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随着信息技术的发展和高新技术的广泛应用，复杂系统信息化、智能化、一体化的趋势越来越明显。各种复杂系统互相促进、互相制约，形成一个相互作用、相互影响、具有涌现性的有机整体。这些复杂系统的最终目的是在非常复杂和不确定性的环境中完成复杂的任务，并获得最优的结果。我们往往用系统效能来衡量复杂系统建设的能力，它代表复杂系统在特定条件下执行规定任务时所达到的水平，能够全面反映体系的综合能力。为了对复杂系统的优化设计过程进行有效的指导，提高复杂系统设计质量，降低设计周期，并最终提升复杂系统的整体能力，需要利用科学的方法综合评估装备体系的系统效能，并进行优化设计。
目前，虽然评估系统效能的方法有许多种，但是评估的对象主要是单个装备或由装备构成的子系统。复杂系统规模庞大、关系复杂、任务多样、不确定性强等特点，导致这类系统效能评估具有典型的特征，实现综合评估比较困难。直接采用已有的简单方法对其进行评估效果不佳。鉴于当今评估方法研究难以满足当前复杂系统效能综合评估的迫切需求，急需研究与现实需求相适应的装备体系效能综合评估与优化的方法。
本书介绍面向任务的系统效能评估与优化技术的基础理论及应用实践。全书由9 章组成，主要内容如下。首先概述国内外的研究现状、目前存在的主要问题和发展方向，并阐述效能评估的作用与意义。然后介绍系统效能及效能评估基本概念，包括效能度量、效能的概念、效能度量分析、作战效能与作战能力之间的关系、系统效能指标和效能评估过程及方法。接着讨论了效能评估指标体系构建技术，包括评估指标选取原则，指标体系构建方法、模式、优化与完善。在此基础上讨论了体系效能评估指标体系构建方法和各层面效能指标间的关联分析，并从作战任务剖面构建入手，描述了面向任务的效能评估指标体系的构建方法。指标体系构建好以后，进行效能评估指标选择，包括基于复相关分析、基于灵敏度分析的动态指标选择、基于主成分分析的指标选择。基于建好的指标体系进行效能指标的数学建模和分析，“分析” 主要介绍了基础指标度量方法、指标无量纲化方法和指标聚合方法，“建模” 主要介绍了系统能力指标建模、系统效能指标建模和体系网络化效能评估指标数学建模方法。在介绍几种典型的效能评估分析技术的基础上，对基于机器学习的综合效能智能评估方法进行了探索，进而提出了面向任务的效能评估方法，并基于机器学习进行作战效能灵敏度分析和体系效能贡献度分析。最后提出了完整的面向任务基于效能的复杂系统设计评估优化框架，基于面向任务的模型驱动的复杂系统工程方法实现了相应的复杂系统建模工具，探讨了面向任务的复杂系统设计优化方法。同时，每一章都有实际的案例分析。
本书内容较为翔实完整，涵盖了系统效能、体系效能评估分析的全流程，从指标体系构建与选择到指标建模、系统效能与体系效能评估，从灵敏度分析到体系贡献度分析与体系评估优化等核心内容。各章节之间逻辑关系紧密，能够帮助读者由浅入深地了解该领域的知识和技能。本书具有较强的实用性，基于各类方法的基础理论，提供充实的案例分析，读者在学习理论的基础上通过对案例的理解，可应用于效能评估实践，能很快掌握和提高应用实践的技能。同时本书也兼顾了最新的技术发展，以典型复杂系统的效能评估为主线，着重突出效能评估的新理论、新方法，这对于促进效能评估新理论、新方法在国内的发展应用能够起到一定的推动作用。
本书获得了装发预研基金项目（41401020401）资助。在书稿编撰过程中，燕雪峰、张德平对全书进行了统一修改和定稿，周勇、康达周对文稿做了大量审校工作。
由于时间、能力有限，书中还有许多不足之处，恳请广大读者批评指正。
作者
2020 年11 月
效能理论是随着航空科学技术的发展而逐步成熟起来的一门多体系交叉的学科，在这方面研究和应用比较深入的是美国和俄罗斯。1940 年，苏联专家Ttyiaueb 的著作《空中射击》的问世标志着空中射击效能理论的诞生。20 世纪60 年代，现代武器系统效能分析的理论基础初步形成，与此同时，空对空单目标、多目标射击效能理论和空对地点目标、面目标、群目标射击效能理论趋于成熟。60 年代初期，美国、苏联等国家相继成立了专门的作战效能分析研究机构，效能分析理论也随之发展起来。航空武器系统效能分析理论逐步形成体系，空中射击和轰炸的效能理论进一步完善，空战效能理论得到更加深入的研究，这一时期取得了许多效能分析研究成果。他们对系统效能分析量化方法的理论研究基本上可以归结为半经验理论（包括性能对比法、经验公式法、专家评估法）和严格理论（主要包括概率统计法、几何规划法等），在近几年已形成了基于模糊技术的方法，包括层次分析法、模糊综合评价法、灰色评估及分析法等。
武器装备系统的作战效能是研制及使用该武器系统所追求的总目标，武器装备系统作战效能的好坏，直接影响该武器装备系统在战争中所发挥的作用，只有效能较高的武器装备系统才能在现代战争中处于主动地位，发挥最佳的作战能力，在强敌可能参与的作战形势下，赢得战争的最后胜利。
我国的效能分析研究起步比较晚，较系统地进行武器效能分析是20 世纪80 年代后期才开始的，历史虽然不长，但发展较快，许多国防工业专家和军事专家进行了卓有成效的工作，其中最有代表性的是1993 年由航空工业出版社出版的《作战飞机效能评估》和由军事科学出版社出版的《军事运筹学》。从80 年代后期开始，我国国防科技界逐渐重视航空电子系统的性能评估问题，并且在性能分析的理论上有了重要的突破，对传统的分析方法做了诸多改进，而且也提出了一些适合我国国情的新的理论。
随着现代智能计算方法的发展，运用智能计算方法来评价系统的效能得到了广泛的重视，遗传算法、神经网络、Petri 网及各种融合算法正逐渐在军事系统中得到应用。目前国内外的发展趋势是将科学理论、经验和判断有机结合，应用模糊数学、专家系统、系统工程、系统仿真、大数据分析和人工智能等分析方法和技术，探索研究武器装备作战效能分析方法。
近年来，随着装备技术、仿真技术、虚拟技术、大数据分析技术和人工智能技术的不断提高和发展，武器装备系统的作战效能评估开始受到广泛关注，并逐渐成为武器装备系统设计、采办、论证和作战使用领域的一项重要研究内容。对武器装备系统进行作战效能评估可以为武器装备发展论证、型号方案论证、技术改造论证提供定量分析的依据。同时，结合特定的作战背景对武器装备系统的作战效能进行分析也是确定武器系统作战使用的重要依据。
武器系统作战效能评估分析不仅能为装备发展政策提供定量的根据，而且为作战指导思想、战术、战法的研究奠定了可靠的基础，对改进训练方法、提高训练效果也有重要作用。因此，目前武器装备效能评估已成为军事学术界和装备发展部门的一个“炙手可热” 的课题。
系统效能主要用来在宏观上评价武器装备作用和能力的大小，其评估过程不针对敌情，不考虑复杂的战场环境及敌人的对抗情况，其研究相对来说较为容易实现，目前已有许多模型和方法可以借鉴。
国外进行专门的武器系统作战效能分析研究是从第二次世界大战以后开始的。从20 世纪60 年代中期开始，美国对效能评估问题开展了大量的研究，提出了各种类型的效能评估模型，并用于评估多种类型的武器装备。比较典型的是美国工业界武器系统效能咨询委员会为美国空军提出的系统效能模型—— ADC 模型、杜佩的理论杀伤力指数及武器指数等。苏联比较典型的研究成果是C.H.佩图霍夫和A.H.斯捷潘诺夫著的《防空导弹武器系统的效能》和A.A.切尔沃纳等所著的《评定武器效能的概率法》。
近年来，对武器装备效能评估的研究日趋深入，研究范围不断扩大，效能评估研究的对象已涉及各种类型武器装备及其研制、生产、使用的各个环节，而且系统性课题研究增多。所谓系统性课题有两种含义：一是以武器系统总体为对象，从完成作战任务出发，对涉及的各种类型的设备从总体上进行系统分析；二是从宏观方面对全军诸兵种合成或一个军种的武器装备整体作战能力进行评估。
我国对武器装备效能评估研究主要是在20 世纪70 年代中期以后开始，80 年代广泛开展。朱宝鎏、朱荣昌等著《作战飞机效能评估》一书，系统地归纳总结了作战飞机效能评估的主要方法，提出了快速简易评估作战飞机空战能力的效能指数法，并对双机空战模拟进行了探索。徐瑞恩在海军武器装备效能评估中做了许多深入的研究，所应用的指数法对空军武器装备也是适用的。此外，许多大专院校及科研机构也都在不同程度、不同角度上对武器装备的系统效能进行了研究，所采用的方法主要有层次分析法、多目标决策法、神经网络法、模糊综合评判法、灰色评判法等。但是，现有的这些研究成果大部分针对的是单件武器装备的效能，比如某型地空导弹的效能。对于多种武器装备所构成的武器系统，则主要进行单个作战单位系统效能的研究，而对于包含一定数量作战单位的装备系统，其数量参数对体系效能的影响，目前尚缺乏成熟的研究成果。
国内，对于武器装备作战效能的评估起步较晚，大多是通过消化吸收国外的研究成果来进一步完善和发展的。20 世纪80 年代后期和90 年代初期，用作战模拟法评估空战武器装备效能在国内比较活跃，研究热点集中在歼击机一对一空战、双机空战、多机空战模拟。甄涛等著的《地地导弹武器作战效能评估方法》，用动态研究和系统论的方法，提出了作战效能评估理论、评估指标体系、评估方法体系，研制了评估系统，实现了理论、方法和工程一体化研究。近来，许多有关体系效能评估的文献也开始从不同层次、不同角度，对体系作战效能评估的概念、方法进行了探讨和分析。