军事系统工程
运用系统科学的理论和定量与定性的方法,对军事系统实施合理的筹划、研究、设计、组织、指挥和控制，使各个组成部分和保障条件综合集成为一个协调的整体，以实现系统功能与组织最优化的技术。它是军事上应用的系统工程，是现代参谋组织、现代作战模拟、现代通信、计算机和网络等技术密切结合的体现。广泛用于国防工程、武器研制、军队作战、后勤保障、军事行政等领域。简史 公元前5世纪，中国古代军事学家孙武把战争作为研究对象，在《孙子》中提出要用政治、天时、地利、将帅、法制等因素来分析战争的全局，研究战争的胜负，这是最早的军事系统思想。19世纪初叶，在普鲁士出现了现代参谋组织和现代参谋技术的萌芽，这标志着作战指挥不仅需要军事统帅的个人才能而且需要参谋的集体智慧。第一次世界大战期间开始利用数学模型的方法，定量分析军事运筹的问题。第二次世界大战使现代参谋组织和现代参谋技术发展到一个新的里程碑。这次规模空前的战争，把一批有才干的科学工作者吸引到拟订与评估作战计划和改进作战技术装备的研究工作中。英国在战争初期为解决警戒雷达网对德国进行有效的防空作战问题，组织科学家和军事人员合作进行系统分析和战术评估，取得了明显的作战效果。从1940年起，英国、美国和加拿大等国先后成立了若干专门的军事运筹学小组，如英国曼彻斯特大学P.M.S.布莱克特领导的军事运筹学小组和美国约翰斯·霍普金斯大学E.A.约翰逊领导的军事运筹学小组等。这些小组的活动为赢得战争的胜利做出了贡献，同时也形成了现代军事系统工程的雏形。第二次世界大战以后，军事斗争的复杂程度又有了很大增加。对抗双方都需要对所采取的措施和反措施进行定量分析，以便在对抗中占据优势。军事机关对这种分析工作的强烈要求，成为参谋手段和参谋组织实现科学化的动力促使了参谋机构的进一步发展。这类机构按不同的任务要求由不同专业的科学家和工程师组成，研究战略、战役和战术；研究军事技术和经济的相互关系；研究战术和技术的相互作用等。从而解决国防建设、作战指挥、武器装备运用、后勤保障等一些方面的问题，也促进了武器研制系统工程、军队作战系统工程、军事后勤保障系统工程和军事行政系统工程的产生和发展。20世纪60年代，美国国防部长R.S.麦克纳马拉大力推广和运用军事系统工程的方法，如规划计划预算系统(PPBS)、关键线路法(CPM)和计划评审技术(PERT)等。苏联和东欧、西欧各国，也都在国防、军事领域中推广和运用军事系统工程的方法。中国于50年代在军事院校中着手进行军事系统工程的研究。60年代，中国著名科学家钱学森等倡导在武器装备发展和经济规划中运用系统分析，并首先在中国导弹研究部门设立总体设计部采用计划评审技术。此后，相继成立了一些专门的研究机构，迅速推动了军事系统工程在武器系统方案论证、作战模拟以及战略战术研究等方面的应用。方法 1811年普鲁士人冯·莱斯维茨用沙盘表演战术，这是最早实际应用的战场物理模型。1914年英国工程师F.W.兰彻斯特用微分方程描述经过简化的战斗格局，分析数量优势、火力优势与胜负的关系，这是最早用于军事运筹活动的定量描述战斗过程的实用数学模型。在此同一时期，美国发明家T.A.爱迪生根据统计数据，并用对策论的数学方法，研究出了商船规避潜艇攻击的最佳航行方法。所有这些早期关于作战的定量分析工作，为军事系统工程的方法论奠定了基础。现代作战模拟需要建立军事对抗活动的数学模型，定量描述战斗过程的武器效能、偶然因素影响、策略运用得失，以及其他可变因素对战斗过程的效应。建立数学模型有四种方法：①半经验半理论的定量方法。这是兰彻斯特从飞行理论引用过来的。在军事经验和观察的基础上，提出一种假想的数学表达式，用来说明战斗过程的主要变量是如何结合起来对战斗发生影响的。然后,从这一假想出发，经过严格的理论推演，得出种种说明战斗过程发展规律的结论。如果这些结论能为有代表性的战例所证实，这种半经验假想就可作为建立类似战斗过程数学模型的基础。②经验的定量方法。美国退休陆军上校T.N.杜派在20世纪70年代对历史上不同武器的物理属性和杀伤力进行统计比较,仔细分等定级,分别赋予特定的数值，然后通过检验、调整、再检验、再调整,把它们转换成武器战斗效能的计量尺度；再按照经验,把特定战斗条件(如疏散方式、机动性、地形特征、天气情况、训练水平、指挥能力、士气等)对武器战斗效能影响予以定量化,从而对这个计量尺度进行修正，直到用它对各个战例定量描述的结果能与实际发生的情况相吻合为止。从这种经验的计算结果外推，就可得到一些有关现代和未来战争的启发。1975年，J.B.费恩用第二次世界大战中的60次陆战数据，说明了杜派方法与兰彻斯特方法的兼容性。③统计实验的定量方法。1950年初，美国运筹学家E.A.约翰逊和物理学家G.伽莫夫,将蒙特卡罗法(即通过建立概率模型并对它进行随机试验来解算数学问题的方法)引用到作战模拟研究，设计出能描述坦克战斗的蒙特卡罗作战模型。这种方法的实质是用“随机数”模拟战斗过程随机因素的波动,通过一系列统计实验,产生模型系统信息概率分布。统计实验的精度依赖于试验的次数,只要有足够的计算时间,统计实验的误差可以做到尽可能小。用统计实验获得的有关模型系统的信息与实际系统的结果相比较，可以检测出模型系统近似于实际系统的程度。用统计实验获得的有关模型系统的信息与其他同一模型的解析值相比较，可以检验进行解析处理的各种假设及其近似的程度。由于蒙特卡罗统计实验定量法简单易行，所以这种方法在军事上的应用已取得很大成功。④严格理论的定量方法。以J.冯·诺伊曼的对策论为代表。对策论研究有两个或两个以上对手的竞争系统，用定量形式表示选择对抗策略的得失，为选择最优策略提供一种算法。包括两个局中人得失之和为零的竞争系统，称为二人零和对策。这种理论模型应用于描述坦克对坦克、飞机对飞机、军舰对军舰等简单格斗获得成功，推动了用严格理论定量描述更为复杂战斗活动的应用与发展。军事系统工程将许多学科的知识和技术综合起来，有效地实现预定的系统目标。重要的科学理论有系统学、运筹学、信息论、控制论、心理学和国防经济学等；重要的技术有预测技术、建模技术、优化技术、计算机仿真和信息技术等；常用的方法有系统分析、规划计划预算系统(PPBS)、网络管理技术、现代作战模拟、政治军事对抗模拟和技术对抗模拟等。军事系统工程的实施步骤，并不都遵循完全相同的工作程序。武器研制系统工程遵循的一般程序是：武器系统概念研究,先期技术演示与验证，武器系统全面研制,武器系统生产与部署等阶段。国防系统分析则贯穿于实现军事系统的全过程。现代军事信息技术对军事系统工程产生的影响是：①电子计算机作为现代作战模拟的技术基础，辅助进行复杂军事系统的分析、规划和实现，把信息资源转变为军事系统的效益。②电子计算机作为现代武器装备的实际组成部分，其高速处理大量信息的能力，已成为武器系统战斗效能的重要标志。③通信、计算机和网络作为军队指挥自动化系统的物质基础，为辅助进行指挥、控制、通信、情报和电子对抗活动，夺取战场军事信息优势，实现作战效能倍增提供了手段，从而提高了部队协同作战能力和应变能力。④现代军事信息技术的最新发展，是建立在通信、计算机和网络技术基础上的分布式交互仿真，它在军事系统工程中具有广泛的用途。应用与发展 军事系统工程在研制武器系统中的应用，始于曼哈顿工程。1945年美国着手发展的“奈基Ⅰ型”(Nike─Ajax)防空导弹系统,是第二次世界大战后具有里程碑意义的军队作战系统。它运用系统工程的方法,探索导弹性能的各种不同组合，以获得导弹射程和其他战术性能的最佳方案。1961年底美国建成的“赛其”(SAGE)半自动化防空预警和指挥系统，所处理的系统工程问题是：如何将分布在广阔地域的大量防空导弹、高射炮、歼击机和雷达等合理的配置和运用，并通过大型计算机把所有设备集成一个有机的整体，以及怎样解决整个系统的设备研制和协调管理等问题。现代防空系统的战术决策行动，超出了人工组织所能作出的反应能力。“赛其”系统以后具有代表性的发展是“宙斯盾”(Aegis)舰空作战系统。阿波罗飞船计划则是军事系统工程在航天领域内应用的范例。军事应用曾经是发展系统工程的主要动力。第二次世界大战以后，军事系统工程的应用很快就出现了由军事领域向工业应用扩展的趋势。在“赛其”系统问世的10年之后,计算机辅助管理、指挥、控制技术和数据传输技术,已在工业领域和商业领域获得广泛应用。在复杂的工、商业经营系统中,都有一个以计算机为核心的中枢,许多信息源通过网络与这个中枢联系在一起,关键的经营决策就是在这种类似作战中枢的地方作出。军事系统工程已在“外交战”、“经济战”、“技术贸易战”等领域中得到了广泛的应用。面向未来的军队建设,军事系统工程将运用先进的分布式仿真、灵境(虚拟现实)等技术,创造一种人工合成作战环境，研究战略战术、部队编制、武器装备和军事训练的协调发展，以提高军队作战的综合能力。参考书目 钱学森等著：《论系统工程》，湖南科学技术出版社，长沙，1982。