描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121298837丛书名: 体系工程与装备论证系列丛书
十三五国家重点图书出版规划项目，部队科研成果转化，权威著作
第1章 装备需求论证基础理论 1
1.1 装备需求论证的概念 2
1.1.1 装备 2
1.1.2 装备需求 2
1.1.3 装备需求论证 2
1.2 装备需求论证的分类 3
1.2.1 宏观综合需求论证 3
1.2.2 型号需求论证 3
1.2.3 专题需求论证 4
1.2.4 不同需求论证间的关系 4
1.3 装备需求论证的特点 4
1.3.1 前瞻性 4
1.3.2 层次性 5
1.3.3 递进性 5
1.3.4 互动性 5
1.3.5 系统性 5
1.3.6 协调性 5
1.3.7 复杂性 5
1.4 装备需求论证的作用 6
1.4.1 从无到有的孕育作用 6
1.4.2 从虚到实的谋划作用 7
1.4.3 由散到聚的集成作用 7
1.4.4 由粗到精的催化作用 7
1.4.5 从后向前的导向作用 8
1.5 装备需求论证的原则 8
1.5.1 科学性原则 8
1.5.2 多方联合原则 9
1.5.3 反复迭代原则 9
1.5.4 全系统全寿命原则 9
1.5.5 整体效能原则 10
1.5.6 定性定量相结合原则 10
1.6 装备需求论证的依据 10
1.6.1 军事战略方针 11
1.6.2 军队建设理论和作战理论 11
1.6.3 部队建设要求 12
1.6.4 科学技术的发展 12
1.6.5 经济基础 13
1.7 装备需求论证的内容 13
1.7.1 任务需求分析 14
1.7.2 能力需求分析 14
1.7.3 装备体系需求分析与评估 14
1.7.4 装备型号需求分析与评估 15
1.7.5 装备技术需求分析与优化 15
1.8 装备需求论证的发展 15
1.8.1 宏观发展情况 15
1.8.2 论证思想的发展 21
1.8.3 论证方法的发展 27
1.8.4 论证的发展趋势 32
参考文献 33
第2章 装备需求论证工程化理论 35
2.1 装备需求论证工程化的提出 36
2.1.1 我国装备需求论证的需求与现状 36
2.1.2 装备需求论证工程化的基本设想 37
2.2 装备需求论证工程化的基本概念 37
2.2.1 基本内涵 38
2.2.2 主要特征 39
2.2.3 与装备需求工程的异同点 39
2.3 装备需求论证工程化的主要内容 40
2.3.1 规范化 40
2.3.2 模型化 43
2.3.3 工具化 44
2.3.4 资源化 45
2.3.5 相互关系 46
2.4 装备需求论证工程化的作用意义 46
参考文献 48
第3章 装备需求论证方法体系 49
3.1 概述 50
3.1.1 方法体系基础 50
3.1.2 装备需求论证方法体系需求 51
3.1.3 装备需求论证方法体系现状 52
3.2 基于关联矩阵的装备需求论证方法体系 54
3.2.1 方法域 54
3.2.2 应用域 54
3.2.3 价值域 55
3.2.4 体系构成 57
参考文献 59
第4章 装备需求映射方法 60
4.1 基于GQFD的需求映射方法 61
4.1.1 基础知识 61
4.1.2 基本思路 62
4.1.3 基本步骤 63
4.1.4 与经典QFD的比较 63
4.1.5 应用示例 64
4.2 基于RQFD的需求映射方法 66
4.2.1 基础知识 66
4.2.2 基本思路 66
4.2.3 基本步骤 67
4.2.4 与经典QFD的比较 68
4.2.5 应用示例 69
4.3 基于CQFD的需求映射方法 71
4.3.1 基础知识 72
4.3.2 基本思路 73
4.3.3 基本步骤 74
4.3.4 与经典QFD的比较 74
4.3.5 应用示例 75
4.4 三种映射方法的使用前提 77
参考文献 77
第5章 任务需求分析方法 78
5.1 概述 79
5.1.1 基本概念 79
5.1.2 任务需求分析内容 80
5.1.3 任务需求分析流程 81
5.1.4 任务需求分析特点 82
5.2 作战使命分析 83
5.2.1 基于SWOT的作战使命分析方法 83
5.2.2 作战使命分解方法 85
5.3 作战概念分析 86
5.3.1 主要内涵 86
5.3.2 基本原则 87
5.3.3 主要方法 88
5.4 作战活动分析 92
5.4.1 作战活动元模型 92
5.4.2 作战活动分解 93
5.4.3 作战活动时序关系分析 95
5.4.4 作战活动建模 97
5.4.5 作战活动指标分析 103
5.5 作战活动集成 106
5.5.1 基于描述性统计的集成方法 107
5.5.2 基于模糊聚类的集成方法 107
5.6 任务需求描述 112
5.6.1 表单化描述方法 112
5.6.2 任务需求表单设计 112
参考文献 114
第6章 能力需求分析方法 116
6.1 概述 117
6.1.1 能力需求分类 117
6.1.2 能力需求分析内容 117
6.1.3 能力需求分析流程 118
6.2 作战能力需求分析 118
6.2.1 作战能力结构 118
6.2.2 作战能力指标体系 120
6.2.3 作战活动与作战能力映射 121
6.2.4 作战能力指标分析 123
6.3 作战能力差距分析 126
6.3.1 作战能力差距的提出 126
6.3.2 作战能力差距的确定方法 127
6.4 装备能力需求分析 130
6.4.1 作战能力差距解决途径 130
6.4.2 装备能力需求确定 133
6.5 能力需求描述 134
6.5.1 要素表单设计 134
6.5.2 能力需求表单设计 134
参考文献 136
第7章 装备体系需求分析与评估方法 137
7.1 概述 138
7.1.1 装备体系需求分析与评估的内容 138
7.1.2 装备体系需求分析与评估的流程 139
7.2 装备体系功能需求分析 140
7.2.1 概念模型 140
7.2.2 装备体系能力与装备体系功能映射 140
7.3 装备体系结构需求分析 143
7.3.1 基本流程 143
7.3.2 基于ABM的装备体系结构需求分析 143
7.3.3 应用示例 146
7.4 装备体系数量规模需求分析 151
7.4.1 概念模型 151
7.4.2 面向任务的装备体系规模数量确定方法 152
7.4.3 基于能力的装备体系数量优化方法 154
7.5 装备体系需求评估方法 156
7.5.1 面向作战任务的能力评估方法 157
7.5.2 基于型号性能指标的能力需求满足度评估方法 159
7.5.3 基于兵棋推演的评估方法 163
7.5.4 基于对抗仿真的评估方法 163
参考文献 164
第8章 装备型号需求分析与评估方法 165
8.1 概述 166
8.1.1 装备型号需求分析与评估的内容 166
8.1.2 装备型号需求分析与评估的流程 166
8.2 装备型号功能结构需求分析 168
8.2.1 结构要素及其关系分析 168
8.2.2 开发流程 168
8.3 功能结构映射分析 171
8.3.1 关联要素及其关系分析 171
8.3.2 开发流程 172
8.4 作战性能指标生成 174
8.4.1 装备型号系统模型 174
8.4.2 装备型号系统性能指标模型 175
8.5 装备型号需求满足度评估方法 177
8.5.1 基于能力指标的任务满足度评估方法 177
8.5.2 基于性能指标的需求满足度评估方法 178
参考文献 183
第9章 装备技术需求分析与优化方法 184
9.1 装备技术需求分析的内容 185
9.2 装备技术成熟度评估方法 185
9.2.1 成熟度评估与马尔可夫链 186
9.2.2 基于马尔可夫链的成熟度评估 187
9.2.3 应用示例 190
9.3 装备技术趋势预测方法 195
9.3.1 基于Pearl-Reed模型的S曲线方法 196
9.3.2 技术路线图法与技术预见法 197
9.3.3 费用与周期预测 199
9.4 装备技术需求方案优化方法 201
9.4.1 资源分配模型 201
9.4.2 系统成熟度优化模型 201
9.4.3 系统费用优化模型 202
9.4.4 优化模型的求解 203
9.4.5 向技术体系需求成熟度优化的推广 205
参考文献 205
第10章 装备需求论证工具及配套资源 207
10.1 概述 208
10.1.1 装备需求论证工具及配套资源的需求 208
10.1.2 装备需求论证工具及配套资源的要求 209
10.2 装备需求论证主要软件工具 209
10.2.1 美军联合能力集成与开发系统 209
10.2.2 体系结构设计工具 213
10.2.3 需求验证工具 217
10.2.4 需求管理软件 217
10.2.5 论证知识管理软件 220
10.2.6 综合集成研讨厅 220
10.2.7 差距分析 224
10.3 装备需求论证典型配套资源 225
10.3.1 美国国防部资源数据管理的主要做法 225
10.3.2 DoDAF2.0的参考资源框架 226
10.3.3 美军通用联合任务清单 228
10.3.4 国内装备论证资源建设现状 232
10.3.5 存在的问题 233
10.4 装备需求论证集成环境构建 233
10.4.1 工具软件集成设计 233
10.4.2 配套数据资源建设 235
10.4.3 关键技术分析 239
参考文献 244
第11章 装备需求论证应用 246
11.1 装备需求论证集成环境应用模式 247
11.1.1 全流程应用模式 247
11.1.2 按需组合应用模式 247
11.1.3 专题式应用模式 249
11.1.4 配套数据资源体系应用模式 249
11.2 面向按需组合模式的特混舰队综合电子信息系统需求论证 251
11.2.1 特混舰队作战任务需求分析 251
11.2.2 特混舰队综合电子信息系统功能需求分析 257
11.2.3 特混舰队综合电子信息系统需求方案分析 260
11.3 面向全流程模式的某型轮式装甲车需求论证 261
11.3.1 作战任务需求分析 262
11.3.2 作战能力需求分析 269
11.3.3 功能需求分析 271
11.3.4 需求方案分析 276
11.4 面向专题模式的作战任务需求分析 280
11.4.1 功能定位及阶段划分 280
11.4.2 作战概念视图分析 281
11.4.3 作战视图建模 285
11.4.4 作战活动集成 286
参考文献 286
体系工程与装备论证系列丛书
总序
1990年，我国著名科学家和系统工程学创始人钱学森先生发表了《一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》一文。他认为，复杂系统组分数量众多，使得系统的整体行为相对于简单系统来说可能涌现出显著不同的性质。如果系统的组分种类繁多，并具有层次结构，它们之间的关联方式又很复杂，就成了复杂巨系统；再如果复杂巨系统与环境进行物质、能量、信息的交换，接受环境的输入、干扰并向环境提供输出，而且还具有主动适应和演化的能力，就要作为开放复杂巨系统对待了。在研究解决开放复杂巨系统问题时，钱学森先生提出了从定性到定量的综合集成方法，这是系统工程思想的重大发展，也可以看作对体系问题的先期探讨。
从系统研究到体系研究涉及很多问题，其中有三个问题应该首先予以回答：一个是体系和系统的区别，二是平台化发展和体系化发展的区别，三是系统工程与体系工程的区别。下面，我引用国内两位学者的研究成果讨论对前面两个问题的看法，然后再谈谈我自己对后面一个问题的看法。
关于系统和体系的区别。有学者认为，体系是由系统组成的，系统是由组元组成的。不是任何系统都是体系，但是只要由两个组元构成且相互之间具有联系就是系统。系统的内涵包括组元、结构、运行、功能、环境，体系的内涵包括目标、能力、标准、服务、数据、信息等。系统核心的要素是结构，体系核心的要素是能力。系统的分析从功能开始，体系的分析从目标开始。系统分析的表现形式是多要素分析，体系分析的表现形式是不同角度的视图。对系统发展影响的是环境，对体系形成影响的是目标要求。系统强调组元的紧密联系，体系强调要素的松散联系。
关于平台化发展和体系化发展的区别。有学者认为，由于先进信息化技术的应用，现代作战模式和战场环境已经发生了根本性的转变。受此影响，以美国为首的西方国家在新一代装备发展思路上也发生了根本性转变，逐渐实现了装备发展由平台化向体系化的过渡。武器装备体系化的重要性已众所周知，起始于35年前的一场战役。1982年6月在入侵黎巴嫩战争中，以色列和叙利亚在贝卡谷地展开了激烈空战，这次战役的悬殊战果对现代空战战法研究和空战武器装备发展有着多方面的借鉴意义，因为通过任何基于武器平台分析的指标进行衡量，都无法解释如此悬殊的战果。以色列空军各参战装备之间分工明确，形成了协调有效的进攻体系，是取胜的关键。自此以后，空战武器装备对抗由“平台对平台”向“体系对体系”进行转变，为世界周知。同时一种全新的武器装备发展思路—“武器装备体系化发展思路”逐渐浮出水面。这里需要强调的是，武器装备体系概念并非始于贝卡谷地空战，当各种武器共同出现在同一场战争中，执行不同的作战任务，原始的武器装备体系就已形成，但是这种武器装备体系的形成是被动的；而武器装备体系化发展思路应该是一种以武器装备体系为研究对象和发展目标的武器装备发展建设思路，是一种现代装备体系建设的主动化发展思路。因此，武器装备体系化发展思路是相对于一直以来武器装备发展主要以装备平台更新为主的发展模式而言的。以空战装备为例，人们一般常说的三代战斗机、四代战斗机都是基于平台化思路的发展和研究模式，是就单一装备的技术水平和作战性能进行评价的。可以说，传统的武器装备平台化发展思路是针对某类型武器平台，通过开发、应用各项新技术，研究制造新型同类产品以期各项性能指标超越过去同类产品的发展模式。而武器装备体系化发展的思路则是通过对未来战场环境和作战任务的分析，并对现有武器装备和相关领域新技术进行梳理，开创性地设计构建在未来一定时间内易形成战场优势的作战装备体系，并通过对比现有武器装备的优势和缺陷确定要研发的武器装备和技术。也就是说，其研究的目标不再是基于单一装备更新，而是基于作战任务判断和战法研究的装备体系构建与更新，是将武器装备发展与战法研究充分融合的全新的装备发展思路，这也是美军近三十多年装备发展的主要思路。
关于系统工程和体系工程的区别。我感到，系统工程和体系工程之间存在着一种类似“一分为二、合二为一”的关系，具体体现为分析与综合的关系。数学分析中的微分法（分析）和积分法（综合），二者对立统一的关系是牛顿-莱布尼兹公式。它们构成数学分析中的主脉，解决了变量中的许多问题。系统工程中的“需求工程”（相当于数学分析中的微分法）和“体系工程”（相当于数学分析中的积分法），二者对立统一的关系就是钱学森的“从定性到定量综合集成研讨方法”（相当于数学分析中的牛顿-莱布尼兹公式）。它们构成系统工程中的主脉，解决和正在解决着大量巨型复杂开放系统的问题。我们把它称为系统工程Calculus。
总之，武器装备体系是一类具有典型体系特征的复杂系统，体系研究已经超出传统系统工程理论和方法的范畴，需要研究和发展体系工程，用以指导体系条件下的武器装备论证。
在系统工程理论方法中，系统被看作具有集中控制、全局可见、有层级结构的整体，而体系是一种松耦合的复杂大系统，已经脱离了原来以紧密的层级结构为特征的单一系统框架，表现为一种显著的网状结构。近年来含有大量无人自主系统的无人作战体系的出现，使得体系架构的分布、开放特征愈加明显，正在形成以即联配系、敏捷指控、协同编成为特点的体系架构。以复杂适应网络为理论特征的体系，可以比单纯递阶控制的层级化复杂大系统具有更丰富的功能配系、更复杂的相互关系、更广阔的地理分布和更开放的边界。以往的系统工程方法强调必须明确系统目标和系统边界，但体系论证不再限于刚性的系统目标和边界，而是强调装备体系的能力演化，以及对未来作战样式的适应性。因此，体系条件下装备论证关注的焦点，在于作战体系架构对体系作战对抗过程和效能的影响，在于武器装备系统对整个作战体系的影响和贡献率。
回顾40年前，钱学森先生在国内大力倡导和积极践行复杂系统研究，并在国防科学技术大学亲自指导和创建了系统工程与数学系，开办了飞行器系统工程和信息系统工程两个本科专业。面对当前我军武器装备体系发展和建设中的重大军事需求，由国防科学技术大学王维平教授担任主编，集结国内在武器装备体系分析、设计、试验和评估等方面具有理论创新和实践经验的部分专家学者，编写出版了“体系工程与装备论证系列丛书”。该丛书以复杂系统理论和体系思想为指导，紧密结合武器装备论证和体系工程的实践活动，积极探索研究适合国情、军情的武器装备论证和体系工程方法，为武器装备体系论证、设计和评估提供理论方法和技术支撑，具有重要的理论价值和实践意义。我相信，该丛书的出版将为推动我军体系工程研究、提高我军体系条件下的武器装备论证水平做出重要贡献。
汪浩
2016年11月
湖南长沙
前 言
装备需求论证作为装备建设的首要环节，是促进武器装备发展的基本动力，是做好各项论证工作的前提和基础，直接决定着武器装备发展的方向，并在很大程度上影响着武器装备发展的水平、规模和质量，已成为理论研究和装备工作实践的焦点。
信息化武器装备体系化发展，要求创新装备需求论证理论方法。21世纪以来，美军逐步提出并完善了体系结构框架理论，开发完成了JCIDS等国防需求分析系统，形成了一套比较科学、完善的需求生成理论、方法和支撑平台，逐步适应了装备复杂化、体系化的要求。我军非常重视装备需求论证工作，装备需求论证标准制度正在建立和完善，装备需求论证理论方法研究正在深入。本书是作者所在的原总装备部装备需求论证与试验评估理论技术创新人才团队装备需求论证部分研究成果的系统总结。
本书共11章，按照理论、方法和应用三篇组织。其中，理论篇（第1章、第2章）系统阐述了装备需求论证的基础理论（基本概念、基本理论）和作者团队提出的装备需求论证应用理论—装备需求论证工程化理论；方法篇（第3章～第9章）分别阐述了装备需求论证方法体系、主要环节共用的需求映射方法和面向流程主要环节（任务需求分析、能力需求分析、体系需求分析与评估、型号需求分析与评估、技术需求分析与优化）的专用方法；应用篇（第10章、第11章）介绍了装备需求论证工具、配套资源与应用模式，以及装备体系需求和型号需求论证示例。
本书由郭齐胜设计结构框架和统稿，郭齐胜、樊延平、穆歌、董志明、李亮和吴坚共同编写。本书的出版得到了军队高层次科技创新人才工程和军队“2110工程”专项经费的资助，在此一并表示感谢。
本书可用作军事装备学学科研究生的教材或参考书，也可供装备论证人员参考。
水平所限，不到之处，欢迎批评指正！
作 者
2016年10月
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