1.2　武器系统效能分析

鉴于武器系统效能分析对武器系统的发展和作战能力的发挥等方面有着越来越重要的作用，世界各国军队普遍重视武器系统效能分析和研究工作，积极探索武器系统效能分析的理论和方法。美军早在20世纪60年代初就开始研究武器系统的效能评价问题，目前已形成较为成熟的关于武器系统效能分析的理论和方法，建立了庞大的装备作战效能评估数据库，并广泛用于武器装备发展、作战研究和部队训练，取得了良好的军事经济效益。20世纪80年代初，国内在借鉴外国武器系统效能分析的有关理论和方法的基础上，开始了效能分析的理论和应用研究，发表了许多学术成果。

1.2.1　武器系统效能

关于效能的概念目前尚无统一的定义，一般认为效能是指在规定的条件下使用系统时，系统在规定的时间内完成规定任务的程度的指标。

对武器系统而言，效能的概念描述的是使用规定武器系统条件下，在有限的作战时间内，作战行动的效能或典型作战行动下武器系统的效能。作战行动的效能也被称为作战效能，涉及面和要考虑的因素要比武器系统效能更广。武器系统效能是武器系统完成特定作战任务的能力，反映了武器系统的总体特性和水平，说明了它在军事上的有效程度。

武器系统的使用都是有一定条件的，例如环境条件、目标条件、人为条件等，在不同的条件下使用系统时，系统能力的发挥是有很大区别的。另外，由于现代海战场敌我态势瞬息万变，武器系统发挥作用的时间可能极为有限，所以往往要求武器系统能在规定的时间内完成作战任务。

根据武器系统效能的定义，可以从研究层次、前提和目的，对效能进行分类，如图1.2.1所示。

由于效能研究涉及的领域很广，本书的研究层次主要限于单项效能和综合效能，介绍以武器射击效能为主要内容的效能分析方法。

1.2.2　效能指标与效能分析

为了评价、比较不同武器系统或行动方案的优劣，必须采用某种定量尺度去度量武器系统或作战行动的效能，这种定量尺度称为效能指标（准则）或效能量度。效能可以通过选择单项指标来度量，例如，用单发毁伤概率去度量导弹的射击效能，则单发毁伤概率就是单项效能指标。由于作战情况的复杂性和作战任务要求的多重性，效能评价也可以通过选择一组效能指标来进行综合刻画。这些效能指标分别表示武器系统功能的各个重要属性（如毁伤能力、机动性、生存能力等）或作战行动的多重目的（如对敌毁伤数、推进距离等）。

评价系统的效能离不开系统的性能指标。系统的性能指标是衡量系统性能的尺度和标准，是确定系统效能指标的前提和基础。武器系统的性能指标包括单一的和综合的两种。单一的性能指标有口径、射程、射速等，综合的性能指标有命中概率、毁伤概率等。命中概率综合了射击精度、目标的大小和形状、武器的使用条件和环境条件等。毁伤概率与命中概率、命中条件下的毁伤规律、目标特性和射弹威力等有关，因而是更高一级的综合指标。最高级的综合指标就是系统效能指标，它综合了所有性能指标。综合的性能指标可以看成是效能指标，例如在射击效力计算中，当单发命中概率作为系统的战术技术指标给定时，它是性能指标。但是，武器系统在一定的条件（射击条件、目标条件等）下完成某项任务（对海上小目标或空中目标射击），具体分析得到的结果就是效能指标。

系统效能分析是一种定量分析技术，通过选择适当的效能指标，建立效能指标与系统特性、环境条件、使用条件等各种影响因素的计算模型，解算出效能指标的值，最终由诸效能指标的值求出效能综合评估值，以帮助人们做出判断、得出结论、制定行动方案等。在分析复杂系统、特别是作战指挥决策系统时，有些非线性影响因素、人的作用无法通过定量技术来描述，还需要定量与定性技术相结合。在武器系统效能分析中，选用适当的效能指标和建立正确的效能模型是系统分析人员最重要的两项任务。建立效能分析模型及其模型的求解，将在后面各章中陆续出现，本章将较多地介绍效能指标问题。

在实际进行效能分析时，可以根据不同的分析任务，进行效能指标的选择。可以选择单个指标，也可以选择多个指标。对多指标的处理，可以将一个指标作为主要指标，其他指标为次要指标。还可以对多指标进行综合处理，形成综合指标。例如ADC综合效能分析方法，就综合考虑了系统的有效性、可依赖性和系统的固有性质。对于复杂的效能分析问题，常常需要选择多层次、多方面的一组效能指标来描述，建立一个效能指标体系。

1.2.3　效能分析的目的

武器系统效能分析的主要目的，是为武器装备发展论证、装备的作战使用、作战方案的制定和模拟训练等提供决策依据和参考建议。具体表现在如下方面。

1．为装备发展论证和设计提供依据

武器装备的发展需要经过一个需求分析与论证的过程，不能由主观臆断随意决定。论证是通过对某种或一组指标的分析给出结果，以帮助决策者做出正确决策的过程。某研究所曾运用作战仿真的方法对使用导弹打击机场的作战效能进行了评估，并根据作战任务规定的破坏程度及作战效能评估的结果，对装备的发展需求、部署和作战使用提出了具体建议。在新装备的研制中，需要对多种设计方案进行比较，以确定出在经济上合理、战术上有效、技术上可行的最优系统方案。在武器系统的试验阶段，系统效能分析可以参与试验计划的制订，并根据试验数据估计新研武器的效能。总之，这种从作战需求出发，以作战效能最大为目标的分析方法在装备发展论证、设计制造和试验过程中具有广阔的应用前景。

尤其是在军费投入有限时，效能分析更要为新型武器装备的发展、论证、研制等系统决策问题服务。

2．为武器装备的评价提供定量分析结果

海军武器装备技术含量高、更新速度快，效能分析方法可用于评价新老装备的效能，对现有装备提出改进意见，为充分发挥装备的作战能力提供正确的使用方法和建议。

效能分析可以从定量角度研究国外武器装备的优点和存在的问题，在与我军装备特点比较的基础上，知己知彼，形成我们正确的作战行动方案。在对引进装备的消化、吸收方面，通过效能分析可以发现和剖析引进装备所使用的技术，为我所用。还有，在发挥引进装备的使用效能方面，效能分析也是很好的定量分析工具。

3．为海军装备的作战使用提供合理建议

作战使用是海军装备发展的基本目的。为新研制的装备确定合理的战役战术使用方法，一靠装备在实战中的多次运用；二靠利用先进的工具和方法，对装备的各种作战使用效果和能力进行科学的预先评估。当今，许多技术先进的武器系统都配有射击效果预估软件，在武器发射之前就可以根据敌我态势计算出效能指标（如命中概率）的值。由于海军装备造价昂贵，结构复杂，装备的最佳战术运用问题十分突出，通过比较武器装备在不同作战使用条件下的效能，即可得出关于装备最佳作战使用方式的正确建议。

4．为作战方案的制定和优选提供辅助决策

作战方案的制定和优选是作战准备阶段的一项重要工作，方案制定得好与坏，直接关系到作战成败。在制定方案时，指挥人员需要对敌我双方参战兵力的作战能力有一个基本的认识。例如，采用武器系统作战效能评估的指数方法，对双方兵力（装备）的静态战斗能力进行计算，可以从数量和质量的结合方面对双方兵力（装备）的作战能力做出宏观综合评价，以满足指挥人员对于态势评估的需求。

作战方案的制定过程同时也是方案的检验和优选过程。检验方案的有效性、评价方案的优劣，需要考虑诸多因素，例如某方案完成任务的可靠性、方案的经济性等，因而是一个多指标的综合评估问题。效能分析通过计算和评价每一种作战方案对作战结果可能带来的不同影响，进行多方案选优，为指挥人员正确决策提供定量分析建议。

5．为模拟训练提供评判基础

近年来，世界各国海军十分重视模拟训练问题，也研制开发了许多实用的计算机训练模拟系统和训练模拟器材，为新型武器系统能够发挥最大效能和提高指挥决策机构组织筹划作战的能力起到了很好的促进作用。然而应该看到，由于很多模拟系统在武器毁伤和战果评判方面存在某种缺陷，或者是训练人员对系统给出的裁判结果感到难以接受，或者干脆由训练组织者或演习导演人员根据军事经验进行裁定，影响了训练人员对各种模拟系统的信赖程度，使得模拟训练系统在军事训练方面的优越性不能得到充分发挥。武器系统效能分析通过提供对武器系统作战运用效能的自动、准确和权威的评判，为各类模拟训练系统提供模型和数据支撑，从而增强了模拟训练系统的可信度和逼真度，扩大了其在作战训练方面的应用范围。

效能分析还应用于武器试验、装备采办、保障支援和修后验收等方面。另外，在社会、经济、生活等方面也可以应有效能分析方法来分析和解决问题。

1.2.4　效能分析的特点

武器系统效能分析的特点是由其客观规律决定的。准确把握其效能分析的特点，是实施效能分析的基础。受武器系统自身固有的特点、武器系统使用的特殊环境以及效能分析方法等因素的影响，武器系统效能分析表现出以下四个方面的特点。

1．相对性

相对性是系统效能分析的一个最显著的特点。它表现在以下三个方面：首先，效能分析往往通过对比的方法来评估作战双方的战斗力或作战效能；其次，影响系统作战效能的因素很多，各因素的量纲不同，只有将有关的参数都无量纲化，才能将不同量纲的系数聚合成代表效能的一个数值，而要无量纲化就要用相对值；最后，经系统效能分析所得出的作战效能评估值只具有相对准确性，不能将其绝对化。

2．动态性

武器系统效能分析的动态性，主要是由武器系统作战效能的动态性决定的。武器系统的作战效能与武器系统作战使用过程密切相关，是武器系统作战能力的动态体现。与系统作战效能的动态性相适应，对系统的效能分析必须采用能全面反映上述因素影响的方法和手段，通过对系统的作战使用和对抗的全过程进行动态评估，得出武器系统在不同作战情况条件下相应的作战效能指标值。

3．层次性

武器系统效能分析的层次性，主要是由武器系统的组成结构决定的，武器系统的规模有大有小、层次有高有低，高层次结构包含低层次结构，如舰艇指控系统包含武器控制系统，武器控制系统又包含跟踪、解算、发射装置和辅助装置等。上一层次的效能依赖于下一层次的效能，最下层的效能则直接依赖于武器系统的性能参数。某一层次效能的变化将影响其上各层次的效能，不过这种影响是逐层减弱的。

4．多样性

武器系统效能分析的多样性特点，主要由以下几个方面的因素决定：首先，武器系统技术含量高，结构复杂，种类繁多，作战对象广，需评估的对象具有多样性，这就决定了效能分析的多样性。其次，随着现代军事科技的迅猛发展，武器系统的作战环境已经发生了巨大的变化，不仅包括传统的海洋、海上空中、濒海陆地，而且拓展至大陆纵深、太空、电磁空间等。作战环境是影响作战效能评估的重要因素，武器系统作战环境的多样性决定了效能分析的多样性。最后，目前可用于武器系统作战效能评估的方法有很多，如ADC方法、SEA方法、指数法、作战模拟方法、模糊综合评判法等，评估方法的多样性也使得武器系统效能分析呈现出多样性的特点。

1.2.5　效能分析的原则

武器系统效能分析没有一套固定不变的程序或方法，尤其在建立效能模型方面，现代数学、军事运筹学、建模与仿真等基本理论和方法在这里几乎都可以找到用武之地。对应于各个具体的武器系统效能分析问题，可以采用不同的分析方法，并且各种分析方法可以综合运用。一般来说，武器系统效能分析应遵循以下四条原则。

1．着眼系统的作战使用

武器系统效能分析的出发点和最终归宿，是为武器装备发展和作战使用提供决策依据。它通过采用各种方法评估武器系统在不同作战情况条件下所表现出的不同的作战效能，研究和回答各种武器系统的最佳配置、最佳组合和最佳运用等问题。因此，武器系统效能分析的目的决定了它必须围绕武器系统的作战使用来开展研究工作。

2．力求客观、准确

武器系统效能分析的准确性原则主要包括以下两个方面的内容：一是效能评估模型必须准确。模型是对现实问题的简化描述，但效能评估模型必须尽可能地考虑各种影响因素，这也是作战效能评估模型与用于训练的模型之间的显著差别。二是用于武器系统效能评估的数据必须精确。效能评估本身起着一种衡量标准和准绳的作用，如果所用数据不精确，结果必然是差之毫厘，失之千里。

用于效能评估的数据，主要来自武器系统的战术技术指标，也有来自经验或理论分析，有关使用条件、目标条件数据主要来自情报、观测和态势分析等。

3．正确选择效能评估指标

武器系统效能分析的一个重要内容就是选择和确定系统作战效能指标。效能指标选择是否合理，直接影响到效能评估的准确性。指标不当，甚至会导致错误的分析结论。选择适当的效能指标是系统效能分析的关键环节，但选定好的效能指标却不是一件容易的事。美国军事运筹学家莱博维茨（M. L. Leibowiz）指出，效能指标“类似于一种道德原则，单凭推理不可能确定某种道德原则是否正确。我们必须进行价值判断，必须凭‘感觉’行事”。不同武器系统或不同作战任务，效能指标的选择也就不同。

一般来说，武器系统作战效能指标的选择往往需要军事运筹人员和决策人员共同商定，并且应该考虑：对系统评价的客观性；对武器系统的性能参数或作战行动方案的敏感性；指标具有明确的军事或物理意义。

4．坚持定性与定量分析相结合

定性与定量相结合是军事运筹研究的一个原则性要求。军事运筹学与其他军事学科不同的地方，就在于它从决策优化的角度研究军事活动，为军事决策提供可操作的优化理论和方法。武器系统效能分析作为军事运筹学的一个重要研究内容，强调以数学和现代计算机技术为工具，主要应用定量分析的方法，通过建立各种类型的武器系统作战效能模型，来计算各个具体的作战效能指标。然而，武器系统效能分析是复杂和困难的，并非对所有的因素都能加以严格的定量分析，经验和定性分析的方法在效能评估的过程中仍然发挥着不可或缺的作用。因此，定性与定量分析相结合必须作为武器系统效能分析的一项基本原则加以坚持，这既是解决作战效能评估中实际问题的有效经验，也是军事运筹研究的基本要求。

上面所涉及的武器系统效能的目的、特点、原则是从广义的武器系统角度来介绍的。就舰载武器系统而言，由于涉及面较窄，其效能分析的目的、特点和原则的各个方面，不一定都会呈现。