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1）任务剖面
任务剖面是指武器装备在规定的任务时间内的各个任务阶段完成的各个层次的主要基本事件及其基本时序关系，以及其他可能出现的所有基本事件及时序关系的总体描述，包括阶段任务或基本事件的任务成功性说明。
这个定义包含了3 个基本要素：各个任务阶段的各个层次的主要基本事件及其他所有可能出现的基本事件（包括环境）； 事件的基本时序关系（包括环境）； 阶段任务或基本事件的任务成功性说明。
2）元任务
为了便于作战任务流程的分析与建模，下面给出元任务的概念。
元任务是指作战任务执行过程中系统（设备）对应关系相对固定，能实现一定任务目标或达到一定的目的，相互独立、互不包含的最小任务单元。
从元任务的定义，可知元任务具有以下性质：
（1）有限性。独立成功遂行该单元任务后，能达成有限的任务目标。
（2）独立性。元任务之间没有包含关系、从属关系或上下层关系。
（3）原子性。元任务所对应的系统（设备）功能是相对固定的，任务目标相对明确，元任务执行的状态也能完全确定，即要么成功，要么失败。
武器装备作战过程非常复杂，一般按照武器装备的战术规则把武器装备的作战过程离散为各个不同的阶段，然后逐步分解，直到合适的粒度。例如潜艇鱼雷攻击过程，按照战术规则把潜艇鱼雷攻击过程离散化为目标搜索识别阶段、目标要素解算阶段、占位射击阶段和规避撤离阶段。作战任务流程如图3.28 所示。
图3.28 作战任务流程
通过分析各阶段武器装备系统的主要动作，可以获得相对应的元任务。与一般基于战术规则的武器装备作战任务建模不同，用于任务剖面构建的武器装备作战任务建模不需要研究具体的战术细节，而只需要考虑执行战术动作的元任务，以及不同元任务之间的时序关系和逻辑关系等。由于作战阶段具有极大的随机性和不确定性，为了描述这种不确定性，这里采用基于IDEF3 的作战阶段任务剖面构建方法。
首先，采用形式化方法描述了作战任务、作战行动及作战行动之间的相互关系。作战行动之间的相互关系可定义为
假定TA = ｛TA 1 ，TA 2 ，··· ，TA n ｝ 是某一作战任务中作战行动的集合。作战行动之间的相互关系包含顺序关系（ SeqR ）、条件关系（ CndR ）、与关系（ AndR ）、或关系（ OrR ）、并发关系（ ConcR ）、同步关系（ SynR ）和循环关系（ CycR ）七种基本逻辑关系。由于关系具有可传播性，经过关系的推理，可在作战行动之间形成各种各样新的关系，以此作为推断作战行动间的关系正确性的一种方法。
其次，分析作战阶段流程的主要目的和内容，包括作战任务的总目标、所要满足的需求、需要解决的问题等。
最后，根据武器装备系统的作战任务剖面和元任务定义，按照IDEF3模型的构建流程，建立基于元任务的作战任务流程模型。比如，根据IDEF3模型可构建出潜艇鱼雷反潜作战任务的流程模型如图3.29 所示。
图3.29 潜艇鱼雷反潜作战任务流程模型
图3.29 中 T i 表示元任务 i ，其中 T 1 和 T 2 均表示元任务1。
过程中心法（Process-Focused Thinking，PFT）是以过程为中心建立综合效能评估模型的方法，其中过程是指系统执行规定任务的完整流程。PFT是针对具有明显过程系统的综合效能评估问题而提出的方法。通过分析目标系统执行规定任务的流程剖面图，将复杂的任务执行过程表示为若干个功能单一、相对独立模块的有序工作，是PFT 的基本思想之一。也就是说，PFT 将目标任务完成程度转化为支持该任务的相关模块性能的综合度量。流程上端模块的性能将影响流程下端模块的输入数据质量，从而影响系统的最终输出。用下端模块所包含底层指标的设计要求约束相关联的上端模块的指标取值范围，为底层指标属性值向效用值的转化提供度量标准，是PFT 的另一基本思想。
首先，指标是基于任务剖面的。被评估的对象，或者是武器装备或者是软件模块，往往具有多方面的能力，从而可以衍生出多方面的指标。指标体系模型中的指标在某一时刻反映的是某作战任务的剖面，并不涉及被评估模块的与该任务无关的其他指标。比如，某战车既可在海上航行，又可完成抢滩登陆作战。如果当前的作战任务是水面巡逻，那么在构建评估指标体系时，和抢滩登陆有关的指标如火力压制能力就不应该出现。
从构建的过程看，它可以指导系统的设计与分析，将系统所需达到的整体能力合理分解、逐层分配，最终将具体能力要求落实到组成系统的各个模块实体上，从而保证整个系统能够达到指定的效能要求。而系统分析的第一步就是系统环境和系统目标的分析，即作战场景和作战任务的分析。从前面介绍的系统设计过程可以看出，系统是围绕作战任务展开分析的。为完成某个作战任务对系统提出要求，逐层分析得到支持该任务的功能模块，功能模块的分析过程也是指标体系的构建过程，最终将多个任务下分析得到的功能模块进行汇总整理，设计构件组装系统。可见，指标体系的构建也是以作战任务为主线的，因此指标体系中的指标应该只反映该任务的剖面。
另外，指标体系可以用来进行方案决策，即对每套方案进行分析、综合、评估得到结果，再引入评估主体的标号信息选定的决策规则，排列各备选方案的顺序，由评估主体选择满意方案付诸实施。这里的方案是指达到同一战略或战术目的的作战方案，即作战任务。因此从评估的角度看，指标也应当只反映当前任务的剖面，否则难以保证不同方案之间的可比性。
基于PFT 作战效能评估的指标体系构建是针对系统执行作战任务的完整流程以进行指标选取以及体系构建，该分析方法的思想包括“分解” “转换” “约束” 和“聚合” 四个方面，如图3.30 所示。
图3.30 基于PFT 作战效能的指标体系构建流程
（1）“分解” 的思想。面向该系统执行作战任务的完整过程，通过分析武器装备系统执行特定作战任务的流程剖面，将任务执行的复杂过程在时间轴上隔离分区，转换为多个功能单一、相对独立分系统的有序工作，为后续效能的分解量化奠定基础。
（2）“转换” 的思想。武器装备系统作战效能，本质上是基于信息能力、面向作战任务时系统效能的综合描述，将分解后的分系统的作战效能转化为系统在执行相应任务时的信息能力，从而将系统对特定作战任务的完成程度转化为完成任务的相关分系统性能的综合度量。
（3）“约束” 的思想。作战前期的信息获取能力、通信中枢的信息传输能力直接影响处理终端的输入侦察数据的质量，进而对情报生产与分发产生影响。武器装备系统各分系统间的因果关联性，造成流程前端分系统对流程后端分系统效能发挥的约束，这种约束实质上是各分系统对整体作战效能的约束。
（4）“聚合” 的思想。通过对武器装备系统效能的分解、转换及约束，能得到各分系统效能的指标与其获取和量化方法。构建层次化的指标体系，系统作战效能可以由相关分系统信息能力的聚合得出。
本节以潜艇鱼雷反潜作战任务为例，说明基于PFT 的潜艇鱼雷反潜作战任务作战效能评估指标建模过程。
反潜任务是潜艇隐蔽搜索敌潜艇，完成水声探测，发现目标，制订攻击方案，解算目标要素，发射并引导鱼雷以及隐蔽撤离的过程。反潜任务的目的就是在特定海域威慑和消灭敌潜艇兵力。反潜作战中，本艇与敌方潜艇的探测手段主要依靠声呐，而且往往是遭遇战，即双方的反应时间均比较短，因此需要作战系统能够快速反应，进行鱼雷攻击或水声对抗防御。在对潜防御过程中，还需要密切防范敌方反潜潜艇发射的线导或自导鱼雷的攻击，同时做好对鱼雷的防御准备工作。
1）海区水文条件
潜艇装备系统的作战海区选择包括我潜艇作战半径内允许的全部海区，可以选取某一作战海域。水文条件根据不同的季节有所不同。为了分析方便，可以取特定的季节，也可以将不同季节的水文条件进行综合。
2）初始态势
即潜艇阵地搜索形式，潜艇在指定一块区域，海域长度和宽度已知，我方潜艇的速度、航向已知，敌方潜艇进入区域的速度和方向未知，假定敌方的传感器探测距离已知，我方潜艇声呐全时监视，战术上采用弓形搜索，在保证我方潜艇安全的条件下，发现敌潜艇并消灭之。
3）潜艇行动规则
搜索：潜艇在作战海区使用综合声呐搜索敌潜艇，在指定作战区域潜至安全深度，使用声呐采用弓形搜索方式进行搜索。
接敌：发现目标后，指控系统应进行水声环境分析，噪声估距，解算目标运动要素，同时进行威胁判断和可攻性判断。如果目标为强威胁以上时，应立即转入防御或撤离。若为中等威胁以下时，在解算目标运动要素后根据可攻击性判断转入攻击或撤离。
攻击：判断为可攻后，则要根据所载鱼雷性能及本艇性能而进行占位机动。解算鱼雷射击诸元，发射鱼雷，发射后应保持阵位（若是线导雷应进行线导导引），观察设计效果，准备在攻击或撤离。
撤离：潜艇尽快与目标拉开距离至威胁中级以下。
反潜任务主要包含三个典型任务场景：为水面舰艇编队护航反潜、为弹道导弹核潜艇护航反潜以及单艇在特定区域反潜。
为编队护航反潜时，潜艇作为编队的一员，在编队指挥舰艇的指挥下，结合其他舰艇，利用其他平台的外部战术信息及本艇的探测信息，对敌潜艇实施鱼雷攻击，同时对作战海域实施警戒监视、对空、对海防御。
为弹道导弹核潜艇护航反潜时，为保证弹道导弹核潜艇的隐蔽性，潜艇参与其他作战平台的协同，进行对潜警戒、攻击任务，潜艇位于弹道导弹核潜艇航路前方或待机区外围海域，对敌潜艇实施警戒搜索，根据情况采取规避和实施鱼雷攻击，保证弹道导弹核潜艇的安全。
单艇在特定区域反潜时，独立执行对潜警戒、攻击任务，主要利用本艇声呐探测设备，在特定海域警戒搜索，一旦发现目标，需要快速反应，进行鱼雷或水声对抗防御。
任务成功准则应是在保障本艇安全的情况下，消灭对方潜艇。
反潜作战主要依靠本艇探测能力在指定的目标海域对可能出现的敌方潜艇进行搜索与攻击，消灭对方。如果在编队体系指挥下，可能获得敌潜艇的活动大致区域，由于潜艇的隐蔽特性和不易分辨性，一般认为，在指定的有限反潜区域不会同时出现两艘以上的敌方潜艇。潜艇反潜作战任务包括航渡、搜索、机动占位、攻击、反潜、水声对抗和防御。其中攻击和防御要视战场态势而定。其作战活动如图3.31 所示。
图3.31 潜艇鱼雷反潜任务作战活动图
航渡阶段：探测系统工作，指控系统不工作，发射系统不工作，鱼雷不工作；
搜索阶段：探测系统工作，指控系统不工作，发射系统不工作，鱼雷不工作；
机动占位：探测系统工作，指控系统工作，发射系统工作，鱼雷不工作；
攻击阶段：探测系统工作，指控系统工作，发射系统不工作，鱼雷工作；
对抗防御：探测系统工作，指控系统工作，发射系统与鱼雷工作与否视态势而定；
撤离阶段：探测系统工作，指控系统工作，发射系统不工作，鱼雷不工作。
基于PFT 作战效能指标体系构建流程，潜艇鱼雷反潜以成功完成反潜的概率为系统效能，基于各阶段作战活动，采用“分解” “转换” “约束” 和“聚合” 等方式对潜艇鱼雷反潜作战效能评估分析指标体系建模描述如下。
1）备航阶段
备航阶段主要在码头进行，不作为潜艇执行的典型作战任务。这个阶段的作战效能指标可用潜艇的可用性来度量，一般有，
式中： a 表示在航率，在航率指潜艇在服役期间内备航状态的度量，即一艘潜艇一年内处于正常工作状态的时间比率； P k 为可出航概率，指潜艇在风浪条件下出港、下潜并能安全正常地进行通气管航渡的概率。
成功完成备航阶段任务的效能评估指标如图3.32 所示。
图3.32 成功完成备航阶段任务的效能评估指标
2）航渡阶段
航渡阶段需要执行巡航值更任务，如果使命任务的作战海区处于远海海区，还需要执行突破岛链封锁任务。为编队、弹道导弹核潜艇护航时，按照作战计划对航路进行隐蔽侦察，搜索敌威胁目标，特别是敌方潜艇。
要完成潜艇在航渡阶段的任务，潜艇需要有成功突破敌方防御体系的能力，以及在航路中成功搜索敌潜艇的能力，因此，潜艇作战效能指标主要包括潜艇突防能力和探测系统发现目标能力，这里分别采用突防概率 P en 和搜索发现目标的概率 P rob 来描述，如图3.33 所示。
图3.33 成功完成航渡阶段任务的效能评估指标
潜艇在指定一块海域进行搜索，海域长度和宽度已知，我方潜艇的速度、航向已知，敌方潜艇进入区域的速度和方向未知，假定敌方的传感器探测距离已知，我方潜艇声呐全时监视，战术上采用弓形搜索。因为敌我双方潜艇的发现距离不同，所以潜艇的行动方法也截然不同。根据反潜潜艇发现目标的距离与目标开始规避反潜潜艇的距离的不同对比，分以下两种情况建立潜艇对潜搜索模型。
第一种情况：反潜潜艇发现目标的距离大于目标开始规避反潜潜艇的距离。
第二种情况：反潜潜艇发现目标的距离小于等于目标开始规避反潜潜艇的距离。
分别针对这两种情况进行建模分析，可以得到影响潜艇搜索发现目标概率 P rob 的因素指标，如被动声呐探测距离、搜索海域面积等。
潜艇的突防能力采用潜艇的突防概率 P en 描述，它是指潜艇航渡阶段执行突破封锁任务中，突破敌方远程防御体系（包括敌潜艇、敌反潜飞机和敌水面舰）的概率，其概率计算由下式给出：
式中： P 1 是潜艇未被敌潜艇发现的概率； P 2 是潜艇未被敌反潜飞机发现的概率； P 3 是潜艇未被敌水面舰艇发现的概率。 P 1 ， P 2 ， P 3 的计算由下式给出：
式中： P 12 ， P 22 ， P 32 分别是敌潜艇、反潜直升机、水面舰艇在封锁区内的海峡搜索到突破潜艇的概率，由突破海域的宽度、敌潜艇声呐作用距离及敌兵力搜索方式等要素估算。由此可确定突防能力的影响因素，如封锁区数目，敌潜艇、反潜飞机、水面舰艇的总数（此数量可根据情报确定），用在封锁区反潜封锁的敌潜艇、反潜飞机、水面舰艇占各兵力总数的比例等。 P 11 ， P 21 ， P 31 分别是敌潜艇、反潜飞机、水面舰艇在我方潜艇计划突破的海域进行反潜搜索的概率，此概率取决于封锁区的数量、敌反潜兵力数量、敌用于封锁区反潜兵力所占比例及敌对各海域反潜的重视度。
3）待机阶段
待机阶段一般需要执行隐蔽侦察任务，发现敌兵力后，艇长根据任务目标和当前敌我态势，选择规避摆脱，或者准备对敌进行攻击行动，进入作战阶段。待机阶段主要包括艇长根据任务目标和当前敌我态势进行指挥决策等活动。要使待机阶段这些任务能成功执行，潜艇需具有正确的指挥决策能力，命令下达后，潜艇的机动占位能力以及在机动占位过程中潜艇的生存能力，分别用指控系统的正确决策概率、与敌潜艇遭遇概率、占领有利发射阵位概率以及潜艇生存概率描述。成功完成待机阶段任务的效能评估指标如图3.34 所示。
图3.34 成功完成待机阶段任务的效能评估指标
潜艇在实施反潜作战行动中，潜艇的作战指挥决策能力表现为对所属指挥平台作战指挥能力的潜力发挥程度，并最终通过潜艇综合作战效果来体现。因此，潜艇的作战指挥决策能力可用各种因素对作战效率的影响程度作为其评估方法。指挥员的能力，指挥信息的获取、融合与处理，指挥系统的有效运用等，在潜艇反潜作战指挥正确决策的产生和释放中起着关键性作用。根据潜艇作战指挥流程和指挥结构特点，影响指挥系统决策能力的主要因素包括指挥稳定性、指挥决策的连续性、指挥决策的隐蔽性、指挥决策的正确性与指挥决策的控制能力，可用潜艇探测系统的可感知目标类型、感知的正确性、指挥的稳定性概率及指挥控制效率来度量。
与敌潜艇遭遇概率主要与发现敌潜艇距离、敌潜艇位置测算误差及敌潜艇航向测算误差相关，所以与敌潜艇遭遇的概率可由发现敌潜艇距离、敌潜艇位置测算误差和敌潜艇航向测算误差这三个因素来度量。
占领有利发射阵位概率指在潜艇上的探测装置发现目标后，能够通过火控系统解算出最佳发射阵位，并且通过平台的机动及时占领该阵位的概率。在给定目标运动要素和保证鱼雷具有给定的较高命中概率（如≥0.8）条件下，不考虑目标对鱼雷发射平台占位过程中的对抗武器威胁，只考虑因受鱼雷极限航程和航速的约束的条件下潜艇转向航速等因素影响下的潜艇占领有利发射阵位的概率。
潜艇生存概率是指潜艇在发现目标到接敌占领发射阵位过程中，遭受目标对抗武器火力威胁而生存的概率。该概率要根据目标反击武器的类型与性能，单独分析计算。一般情况下，目标的反击武器主要包括鱼雷与制导深弹、火箭深弹等。
4）作战阶段
在评估潜艇鱼雷反潜任务下的作战阶段的作战效能时，潜艇打击敌潜艇是一个动态的、对抗的过程。潜艇展开到作战海域有可能遭受对方反潜兵力的打击，在作战时，是潜艇与敌潜艇对抗与反对抗的过程。因此，在构建潜艇鱼雷反潜任务下的作战阶段的效能评估指标时应考虑采用ADC 方法来评估作战过程的效能。潜艇鱼雷反潜任务下的作战阶段的作战效能评估指标主要由鱼雷的可用性 A 、可信性 D 及鱼雷的作战能力 C 构成，如图3.35 所示。
图3.35 成功完成作战阶段任务的效能评估指标
在潜艇鱼雷反潜任务下的作战阶段，鱼雷要成功完成在作战阶段中的作战任务，首先要保证能够正常工作，并且能在攻击过程中具有突破目标防御鱼雷的各种对抗措施的能力，能正解捕获和跟踪目标的能力，以及能够命中目标并毁伤目标的能力。当目标发现鱼雷来袭后，进行机动规避，施放水声干扰器材，还应具有抗击干扰的能力。这里分别采用突防概率、捕获目标概率、跟踪目标概率、攻击命中概率、毁伤概率及鱼雷抗干扰能力来描述。
5）返航阶段
返航阶段执行的典型作战任务同航渡阶段。要完成潜艇在航渡阶段的任务，潜艇需要有成功突破敌方防御体系的能力，因此，潜艇作战效能指标主要包括潜艇突防能力，这里分别采用突防概率来描述，具体的影响因素指标同航渡阶段的突防概率。