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淺研體系與體系工程的若干認(rèn)識(shí)和思考
摘 要：探討了體系的概念，分析了體系的特點(diǎn)，對(duì)體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用所面臨的新問(wèn)題進(jìn)行了思考，研究了體系工程的概念、方法和關(guān)鍵技術(shù)，提出了武器裝備體系工程的概念，對(duì)如何進(jìn)一步推動(dòng)信息化武器裝備體系工程研究提出了若干意見(jiàn)與建議。
關(guān)鍵詞：體系；體系工程；武器裝備體系工程
體系廣泛存在，從影響自然環(huán)境的生態(tài)體系、影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)的工業(yè)體系、影響市場(chǎng)運(yùn)作的商業(yè)體系到影響國(guó)家安全的國(guó)防體系、左右戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的武器裝備體系等等。隨著科技飛速進(jìn)步和人類(lèi)認(rèn)識(shí)與改造自然需求不斷向更廣范圍、更深領(lǐng)域拓展，如何做好體系的開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用已逐漸成為多個(gè)領(lǐng)域所面臨的普遍難題。特別是最近幾年，體系問(wèn)題受到了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，人們逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法在解決體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用中所面臨的諸多新問(wèn)題時(shí)已顯得無(wú)能為力，體系工程應(yīng)運(yùn)而生。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于體系和體系工程的研究正在多個(gè)領(lǐng)域廣泛展開(kāi)，但是對(duì)于什么是體系?體系的開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用帶來(lái)了哪些新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)?為什么需要體系工程，體系工程是什么?體系工程主要研究哪些問(wèn)題，有哪些關(guān)鍵技術(shù)?在信息化武器裝備體系建設(shè)、管理和應(yīng)用中如何應(yīng)用體系工程的思想和方法?如何結(jié)合信息化武器裝備體系建設(shè)進(jìn)一步推進(jìn)武器裝備體系工程研究?等等尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。
本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了初步的研究與思考，得出了一些粗淺的認(rèn)識(shí)和觀(guān)點(diǎn)。
1 體系與體系工程
1．1 體系的概念與基本特征
1．1．1 體系的概念
概念是認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的起點(diǎn)，弄清體系的概念是做好體系研究的前提和基礎(chǔ)。體系，也被稱(chēng)之為由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)(System of Systems，SoS或Family of Systems，F(xiàn)oS)，是目前大多數(shù)大規(guī)模集成體(包括系統(tǒng)、組織、自然環(huán)境、生態(tài)體系等等)普遍存在的結(jié)構(gòu)形態(tài)。盡管由系統(tǒng)組成的更高層次系統(tǒng)所帶來(lái)的新現(xiàn)象和新問(wèn)題已經(jīng)得到普遍承認(rèn)和重視，但是在體系研究領(lǐng)域至今對(duì)于體系的概念沒(méi)有一個(gè)被普遍接受的明確定義。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)體系概念的定義不下40種。
在眾多關(guān)于體系的描述與定義中，國(guó)外有如下幾種較為典型的定義描述了不同領(lǐng)域問(wèn)題背景下對(duì)體系的不同理解與認(rèn)識(shí)，具有一定的代表性：
定義一：體系是系統(tǒng)的聯(lián)接，在系統(tǒng)聯(lián)接的體系中允許系統(tǒng)間進(jìn)行相互協(xié)同與協(xié)作，如信息化戰(zhàn)場(chǎng)中的主戰(zhàn)裝備系統(tǒng)、CISR系統(tǒng)、保障裝備系統(tǒng)等共同形成了信息化武器裝備體系。這一定義的應(yīng)用背景是現(xiàn)代武器系統(tǒng)的集成以獲取戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗的信息優(yōu)勢(shì)、決策優(yōu)勢(shì)與行動(dòng)優(yōu)勢(shì)。
定義二：體系不是單純系統(tǒng)的集成，它具備五種特征：一是組成系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)作；二是組成系統(tǒng)獨(dú)立維護(hù)管理；三是組成系統(tǒng)的區(qū)域分布性；四是具備“涌現(xiàn)”行為；五是不斷演化發(fā)展的。這一定義的應(yīng)用背景是軍事領(lǐng)域復(fù)雜體系的發(fā)展規(guī)劃。
定義三：體系是分布環(huán)境中異構(gòu)系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)的集成，體系中這些異構(gòu)系統(tǒng)表現(xiàn)出獨(dú)立運(yùn)作、獨(dú)立管理和區(qū)域分布特征，在系統(tǒng)和系統(tǒng)問(wèn)交互被單獨(dú)考慮的情況下，體系的“涌現(xiàn)”與演化行為不太明顯。
這一定義應(yīng)用背景是國(guó)家交通系統(tǒng)、軍事體系和空間探索。
定義四：體系的組成不同于一般系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(緊耦合)，它是一種系統(tǒng)問(wèn)的交互，而不是重疊，具備如下特性：①能夠提供單一系統(tǒng)簡(jiǎn)單集成所不具備的更多或更強(qiáng)的功能能力；②其組成系統(tǒng)是能夠獨(dú)立運(yùn)作的單元，能夠在體系所生存的環(huán)境發(fā)揮其自身的職能。這一定義軍事背景包括戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御體系、作戰(zhàn)群的編成體系等，其非軍事背景如航天飛機(jī)等。
定義五：體系是復(fù)雜的、有目的的整體，具備如下特征：①其組成成員是復(fù)雜的、獨(dú)立的，并且具備較高的協(xié)同能力，這種協(xié)同使得體系組成不同的配置，進(jìn)而形成不同的體系；②其復(fù)雜特征在很大程度上影響其行為，使得體系問(wèn)題難于理解和解決；③邊界模糊或者不確定；④具備涌現(xiàn)行為。
定義六：美國(guó)防部定義：“互相依賴(lài)的系統(tǒng)組合鏈接，提供的能力遠(yuǎn)大于這些系統(tǒng)的能力之和”。
國(guó)內(nèi)張最良研究員、胡曉峰教授等分別從體系開(kāi)發(fā)、戰(zhàn)爭(zhēng)模擬仿真等角度給出了兩種典型體系的定義：
張最良研究員認(rèn)為：體系是能得到進(jìn)一步“涌現(xiàn)”性質(zhì)的關(guān)聯(lián)或聯(lián)結(jié)的獨(dú)立系統(tǒng)集合。這個(gè)定義說(shuō)明體系的3個(gè)基本要素：①獨(dú)立有用系統(tǒng)；②相互關(guān)聯(lián)或聯(lián)結(jié)；③能得到進(jìn)一步涌現(xiàn)性質(zhì)。
胡曉峰教授等人認(rèn)為：系統(tǒng)和體系是兩個(gè)有時(shí)可以互換的概念，它們既有相同之處，也有不同之處，體系是系統(tǒng)的組成，體系內(nèi)部各系統(tǒng)一般都是合作關(guān)系，體系具有整體性、信息相關(guān)性、耦合松散性、開(kāi)放性等特點(diǎn)。
綜合上述定義和觀(guān)點(diǎn)，我們認(rèn)為體系是處于某一動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境中多個(gè)實(shí)體(包括系統(tǒng)、平臺(tái)、決策者等)為通過(guò)各自有目的的行為完成其共同的使命而形成的整體，構(gòu)成體系的基本要素包括：環(huán)境、使命、實(shí)體、結(jié)構(gòu)、過(guò)程。從系統(tǒng)科學(xué)角度來(lái)看，體系是松耦合系統(tǒng)的集合，其耦合的目的是實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)；從組織科學(xué)角度來(lái)看，體系即為區(qū)域分布、結(jié)構(gòu)扁平松散、各部分有較強(qiáng)的獨(dú)立性和自主性的組織；從軍事科學(xué)角度來(lái)認(rèn)識(shí)體系，體系是采用信息技術(shù)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)指揮員、作戰(zhàn)平臺(tái)、武器系統(tǒng)、傳統(tǒng)器以及其它戰(zhàn)場(chǎng)設(shè)施的整合，整合的目的是提高整體作戰(zhàn)效能，這種作戰(zhàn)效能是單個(gè)成員所達(dá)不到的，整合的工作包括建立相應(yīng)的條令條例、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)術(shù)原則、結(jié)構(gòu)與運(yùn)作機(jī)制等等。在外延上，體系就其產(chǎn)生方式可以劃分為人工體系和自然體系。本文主要探討人工體系的相關(guān)問(wèn)題。
1．1．2 體系的基本特征
根據(jù)上述定義，綜合分析，我們認(rèn)為體系有如下幾方面的基本特征：
(1)使命的動(dòng)態(tài)性與不確定性。體系使命是體系存在的條件，無(wú)論環(huán)境如何變化和復(fù)雜與否，已經(jīng)存在的體系在任何時(shí)候都有其使命需求。與系統(tǒng)相比，體系使命是模糊的、動(dòng)態(tài)不確定的，難于建立體系使命的需求和預(yù)測(cè)，體系使命的動(dòng)態(tài)模糊性導(dǎo)致了體系演化。
(2)組成實(shí)體的多樣性與獨(dú)立性。組成體系的實(shí)體具有多樣性，其多樣性是指體系中實(shí)體元素的異構(gòu)性、自治性、可分性。如戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的作戰(zhàn)體系，其組成實(shí)體包括了人、武器、條令與規(guī)范，在這些實(shí)體之間又存在功能差異、結(jié)構(gòu)不同和目標(biāo)不同，等等。組成體系的實(shí)體在形成體系前是一個(gè)完整的功能單元或系統(tǒng)，有自主的行為、目標(biāo)，形成體系后其運(yùn)作仍然保持其獨(dú)立性，體系結(jié)構(gòu)和交互過(guò)程使這些自主行為的獨(dú)立實(shí)體產(chǎn)生“涌現(xiàn)行為”，從而實(shí)現(xiàn)體系的使命目標(biāo)。
(3)體系邊界模糊性與開(kāi)放性。邊界是系統(tǒng)的基本概念之一，系統(tǒng)與環(huán)境存在邊界，子系統(tǒng)與整體系統(tǒng)之間存在邊界，子系統(tǒng)之間也存在邊界，沒(méi)有一個(gè)完整的邊界就沒(méi)有完整的系統(tǒng)，任何系統(tǒng)都存在明確的邊界。而體系的邊界模糊，邊界模糊是因?yàn)轶w系的動(dòng)態(tài)開(kāi)放性與環(huán)境的融合，邊界的模糊性導(dǎo)致了體系與環(huán)境的交互、體系與體系之間的交互行為難以準(zhǔn)確界定。
(4)體系行為特征：體系的演化與涌現(xiàn)性。體系不是固定不變的，體系隨著使命環(huán)境的變化而演化，體系的演化是體系的一種生存能力，是體系自適應(yīng)的體現(xiàn)。體系演化的本質(zhì)是不斷調(diào)整體系結(jié)構(gòu)與過(guò)程使得體系與使命環(huán)境的匹配，從而產(chǎn)生最佳體系行為。如前所述，組成體系的實(shí)體又都具有獨(dú)立的行為和目標(biāo)，這些組成部分的行為目標(biāo)并不是體系的使命，但所有這些組成部分的行為和目標(biāo)通過(guò)結(jié)構(gòu)和過(guò)程的融合促進(jìn)了體系使命目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，體系的這種行為稱(chēng)之為體系的“涌現(xiàn)性”。
(5)體系的社會(huì)性與復(fù)雜性。廣義體系是社會(huì)實(shí)體之一，具備組織特性，是一個(gè)規(guī)模較大、區(qū)域分布、結(jié)構(gòu)松散的組織。體系的復(fù)雜性在于組成體系的實(shí)體眾多、實(shí)體的獨(dú)立性、多樣性以及體系邊界模糊性和動(dòng)態(tài)演化特性。體系的復(fù)雜性對(duì)傳統(tǒng)管理工程、系統(tǒng)工程、軟件工程和信息工程都提出了挑戰(zhàn)。
1．2 體系與一般系統(tǒng)、復(fù)雜巨系統(tǒng)之間的關(guān)系
在研究和實(shí)際過(guò)程工作中，我們也發(fā)現(xiàn)體系與系統(tǒng)之間的邊界比較模糊，難以精確界定。我們認(rèn)為，體系由系統(tǒng)演化而來(lái)，從廣義上講，體系是系統(tǒng)的一種，是一類(lèi)復(fù)雜巨系統(tǒng)。同時(shí)，與一般系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)比較，體系的屬性、特征及行為表現(xiàn)都存在本質(zhì)的不同，區(qū)別主要在于集成元素的手段、方式和意義上。由分析可以看出，體系與一般系統(tǒng)之間在諸多屬性和特征上存在較大差別，與復(fù)雜系統(tǒng)之間的差別則相對(duì)較小，但也不能將體系等同于復(fù)雜系統(tǒng)。
1．3 體系開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用中面臨的新問(wèn)題
與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用相比，體系開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用中呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)，出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題：
(1)需求變化性更強(qiáng)，難于把握。體系需求在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)由于戰(zhàn)略環(huán)境、實(shí)現(xiàn)技術(shù)及社會(huì)價(jià)值變化及對(duì)未來(lái)預(yù)報(bào)的困難而顯著變化。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一般有明確定義的需求，按需求確定開(kāi)發(fā)的技術(shù)規(guī)格。為適應(yīng)需求變化，體系開(kāi)發(fā)要基于能力開(kāi)展需求分析而非傳統(tǒng)的基于威脅或技術(shù)規(guī)格分析，要考慮多種可能背景，采取進(jìn)化的需求分析模式，逐步迭代，從需求層面提高體系的適應(yīng)性與靈活性，難度進(jìn)一步加大。
(2)進(jìn)化式開(kāi)發(fā)，目標(biāo)難于明確，具體方式難以選定。體系特別是高層次體系的開(kāi)發(fā)或建設(shè)一般都遵循進(jìn)化式開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)，沒(méi)有事先定義好的永久終態(tài)，即使達(dá)到初始的目標(biāo)結(jié)構(gòu)，也還要進(jìn)化下去，而不是按戰(zhàn)略計(jì)劃的或有意識(shí)的工程活動(dòng)一下子建立起來(lái)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是整體取代原有系統(tǒng)的能力，在開(kāi)發(fā)開(kāi)始前就明確定義系統(tǒng)的目標(biāo)。而體系開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一般其組成系統(tǒng)，部分是已有的，部分是新開(kāi)發(fā)的，開(kāi)發(fā)方式又多種多樣，其能力只能是隨時(shí)間漸變的沒(méi)有明確意義的終態(tài)。所謂體系的設(shè)計(jì)實(shí)際是要解決一個(gè)具體體系進(jìn)化的設(shè)計(jì)問(wèn)題。這樣的設(shè)計(jì)不是靜態(tài)地根據(jù)規(guī)格要求提出一個(gè)新的體系組成結(jié)構(gòu)；而是確定體系從現(xiàn)有狀態(tài)達(dá)到什么目標(biāo)狀態(tài)以及怎樣達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的問(wèn)題。
(3)組成選擇的多樣性，對(duì)體系組成設(shè)計(jì)提出新的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)的組成部分既非運(yùn)用獨(dú)立，又非管理獨(dú)立，完全取決于系統(tǒng)整體要求。體系的組成是能相互關(guān)聯(lián)、互操作的獨(dú)立系統(tǒng)，通常沒(méi)有機(jī)會(huì)建立一個(gè)全新的體系。所以，體系的組成系統(tǒng)可以處于不同壽命階段，既有已有的系統(tǒng)，也有尚待開(kāi)發(fā)的未來(lái)系統(tǒng)。
在確定體系組成上，出現(xiàn)多樣性的原因，一是需要混合多種系統(tǒng)滿(mǎn)足不確定性條件下任務(wù)需求。以防空反導(dǎo)武器裝備體系為例，威脅因素影響其部署范圍，準(zhǔn)確的來(lái)襲目標(biāo)信息是其完成使命的必要條件。若來(lái)襲目標(biāo)信息已知，如是巡航導(dǎo)彈，距離遠(yuǎn)則可出動(dòng)作戰(zhàn)飛機(jī)使用空空導(dǎo)彈攔截，若距離近，則可用地空導(dǎo)彈或高炮攔截。若來(lái)襲目標(biāo)信息未知，則需用衛(wèi)星、雷達(dá)等探測(cè)系統(tǒng)搜索定位。為保障最高成功概率，要有幾種相對(duì)獨(dú)立的手段配合使用，保障任務(wù)完成。二是要考慮多種系統(tǒng)對(duì)完成任務(wù)的合作與競(jìng)爭(zhēng)。如交通體系中，陸地、海上和空中交通系統(tǒng)既合作保障正常交通需求，又在淡季競(jìng)爭(zhēng)有限的交通任務(wù)。三是考慮組成系統(tǒng)的多體系背景。如戰(zhàn)斗飛機(jī)、預(yù)警機(jī)既可用于防空反導(dǎo)體系，又可用于空中進(jìn)攻體系。四是要考慮體系組成的動(dòng)態(tài)變化，如新系統(tǒng)的加入及老系統(tǒng)的退出對(duì)完成任務(wù)的影響。五是要考慮組成變化對(duì)互操作的影響，等等�？傊�，體系組成選擇的多樣性對(duì)體系組成設(shè)計(jì)提出新的挑戰(zhàn)。
(4)合并壽命周期管理，使體系管理難度大大增加。體系組成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的獨(dú)立性和應(yīng)用時(shí)要求的互聯(lián)、互通、互操作性對(duì)體系開(kāi)發(fā)的管理提出新的挑戰(zhàn)。一是體系開(kāi)發(fā)過(guò)程不可能像系統(tǒng)一樣按一個(gè)壽命周期過(guò)程進(jìn)行，需要把體系中一系列隨時(shí)間進(jìn)化的組件系統(tǒng)的壽命周期合并成體系的壽命周期，這與系統(tǒng)工程中壽命周期傳統(tǒng)定義是不同的。二是在體系全壽命周期中管理的對(duì)象依體系的進(jìn)化而變化，管理對(duì)象大多數(shù)情況下常局限于體系的特定部分，而非體系整體。三是管理的重點(diǎn)隨進(jìn)化的需求變化(如再設(shè)計(jì)、再開(kāi)發(fā)、再制造、進(jìn)化開(kāi)發(fā)以及開(kāi)發(fā)新組件系統(tǒng)等)不斷變化。四是不同進(jìn)化方案需要不同工程和管理環(huán)境，包括管理隊(duì)伍、信息、知識(shí)資源及支持工具等。五是部分組件系統(tǒng)由于預(yù)算變化而引起進(jìn)度和性能需求基線(xiàn)的變化。
(5)非線(xiàn)式部署，應(yīng)用難度增大。體系在成功衡量準(zhǔn)則、部署條件及部署線(xiàn)性等方面與傳統(tǒng)系統(tǒng)的要求不同。傳統(tǒng)系統(tǒng)工程開(kāi)發(fā)的單個(gè)系統(tǒng)，其成功準(zhǔn)則優(yōu)先順序往往是技術(shù)、軍事、經(jīng)濟(jì)與政治(TMEP)，最優(yōu)先的是性能要好，部署條件是系統(tǒng)經(jīng)反復(fù)開(kāi)發(fā)已經(jīng)完全解決問(wèn)題，部署方式是取代現(xiàn)有系統(tǒng)而提供新能力。但對(duì)體系而言，其成功衡量的首要標(biāo)準(zhǔn)往往是較為宏觀(guān)層面的政治、經(jīng)濟(jì)及軍事等因素，技術(shù)性能相對(duì)處于較為次要的位置，體系的部署條件需要一個(gè)反復(fù)迭代、漸進(jìn)獲取的過(guò)程，不可能一步到位。同時(shí)，由于實(shí)際需要，體系往往只要部分解決了問(wèn)題，就需要部署，在部署后通過(guò)運(yùn)行再來(lái)反復(fù)開(kāi)發(fā)過(guò)程，如美國(guó)的彈道導(dǎo)彈防御體系。體系提供的能力不是整體取代或生成新能力，而是逐漸達(dá)到要求。體系部署方式是不均勻、非線(xiàn)性的，隨不同地點(diǎn)或需要有所剪裁。這和系統(tǒng)工程傳統(tǒng)的線(xiàn)式過(guò)程：完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，再把完備的系統(tǒng)進(jìn)行部署是完全不同的。
隨著高科技特別是信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和體系的不斷發(fā)展，體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用所面臨的問(wèn)題和困難也在不斷發(fā)展變化，日趨復(fù)雜。作為一類(lèi)特殊的復(fù)雜巨系統(tǒng)，體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用中所面臨的這些問(wèn)題和困難，有些是當(dāng)前復(fù)雜巨系統(tǒng)發(fā)展所面臨的普遍問(wèn)題，有些問(wèn)題則具有強(qiáng)烈的體系獨(dú)有色彩，特別是具體體系構(gòu)建、管理和應(yīng)用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，具有體系特色。
1．4 體系工程的概念與基本特征
由于體系組成元素的多樣性、邊界模糊性以及其動(dòng)態(tài)演化特征導(dǎo)致體系問(wèn)題的復(fù)雜性，這一復(fù)雜性對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)工程提出了挑戰(zhàn)，使得傳統(tǒng)系統(tǒng)工程理論與技術(shù)對(duì)體系問(wèn)題的解決顯得力不從心或者根本無(wú)能為力。同時(shí)，雖然復(fù)雜巨系統(tǒng)理論方法的出現(xiàn)和發(fā)展，為解決體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題提供了一定的普適理論參考(如復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論)，但一方面由于復(fù)雜巨系統(tǒng)理論自身發(fā)展尚處于探索、起步階段，可用于指導(dǎo)體系研發(fā)、管理、應(yīng)用的理論方法十分有限；更為重要的是，體系作為一類(lèi)特殊的復(fù)雜巨系統(tǒng)，有其自身特色，一般的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論難以有效解決具體的體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。因此，解決體系的問(wèn)題需要基于體系的實(shí)際、采用體系的思維，這種思維應(yīng)該是基于系統(tǒng)和系統(tǒng)工程理論與方法的升華，是復(fù)雜巨系統(tǒng)理論的具體化(“體系化”)，我們稱(chēng)之為體系工程。簡(jiǎn)言之，體系工程就是體系開(kāi)發(fā)、管理與應(yīng)用的相關(guān)方法、理論、技術(shù)和過(guò)程。
盡管對(duì)體系的理解和認(rèn)識(shí)存在較大差異，從當(dāng)前關(guān)于體系問(wèn)題和實(shí)例研究看，其主要目的是解決體系的集成、評(píng)估與演化問(wèn)題。從這一意義上說(shuō)，體系工程是傳統(tǒng)系統(tǒng)理論與系統(tǒng)工程的新拓展，是結(jié)合復(fù)雜巨系統(tǒng)理論與實(shí)踐的、需要解決體系問(wèn)題的具體方法論和技術(shù)途徑。從目前復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜巨系統(tǒng)理論的研究看，并不是所有復(fù)雜問(wèn)題都能得到較好的解決，復(fù)雜理論在很大程度上只是引導(dǎo)我們對(duì)復(fù)雜性、對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)行為的理解與認(rèn)識(shí)，并不能從根本上解決復(fù)雜問(wèn)題，比如在武器裝備建設(shè)領(lǐng)域需要把眾多孤立系統(tǒng)進(jìn)行集成，形成更有效的武器裝備體系，在未來(lái)武器裝備體系建設(shè)問(wèn)題上，需要發(fā)展什么系統(tǒng)、需要淘汰哪些系統(tǒng)、需要持續(xù)使用和保障哪些系統(tǒng)、需要什么樣的新概念武器系統(tǒng)等等，這些都是信息時(shí)代武器裝備體系建設(shè)所面臨的、傳統(tǒng)系統(tǒng)理論與系統(tǒng)工程方法以及復(fù)雜系統(tǒng)理論所不能解決的具體體系問(wèn)題。對(duì)類(lèi)似于這些問(wèn)題的解決方法與途徑就是我們所追求的體系工程理論方法。
體系相關(guān)問(wèn)題的特殊性要求在傳統(tǒng)系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上、在復(fù)雜巨系統(tǒng)理論指導(dǎo)下開(kāi)展體系工程研究。體系工程源于系統(tǒng)工程，但它不同于系統(tǒng)工程，是不同領(lǐng)域問(wèn)題的研究，是系統(tǒng)工程的演化和拓展。從問(wèn)題求解的角度，系統(tǒng)工程需要解決的問(wèn)題與體系工程需要的解決問(wèn)題相比。體系工程區(qū)別于傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程，傳統(tǒng)系統(tǒng)工程解決問(wèn)題以分析和綜合尋找最優(yōu)的解決方案，而體系工程重在平衡與演化分析，尋找合適的解決方案。系統(tǒng)工程旨在解決系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與使用，而體系工程重在體系的規(guī)劃與實(shí)施。換句話(huà)說(shuō)，傳統(tǒng)系統(tǒng)工程是追求單一系統(tǒng)的最優(yōu)化(比如某一產(chǎn)品)，而體系工程是追求不同系統(tǒng)集成的最合理化，集成這些系統(tǒng)以滿(mǎn)足某一項(xiàng)目(即體系問(wèn)題)的目標(biāo)。體系工程方法與過(guò)程使得決策者能夠理解選擇不同方案的結(jié)果，并提供給決策者關(guān)于體系問(wèn)題有效的解決框架。
目前，在體系工程的研究上存在不同方法及應(yīng)用領(lǐng)域，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的體系工程方法論。
2 體系工程研究所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù) 從根本上講，當(dāng)前體系工程研究是要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題：體系的產(chǎn)生和體系的演化。一方面是在面臨新的使命環(huán)境時(shí)研究如何構(gòu)建新的體系，即體系的產(chǎn)生；另一方面是研究如何對(duì)現(xiàn)有體系進(jìn)行分析和改造，以促進(jìn)體系的有效演化，適應(yīng)使命環(huán)境變化的要求。
2．1 體系工程研究所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
(1)體系需求分析問(wèn)題。體系需求是一個(gè)有層次的需求，其頂層需求分析的特點(diǎn)，一是考慮多個(gè)利害相關(guān)者的希望；二是需求的不確定性及時(shí)變性；三是對(duì)體系進(jìn)化式開(kāi)發(fā)全程的需求而不只是某一時(shí)間點(diǎn)的需求；四是立足現(xiàn)狀的可實(shí)現(xiàn)需求，不是不顧及現(xiàn)狀和可能條件的絕對(duì)需求。需求分析內(nèi)容包括使命任務(wù)需求分析、能力需求分析、功能需求分析、技術(shù)需求分析以及環(huán)境需求分析等。
(2)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。體系設(shè)計(jì)要區(qū)分新體系設(shè)計(jì)和現(xiàn)有體系轉(zhuǎn)型。新體系設(shè)計(jì)要確立強(qiáng)壯的體系結(jié)構(gòu)，包括體系的組成結(jié)構(gòu)和互操作結(jié)構(gòu)。已有體系的轉(zhuǎn)型則要求應(yīng)用不同的方法學(xué)、技術(shù)和能力，必須解決組成系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)及集成已有系統(tǒng)達(dá)到滿(mǎn)意體系性能的問(wèn)題。
(3)體系開(kāi)發(fā)管理與部署應(yīng)用問(wèn)題。研究實(shí)現(xiàn)體系的管理技術(shù)，包括資源分配、采購(gòu)、承包、計(jì)劃調(diào)度、管理機(jī)制等。研究有效的體系部署方式和最利于發(fā)揮體系效能的控制與運(yùn)用方式。
(4)體系的實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)、評(píng)估和進(jìn)化問(wèn)題。體系的實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證假設(shè)，發(fā)現(xiàn)新的原理。體系的試驗(yàn)是檢驗(yàn)體系的實(shí)現(xiàn)是否達(dá)到預(yù)期要求。體系的評(píng)估主要是評(píng)估體系的品質(zhì)、能力與效能，指標(biāo)包括能力指標(biāo)、效能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)等等。體系的評(píng)估既不能從組成系統(tǒng)評(píng)估外推，也不能沿用單一系統(tǒng)評(píng)估的方法，需要用不同的概念和方法，將該體系置于更大的體系中進(jìn)行。體系進(jìn)化的核心是體系可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。為此需要解決體系維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)防范以及實(shí)現(xiàn)體系的螺旋式發(fā)展機(jī)制等問(wèn)題。
2．2 體系工程的關(guān)鍵技術(shù)
從體系研究所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題來(lái)看，體系研究的難點(diǎn)在于解決上述的體系產(chǎn)生、演化等問(wèn)題的技術(shù)途徑，其技術(shù)途徑也就是體系工程的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，我們認(rèn)為體系工程的關(guān)鍵技術(shù)主要是體系集成技術(shù)與體系演化技術(shù)。
2．2．1 體系集成技術(shù)
集成是指從環(huán)境中可獲取實(shí)體到體系形成的過(guò)程，可分為技術(shù)集成和管理集成。
(1)技術(shù)集成是實(shí)現(xiàn)體系所處環(huán)境中可獲取實(shí)體問(wèn)互聯(lián)互操作，建立系統(tǒng)、平臺(tái)、傳感器等物理實(shí)體之間完成指揮、控制和通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)集成是體系形成的基礎(chǔ)。
(2管理集成是在可獲取實(shí)體之間建立良好的運(yùn)作機(jī)制(過(guò)程設(shè)計(jì))與結(jié)構(gòu)(體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))，運(yùn)作機(jī)制保障可獲取實(shí)體之問(wèn)功能執(zhí)行的并行、串行與交叉關(guān)系，以獲取使命執(zhí)行的效能，而合理的結(jié)構(gòu)保障可獲取實(shí)體之間分工明確、負(fù)載平衡以獲取快速有效的信息與決策傳遞。管理集成包括任務(wù)集成、方法集成、數(shù)據(jù)集成以及信息集成等等。
2．2．2 體系演化技術(shù)
演化是對(duì)現(xiàn)有體系的分析改進(jìn)，可分為漸進(jìn)演化和激進(jìn)演化。
(1)體系的漸進(jìn)演化是體系應(yīng)對(duì)使命環(huán)境某種程度的變化而進(jìn)行的自我調(diào)適行為，這種調(diào)適行為是在不改變?cè)畜w系的過(guò)程、結(jié)構(gòu)等根本框架基礎(chǔ)上進(jìn)行的體系調(diào)整。通常，體系的魯棒性使得體系能夠承受環(huán)境一定程度上的變化，體系能承受多大程度上的變化是體系漸進(jìn)演化行為的觸發(fā)問(wèn)題。體系漸進(jìn)演化的觸發(fā)也是對(duì)使命環(huán)境變化程度的測(cè)度，這種觸發(fā)條件的研究是體系漸進(jìn)演化問(wèn)題的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
(2)體系在面臨危機(jī)或者使命環(huán)境劇烈變化情況下需要進(jìn)行根本上的重組與重構(gòu)，這種改變體系根本特征的演化行為即為體系的激進(jìn)演化，激進(jìn)演化體現(xiàn)了體系的靈活性。由于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的快速激烈變化，激進(jìn)演化是作戰(zhàn)體系特別是武器裝備體系研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。通常，激進(jìn)演化行為是在快速與有效之間平衡，快速適應(yīng)新的環(huán)境往往就犧牲了其最佳有效性，而獲取最佳有效性又需要一個(gè)時(shí)問(wèn)過(guò)程。
在激烈變化的對(duì)抗環(huán)境中，體系的演化行為是一種風(fēng)險(xiǎn)行為，這一點(diǎn)尤以戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)體系或者國(guó)防體系的演化行為最為突出。從現(xiàn)有體系到一種新體系的演化需要一個(gè)演變過(guò)程，在這一過(guò)程中由于脫離現(xiàn)有體系，且沒(méi)有達(dá)到新的體系，這種過(guò)渡體系導(dǎo)致其整體效能大大降低。因此，如何選擇體系演化的過(guò)渡行為和過(guò)渡途徑是體系演化技術(shù)研究的難點(diǎn)與重點(diǎn)。
3 如何進(jìn)一步推進(jìn)武器裝備體系工程研究 3．1 武器裝備體系與武器裝備體系工程
武器裝備體系是在一定的戰(zhàn)略指導(dǎo)、作戰(zhàn)指揮和保障條件下，為完成一定的作戰(zhàn)任務(wù)，由功能上互相聯(lián)系、互相作用的各類(lèi)武器系統(tǒng)組成的更高層次的系統(tǒng)¨ 。隨著以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)的飛速發(fā)展，武器裝備體系的復(fù)雜性、涌現(xiàn)性大大增強(qiáng)，必須從體系的角度來(lái)研究和謀劃整個(gè)武器裝備體系的發(fā)展，這就引入了武器裝備體系工程。
按照本文前面關(guān)于體系和體系工程的定義，我們認(rèn)為武器裝備體系工程，就是采用系統(tǒng)思維和體系觀(guān)點(diǎn)，以復(fù)雜巨系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，以體系開(kāi)發(fā)、管理和應(yīng)用理論、方法、技術(shù)為具體實(shí)現(xiàn)途徑，以武器裝備體系整體優(yōu)化為目標(biāo)，對(duì)武器裝備體系進(jìn)行規(guī)劃、研究、分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)、管理、使用、評(píng)估和優(yōu)化的科學(xué)方法、途徑和工程技術(shù)活動(dòng)。
3．2 對(duì)加快推進(jìn)信息化條件下武器裝備體系工程研究的幾點(diǎn)思考
信息化武器裝備體系要素眾多、關(guān)系復(fù)雜，開(kāi)發(fā)、管理、部署和應(yīng)用過(guò)程中面臨著許多機(jī)械化武器裝備體系發(fā)展所不曾遇到的新問(wèn)題，解決這些問(wèn)題需要以科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導(dǎo)，加快推進(jìn)信息化條件下武器裝備體系工程研究。為此，需要“做到兩個(gè)統(tǒng)籌，搞好三個(gè)結(jié)合，打牢四個(gè)基礎(chǔ)”。
3．2．1 做到兩個(gè)統(tǒng)籌
一是統(tǒng)籌好與傳統(tǒng)軍事運(yùn)籌理論和系統(tǒng)工程方法研究的關(guān)系。應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，武器裝備體系工程研究并不是要徹底摒棄傳統(tǒng)的軍事運(yùn)籌理論和系統(tǒng)工程方法，是在信息化條件下面向新型武器裝備體系建設(shè)、管理和應(yīng)用問(wèn)題，對(duì)軍事運(yùn)籌理論和系統(tǒng)工程方法的繼承創(chuàng)新和發(fā)揚(yáng)光大。同時(shí)，軍事運(yùn)籌理論和系統(tǒng)工程方法也在不斷發(fā)展進(jìn)步，武器裝備體系工程研究必須充分吸收軍事運(yùn)籌理論和系統(tǒng)工程研究的最新理論與實(shí)踐成果。
二是統(tǒng)籌好與復(fù)雜系統(tǒng)理論特別是復(fù)雜巨系統(tǒng)理論研究等新型理論研究的關(guān)系。應(yīng)全面樹(shù)立信息化武器裝備體系是一類(lèi)特殊復(fù)雜巨系統(tǒng)的理念，信息化條件下武器裝備體系工程研究必須以復(fù)雜系統(tǒng)理論特別是復(fù)雜巨系統(tǒng)理論等新型理論研究的成果為指導(dǎo)，緊密結(jié)合信息化武器裝備體系建設(shè)、管理和應(yīng)用的實(shí)際，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜巨系統(tǒng)理論的具體化、“體系化”。同時(shí)，以武器裝備體系工程研究的成果不斷豐富、檢驗(yàn)和發(fā)展復(fù)雜巨系統(tǒng)理論與方法。
3．2．2 搞好三個(gè)結(jié)合
一是搞好理論研究與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合。一方面積極探索信息化武器裝備體系建設(shè)、管理與應(yīng)用的新理論、新方法和新技術(shù)，不斷豐富信息化條件下武器裝備體系工程的內(nèi)涵；另一方面，必須緊密結(jié)合信息化武器裝備體系建設(shè)實(shí)際，以完成重大建設(shè)任務(wù)和解決信息化武器裝備體系管理與應(yīng)用中所面臨的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題為抓手，做好武器裝備體系工程理論、方法和技術(shù)的應(yīng)用，牽引武器裝備體系工程發(fā)展，避免武器裝備體系工程研究陷入“就理論談理論、空對(duì)空”的惡性循環(huán)。
二是搞好當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的結(jié)合。一方面武器裝備體系工程研究應(yīng)著眼于解決當(dāng)前信息化武器裝備體系建設(shè)所面臨的、亟待解決的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題；另一方面，應(yīng)瞄準(zhǔn)信息化武器裝備體系長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展所要解決的關(guān)鍵理論、方法和技術(shù)，大膽預(yù)測(cè)、瞄準(zhǔn)前沿、提前部署、主動(dòng)作為，展開(kāi)相關(guān)研究工作。同時(shí)，還應(yīng)從學(xué)科建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度出發(fā)，全面梳理信息化條件下武器裝備體系工程研究的知識(shí)體系和技術(shù)體系。
三是搞好定性研究與定量分析的結(jié)合。針對(duì)信息化條件下武器裝備體系工程研究的特點(diǎn)，在搞好定性研究的同時(shí)，積極利用建模仿真等定量分析手段，開(kāi)展定量分析工作，做到定性研究科學(xué)引導(dǎo)定量分析、定量分析有效支撐定性研究，實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合。
3．2．3 打牢四個(gè)基礎(chǔ)
一是打牢研究環(huán)境基礎(chǔ)。根據(jù)信息化條件下武器裝備體系工程研究的需要，積極構(gòu)建相應(yīng)的基礎(chǔ)研究環(huán)境，利用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、建模仿真等技術(shù)手段搭建研究支持平臺(tái)，開(kāi)發(fā)典型的應(yīng)用研究支撐系統(tǒng)。
二是打牢研究政策基礎(chǔ)。制定專(zhuān)門(mén)的研究政策，出臺(tái)相應(yīng)的管理辦法，在國(guó)家自然科學(xué)基金、軍隊(duì)預(yù)研、國(guó)家“863”、“973”等項(xiàng)目安排中適當(dāng)向武器裝備體系工程研究?jī)A斜。
三是打牢研究機(jī)制基礎(chǔ)。圍繞具體的研究問(wèn)題和研究任務(wù)，形成良好的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)機(jī)制、聯(lián)合研討交流機(jī)制以及較為具體的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)機(jī)制等。
四是打牢人才隊(duì)伍基礎(chǔ)。以當(dāng)前和今后一段時(shí)期信息化武器裝備體系建設(shè)、管理所面臨的重大任務(wù)和重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題為牽引，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，培養(yǎng)科技領(lǐng)軍人物，考慮在具備條件的軍內(nèi)高校開(kāi)設(shè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程，培養(yǎng)后備人才。
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