軍事系統(tǒng)工程

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運用系統(tǒng)科學的理論和定量與定性的方法,對軍事系統(tǒng)實施合理的籌劃、研究、設(shè)計、組織、指揮和控制,使各個組成部分和保障條件綜合集成為一個協(xié)調(diào)的整體,以實現(xiàn)系統(tǒng)功能與組織最優(yōu)化的技術(shù)。它是軍事上應用的系統(tǒng)工程,是現(xiàn)代參謀組織、現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬、現(xiàn)代通信、計算機和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)密切結(jié)合的體現(xiàn)。廣泛用于國防工程、武器研制、軍隊作戰(zhàn)、后勤保障、軍事行政等領(lǐng)域。
中文名
軍事系統(tǒng)工程
性    質(zhì)
系統(tǒng)工程
范    圍
軍事
簡    史
公元前5世紀

目錄

軍事系統(tǒng)工程簡史

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公元前5世紀,中國古代軍事學家孫武把戰(zhàn)爭作為研究對象,在《孫子》中提出要用政治、天時、地利、將帥、法制等因素來分析戰(zhàn)爭的全局,研究戰(zhàn)爭的勝負,這是最早的軍事系統(tǒng)思想。
19世紀初葉,在普魯士出現(xiàn)了現(xiàn)代參謀組織和現(xiàn)代參謀技術(shù)的萌芽,這標志著作戰(zhàn)指揮不僅需要軍事統(tǒng)帥的個人才能而且需要參謀的集體智慧。第一次世界大戰(zhàn)期間開始利用數(shù)學模型的方法,定量分析軍事運籌的問題。第二次世界大戰(zhàn)使現(xiàn)代參謀組織和現(xiàn)代參謀技術(shù)發(fā)展到一個新的里程碑。這次規(guī)模空前的戰(zhàn)爭,把一批有才干的科學工作者吸引到擬訂與評估作戰(zhàn)計劃和改進作戰(zhàn)技術(shù)裝備的研究工作中。英國在戰(zhàn)爭初期為解決警戒雷達網(wǎng)對德國進行有效的防空作戰(zhàn)問題,組織科學家和軍事人員合作進行系統(tǒng)分析和戰(zhàn)術(shù)評估,取得了明顯的作戰(zhàn)效果。
從1940年起,英國、美國加拿大等國先后成立了若干專門的軍事運籌學小組,如英國曼徹斯特大學P.M.S.布萊克特領(lǐng)導的軍事運籌學小組和美國約翰斯·霍普金斯大學E.A.約翰遜領(lǐng)導的軍事運籌學小組等。這些小組的活動為贏得戰(zhàn)爭的勝利做出了貢獻,同時也形成了現(xiàn)代軍事系統(tǒng)工程的雛形。第二次世界大戰(zhàn)以后,軍事斗爭的復雜程度又有了很大增加。對抗雙方都需要對所采取的措施和反措施進行定量分析,以便在對抗中占據(jù)優(yōu)勢。軍事機關(guān)對這種分析工作的強烈要求,成為參謀手段和參謀組織實現(xiàn)科學化的動力促使了參謀機構(gòu)的進一步發(fā)展。這類機構(gòu)按不同的任務(wù)要求由不同專業(yè)的科學家和工程師組成,研究戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù);研究軍事技術(shù)和經(jīng)濟的相互關(guān)系;研究戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)的相互作用等。從而解決國防建設(shè)、作戰(zhàn)指揮、武器裝備運用、后勤保障等一些方面的問題,也促進了武器研制系統(tǒng)工程、軍隊作戰(zhàn)系統(tǒng)工程、軍事后勤保障系統(tǒng)工程和軍事行政系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展。
20世紀60年代,美國國防部長R.S.麥克納馬拉大力推廣和運用軍事系統(tǒng)工程的方法,如規(guī)劃計劃預算系統(tǒng)(PPBS)、關(guān)鍵線路法(CPM)和計劃評審技術(shù)(PERT)等。蘇聯(lián)和東歐、西歐各國,也都在國防、軍事領(lǐng)域中推廣和運用軍事系統(tǒng)工程的方法。中國于50年代在軍事院校中著手進行軍事系統(tǒng)工程的研究。
60年代,中國著名科學家錢學森等倡導在武器裝備發(fā)展和經(jīng)濟規(guī)劃中運用系統(tǒng)分析,并首先在中國導彈研究部門設(shè)立總體設(shè)計部采用計劃評審技術(shù)。此后,相繼成立了一些專門的研究機構(gòu),迅速推動了軍事系統(tǒng)工程在武器系統(tǒng)方案論證、作戰(zhàn)模擬以及戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)研究等方面的應用。

軍事系統(tǒng)工程方法

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1811年普魯士人馮·萊斯維茨用沙盤表演戰(zhàn)術(shù),這是最早實際應用的戰(zhàn)場物理模型。
1914年英國工程師F.W.蘭徹斯特用微分方程描述經(jīng)過簡化的戰(zhàn)斗格局,分析數(shù)量優(yōu)勢、火力優(yōu)勢與勝負的關(guān)系,這是最早用于軍事運籌活動的定量描述戰(zhàn)斗過程的實用數(shù)學模型。在此同一時期,美國發(fā)明家T.A.愛迪生根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),并用對策論的數(shù)學方法,研究出了商船規(guī)避潛艇攻擊的最佳航行方法。所有這些早期關(guān)于作戰(zhàn)的定量分析工作,為軍事系統(tǒng)工程的方法論奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬需要建立軍事對抗活動的數(shù)學模型,定量描述戰(zhàn)斗過程的武器效能、偶然因素影響、策略運用得失,以及其他可變因素對戰(zhàn)斗過程的效應。
建立數(shù)學模型有四種方法:
①半經(jīng)驗半理論的定量方法。這是蘭徹斯特從飛行理論引用過來的。在軍事經(jīng)驗和觀察的基礎(chǔ)上,提出一種假想的數(shù)學表達式,用來說明戰(zhàn)斗過程的主要變量是如何結(jié)合起來對戰(zhàn)斗發(fā)生影響的。然后,從這一假想出發(fā),經(jīng)過嚴格的理論推演,得出種種說明戰(zhàn)斗過程發(fā)展規(guī)律的結(jié)論。如果這些結(jié)論能為有代表性的戰(zhàn)例所證實,這種半經(jīng)驗假想就可作為建立類似戰(zhàn)斗過程數(shù)學模型的基礎(chǔ)。
②經(jīng)驗的定量方法。美國退休陸軍上校T.N.杜派在20世紀70年代對歷史上不同武器的物理屬性和殺傷力進行統(tǒng)計比較,仔細分等定級,分別賦予特定的數(shù)值,然后通過檢驗、調(diào)整、再檢驗、再調(diào)整,把它們轉(zhuǎn)換成武器戰(zhàn)斗效能的計量尺度;再按照經(jīng)驗,把特定戰(zhàn)斗條件(如疏散方式、機動性、地形特征、天氣情況、訓練水平、指揮能力、士氣等)對武器戰(zhàn)斗效能影響予以定量化,從而對這個計量尺度進行修正,直到用它對各個戰(zhàn)例定量描述的結(jié)果能與實際發(fā)生的情況相吻合為止。從這種經(jīng)驗的計算結(jié)果外推,就可得到一些有關(guān)現(xiàn)代和未來戰(zhàn)爭的啟發(fā)。1975年,J.B.費恩用第二次世界大戰(zhàn)中的60次陸戰(zhàn)數(shù)據(jù),說明了杜派方法與蘭徹斯特方法的兼容性。
③統(tǒng)計實驗的定量方法。1950年初,美國運籌學家E.A.約翰遜和物理學家G.伽莫夫,將蒙特卡羅法(即通過建立概率模型并對它進行隨機試驗來解算數(shù)學問題的方法)引用到作戰(zhàn)模擬研究,設(shè)計出能描述坦克戰(zhàn)斗的蒙特卡羅作戰(zhàn)模型。這種方法的實質(zhì)是用“隨機數(shù)”模擬戰(zhàn)斗過程隨機因素的波動,通過一系列統(tǒng)計實驗,產(chǎn)生模型系統(tǒng)信息概率分布。統(tǒng)計實驗的精度依賴于試驗的次數(shù),只要有足夠的計算時間,統(tǒng)計實驗的誤差可以做到盡可能小。用統(tǒng)計實驗獲得的有關(guān)模型系統(tǒng)的信息與實際系統(tǒng)的結(jié)果相比較,可以檢測出模型系統(tǒng)近似于實際系統(tǒng)的程度。用統(tǒng)計實驗獲得的有關(guān)模型系統(tǒng)的信息與其他同一模型的解析值相比較,可以檢驗進行解析處理的各種假設(shè)及其近似的程度。由于蒙特卡羅統(tǒng)計實驗定量法簡單易行,所以這種方法在軍事上的應用已取得很大成功。
④嚴格理論的定量方法。以J.馮·諾伊曼的對策論為代表。對策論研究有兩個或兩個以上對手的競爭系統(tǒng),用定量形式表示選擇對抗策略的得失,為選擇最優(yōu)策略提供一種算法。包括兩個局中人得失之和為零的競爭系統(tǒng),稱為二人零和對策。這種理論模型應用于描述坦克對坦克、飛機對飛機、軍艦對軍艦等簡單格斗獲得成功,推動了用嚴格理論定量描述更為復雜戰(zhàn)斗活動的應用與發(fā)展。軍事系統(tǒng)工程將許多學科的知識和技術(shù)綜合起來,有效地實現(xiàn)預定的系統(tǒng)目標。重要的科學理論有系統(tǒng)學、運籌學、信息論、控制論、心理學和國防經(jīng)濟學等;重要的技術(shù)有預測技術(shù)、建模技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、計算機仿真和信息技術(shù)等;常用的方法有系統(tǒng)分析、規(guī)劃計劃預算系統(tǒng)(PPBS)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬、政治軍事對抗模擬和技術(shù)對抗模擬等。軍事系統(tǒng)工程的實施步驟,并不都遵循完全相同的工作程序。武器研制系統(tǒng)工程遵循的一般程序是:武器系統(tǒng)概念研究,先期技術(shù)演示與驗證,武器系統(tǒng)全面研制,武器系統(tǒng)生產(chǎn)與部署等階段。國防系統(tǒng)分析則貫穿于實現(xiàn)軍事系統(tǒng)的全過程。
現(xiàn)代軍事信息技術(shù)對軍事系統(tǒng)工程產(chǎn)生的影響是:①電子計算機作為現(xiàn)代作戰(zhàn)模擬的技術(shù)基礎(chǔ),輔助進行復雜軍事系統(tǒng)的分析、規(guī)劃和實現(xiàn),把信息資源轉(zhuǎn)變?yōu)檐娛孪到y(tǒng)的效益。②電子計算機作為現(xiàn)代武器裝備的實際組成部分,其高速處理大量信息的能力,已成為武器系統(tǒng)戰(zhàn)斗效能的重要標志。③通信、計算機和網(wǎng)絡(luò)作為軍隊指揮自動化系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),為輔助進行指揮、控制、通信、情報和電子對抗活動,奪取戰(zhàn)場軍事信息優(yōu)勢,實現(xiàn)作戰(zhàn)效能倍增提供了手段,從而提高了部隊協(xié)同作戰(zhàn)能力和應變能力。④現(xiàn)代軍事信息技術(shù)的最新發(fā)展,是建立在通信、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的分布式交互仿真,它在軍事系統(tǒng)工程中具有廣泛的用途。應用與發(fā)展 軍事系統(tǒng)工程在研制武器系統(tǒng)中的應用,始于曼哈頓工程。
1945年美國著手發(fā)展的“奈基Ⅰ型”(Nike─Ajax)防空導彈系統(tǒng),是第二次世界大戰(zhàn)后具有里程碑意義的軍隊作戰(zhàn)系統(tǒng)。它運用系統(tǒng)工程的方法,探索導彈性能的各種不同組合,以獲得導彈射程和其他戰(zhàn)術(shù)性能的最佳方案。1961年底美國建成的“賽其”(SAGE)半自動化防空預警和指揮系統(tǒng),所處理的系統(tǒng)工程問題是:如何將分布在廣闊地域的大量防空導彈、高射炮、殲擊機和雷達等合理的配置和運用,并通過大型計算機把所有設(shè)備集成一個有機的整體,以及怎樣解決整個系統(tǒng)的設(shè)備研制和協(xié)調(diào)管理等問題?,F(xiàn)代防空系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)決策行動,超出了人工組織所能作出的反應能力。
“賽其”系統(tǒng)以后具有代表性的發(fā)展是“宙斯盾”(Aegis)艦空作戰(zhàn)系統(tǒng)。阿波羅飛船計劃則是軍事系統(tǒng)工程在航天領(lǐng)域內(nèi)應用的范例。軍事應用曾經(jīng)是發(fā)展系統(tǒng)工程的主要動力。第二次世界大戰(zhàn)以后,軍事系統(tǒng)工程的應用很快就出現(xiàn)了由軍事領(lǐng)域向工業(yè)應用擴展的趨勢。在“賽其”系統(tǒng)問世的10年之后,計算機輔助管理、指揮、控制技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),已在工業(yè)領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應用。在復雜的工、商業(yè)經(jīng)營系統(tǒng)中,都有一個以計算機為核心的中樞,許多信息源通過網(wǎng)絡(luò)與這個中樞聯(lián)系在一起,關(guān)鍵的經(jīng)營決策就是在這種類似作戰(zhàn)中樞的地方作出。軍事系統(tǒng)工程已在“外交戰(zhàn)”、“經(jīng)濟戰(zhàn)”、“技術(shù)貿(mào)易戰(zhàn)”等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。面向未來的軍隊建設(shè),軍事系統(tǒng)工程將運用先進的分布式仿真、靈境(虛擬現(xiàn)實)等技術(shù),創(chuàng)造一種人工合成作戰(zhàn)環(huán)境,研究戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)、部隊編制、武器裝備和軍事訓練的協(xié)調(diào)發(fā)展,以提高軍隊作戰(zhàn)的綜合能力。

軍事系統(tǒng)工程參考書目

編輯
錢學森等著:《論系統(tǒng)工程》,湖南科學技術(shù)出版社,長沙,1982。
詞條標簽:
軍事