摘要：總結(jié)了系統(tǒng)工程、體系工程與數(shù)字工程等系統(tǒng)科學(xué)體系的起源、發(fā)展以及相互關(guān)系,在分析國(guó)內(nèi)外水下攻防體系發(fā)展情況的基礎(chǔ)上,針對(duì)水下攻防體系在發(fā)展過(guò)程中面臨的體系運(yùn)行機(jī)理復(fù)雜與技術(shù)基礎(chǔ)薄弱等主要問(wèn)題,闡述了將系統(tǒng)科學(xué)體系相關(guān)理論運(yùn)用于水下攻防體系建設(shè)發(fā)展的必要性,并分別從系統(tǒng)工程、體系工程與數(shù)字工程的角度提出了水下攻防體系的相關(guān)發(fā)展建議,對(duì)后續(xù)水下攻防體系的研究具有一定的軍事意義和理論價(jià)值。

水下戰(zhàn)場(chǎng)空間廣闊,戰(zhàn)略縱深巨大,隨著全域聯(lián)合作戰(zhàn)空間的不斷拓展,水下成為未來(lái)海上戰(zhàn)略與軍事對(duì)抗的制高點(diǎn)以及各海洋強(qiáng)國(guó)強(qiáng)化軍事存在和軍事控制的新型安全領(lǐng)域。因此,水下攻防體系的發(fā)展是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)向跨域作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)的必然要求,并將成為提升聯(lián)合作戰(zhàn)能力、形成水下制權(quán)的重要途徑。同時(shí),隨著系統(tǒng)科學(xué)體系的不斷發(fā)展與完善,從系統(tǒng)工程、體系工程到數(shù)字工程,各種指導(dǎo)武器裝備發(fā)展的理論和思潮方興未艾,厘清它們之間的關(guān)系并建立相關(guān)的理論基礎(chǔ),構(gòu)建水下攻防體系論證、建設(shè)和運(yùn)用的新范式,對(duì)增強(qiáng)水下攻防體系化科技能力和有序形成水下制權(quán)具有重大的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。

1從系統(tǒng)工程、體系工程到數(shù)字工程

1.1系統(tǒng)工程的起源與發(fā)展趨勢(shì)

系統(tǒng)工程的初衷是解決在一定的資源約束條件下的工程實(shí)施問(wèn)題,其基本概念是綜合多種專業(yè)技術(shù),經(jīng)過(guò)分析、集成、試驗(yàn)和評(píng)估的反復(fù)迭代,形成一個(gè)滿足系統(tǒng)需求且總體逐漸優(yōu)化的系統(tǒng),系統(tǒng)工程作為指導(dǎo)系統(tǒng)研制的一種跨學(xué)科的方法和途徑,其核心價(jià)值在于規(guī)劃并約束了一般系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,有效縮減了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本以及開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)NASA對(duì)系統(tǒng)工程范圍的定義,這些開(kāi)發(fā)過(guò)程包括了技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程和技術(shù)管理過(guò)程,其中,技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程構(gòu)成了系統(tǒng)的生命周期階段模型,錢學(xué)森將現(xiàn)代管理科學(xué)與西方系統(tǒng)工程的基本理論結(jié)合,形成了具有中國(guó)特色的系統(tǒng)工程方法論,并在航天、航空、船舶等武器裝備領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 但隨著信息技術(shù)和武器裝備的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程在具體實(shí)踐過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題:一是武器裝備處于一個(gè)井噴式的發(fā)展?fàn)顟B(tài),預(yù)研一代、研制一代、裝備一代的武器發(fā)展思路容易受限于復(fù)雜武器裝備系統(tǒng)自身的研制周期,往往是一個(gè)型號(hào)沒(méi)干完,新的型號(hào)就已經(jīng)上馬,但傳統(tǒng)系統(tǒng)工程并沒(méi)有解決好工程過(guò)程中經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累過(guò)程,模塊化和重用化的程度偏低,資產(chǎn)復(fù)用程度不高,導(dǎo)致系統(tǒng)資源的利用率偏低,工程中重復(fù)建設(shè)、重復(fù)組織的問(wèn)題嚴(yán)重。二是傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程基本采用分解—集成的還原論思想,隨著武器裝備系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜并逐漸演變成復(fù)雜的非線性系統(tǒng),功能、性能指標(biāo)以及系統(tǒng)組成分解難度逐漸加大,集成后能否還原為上層系統(tǒng)的整體屬性不能得到及時(shí)驗(yàn)證,由此導(dǎo)致武器裝備的研制周期過(guò)長(zhǎng),風(fēng)險(xiǎn)釋放困難。三是傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程是一種總體技術(shù),雖然能使工程具體技術(shù)更高效地實(shí)現(xiàn)目標(biāo),但重于技術(shù)狀態(tài)管理而輕于牽引技術(shù)開(kāi)發(fā),在組織系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)的過(guò)程中缺乏對(duì)系統(tǒng)整體技術(shù)的整合分析,難以支撐總體設(shè)計(jì)人員進(jìn)行多學(xué)科多方案的決策尋優(yōu)。 基于模型的系統(tǒng)工程方法(MBSE)本質(zhì)上是仿真建模方法與系統(tǒng)工程理論的結(jié)合,通過(guò)貫穿系統(tǒng)全生命周期的形式化建模,很好地解決了傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程所遇到的各種問(wèn)題,是系統(tǒng)工程在新時(shí)代的又一次發(fā)展和演變。MBSE在工程中通過(guò)建立的各類系統(tǒng)模型解決了工程經(jīng)驗(yàn)積累和項(xiàng)目復(fù)用的問(wèn)題,并通過(guò)不同層級(jí)的需求模型、架構(gòu)模型、功能模型、性能模型,為復(fù)雜系統(tǒng)的向下分解和及時(shí)驗(yàn)證提供了條件,此外,通過(guò)建立的各學(xué)科物理模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)各專業(yè)具體技術(shù)的描述,將系統(tǒng)工程整合成完整系統(tǒng)所需要的技術(shù)集合。

1.2體系工程的起源與發(fā)展趨勢(shì)

體系工程本質(zhì)上是對(duì)系統(tǒng)工程的延伸和拓展,與系統(tǒng)工程相比,體系工程面臨的是更大規(guī)模和更加復(fù)雜的系統(tǒng)集成問(wèn)題,需要更加注意的是多個(gè)系統(tǒng)之間復(fù)雜的非線性優(yōu)化策略。隨著信息技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用,機(jī)械化條件下的裝備對(duì)抗逐漸被信息化條件下的聯(lián)合對(duì)抗所取代,戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗方式演變成一種作戰(zhàn)要素齊全,作戰(zhàn)單元關(guān)聯(lián),作戰(zhàn)力量聯(lián)動(dòng),具有完整行動(dòng)鏈和整體聯(lián)動(dòng)特性的全過(guò)程跨領(lǐng)域體系作戰(zhàn),并表現(xiàn)出組分系統(tǒng)獨(dú)立,相互依存關(guān)聯(lián),組織因素明顯,漸進(jìn)涌現(xiàn)成型等體系化特點(diǎn)。傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法已經(jīng)很難適應(yīng)體系的這些特點(diǎn),無(wú)法很好地解決武器裝備體系各組成部分的指標(biāo)銜接、信息流轉(zhuǎn)、殺傷鏈閉合等問(wèn)題。美國(guó)國(guó)防部結(jié)合多個(gè)聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),于2004年推出了體系工程指南,作為美軍聯(lián)合作戰(zhàn)體系開(kāi)發(fā)的工程指導(dǎo)。美國(guó)國(guó)防采辦手冊(cè)定義體系工程是對(duì)一個(gè)由現(xiàn)有或新開(kāi)發(fā)系統(tǒng)組成的混合系統(tǒng)的能力進(jìn)行計(jì)劃、分析、組織和集成的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程比簡(jiǎn)單地對(duì)成員系統(tǒng)進(jìn)行能力疊加要復(fù)雜得多,其強(qiáng)調(diào)通過(guò)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)某種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)成員系統(tǒng)間的互操作。

至此,武器裝備體系工程的方法和理論逐漸形成,以頂層作戰(zhàn)概念為牽引,采用“作戰(zhàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)—體系能力需求—裝備體系架構(gòu)—單項(xiàng)裝備發(fā)展”的正向設(shè)計(jì)思路,將武器裝備體系工程分為體系戰(zhàn)略分析、體系頂層設(shè)計(jì)、體系裝備建設(shè)、體系作戰(zhàn)運(yùn)用以及體系能力評(píng)估五個(gè)主要階段,其中,體系戰(zhàn)略分析、體系頂層設(shè)計(jì)、體系裝備建設(shè)、體系作戰(zhàn)運(yùn)用循環(huán)迭代,體系能力評(píng)估貫穿體系工程全生命周期。武器裝備體系的涌現(xiàn)性和演化性兩大特征確定了體系并沒(méi)有嚴(yán)格的需求邊界,并且因?yàn)槲淦餮b備體系的組成系統(tǒng)來(lái)源不同,所以武器裝備體系總體設(shè)計(jì)應(yīng)在對(duì)抗的環(huán)境下通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,追求各系統(tǒng)指標(biāo)的最優(yōu)與體系效能實(shí)現(xiàn)之間的平衡。根據(jù)美軍體系工程發(fā)展及應(yīng)用情況,體系工程在具體實(shí)踐過(guò)程中也出現(xiàn)了一些亟須解決的問(wèn)題:一是需要可進(jìn)化的動(dòng)態(tài)體系架構(gòu),具有開(kāi)放式可重構(gòu)可衍生的特點(diǎn);二是需要自上而下的頂層設(shè)計(jì)模型,以頂層需求的牽引與關(guān)鍵技術(shù)推動(dòng)指導(dǎo)體系建設(shè);三是需要標(biāo)準(zhǔn)化的任務(wù)工程管理機(jī)制,支撐體系全生命周期的一致性認(rèn)知和活動(dòng)約束;四是需要可信化的體系仿真驗(yàn)證環(huán)境,利用建模仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)、訓(xùn)練、建設(shè)的深度融合。

1.3數(shù)字工程的起源與發(fā)展趨勢(shì)

以數(shù)字化為主要特征的信息革命,正推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入數(shù)字時(shí)代,利用數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)字孿生、數(shù)字線索等技術(shù)將物理世界各類實(shí)體、行為映射到數(shù)字空間,借助數(shù)字空間數(shù)據(jù)高速流動(dòng)、零成本試錯(cuò)等優(yōu)勢(shì),通過(guò)“反復(fù)迭代、數(shù)字尋優(yōu)”化解復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性,從而實(shí)現(xiàn)資源高效配置、體系賦能增效,將成為解決武器裝備體系面臨的海量、碎片化、多場(chǎng)景、多領(lǐng)域等復(fù)雜問(wèn)題的重要方案。2018年,美國(guó)國(guó)防部發(fā)布的《數(shù)字工程戰(zhàn)略》,將數(shù)字工程定義成一種集成的數(shù)字方法,圍繞數(shù)字模型開(kāi)發(fā)集成應(yīng)用、權(quán)威真相源構(gòu)建與使用、技術(shù)創(chuàng)新改進(jìn)工程實(shí)踐、基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境建設(shè)、戰(zhàn)略政策與機(jī)制建設(shè)五大目標(biāo),全面開(kāi)啟了武器裝備體系的數(shù)字工程時(shí)代。

從系統(tǒng)工程的角度來(lái)看,數(shù)字工程是對(duì)系統(tǒng)工程的又一次演變革新,基于模型的系統(tǒng)工程通過(guò)貫穿全生命周期的形式化建模,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工程的整體性與系統(tǒng)性描述,但MBSE在武器裝備領(lǐng)域的深入應(yīng)用不僅需要邏輯域的建模,還應(yīng)該結(jié)合物理域的建模。數(shù)字孿生技術(shù)能夠很好地滿足武器裝備物理域的建模需求,實(shí)現(xiàn)武器裝備物理實(shí)體在數(shù)字空間的全要素重建與映射,并基于模型與數(shù)據(jù)對(duì)物理空間內(nèi)的裝備實(shí)體進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬、監(jiān)控、反映?？偟膩?lái)說(shuō),數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)武器裝備本體的數(shù)字化,MBSE實(shí)現(xiàn)武器裝備過(guò)程的數(shù)字化,并能夠支撐武器裝備本體數(shù)字化,通過(guò)數(shù)字孿生與MBSE的結(jié)合構(gòu)建了武器裝備系統(tǒng)發(fā)展的新范式,是面向武器裝備系統(tǒng)的數(shù)字工程。

從體系工程的角度來(lái)看,數(shù)字工程是體系工程發(fā)展應(yīng)用的必然要求,參考美軍裝備體系建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在體系架構(gòu)層面,數(shù)字化體系架構(gòu)模型是自頂向下實(shí)現(xiàn)對(duì)需求變更的快速追溯的有效途徑,并支持體系架構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化;在體系管理層面,數(shù)字化體系管理活動(dòng)是形成標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)管理機(jī)制的必要基礎(chǔ),即確保了武器裝備之間的互操作性,也提升了設(shè)計(jì)管理人員的認(rèn)知與決策能力;在體系運(yùn)用層面,武器裝備與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)字化是形成可信化體系仿真驗(yàn)證環(huán)境的重要支撐,通過(guò)在數(shù)字空間內(nèi)進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)分析,探索體系作戰(zhàn)能力,并驗(yàn)證相關(guān)作戰(zhàn)概念,為體系戰(zhàn)略分析、頂層設(shè)計(jì)、裝備建設(shè)、作戰(zhàn)運(yùn)用和能力評(píng)估等不同階段提供支撐。總的來(lái)說(shuō),通過(guò)體系架構(gòu)、管理活動(dòng)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、武器裝備數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)武器裝備體系“動(dòng)起來(lái)、活起來(lái)、留起來(lái),用起來(lái)”,構(gòu)建武器裝備體系發(fā)展的新范式,是面向武器裝備體系的數(shù)字工程。

2水下攻防體系的發(fā)展問(wèn)題分析

隨著水下對(duì)抗形勢(shì)的不斷加劇,美軍不斷強(qiáng)化水下作戰(zhàn)能力建設(shè),在2016年發(fā)布的《水下戰(zhàn)科學(xué)與技術(shù)目標(biāo)》中,提出了多個(gè)水下作戰(zhàn)力量重點(diǎn)方向的發(fā)展目標(biāo),意圖建設(shè)水下作戰(zhàn)領(lǐng)域的體系化作戰(zhàn)及網(wǎng)絡(luò)化攻防的能力。美軍為形成西太地區(qū)對(duì)我的制衡優(yōu)勢(shì),將作戰(zhàn)中心持續(xù)向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,不斷強(qiáng)化在西太地區(qū)的軍事部署,美國(guó)海軍戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院的研究報(bào)告顯示,美軍認(rèn)為隨著中美海上作戰(zhàn)力量的對(duì)比變化,水下已成為其唯一可對(duì)我形成優(yōu)勢(shì)的作戰(zhàn)空間。由此可見(jiàn),發(fā)展水下作戰(zhàn)體系,提升水下作戰(zhàn)力量,已經(jīng)成為美軍實(shí)現(xiàn)對(duì)我水下制權(quán)的重要途徑。國(guó)內(nèi)司廣宇等人在分析美軍水下作戰(zhàn)體系發(fā)展特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,首次提出了水下攻防體系的基本內(nèi)涵和作戰(zhàn)概念,認(rèn)為體系化推進(jìn)、體系化建設(shè)是未來(lái)水下攻防作戰(zhàn)的重要發(fā)展方向,并從體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、作戰(zhàn)概念、任務(wù)規(guī)劃、效能評(píng)估等方面,分析了水下攻防體系的主要研究思路,此后,國(guó)內(nèi)先后涌現(xiàn)出了一批人工智能、有人/無(wú)人協(xié)同、預(yù)置武器、能源保障等技術(shù)在水下攻防體系中的探索與應(yīng)用。

綜合國(guó)內(nèi)外水下攻防體系的發(fā)展情況,水下攻防體系的廣泛定義是包含了“在水下、對(duì)水下、從水下”的全部或部分力量及人員、作戰(zhàn)運(yùn)用的綜合體,在需求要素層面,水下攻防體系包含有人/無(wú)人協(xié)同水下區(qū)域控制、有人/無(wú)人協(xié)同遠(yuǎn)?；鹆Υ驌?、空海一體聯(lián)合反潛作戰(zhàn)、水下特種作戰(zhàn)等典型作戰(zhàn)場(chǎng)景;在裝備要素層面,水下攻防體系由預(yù)警探測(cè)裝備、指揮控制裝備、攻防武器裝備、通導(dǎo)保障裝備以及運(yùn)行平臺(tái)裝備等組成;在邏輯要素層面,水下攻防體系由作戰(zhàn)運(yùn)用方案、技術(shù)體制規(guī)范、核心作戰(zhàn)指標(biāo)、作戰(zhàn)指揮控制、體系試驗(yàn)驗(yàn)證等組成,如圖1所示。

圖1 水下攻防體系的要素構(gòu)成與關(guān)聯(lián)關(guān)系

Fig.1 Composition and correlation of elements of underwater attack and defense system

水下攻防體系通過(guò)綜合運(yùn)用預(yù)警探測(cè)、指揮控制、攻防對(duì)抗、通導(dǎo)保障等各類跨域裝備要素,構(gòu)建水下攻防體系作戰(zhàn)運(yùn)用、技術(shù)體制、戰(zhàn)技指標(biāo)、指揮控制、體系試驗(yàn)等各類要素的有序集合,形成執(zhí)行水下區(qū)域控制、遠(yuǎn)海火力打擊、聯(lián)合反潛作戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)等任務(wù)的有機(jī)整體,可見(jiàn)水下攻防體系是特征鮮明、要素齊全的復(fù)雜跨域作戰(zhàn)體系,且由于水下空間天然環(huán)境復(fù)雜、弱可觀測(cè)性和弱信道等特征,水下攻防體系并不同于一般意義上的作戰(zhàn)體系,存在著體系運(yùn)行機(jī)理復(fù)雜,體系技術(shù)基礎(chǔ)薄弱等主要問(wèn)題。

一是體系運(yùn)行機(jī)理復(fù)雜。水下攻防體系涉及不同介質(zhì)的作戰(zhàn)空間,包含了水和空氣兩類物理特性差異巨大的物理空間,具有海洋物理邊界與裝備性能邊界復(fù)雜等特點(diǎn),并涉及通信與隱蔽、體系性能與單點(diǎn)性能等多種要素間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系,亟需自組織、自適應(yīng)、可衍生的體系總體架構(gòu),特別是跨不同物理空間時(shí),水下攻防體系賦能的制勝機(jī)理將更加復(fù)雜,戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧現(xiàn)象嚴(yán)重,殺傷鏈和指揮鏈的閉合較為困難,更多依賴于任務(wù)式指揮和自主系統(tǒng),傳統(tǒng)的工程方法難以有效牽引水下攻防體系的建設(shè)和發(fā)展。

二是體系技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。水下攻防體系的發(fā)展面臨體系架構(gòu)、預(yù)警探測(cè)、指揮控制、隱蔽攻防、通信導(dǎo)航、綜合隱身、能力投送等一系列需要解決的重大技術(shù)問(wèn)題,例如潛艇聲隱身和非隱身控制、水下多模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、水下戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知與指揮控制等,每一類技術(shù)都可以認(rèn)為是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,但人類對(duì)海洋環(huán)境及其對(duì)裝備作用機(jī)理認(rèn)知仍存在著較大局限性,弱信道、弱聯(lián)通下的水下攻防體系構(gòu)建與能力生成存在著較大不確定性,因此需要完備的系統(tǒng)科學(xué)理論方法提供頂層指導(dǎo)與核心支撐。

3水下攻防體系的發(fā)展措施建議

從軍事武器裝備體系的概念來(lái)看,水下攻防體系是由C4ISR系統(tǒng)聯(lián)系的具有互操作和協(xié)同能力的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),各分系統(tǒng)功能上相互作用,性能上相互補(bǔ)充,包含了預(yù)警探測(cè)、指揮控制、攻防對(duì)抗、綜合保障等各類裝備要素以及系統(tǒng)建設(shè)、工程組織、試驗(yàn)驗(yàn)證等各類管理要素,是各類武器裝備系統(tǒng)與管理活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合,并具有運(yùn)行上的獨(dú)立性、管理上的自主性、地理上的分布性,以及涌現(xiàn)性和演化性等體系的典型特征,因此可以采用系統(tǒng)工程、體系工程、數(shù)字工程的框架和方法去解決水下攻防體系的相關(guān)問(wèn)題。

3.1以作戰(zhàn)系統(tǒng)為核心,牽引體系裝備研制建設(shè)

水下攻防體系實(shí)現(xiàn)效能的關(guān)鍵是各組成部分之間進(jìn)行有效的互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)融合,作戰(zhàn)系統(tǒng)作為承載水下攻防體系作戰(zhàn)能力的重要核心,是水下攻防體系中各類信息要素縱向流轉(zhuǎn)、作戰(zhàn)活動(dòng)橫向貫通的重要紐帶。水下攻防體系裝備研制建設(shè)應(yīng)以作戰(zhàn)系統(tǒng)為核心,充分發(fā)揮作戰(zhàn)系統(tǒng)在技術(shù)集成與管理集成方面的優(yōu)勢(shì),利用信息技術(shù)將水下攻防體系中情報(bào)偵察、指揮控制、攻防對(duì)抗、綜合保障各類裝備關(guān)聯(lián)起來(lái),并不斷擴(kuò)展構(gòu)建其他系統(tǒng)功能,從體系層面加強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)各類信息標(biāo)準(zhǔn)的上下貫通和數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一整合,制定體系中指揮、控制和通信的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,支持水下攻防體系內(nèi)自由有序的數(shù)據(jù)分發(fā)和信息共享,開(kāi)展體系運(yùn)行流程的規(guī)范化設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)體系運(yùn)行中可能出現(xiàn)的系統(tǒng)間沖突,持續(xù)優(yōu)化體系結(jié)構(gòu),如圖2所示。

圖2 以作戰(zhàn)系統(tǒng)為核心的水下攻防體系運(yùn)行架構(gòu)

Fig.2 Operational architecture of underwater attack and defense system with combat system as the core

3.2以系統(tǒng)工程為核心,構(gòu)建體系工程實(shí)施模型

傳統(tǒng)系統(tǒng)工程采用了自頂向下設(shè)計(jì)、由底向上集成的實(shí)施過(guò)程,水下攻防體系工程實(shí)施應(yīng)以傳統(tǒng)系統(tǒng)工程的實(shí)施過(guò)程為核心,采用體系流程將整個(gè)裝備體系的組成部分貫穿起來(lái),增加基于模型的系統(tǒng)工程方法,針對(duì)水下攻防體系的特征進(jìn)行體系與系統(tǒng)的劃分,通過(guò)架構(gòu)權(quán)衡分析與功能設(shè)計(jì)反饋深化體系能力需求關(guān)聯(lián)映射,確保各組成部分的性能指標(biāo)有效銜接,信息流轉(zhuǎn)順暢高效,殺傷鏈保障鏈有效閉合,實(shí)現(xiàn)體系工程與系統(tǒng)工程無(wú)縫銜接,保證精準(zhǔn)需求和工程實(shí)現(xiàn)的快速閉環(huán)迭代。同時(shí),考慮水下攻防體系對(duì)抗研究的復(fù)雜性,水下試驗(yàn)周期長(zhǎng)且費(fèi)用高,可以構(gòu)建水下攻防體系虛擬空間,將體系的復(fù)雜性、對(duì)抗性特征和體系仿真試驗(yàn)相結(jié)合,通過(guò)體系仿真試驗(yàn)幫助厘清水下攻防體系中的各種可能性,從而更好地管理體系的不確定性,提高對(duì)體系運(yùn)作的認(rèn)知,如圖3所示。

圖3 以系統(tǒng)工程為核心的水下攻防體系工程實(shí)施模型

Fig.3 Implementation model of underwater attack and defense system engineering with system engineering as the core

3.3以數(shù)字工程為核心,促進(jìn)體系精準(zhǔn)高效迭代

從管理活動(dòng)和裝備實(shí)體兩個(gè)層面持續(xù)開(kāi)展水下攻防體系數(shù)字化建設(shè),將水下攻防體系從靜態(tài)的以文檔為中心的裝備建設(shè)模式升級(jí)為動(dòng)態(tài)的以模型為中心的數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng),對(duì)水下攻防體系的需求分析、總體設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)、試驗(yàn)測(cè)試、運(yùn)用保障等研制過(guò)程中涉及的活動(dòng)、要素進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),構(gòu)建裝備體系、裝備需求、數(shù)字樣機(jī)、數(shù)字裝備等水下攻防體系裝備數(shù)字化模型體系,以及作戰(zhàn)概念模型、藍(lán)軍裝備模型、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型等為核心的水下攻防體系戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)字化模型體系,通過(guò)水下攻防體系數(shù)字平行戰(zhàn)場(chǎng)與數(shù)字研發(fā)環(huán)境的互相支撐,實(shí)現(xiàn)水下攻防體系裝備的數(shù)字化論證、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化驗(yàn)證、數(shù)字化使用與保障,建立水下攻防體系裝備建設(shè)新范式,解決傳統(tǒng)裝備體系建設(shè)運(yùn)用管理模式落后的問(wèn)題,大幅提升水下攻防體系裝備建設(shè)發(fā)展效益,如圖4所示。

圖4 以數(shù)字工程為核心的水下攻防體系運(yùn)用架構(gòu)

Fig.4 Application architecture of underwater attack and defense system with digital engineering as the core

4結(jié)束語(yǔ)

隨著系統(tǒng)科學(xué)體系的不斷發(fā)展與完善,從系統(tǒng)工程、體系工程到數(shù)字工程,反映的既是系統(tǒng)科學(xué)與信息技術(shù)的快速進(jìn)步,也是武器裝備向信息化、體系化演進(jìn)的需要,水下攻防體系作為廣泛分布于“在水下、對(duì)水下、從水下”的重要武器裝備體系,跨域作戰(zhàn)特點(diǎn)突出、技術(shù)能力體系龐大,用好系統(tǒng)工程、體系工程以及數(shù)字工程等系統(tǒng)科學(xué)體系的理論和方法,科學(xué)指導(dǎo)水下攻防體系的論證、建設(shè)和運(yùn)用,對(duì)增強(qiáng)水下體系化科技能力、加速形成水下制權(quán)具有重大的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。
責(zé)任編輯：彭菁