设计未来战争，推进自主创新（下篇）

四线耦合分析方法

装备发展概念研究是一个新问题，面对这一新问题，为探索一个研究起点，我们尝试构建了历史沿革线、威胁应对线、技术推动线和能力需求线四线耦合分析的方法。使用四线耦合分析方法时，先进行历史沿革线、威胁应对线、技术推动线和能力需求线四线的独立分析，而后再对四线独立分析的结果进行耦合。四线耦合分析方法在新型装备概念研究的初始阶段能起到很好的辅助作用。

（一）四线耦合分析方法框架

实际上，在过去的装备发展需求研究中，我们会分散、独立地运用四线耦合分析方法中的每一种方法，只不过没有有意识地、系统地将这四种分析方法耦合起来使用。比如项目研究的资料综述即可视为是历史沿革线分析，在装备发展研究中，基于威胁的研究可视为是威胁应对线分析，“作战需求牵引，技术进步推动”的理念可视为能力需求线和技术推动线分析。我们提出四线耦合分析方法的目的就是将过去分散化、独立化的分析活动规范为集成化、系统化的研究活动，并将分散、独立的分析结果耦合起来、相互关联起来，从而推动对研究结果进一步深化认识和更深层次的知识挖掘。

1. 历史沿革线分析

历史沿革线分析以各代战斗机发展的历史沿革线为参照，在历史沿革线分析的过程中，对推动、牵引新一代战斗机发展的技术推动、威胁应对、能力需求三个方面进行耦合比对分析。同时，历史沿革线分析的结果也是其他三条线分析的基础。

一般而言，新一代装备应在技术上具有一定的跨代标志，没有跨代技术的支撑，无法形成跨代的装备。但由于惯性和线性原理是科学技术发展的基本规律之一，因此，新一代装备除追求技术跨代外，还要充分考虑技术发展的继承性和渐进性。历史沿革分析的主要目的就是从战斗机的发展历程中总结出规律，依据线性外推原理，为描述新概念武器装备的概念提供历史借鉴。同时，依据历史沿革线分析，对国外新型装备的发展情况进行了跟踪，作为比对参照为我新型装备概念研究提供借鉴，虽然参照对象还较为模糊，但还是可提供一定的参考。历史沿革线分析可独立进行，同时在其他三条线的分析中，也需要用到历史沿革线分析的思路，威胁应对、技术推动、能力需求三条线也都有其各自的历史沿革过程。以史为鉴，可以进一步明了装备发展的历史脉络和动因。

2.威胁应对线分析

“基于威胁”的装备发展论证模式主要依据明确的作战对象或主要威胁来确定作战需求。在该发展模式下，武器装备发展的重点始终随着作战对手的改变而改变，呈现出被动应对的属性。一旦对手或主要威胁发生变化，武器装备的发展就不得不随之发生相应的调整和变化。因此该发展模式是一种以作战客体为中心的“被动式”和“跟随式”武器装备发展模式。在基于“基于威胁”需求论证牵引下的装备发展模式是一种“应对式”的被动发展模式。

“基于能力”的装备发展论证模式是一种“主动式”的武器装备发展模式。在该发展模式下，武器装备的发展基于国家的经济和科技能力，基于部队的作战使用能力，依据国家和军队自身的能力设计未来战争，发展未来的武器装备。“基于能力”的武器装备发展模式确定作战需求的重点由原来关注“敌人是谁，战争会在何时、何地发生”，转而关注“战争将以何种方式进行”。在“基于能力”武器装备发展模式的指引下，武器装备作战需求论证的重点由单件武器对抗转向系统与体系的对抗，转向了提高整体作战能力，不断寻找整个体系的缺陷，并通过装备发展的途径去解决。

3. 技术推动线分析

技术推动线分析着重于分析预测国内外航空技术发展现状与趋势，辨识新型装备发展所需的关键技术，对关键技术的发展预期进行预测，并对新兴型技术潜在的军事应用前景进行分析判断。在此基础上，明晰支撑新型装备发展的关键技术的预研的方向和程度。

以战斗机研制为例，美国以技术牵引为主，欧洲和俄罗斯则以型号牵引为主。在体制上，美国的技术验证机没有明确的实用化要求，研制成败不涉及经济利益，因此设计人员敢于发挥想象力去追求突破。技术牵引模式的验证机与最后的型号差别较大，在外形上可能根本不像。而型号牵引模式的原型机一般与型号严格对应，外观上基本一致。技术牵引的典型案例是美国V-22旋翼机的发展。

技术牵引技术预研模式加速了成熟技术向作战能力的转化，降低了武器装备研发与技术转化的经济风险。技术牵引是注重基础研究的表现，基础研究的落后往往导致理论研究在很大程度上就是情报跟踪。情报跟踪在缺乏积累的条件下可以了解先进技术，但掌握的只是非常表面的技术，等于对先进型号的模仿，不可能形成超越的能力。

美军是世界上对技术依赖程度最高的军队，也是对新技术潜在军事能力最敏感的军队。在美空军“蓝色地平线”的研究中，依据对未来战略和技术趋势的分析，提出了多项未来装备概念以及相对应的关键使能技术，并进行了评估和排序（针对每个装备概念，根据其对四个参照对象所对应的数十个军事能力的能力函数、权重计算得出装备概念的优先级排序；使能技术排序也采用相似的方法得出）。“使能技术”是支撑未来装备概念的基础，目前还不成熟，要在辨识其对未来装备概念的作用的基础上，提出“使能技术”发展的方向和程度，使之能被在未来装备概念中使用。

4.能力需求线分析

能力需求线分析基于军队任务使命，在明确主要作战对手、作战方向、作战样式、作战环境、体系等要素的基础上，分析研究未来国家利益拓展对新型装备作战能力的需求。能力需求线分析是以上三线分析内容的综合，是四线耦合分析的最终耦合点，同时也是迭代技术推动线分析的输入。能力需求线的研究内容包括：

1）新型装备作战任务分析（回答新型装备干什么）

2）未来战场环境分析（回答新型装备在哪作战，和谁作战）

3）基于新型装备的军兵种作战体系分析（回答新型装备在体系中的作用和地位）

4）新型装备作战概念设计（回答新型装备怎么作战）

5）新型装备能力需求耦合分析（回答新型装备所需的作战能力）

在以上研究基础上，依据新型装备任务使命所需的能力，对历史沿革外推的能力、消除威胁所需的能力和技术进步所能提供的能力进行耦合，综合提出新型装备的能力需求。

能力需求线耦合分析的依据为：

  ·作战任务所需的能力

·历史沿革外推的能力

    ·消除威胁所需的能力

    ·技术进步所能提供的能力

能力需求分析是分层次、分阶段进行的。在顶层作战概念分析阶段，能力需求指的是军队的作战能力，即军队完成既定的作战任务需要什么样的能力；在装备作战概念分析阶段，能力需求指的是装备的技术能力，即什么样的装备可以支撑军队所需的作战能力；在作战想定分析阶段，能力需求则指的是什么样的技术可以支撑装备的作战使用能力，可以支撑到什么程度。

（二） 四线耦合分析方法内涵

四线耦合分析方法内涵实质是，依据系统工程的思路，是将过去分散、独立使用的分析方法融合起来，用系统的思路和方法解决综合性的问题。

图4-1 四线耦合概念分析方法

四线耦合分析方法将分散独立的历史空间、需求空间、威胁空间和技术空间耦合在一个空间进行反复迭代、综合分析。

历史沿革线分析依据战斗机发展规律，辨识历史沿革外推的能力。

需求牵引线分析清晰军事需求空间和方向，要初步回答新型装备在体系中的作用和地位，新型装备在哪作战，和谁作战，怎么作战等问题，初步辨识新型装备完成任务使命所需的能力。

威胁应对线分析辨识消除威胁所需的能力，清晰军事需求的基线。

技术推动线分析预测技术发展水平、趋势和空间，辨识技术进步所能提供的能力。

将四线独立分析的结果耦合后，可以得到新型装备的初步轮廓。耦合的过程实际上是各影响因素之间的综合分析、约束剪裁、优选取舍的定性与定量相结合的分析过程。

“四线耦合”分析方法的思路和过程如图4-2所示。

图4-2 四线耦合空间

历史沿革线分析是一种依据惯性思维的分析方法，可依据线性原理推出新型装备能力发展的大致方向。

威胁应对线分析可得出对新型装备能力的最低需求，可以认为是新型装备能力需求的下限。

需求牵引线分析可得出对新型装备能力的最高需求，可以认为是新型装备能力需求的上限；能力上限和能力下限与历程起止线构成了新型装备能力需求空间。

技术推动线分析可得出对新型装备能力需求实现程度的初步判断。技术推动线是实际能力实现程度的裁剪线，技术能力高，则裁剪出的新型装备能力空间就大，也就是说可以实现较高的能力（如技术线2）；否则，能力空间就小（如技术线1）。技术推动线分析不同于前面三线的惯性、线性分析思维，而具有明显的非线性思维特征，通过推动进步线的分析，辨识出具有颠覆性的跨代技术，则新型装备可实现的能力空间就可以大幅拓展。

依托“四线耦合”分析方法，可初步辨识出新型装备可实现的能力需求空间。

“四线耦合”分析方法是一个反复迭代，渐进修正，逐步完善的研究方法。通过第一轮的迭代研究，获得了对新型装备基本技术特征和技术体系的初步认识。

在四线耦合分析的基础上，提出新型装备的能力需求框架。能力需求决定技术特点，技术特点映射装备形态，结合技术发展预测，描述新型装备概念集。

在此基础上，设计新型装备作战概念和典型作战样式，对新型装备发展概念集进行仿真验证，而后进行分解技术体系、关键技术辨识、关键技术需求程度仿真验证等研究。

图4-3 四线耦合分析方法步骤

历史沿革线、威胁应对线、技术推动线和能力需求线四线耦合分析的方法与美军的“基于能力”的分析方法相比，更适合实际，与“基于威胁”的分析方法相比，更顺应未来发展。该方法综合考虑装备发展的技术先进性、技术可行性、经济可承受性以及技术成熟度等因素，可有效实现作战、能力、技术三个视图的相互转化和定量研究。

（三） 运用四线耦合分析方法应注意的问题

任何方法的应用总有其条件和限制，明确这些条件和限制对于有效使用方法至关重要。

1．方法应用的阶段性

四线耦合分析方法属于概念分析方法，在初始研究阶段，对于建立初始认识十分有效。因此，四线耦合分析方法在装备发展概念研究的初始阶段使用最为有效。

在初始研究阶段，使用四线耦合分析方法主要用于装备概念辨识，通过方法的反复迭代使用，逐步清晰新型装备发展的目标图像。

2．方法应用的迭代性

在研究新型装备发展概念的过程中，研究认识是逐步提升和深化的，因此方法的使用也是反复迭代、逐步修正的。在研究进程中，不要指望通过一轮的研究就能解决问题，必须通过多轮的研究迭代，方能逐步形成较为清晰、逐渐固化的认识。

3.方法的综合使用

研究装备概念的方法是一个综合的体系，不是说用一种方法解决一个问题，而是用方法的综合解决实际问题，这一点有些像中医看病，综合施治。

在装备概念研究方法体系中，四线耦合分析方法是一个基础，我们采用四线耦合分析方法，通过若干阶段的迭代，逐步深化了对新型装备概念的认识。

4.要有意识注意克服惯性思维的束缚

历史沿革线和威胁应对线的分析具有较强的惯性外推特性，这种惯性外推的思路体现的是一种线形思维方式。而技术上的突破所带来的跨越式推动力将有可能突破这种线形思维的束缚。

技术推动线的分析带有很强的预测性，而在缺乏足够支撑资料的基础上进行合理的预测就显得更为困难。技术推动线分析所做的技术预测是对目前技术发展的程度和趋势研究的基础上，基于基本的技术原理和物理规律进行的，预期的技术突破标示了未来我们可能达到的技术水准的可能值和期望值（上限）。

从技术推动线的分析可看出，有些能力需求的技术发展支撑相对明晰，如航电；而有些能力需求的技术发展支撑则还难以预测或在相当的时期内还难以达到实用的程度，其技术成熟度差距较大，如临近空间动力，全谱、全向隐身技术等。目前，我们关于技术推动线的分析工作正在进行，由于是耦合分析，因此技术推动线与能力需求线的分析是相互迭代的。

 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法

作战概念研究对武器装备发展的重要性也是近两年才被认识和重视的，研究还处于起步和方法探索阶段。在缺乏完善的装备需求生成机制约束下，研究同样处于无约束的无序发展状态。

从公开发表的学术论文来对比国内外有关作战概念，可以看出目前国内对作战概念的认识与美军存在较大差距，实际上我们对作战概念的内涵、设计要素、描述内容及其作用等方面的理解基本上与美军需求文件中强制要求的体系结构模型相似，即作战概念更具体化、详细化、参数化，期望能够在一定程度上反映武器装备在执行某项作战活动的全部作战过程细节以及对具体战术技术指标的要求，我们将国内对作战概念的认识定义为装备作战想定。面对新型装备发展概念研究，要在国内已有基础上，融入美军作战概念开发的先进机制，创建具有中国特色的作战概念研究方法。

作战概念是武器装备发展和军事应用的顶层设计，作战概念设计与描述涉及众多不确定因素，构建时需要重点考虑武器装备未来的作战任务、作战对手、作战对手的作战能力、战场环境、体系支持能力、技术支持能力、联合作战需求、经济可承受能力等众多因素的发展变化以及各因素之间的影响关系，这些因素之间的相互作用和耦合关系复杂，并呈现高度的非线性特征，且多数因素的变化趋势不明确，对武器装备未来作战使用的深度分析与详细设计构成了障碍，如何科学构建、描述作战概念成为装备发展中需要重点突破的一项关键技术。

作战概念研究方法首先要解决作战概念设计架构与描述方法。作战概念设计与描述涉及军队的使命任务、能力需求、技术经济支持能力等顶层要素，也涉及到已方、敌方对抗装备、所处环境、依赖体系等多方面具体要素与关系，要想把作战概念描述清楚非常困难。对于作战概念，在不同的阶段存在着不同的认识和理解，可以有不同的描述。依据不同的需要，作战概念描述的程度存在一定差别，有的表述到战略级，有的描述到战役级，有的要描述到战术级。

（一） “三段四环三层”作战概念设计与描述方法框架

1. “三段四环三层”作战概念设计与描述方法——三段

三段：作战概念的设计与描述需分三个阶段进行。即顶层作战概念，装备作战概念/装备概念，作战想定三个阶段。三个阶段反复迭代，渐进完善，逐步细化。

图5-1 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法-三段

第一阶段：作战概念。从联合作战角度出发，设计作战样式，从中提取军队履行使命任务的作战能力需求，即完成确定的作战任务需要什么样的能力。

第二阶段：装备概念。依据能力需求映射装备形态，设计装备概念，即什么样的装备可提供所需的能力，结构确定功能（如石墨和金刚石），在能力需求+装备形态的约束下，确定典型战技指标，指标重要度排序。需要注意的是，在进行装备概念映射时，能力只有取舍，指标可以权衡。

第三阶段：作战想定。依据典型作战场景，对装备的典型战技指标进行敏感度分析，确定典型战技指标的取值范围。

拟制作战想定是论证装备战技指标的源头，作战想定是作战研究的成果，它包含着军事理论、装备体系、关键技术、战术运用等一系列内容。作战想定的质量从源头上决定着装备战技指标论证的质量。

仿真是依据作战想定进行装备作战实验的基本手段，仿真的实质是假设检验，即对作战想定所设定的战技指标进行合理性验证和敏感性分析。

2. “三段四环三层”作战概念设计与描述方法——四环

四环：作战概念的设计与描述需要做到四个闭环。即与任务闭环、与敌人闭环、与己方体系闭环、与敌方体系闭环。

图5-2 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法-四环

作战概念描述至少需要把三个问题描述清楚，即我方装备如何作战、敌方装备如何对抗以及敌我双方如何交互，敌我双方在作战时不是以一个单一的武器在作战对抗，而是以一个强大的、完善的作战体系在对抗。因此，作战概念的设计与描述需要做到四个闭环。

I环：与任务闭环。主要描述已方装备依靠自身能力完成特定作战任务的作战环节和要素，以及沿时间轴的资源分布与作战行动，已方装备自身与目标一起构成一个准静态的作战任务闭环。与任务闭环的描述实际上就是我们熟知的任务剖面；

II环：与敌人闭环。在I环描述的基础上，进一步叠加敌方装备依靠自身能力与已对抗的作战环节和要素，已方装备与敌方装备构成交互对抗闭环；

III环：与己方体系闭环。在II环描述的基础上，叠加我方装备在我方体系支持下完成作战任务的作战环节和要素，我方装备与支持体系构成一个体系作战闭环；

Ⅳ环：与敌方体系闭环。在III环描述的基础上，进一步叠加敌方装备在其体系支持下与我对抗的作战环节和要素，敌方装备与其支持体系构成一个体系作战闭环，并与我方装备和体系构成体系对抗交互闭环。

这几个闭环不是一步能达到的，需要逐步迭代，逐步深化认识。

5.1.3 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法——三层

三层：作战概念应分层次描述。即组织架构层、作战活动流程层、作战行为逻辑层。

图5-3 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法-三层

在“三段四环”设计架构下，作战概念应分层次描述，不同的阶段对应不同的描述层次。

第一层应主要描述装备的作战组织架构。参加作战的要素有哪些，主要回答装备的作战概念“是什么”；

第二层应主要描述装备的作战活动流程。沿时间轴描述装备的作战流程，主要回答装备“如何用”，实际上就是任务剖面；

第三层应主要描述装备的作战行为逻辑。沿时间轴描述在作战空间中装备的资源的分布以及与敌、我装备的交互关系，主要回答武器系统作战的效果“怎么样”。这一层面的描述依据研究目的的不同，其粒度可在较大范围内变化，粗糙的描述只描述对外信号包络，即装备平台间的信息交互即可，细致的描述则要达到装备平台间的信号交互。

 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法是一个综合体，并不是段、环、层单独使用的，而是在研究过程中相互交叉、相互融合、反复迭代的。

表5-1 “三段四环三层”作战概念设计与描述方法

（二） 运用“三段四环三层”作战概念设计与描述方法应注意的问题

1．方法使用的渐进性和迭代性

作战概念是武器装备需求论证的逻辑起点，牵引着武器装备的发展方向和能力需求，作战概念的研究过程是基于分析和评估的迭代过程，不可能一步到位，至少需要经过3～5轮的迭代。随着武器装备发展研究阶段的不断深化，认识的不断深化，作战概念也随之不断完善。

在初始研究阶段，很难给出明晰的关键战技术指标。对于关键战技术指标，在装备目标图像还不清晰的情况下，只能依据作战概念提出能力发展域和方向，部分指标可以初步给出能力范围，更详细的典型指标需求，还需后续随着目标图像的逐步清晰，再进行反复迭代。对于能力需求而言，需要注意的是能力只有取舍，指标则可以权衡。

2．作战概念描述的综合性

“三段四环三层”作战概念设计与描述方法是一个框架性方法，给出的是作战概念设计与描述的基本思路，“三段四环三层”方法与实际作战概念的设计过程并不是一一对应的，而是相互交叉、融合使用的。

由于作战概念设计与描述涉及众多不确定因素，如装备未来的作战任务、作战对手、作战对手的作战能力、战场环境、体系支持能力、技术支持能力、联合作战需求、经济可承受能力等众多因素，以及这些因素的发展变化和各因素之间的影响关系。因此，作战概念设计的实质更接近探索性研究，是一个随着认识不断深化、渐进改进、逐步完善的研究过程。

采用“三段四环三层”作战概念设计与描述方法时，需要综合考虑以下问题：

·作战背景（与谁作战、什么时候作战、战场在哪、什么条件下作战、采用什么方式作战等问题）

·作战任务（需要达成的战略、战役、战术目标等问题）

·作战对象（作战对手的技战术性能、部署、规模结构，作战使用方式和条件，体系支持条件等问题，也可以理解为作战目标特性分析）

·作战区域（作战的战场位置，战场的地理、气象、社会环境等问题）

·任务实体（参与作战活动的实体装备，任务实体是组成作战体系的基本要素）

·体系支持条件（敌我双方的体系支持条件、对抗条件下双方体系支持能力维持等问题）

·作战流程（作战的任务剖面，指挥控制流程，信息交互关系等问题，需逐步递进细化）

·应用时机和程度（装备的应用时机、投入强度、损失承受程度等问题）

·任务可替代性（达成预定作战目标或完成预定作战任务，是否有其他可替代手段，包含装备手段和非装备解决方案等问题）

·应用约束条件（作战概念应用的约束条件，如政治敏感度约束、国际条约约束、体系支援条件约束、经济可承受条件约束等问题）

以上各点在实际使用时可以依据具体情况进行剪裁。

由此可见，使用“三段四环三层”方法时，综合性的考虑和方法的综合性使用对方法使用的有效性具有十分重要作用。

3．与DoDAF方法的结合

美军应用DoDAF体系架构模型对新型装备的作战概念进行了详细设计与描述，具有很好的参考价值。运用“三段四环三层”作战概念设计与描述方法，在具体描述模型方面，可充分借鉴其体系结构的作战模型、系统模型、服务模型等描述方法，并结合对作战概念设计与描述的认识，加入必要的作战因素和描述要素，形成更容易理解、更符合作战描述习惯的规范化方法，生成要素完备、关系明确、逻辑合理的作战概念集。

4．作战概念的验证与评估

所设计的作战概念是否合理、有效是需要进行验证评估的，验证评估的方法有主观方法、解析方法和仿真方法等。

对作战概念的验证评估实际上是一种各假设检验，其中作战想定是假设的边界条件，体系、系统结构，装备性能特性，作战使用模式是可控变量，效能评估是检验过程。作战概念的要素构成及其应用模式如图5-4。

图5-4 作战概念构成及其应用模式

一般而言，每个作战概念由4组可控变量及1组评估方法构成：

1）作战想定——作战条件变量，用于描述敌我双方作战的部署、环境、条件和目标，通常以作战想定的方式体现；

2）装备特性——装备变量，用于描述敌我双方装备的功能、性能特性；

3）体系结构——体系、系统变量，用于描述敌我双方的体系及系统结构；

4）作战运用模式——战术变量，用于描述敌我双方部队编成结构、指挥方式、战勤操作方式、核心指控准则与模型等；

5）评估方法—— 包括评估指标体系、模型和准则。

首先通过作战概念理论研究，输出初始作战概念集。初始作战概念集是一系列作战概念样本的集合，每个作战概念样本都具有相对确定的变量定义与赋值，是对一种作战假设的全要素描述。

作战概念的验证评估过程：根据研究目标的不同，以某个或某组可控变量为自变量，在确定或约束其他可控变量的前提下，通过在作战概念验证评估环境中进行多假设仿真实验，按照既定的评估方法，得到作战效能与自变量之间的影射或函数关系，反映其影响结果与规律。经过验证评估后，输出评估后的作战概念。

图5-5 作战概念的验证评估过程

作战概念验证评估环境具有与作战概念相匹配的要素构成和描述粒度，包括装备、系统的特性模型，以及反映其信息交互、控制逻辑、特性传递的体系仿真环境。作战概念验证评估环境具有在作战想定驱动下的实时、非实时交互运行能力，从而将作战概念变量输入转化为实验结果数据。

对于装备发展需求研究来讲，这一模式具有以下特点：

1）对装备所依存的系统、体系和作战环境提供了规范、要素齐全的描述，避免需求研究的局部性；

2）有效解决了与作战理论研究、战术研究之间的衔接问题，避免了需求研究的纯技术化；

3）可与装备论证、总体设计直接对接，提供定量化支撑。