126 / 2024-07-10 19:39:43

一种体系试验正向设计与效能评估方法

使命,体系,正向设计与评估

五、体系试验与评估 > 3.体系作战试验与评估

体系通常泛指由功能上相互联系、相互作用的多种系统协同工作、有机整合而形成的复杂巨系统，有关体系效能的科学量化考核问题是工程中亟待解决的技术难题。目前，主要依赖于成建制、成体系地组织开展体系试验，针对给定的使命任务，采用实装、仿真、半实物等手段协调实施，以实现考核评估体系效能的目的。然而，在实践中开展体系试验评估指标体系构建、实装/数字模型集成、试验场景准备等工作时，发现体系试验复杂度高、耦合紧密、参试单位核心关切互相交织。各参试单位对任务剖面理解往往难以达成一致，且难以准确表达任务需求、试验需求及体系交互信息等问题。通过“一事一议”集中开会等方式，缺乏有效的方法手段，常常导致工作流程不规范、责任划分不清晰、工作效率不高等问题，可能导致反复协调、重复修正的风险。

针对上述背景需求，本文提出了一种新的面向使命任务的体系试验正向设计与效能评估方法，充分借鉴多视图理论思想，自主设计了《使命任务顶层需求分解表》、《使用活动分解表》、《产品功能与使用活动关系表》、《体系能力指标库》、《体系试验因素库》、《使用活动流程图》（以下简称“三表两库一图”）的方法工具，用于协调各相关方快速、高效完成试验方案设计，实现试验设计与考核评估工作的协调实施。本方法的主要内容如下：

1）试验组织方在受领体系能力校验任务后，组织编制《使命任务顶层需求分解表》。通过启发式思考，面向为待检验体系（以下简称红方）预设的使命任务，依次开展蓝方对象、目标控制区域、任务规模、任务时间、期望任务效果、期望生存能力分析，支撑获取红方能力需求设想。在填表时，可借鉴已积累《体系能力指标库》中规定的能力项，推荐采用侦察感知、指挥控制等多个能力维度对红方能力进行分级表征，而每种能力对应于一项后期的使用活动。

组织方对照已完成的《使命任务顶层需求分解表》，组织初步填写《使用活动分解表》。与此同时，所有试验提供方同步填写《产品功能与使用活动关系表》。这一阶段，试验组织方的职责重点为明确不同使用活动的层级隶属关系、上下游关系，试验提供方的职责重点为明确能够提供的功能类型。在确定使用活动逻辑关系、所有功能清单后，试验组织方与试验提供方需共同确认使用活动与产品功能的映射关系，绘制并确认《使用活动流程图》，确保能力需求理解的一致性。

3）试验组织方、试验提供方可分别完善《使用活动流程图》、《产品功能与使用活动关系表》。对于试验组织方，需在《使用活动分解表》中依次对各使用活动对应的关键问题进行定量化阐述，分析各使用活动潜在的影响任务实现的因素及水平；对于试验提供方，需要依次提炼体系关键指标、影响任务实现的因素及水平、单装基础指标。此阶段，填表时可借鉴已积累的《体系试验因素库》、《体系能力指标库》，同时对于新增的试验因素及能力指标也应及时在库内进行补充。

4）在完成“三表两库一图”后，依次提取使命任务完成度指标、使用活动完成度指标、体系关键指标、单装基础指标综合构成层次化的体系效能考核评估指标体系，提取影响任务实现的因素及水平综合构成试验样本空间。在此基础上，根据各因素水平类型，选用正交、裂区、拉丁超立方等成熟试验设计方法，在样本空间中确定最终需开展的试验场景组合。由于填表时对每项指标均已进行定量化表征，因此可以获取每个试验场景下各项指标的单一考核评估值。确定好的试验场景组合及单次试验的数据采集需求共同支撑完成了体系试验方案正向设计。

5）试验实施方依据体系试验方案，逐一构设试验场景，采用实装、仿真、半实物等手段开展试验，记录相关数据。试验评估方结合试验数据，采用统计分析方法，确定层次化指标框架中各指标的考核评估结果，识别薄弱环节。如为大样本数字仿真试验，也可进一步挖掘各指标内部的量化关系，支撑后续体系迭代优化。

在方法研究基础上，通过某实际的体系数字化试验案例对本文方法进行了应用检验。结果表明，基于“三表两库一图”的工作模式有效支撑完成了体系数字化试验设计。

综上，本文提出的方法具有良好的工程应用价值，设计给出的“三表两库一图”方法工具是多视图理论在体系试验领域的有效实践，解决了体系效能评估过程不规范、效率低等诸多问题，对于体系的正向设计、试验鉴定等工作具有重要的意义。