體系工程與裝備論證系列叢書
總序

1990年，我國著名科學家和系統工程創始人錢學森先生發表了《一個科學新領域——開放的復雜巨系統及其方法論》一文。他認為，復雜系統組分數量眾多，使得系統的整體行為相對于簡單系統來說可能涌現出顯著不同的性質。如果系統的組分種類繁多，具有層次結構，并且它們之間的關聯方式又很復雜，就成為復雜巨系統；再如果復雜巨系統與環境進行物質、能量、信息的交換，接收環境的輸入、干擾并向環境提供輸出，并且具有主動適應和演化的能力，就要作為開放復雜巨系統對待了。在研究解決開放復雜巨系統問題時，錢學森先生提出了從定性到定量的綜合集成方法，這是系統工程思想的重大發展，也可以看作對體系問題的先期探討。

從系統研究到體系研究涉及很多問題，其中有3個問題應該首先予以回答：一是系統和體系的區別；二是平臺化發展和體系化發展的區別；三是系統工程和體系工程的區別。下面先引用國內兩位學者的研究成果討論對前面兩個問題的看法，然后再談談本人對后面一個問題的看法。

關于系統和體系的區別。有學者認為，體系是由系統組成的，系統是由組元組成的。不是任何系統都是體系，但是只要由兩個組元構成且相互之間具有聯系就是系統。系統的內涵包括組元、結構、運行、功能、環境，體系的內涵包括目標、能力、標準、服務、數據、信息等。系統最核心的要素是結構，體系最核心的要素是能力。系統的分析從功能開始，體系的分析從目標開始。系統分析的表現形式是多要素分析，體系分析的表現形式是不同角度的視圖。對系統發展影響最大的是環境，對體系形成影響最大的是目標要求。系統強調組元的緊密聯系，體系強調要素的松散聯系。

關于平臺化發展和體系化發展的區別。有學者認為，由于先進信息化技術的應用，現代作戰模式和戰場環境已經發生了根本性轉變。受此影響，以美國為首的西方國家在新一代裝備發展思路上也發生了根本性轉變，逐漸實現了裝備發展由平臺化向體系化的過渡。1982年6月，在黎巴嫩戰爭中，以色列和敘利亞在貝卡谷地展開了激烈空戰。這次戰役的懸殊戰果對現代空戰戰法研究和空戰武器裝備發展有著多方面的借鑒意義，因為采用任何基于武器平臺分析的指標進行衡量，都無法解釋如此懸殊的戰果。以色列空軍各參戰裝備之間分工明確，形成了協調有效的進攻體系，是取勝的關鍵。自此以后，空戰武器裝備對抗由“平臺對平臺”向“體系對體系”進行轉變。同時，一種全新的武器裝備發展思路——“武器裝備體系化發展思路”逐漸浮出水面。這里需要強調的是，武器裝備體系概念并非始于貝卡谷地空戰，當各種武器共同出現在同一場戰爭中執行不同的作戰任務時，原始的武器裝備體系就已形成，但是這種武器裝備體系的形成是被動的；而武器裝備體系化發展思路應該是一種以武器裝備體系為研究對象和發展目標的武器裝備發展思路，是一種現代裝備體系建設的主動化發展思路。因此，武器裝備體系化發展思路是相對于一直以來武器裝備發展主要以裝備平臺更新為主的發展模式而言的。以空戰裝備為例，人們常說的三代戰斗機、四代戰斗機都基于平臺化思路的發展和研究模式，是就單一裝備的技術水平和作戰性能進行評價的。可以說，傳統的武器裝備平臺化發展思路是針對某類型武器平臺，通過開發、應用各項新技術，研究制造新型同類產品以期各項性能指標超越過去同類產品的發展模式。而武器裝備體系化發展的思路則是通過對未來戰場環境和作戰任務的分析，并對現有武器裝備和相關領域新技術進行梳理，開創性地設計構建在未來一定時間內最易形成戰場優勢的作戰裝備體系，并通過對比現有武器裝備的優勢和缺陷來確定要研發的武器裝備和技術。也就是說，其研究的目標不再是基于單一裝備更新，而是基于作戰任務判斷和戰法研究的裝備體系構建與更新，是將武器裝備發展與戰法研究充分融合的全新裝備發展思路，這也是美軍近三十多年裝備發展的主要思路。

關于系統工程和體系工程的區別，我感到，系統工程和體系工程之間存在著一種類似“一分為二、合二為一”的關系，具體體現為分析與綜合的關系。數學分析中的微分法（分析）和積分法（綜合），二者對立統一的關系是牛頓-萊布尼茲公式，它們構成數學分析中的主脈，解決了變量中的許多問題。系統工程中的“需求工程”（相當于數學分析中的微分法）和“體系工程”（相當于數學分析中的積分法），二者對立統一的關系就是錢學森的“從定性到定量綜合集成研討方法”（相當于數學分析中的牛頓-萊布尼茲公式）。它們構成系統工程中的主脈，解決和正在解決大量巨型復雜開放系統的問題，我們稱之為“系統工程Calculus”。

總之，武器裝備體系是一類具有典型體系特征的復雜系統，體系研究已經超出了傳統系統工程理論和方法的范疇，需要研究和發展體系工程，用來指導體系條件下的武器裝備論證。

在系統工程理論方法中，系統被看作具有集中控制、全局可見、有層級結構的整體，而體系是一種松耦合的復雜大系統，已經脫離了原來以緊密層級結構為特征的單一系統框架，表現為一種顯著的網狀結構。近年來，含有大量無人自主系統的無人作戰體系的出現使得體系架構的分布、開放特征愈加明顯，正在形成以即聯配系、敏捷指控、協同編程為特點的體系架構。以復雜適應網絡為理論特征的體系，可以比單純遞階控制的層級化復雜大系統具有更豐富的功能配系、更復雜的相互關系、更廣闊的地理分布和更開放的邊界。以往的系統工程方法強調必須明確系統目標和系統邊界，但體系論證不再限于剛性的系統目標和邊界，而是強調裝備體系的能力演化，以及對未來作戰樣式的適應性。因此，體系條件下裝備論證關注的焦點在于作戰體系架構對體系作戰對抗過程和效能的影響，在于武器裝備系統對整個作戰體系的影響和貢獻率。

回顧40年前，錢學森先生在國內大力倡導和積極踐行復雜系統研究，并在國防科學技術大學親自指導和創建了系統工程與數學系，開辦了飛行器系統工程和信息系統工程兩個本科專業。面對當前我軍武器裝備體系發展和建設中的重大軍事需求，由國防科學技術大學王維平教授擔任主編，集結國內在武器裝備體系分析、設計、試驗和評估等方面具有理論創新和實踐經驗的部分專家學者，編寫出版了“體系工程與裝備論證系列叢書”。該叢書以復雜系統理論和體系思想為指導，緊密結合武器裝備論證和體系工程的實踐活動，積極探索研究適合國情、軍情的武器裝備論證和體系工程方法，為武器裝備體系論證、設計和評估提供理論方法和技術支撐，具有重要的理論價值和實踐意義。我相信，該叢書的出版將為推動我軍體系工程研究、提高我軍體系條件下的武器裝備論證水平做出重要貢獻。

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2020.9

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[1] 汪老已于2023年1月1日仙逝，這是他生前為本叢書寫的總序。