器裝備在規定的作戰環境下遂行規定任務達到規定目標的本領,可以通過裝備的作戰性能(或功能)具體體現出來。裝備的作戰性能主要包括裝備戰術技術性能和裝備作戰使用性能。其中,裝備戰術技術性能是由設計、制造等因素所決定的武器裝備的特性和功能,包括軍事使用特性和技術性能參數,如機動性、可靠性、環境適應性,以及質量參數、尺寸參數、使用壽命和儲存壽命(年限)等; 裝備作戰使用性能是裝備滿足作戰使用、技術性能、綜合保障要求的特性和功能。可以看出,裝備作戰能力實際上是一種“綜合性能”,由相關的多個單一戰術技術性能確定。
上述“裝備作戰能力” 定義有三層含義。
(1)作戰能力是裝備的內在屬性,取決于裝備的結構、組成要素的數量與質量及裝備的運用方式。
(2)作戰能力針對規定的使命任務、規定的作戰環境和規定的作戰目標。將裝備的作戰性能和規定的使命任務及作戰環境等相結合,就使得裝備具備了作戰能力。
(3)裝備的作戰能力作為固有屬性,因裝備內因而隨時間變化,也可以受外部環境影響而發生改變。
Ct 表示裝備遂行規定任務的規定目標結果空間子集,Cc 表示裝備在規定的作戰條件下遂行規定任務所能達到的目標結果空間子集。的子集,其代表的裝備作戰能力為Cc 所代表作戰能力的子能力。記f(X)表示X 集合的映射,當X 為點集時,f(X)表示X 集合中的點數,則武器裝備的作戰能力定義為

Capability 是Cc 與Ct 的交集的映射,即裝備作戰能力大小可用裝備遂行任務達到的目標在結果空間的映射來度量。若與Ct 無交集,表示武器裝備不具備在規定的作戰條件下遂行規定任務而達到規定目標的所需能力,則有

以上表示該裝備不具備在規定的作戰條件下遂行規定任務的本領,相對這種作戰任務要求的裝備作戰能力為零。
為了評價武器裝備的作戰能力大小,必須采用某種定量尺度對作戰能力進行數量計算,這種度量作戰能力大小的尺度稱為能力指標。結合作戰能力的定義,可以將度量裝備在規定作戰環境下遂行規定任務所能達到目標結果的尺度稱為作戰能力指標。根據作戰能力指標的定義,作戰能力指標可以是裝備完成規定任務的概率,也可以是裝備的戰術指標。如果裝備遂行規定任務有多個目標要求時,則可以用一組能力指標變量構成的向量來描述武器裝備的作戰能力。
2.2.2 作戰效能與作戰能力的關系
由作戰能力的定義與描述可以看出,裝備的作戰能力是裝備遂行規定任務達到規定目標的“本領”,裝備的作戰效能是利用這些“本領” 達到規定目標的程度。裝備的作戰能力與作戰效能是既有聯系又有區別的兩個概念,兩者是密切相關的。其主要的聯系與區別體現在:
(1)武器裝備的作戰能力是作戰效能的基礎,作戰效能是裝備作戰能力發揮的終極狀態。裝備作戰能力只是表示了裝備遂行規定任務達到規定目標所需要的基本主觀條件,是對裝備自身性能的一種描述。例如,某通信干擾裝備可以基于梳狀譜樣式進行多目標壓制,多目標干擾就是該裝備的“本領”; 該“本領” 可以使用一些性能指標加以描述,如干擾距離10 km、多目標數量為3 等,這些數值也都反映了該裝備的作戰能力。使用這些作戰能力去完成某地域的多目標干擾壓制任務,完成任務的程度如何,就需要用作戰效能來描述。例如,使用上述通信干擾裝備對某地域的3 個抄報電臺進行多目標壓制,電臺的報文抄收平均正確率為5%,則該通信干擾裝備的作戰效能為0.95。可見,沒有多目標干擾這個“本領”,就無法完成3 個抄報電臺的多目標壓制任務,也無法達到0.95 的作戰效能。
(2)裝備作戰能力和作戰效能都與遂行規定任務相關,作戰能力是針對某一類(組)任務而言,任務的“質” (任務類型)必須與其能力相適應。例如,上述通信干擾裝備的多目標干擾只是針對定頻通信對象而言,只有對基于定頻方式的多目標進行干擾壓制才能將其能力體現出來。如果需要對基于跳頻方式的作戰對象進行壓制,對于該裝備就不是合適的任務,仍然讓該裝備去遂行這種類型的任務,其多目標干擾的作戰能力就發揮不出來。而作戰效能則要通過所能完成的任務和需要完成的任務的符合程度來表現,即不僅要求完成任務的“質” 與能力相適應,還要求所能完成的任務的“量”,即:

式中:Nf 表示所能完成的任務數; Nw 表示需要完成的任務數。
式(2.6)中的比值是一種廣義的除法,有可能是算數意義上的除法,也有可能是兩個向量對應分量相除。
從理論上講,裝備所能完成任務的程度是由裝備的現有作戰能力所決定的,即所能完成任務的程度是現有作戰能力的函數。作戰能力越大所能完成任務的程度越大,可近似認為所能完成任務的程度與現有作戰能力是成正比的線性關系。同理,完成任務所需要的作戰能力是客觀存在的,需要完成任務的程度與需要的作戰能力也是成正比的線性關系。所以,

式中:Cr 表示現有作戰能力; Cn 表示需要的作戰能力; Rs 表示系統可靠性;Ra 表示系統可用性。
(3)裝備作戰能力的度量與本身的能力值有關,作戰效能的度量與本身能力的發揮程度有關。任何可區分裝備本身能力大小的數值都可作為作戰能力的度量結果,沒有0 ~1 的限制。如上述的通信干擾裝備多目標干擾能力可以用干擾距離10 km、多目標數量為3 等數值或這些數值的集合來描述; 而作戰效能是完成任務的程度,其結果必然是0 ~1 中的某個數值。如上述通信干擾裝備在一定的作戰條件下,有效降低了敵通信電臺的報文抄收正確率,通信干擾裝備作戰能力發揮程度為95%,其作戰效能為0.95。
(4)作戰能力是相對靜態的概念,作戰效能是相對動態的概念。作戰能力是裝備的固有屬性,由裝備組成、戰技術性能和使用性能等決定; 但是作戰能力也不是一成不變的,其本身也會隨裝備性能等參數的變化而改變,如上述通信干擾裝備的多目標干擾能力,當裝備的發射功率變大時,其作戰能力也會相應地增強。而作戰效能反映的是裝備遂行任務的效果,不但與作戰能力有關,還與作戰過程有關,與作戰能力的運用、作戰對象情況及系統整體有關。相同的裝備,遂行不同的作戰任務,或者在不同作戰環境下遂行同一作戰任務,發揮的效能可能完全不同。如上述通信干擾裝備對基于定頻方式的多目標通信專向進行干擾壓制,當通信方的發射功率變化時,通信干擾裝備的干擾效果也會隨之發生改變,反映出的通信干擾裝備的作戰效能也會發生變化。
(5)裝備作戰能力和作戰效能都與裝備戰術技術性能有關。作戰能力和作戰效能都是基于遂行規定任務來表現的,而裝備能用來遂行規定任務必須基于該裝備的戰術技術性能或功能的支持,這三者之間的結構關系如圖2.4 所示。
與效能相關的其他幾個重要概念還包括固有能力、作戰效果、作戰適宜性、系統性能及尺度參數。

圖2.4 作戰效能、作戰能力與戰術技術性能之間的結構關系
1 固有能力是指系統在給定條件下按自身特點可以完成任務的能力。
2 作戰效果是武器系統在一定的作戰使用環境下完成規定作戰使命任務的結果或達到的戰果。
3 作戰適宜性是可靠性、維修性、測試性、保障性、可用性、安全性、兼容性、互用性等非作戰能力因素的綜合反映。
4 系統性能主要從物理參數的角度(如火炮射程、射速等)來描述系統的特點。
5 尺度參數主要是對系統的物理幾何外部特征的描述。