Ｖｏ［．３６。Ｎｏ．７ 火力与指挥控制 Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ＆Ｃｏｍｍａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ 第３６卷第７期 Ｊｕｌ，２０１Ｉ ２０１１年７月 文章编号：１００２—０６４０（２Ｏ１１）Ｏ７—００４２—０４ 面向需求分析的军事系统分类方法及应用 段采宇，余滨，张维明 ４１００７３） （国防科技大学信息系统与管理学院，长沙摘要：科学划分军事系统是研究军事需求理论、分析军事需求的前提和基础，为此研究了面向需求分析的军事系统分 类方法及应用。根据军事需求特点和军事系统演变规律，从任务模糊性、结构复杂性和技术不确定性三维划分军事系统，提出 军事需求研究的层次——“复制”、“发现”和“创造”，通过实例说明了实用性。 关键词：军事系统，需求分析，任务，结构，技术 中图分类号：ＴＮ９１４，Ｅ９６ 文献标识码：Ａ Ａ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ－ａｎａｌｙｓｉｓ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＤＵＡＮ Ｃａｉ—Ｙｕ，Ｙｕ Ｂｉｎ，ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ—ｍｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｄｏ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ｍｕｓｔ ｂｅｅｎ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｔａｘｏｎｏｍｉｅｓ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｎｏｔ ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｏ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ。ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３－Ｄ）ｔａｘｏｎｏｍｙ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｔａｓｋ ｉｌｌｅｇｉｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ，ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｔｈａｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｕｓｔ ｂｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｕｌｄ ｃｏｍｐｒｉｓｅ ｔｈｒｅｅ ｇｒａｄｅｓ．Ｔｈｅ ｇｒａｄｅｓ ａｒｅ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｏｎ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔａｓｋ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 引 言 系统是“由若干互相作用和互相联系的元素组 比较典型：钱学森、于景元和戴汝为按照系统规模、 系统结构的复杂程度划分系统类型［２ ；Ｓｈｅｎｈａｒ和 Ｂｏｎｅｎ从适应系统工程的角度出发划分系统类 型嘲。但是，现有的系统分类方法都不是直接针对军 事需求问题，没有同时体现军事系统演变规律和军 事需求的特点。军事需求依赖于交流沟通。研究较多 集中在需求描述［４＿１１］，两方面比较典型：一是借鉴吸 收软件需求工程中已用成熟技术，例如：英舰船指控 系统需求生成［４ ；美《ＤｏＤ体系结构框架》［ｓ］中体系 成的具有特定功能的统一整体 。军事系统是面向 军事应用的人造系统，军事需求动态牵引着其演变 （文中的“工程”，是针对目标军事系统的建设发展）。 军事需求应用与军事系统演变是对立统一的。研究 军事需求，首先研究军事系统，科学划分目标军事系 统是研究军事需求理论、分析军事需求的基础。 在系统科学与系统工程领域，有两种分类方法 结构产品开发；国内研究（如文献Ｆ６—９］）也将相关技 术作为支撑。二是多视角模型或框架，例如美军的 《ＤｏＤ体系结构框架》Ｌ５］、Ｚａｃｈｍａｎ框架［１ ，规范美 军需求生成的“联合能力集成与开发制度’，［ｎ 利用 了相关成果。但是，军事需求问题实质不是需求表述 精确性问题，不可能仅仅通过研究新的建模技术或 收稿日期：２０１０—０４—２５ 修回日期：２０１０—０６—２７ ＊基金项目：国家部委基金资助项目 作者简介：段采宇（１９７７一），男，重庆人，博士，讲师，研究 方向：军事需求工程。 段采宇，等；面向需求分析的军事系统分类方法及应用 （总第３６—１２４１） ・４３・ 描述性规格来解决。 统使命从模糊变为清晰、系统结构从复杂变为简单、 １ 军事需求基本特点 军事需求与目标军事系统相关人员的个人主观 意识直接相关，真正的“需求”只存在于个人的脑海 里，脑海外任何形式的“需求”（例如；作战视图、系统 视图等）都是对个人脑海里“需求”的表述，仅仅是需 关键技术从不确定变为确定，与军事需求层次（即： 使命需求、系统需求和技术需求）相对应，从任务模 糊性、结构复杂性和技术不确定性３方面划分目标 军事系统（简记“３一Ｄ分类模型”），如图１所示。 求的客观描述。这里，对军事需求采用如下定义： 定义１：军事需求是人对目标军事系统的期望 的反映，是目标军事系统必须具有的特征，以及描述 这些特征的各种形式（符号、模型、文档等）。 各类军事系统具有随时间演变的普遍性规律： ①随着军事理论发展，目标军事系统使命从模 糊变为清晰。军事系统使命来源于将来可能存在的 作战任务。建设发展的军事系统是否有效，看其是否 满足将来的作战任务。一些工程中途“下马”，往往是 工程实施中逐渐发现系统能力与作战任务不适应。 ②针对特定功能，随着人类认知能力扩展，系统 结构往往从复杂变为简单。目标军事系统的复杂性， 从根本上说，是由于人类对系统的认识上没有找到 一个简洁的方法造成的。随着认识进步，复杂的系统 结构必然变为简单。 ③针对特定工程，随着新技术应用，关键技术从 不确定变为确定。目标军事系统的建设发展，是利用 相关技术的过程。构成技术的要素包括两方面：一是 物质手段，指所利用的硬件（器材、设施等）和软件 （标准、手册等）；二是科学方法，指正确的行为方式， 包括经验、知识、技巧等。 与军事系统建设的目的（系统使命）、对象（军事 系统）、条件（技术资源）相对应，将军事需求划分为 ３个层次：目标军事系统被赋予的系统使命（使命需 求），主要针对军事系统支持下需要完成的作战任 务；军事系统必须具备的系统特性（系统需求），主要 包括军事系统组成、系统功能、功能子系统之间关系 等；系统建设相关技术必须具有的条件（技术需求）， 主要针对实现军事系统的各种关键技术。 使命需求、系统需求和技术需求构成是一个统 一的、不可分割的整体：逻辑上，使命需求牵引系统 需求，系统需求牵引技术需求；时间上，系统需求是 在技术条件成熟的基础上才能够得以实现，使命需 求是在系统需求实现的基础上才能够得以满足。 ２ 军事系统的三维分类 ２．１军事系统分类 根据军事系统随时间演变的普遍性规律——系 围ｌ军事系统“３一Ｄ分类模型” 在军事系统“３一Ｄ分类模型”中，第１维是作战 任务模糊性维（１Ｄ），分Ａ、Ｂ、ｃ三类，分别为固定任 务、演进任务和随机任务；第２维是系统结构复杂性 维（２Ｄ），分①、②、③三类，分别为组件、系统和体 系；第３维是关键技术不确定性维（３Ｄ），分Ｉ、Ⅱ、 Ⅲ三类，分别为低技术、中技术和高技术。 ２．２作战任务模糊性维 作战任务模糊性维是“３一Ｄ分类模型”中的第１ 维（军事需求的特征如表１所示），划分为： ①类型Ａ：面向固定任务的系统 类型Ａ面向的作战任务是相对稳定的，有固定 的任务衡量尺度及衡量标准。该类工程在不同时期 可能对应不同的系统，但作战任务基本固定。 表１任务模糊性维的军事需求的特征 ②类型Ｂ：面向演进任务的系统 类型Ｂ面向的作战任务是不断演化的。该类工 程面向的任务明确、任务衡量尺度固定，但任务衡量 ・４４・（总第３６—１２４２） 火力与指挥控制 ２０１１年第７期 标准往往随着作战对象的变化而不断演进。 类型Ｉ的建设依靠已有技术，有时也加入有限 规模的新技术或新特性。该类工程的任何阶段都没 有使用具有风险的新技术，但可能包含已有技术的 改进，例如：械制造、主战坦克型号改进，等。 ②类型Ⅱ：中技术系统 类型Ⅱ的建设包含较大部分新兴的、但是在工 ③类型ｃ：面向随机任务的系统 类型Ｃ通常是长远规划中的、将来可能发展的 概念性系统，面向的是相对抽象的、新的作战概念， 作战任务往往随军事环境、作战对象、科学技术的改 变而变化，具有较大随机性和模糊性。 ２．３系统结构复杂性维 程开始前已经成熟的技术。该类工程通常首次使用 （或者集成）若干项新的成熟技术。例如：新型高性能 系统结构复杂性维是“３一Ｄ分类模型”中的第二 维（军事需求的特征如表２所示），划分为： ①类型ｌ：组件 组件是组合在一起形成一个功能单元的元件或 模块的集合。组件可以是一个大型军事系统中一个 功能单元（例如，防空导弹系统中引导防空导弹的导 引雷达），也可以是一个系统内部的完成单一任务的 软件或硬件（例如，弹道导弹的导航控制单元）。 ②类型２：系统 系统是能够直接用于执行作战任务的组件集 合。一个系统通常具有完成较为复杂的作战任务的 能力。系统由许多组件（或子系统）组成，每一组件完 成其功能、并为整个系统的主要任务提供支持。 ③类型３：体系 体系是由若干相对系统（通常在地域上具 有分布性）互相联系、互相制约而构成的一个整体， 通过作战能力集成以满足高层次作战任务。体系完 成高层次任务是基于若干系统能力集成所涌现出的 新的能力，因此体系通常包含多类系统，例如：城市 （或战区）的防空体系、国家导弹防御体系等。 裹２结构复杂性维的军事需求的特征 ２．４关键技术不确定性维 关键技术不确定性维是“３一Ｄ分类模型”中的第 三维（军事需求的特征如表３所示），划分为： ①类型Ｉ：低技术系统 弹道导弹研制、新型高性能战斗机研制等。 ③类型Ⅲ：高技术系统 类型Ⅲ的建设基于不完全存在的技术。该类工 程中关键技术有的正在出现，有的在工程开始时还 未知，需要开发新技术，例如美国星球大战计划。 表３技术不确定性维的军事需求的特征 ３ 军事需求研究的层次 按照军事系统演化规律，将需求研究划分为逐 级递进的３个典型层次——“复制”（ｒ印ｒ０ｄｕｃｔｉｏｎ）、 “发现”（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）和“创造”（ｃｒｅａｔｉｏｎ），简记为Ｉ、 Ⅱ、１１Ｉ。 ①层次Ⅺｌ『：需求“复制” 解决军事需求精确性问题，即：客观再现相关人 员主观期望。军事需求来源于相关人员对目标军事 系统的主观认识，包括作战环境、作战任务、作战对 象、功能、性能等，需要忠实、全面获取与描述。 ②层次ｘＶ：需求“发现” 解决军事需求正确性问题，即：揭示对主观期望 客观描述的背后所隐含的条件、结果及规律。对于模 糊、复杂、不确定的需求 难以一步刭位的全面认识， 只能以“复制”的客观描述为基础，科学扩展、修枝剪 叶，发展成内容完整、科学合理的军事需求。 ⑧层次煳：需求“创造” 解决军事需求前瞻性问题，即：分析内在科学规 律，创新军事应用。研究军事与技术、简单与复杂、现 实与未来的定性定量关系，研究军事问题，预测需求 段采宇，等：面向需求分析的军事系统分类方法及应用 （总第３６—１２４３） ・４５・ 变化，主动牵引系统建设、推动技术研发。 晰、结构简单、技术确定，可以直接获取相关人员的 处于“３一Ｄ分类模型”中不同坐标的目标军事系 主观期望并客观再现。常用软硬件的开发，军事用户 统，需求研究层次存在差异（例如，Ａ一②一Ⅱ型的任务 对工作内容、业务流程是清楚的，需求研究总体处于 固定、结构较简单、新技术含量较低，领域专家总体 “复制”层次。 上能清楚表述需求，以“复制”为主；Ｂ一③一Ｉｎ型的任 “３一Ｄ分类模型”中的中间坐标军事系统，任务 务较模糊、结构复杂、新技术含量高，单独的领域专 较模糊、结构较复杂、技术难确定，必须在军事需求 家依靠经验通常“说不清”和“讲不透”需求，需要创 “复制”基础上揭示隐藏的条件、结果及规律。装备系 新，以“创造”为主），而且使命需求、系统需求、技术 统的改进、研制，往往是在使用过程中发现局限性， 需求研究层次也各有侧重（例如，Ａ一②一Ⅱ型的使命 提出改善现有能力或增加新能力，需求研究总体处 需求、系统需求可以直接通过“复制”军事领域专家 于“发现”层次。 和技术领域专家的期望而获得，而其中包含的技术 “３一Ｄ分类模型”中的高坐标军事系统，任务模 需求则需要以“发现”为主）。军事系统类型与军事需 糊、结构复杂、技术不确定，需要分析与综合相结合， 求研究层次的基本关系如表４所示。 是一个不断创新的过程。新型装备体系的建设，往往 “３一Ｄ分类模型”中的低坐标军事系统，任务清 没有可供借鉴的成熟模式，需求研究处于“创造”层次。 表４ 目标军事系统类型与军事需求研究层次的基本关系 ］ ］ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：Ｒｅｕｓｅ ｂｙ Ｐｒａｇｍａｔｉｓｍ－ａ ４ 结束语 Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｙ［Ｒ］．ＤＥＲＡ（ｕＫ），１９９９． 本文提出“３一Ｄ分类模型”，体现了军事系统演 ＤｏＤ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ．ＤｏＤ 变规律、反映了需求应用过程，是军事需求研究层次 Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０［Ｒ］． 划分的前提，对军事需求理论研究、军事需求分析具 Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．：Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ，２００４． 有指导意义，力求避免仅仅研究新的需求建模技术。 斐波，王聪，徐小岩．Ｃ ＩＳＲ系统需求获取的方 总体上，本文所做的工作有限。需求的“复制”、 法研究口］．军事运筹与系统工程，２００４，１８（１）：７— １１． “发现”和“创造”，都需要与之相适应的方法和技术； 沈如松，张育林．基于ＵＭＬ和Ｐｅｔｒｉ网的武器装备 吸收自然科学、人文与社会科学的成果，逐步建立军 体系需求分析方法［Ｊ］．系统工程理论与实践， 事需求研究的一整套方法，是下一步工作的方向。 ２００６，２６（１）：１３６—１４０． 参考文献： 李宗勇，王智学，陈彬，等．基于目标的Ｃ‘ＩＳＲ系 统需求行为建模［Ｊ］．系统工程与电子技术，２００７， ［１３ 辞海编辑委员会．辞海Ｉｓ］．上海：上海辞书出版社， ２９（１Ｏ）：１６６９－１６７３． １９８９． 段采宇，余滨，张维明，等．Ｃ４ＩＳＲ需求模型及一 ［２］ 钱学森，于景元，戴汝为．一个科学新领域——开 体化描述［Ｊ］．系统工程学报，２００８，２９（５）：５１５－ 放的复杂巨系统及其方［Ｊ］．自然杂志，１９９０， ５１９． １３（１）：３－１０． Ｓｏｗａ Ｊ Ｆ， Ｚａｃｈｍａｎ Ｊ Ａ． Ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ［３３ Ｓｈｅｎｈａｒ Ａ Ｊ，Ｂｏｎｅｎ ｚ．Ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｔａｘｏｎｏｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｔｏｗａｒｄ ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， １９９２，３１（３）：５９０—６１６． Ｍａｎ ａｎｄ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ，１９９７，２７（２）：１３７—１４５． ｃＪｃｓＩ ３１７０．０ＩＦ．Ｊｏｉｎｔ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ［４］Ｄｅａｎ Ｄ Ｆ． Ｃｏｍｍａｎｄ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｅＤｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ［ｓ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．； ０ｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｊｏｉｎｔ Ｃｈｉｅｆｓ ｏｆ Ｓｔａｆｆ，２００７．
