Центр стратегических оценок и прогнозов

Автономная некоммерческая организация

Главная / Оборона и безопасность / Военно-стратегические оценки и прогнозы / Рекомендуем
Методология обоснования рациональных вариантов программы вооружения на базе методов теории полезности
Материал разместил: AдминистраторДата публикации: 03-11-2010

Монография посвящена одному из актуальных вопросов организации разработки нового вооружения – планированию мероприятий, предусмотренных Программой вооружения. Она является логическим продолжением работ. Так же, как и ранее, рассматривается деятельность планирующего и заказывающего органа среднего звена управления, т.е. такой организации, которая в интересах достижения поставленных перед ней задач имеет возможность осуществлять распределение выделенного ей финансового ресурса на различные направления своей деятельности.

Однако существенно изменять как свои общие цели, так и общую величину ресурса, которая определяется вышестоящим планирующим органом и периодически доводится в виде соответствующих контрольных цифр, рассматриваемый заказывающий орган управления возможности не имеет.

Но только теперь рассматривается несколько иной спектр вопросов. С планирования научных исследований акценты смещены на планирование непосредственно разработки и создание новой оборонной техники. С одной стороны это упрощает рассмотрение проблемы, так как уменьшается влияние различных неопределенностей, связанных с долгосрочным прогнозированием, с другой – усложняет его, поскольку приходится дополнительно учитывать многие существенные особенности реального производства вооружения и военной техники (ВВТ). Эти особенности получили свое методическое отражение и оформление в используемом математическом аппарате, который существенно отличается от того, который применен в работах.

Прежде, чем Вы начнете чтение книги, Вы вправе ожидать ответов на некоторые вопросы. Какова основная идея предлагаемого подхода? С какой целью написана эта книга? Кто тот читатель, для которого она предназначается?

Ответ на первый вопрос заключается в следующем.

При формировании Программы вооружения предлагается не просто один из возможных вариантов развития системы ВВТ, а рациональный вариант. Термин «рациональный» указывает на то, что должна существовать процедура выбора наилучшего в некотором смысле решения. В настоящее время известно только две группы математических методов, предмет которых состоит в выборе в определенном смысле лучших решений – это математическое программирование и оптимальное управление. Но, с другой стороны, задачи оптимального управления очень часто решаются так называемыми прямыми методами, суть которых состоит к сведению исходной задачи к задаче математического программирования высокой размерности.

Таким образом, почти однозначно приходим к выводу, что формальная часть методологии обоснования Программы вооружения должна базироваться на методах математического программирования, т.е. на методах решения оптимизационных задач.

Как известно, ключевым моментом при постановке задачи математического программирования является установление оптимизируемой целевой функции и определение вида ее зависимости от совокупности независимых (варьируемых, управляющих) переменных. Зададимся вопросом: каким основным свойством должна обладать целевая функции в задачах оптимизации Программ вооружения?

Рассмотрим предельно упрощенный случай, когда требуется сформировать рациональный план развития только одного типа ВВТ (например, зенитных ракетных комплексов средней дальности) с учетом возможности проведения только одной модернизации существующих средств. Указанная модернизация может быть проведена за счет внедрения результатов одной научно-исследовательской или опытно-конструкторской работы (НИОКР), на проведение которой необходимо затратить часть финансовых средств.

С одной стороны, заказчики ВВТ могут вообще не затрачивать средства на НИОКР и ограничиться простым наращиваем количества уже разработанных комплексов. Этот случай характерен для высокой военной угрозы или относительно небольшом увеличении эффективности модернизированных комплексов.

С другой стороны, если военная угроза пока невелика, а за счет модернизации можно существенно повысить боевые возможности ВВТ, то заказчикам целесообразно затратить часть средств на проведение НИОКР. Уменьшив при этом темпы производства существующего вооружения, с тем, чтобы впоследствии получить более эффективные комплексы вооружения и в целом за планируемый период поднять боевые возможности ВВТ на более высокий уровень.

Из указанных простых соображений логично следует вывод, что целевая функция программы развития рассматриваемого типа ВВТ не может быть ориентирована на задачи только конкретного момента времени. Она должна учитывать боевые возможности системы вооружения (состоящей из существующих и модернизированных комплексов) в различные моменты времени, т.е. она должна сопоставлять в единой системе измерений относящиеся к различным интервалам времени возможности ВВТ и потребности в нем. Другими словами, целевая функция программы развития ВВТ должна иметь интегральную по времени форму,

При заданной динамике общего финансирования и внешней угрозы в качестве оптимизируемых параметров можно выбрать, например, времена начала и окончания НИОКР. При известных затратах на НИОКР эти параметры полностью определяют динамику финансирования разработки ВВТ различных поколений, а значит – и временные зависимости количеств ВВТ всех поколений.

При изучении совокупности различных средств ВВТ, для совершенствования каждого из которых может проводиться не одна, а несколько НИОКР, задача формирования Программы вооружения существенно усложняется и становится оптимизационной задачей высокой размерности, особенно если при этом учесть оптимизацию по финансированию ремонтных мероприятий, капитальному строительству и обслуживанию ВВТ. Но основная идея предлагаемого подхода при этом остается неизменной – необходимо сформировать интегральный показатель качества Программы, учитывающий динамику военной угрозы и относительные уровни эффективности различных поколений ВВТ всех рассматриваемых типов, и затем провести его оптимизацию. Формирования такого интегрального показателя может быть осуществлено методами теории полезности. Эти методы, основанные на комбинировании преимуществ формальных и эвристических подходов, позволяют восстанавливать целевые функции при принятии решения в условиях неопределенности.

Таким образом, основная идея предлагаемого подхода заключается в установлении основных параметров Программы вооружения из решения задачи математического программирования высокой размерности, целевая функция в которой представляет интегральный по времени показатель.

Теперь попытаемся ответить на вторую группу поставленных выше вопросов.

Глубокий системный кризис экономики в целом и оборонных отраслей промышленности, в частности, поставил на повестку дня проблему совершенствования методов программного планирования. Чем больше становится разрыв между поставленными перед Вооруженными Силами задачами и выделяемыми на их решение ресурсами, тем актуальнее разработка таких методов планирования развития системы ВВТ, которые способствуют концентрации ресурса на действительно важных направлениях и прекращению его распыления на второстепенные.

Успешному решению задачи повышения качества программно-целевого планирования разработки и создания ВВТ может способствовать ускоренное развитие информационных технологий, которые позволяют накапливать и обрабатывать большие объемы информации, и значительное увеличение возможностей вычислительной техники. Это – позитивная предпосылка. С другой стороны, ориентация только на традиционные методы исследований и значительное снижение их общего уровня, связанное с резким сокращением численности сотрудников специальных научных учреждений, занимающихся вопросами обороны, является в настоящее время сдерживающим фактором в разработке теоретических основ решения этой актуальной проблемы.

Данная монография написана для того, чтобы попытаться восполнить это пробел. В ней предложен возможный вариант такого методологического аппарата, который, учитывая характерные черты процесса современного планирования, был бы совместим с возможностями существующей вычислительной техники. Авторами обобщен и критически осмыслен опыт программного планирования в заказывающих управлениях одного из видов Вооруженных Сил Российской Федерации.

Особо необходимо отметить следующее обстоятельство. Сегодня, когда российские Вооруженные Силы способны прибрести только некоторые единичные образцы современного вооружения, казалось бы, можно обойтись и без предлагаемых методов. Однако анализ некоторых зарубежных программ модернизации вооружения показывает, что уже в ближайшие несколько лет России, скорее всего, придется уделять  этому вопросу значительно больше внимания. Именно тогда предлагаемые в методы и методики станут чрезвычайно актуальными. Поэтому целесообразно уже сейчас их опубликовать.       

Своими читателями мы видим, прежде всего, сотрудников заказывающих управлений, которые непосредственно занимаются вопросами разработки Программ развития ВВТ и от которых во многом зависит, насколько эффективно с государственной точки зрения будут потрачены выделенные финансовые средства. Поэтому одна из задач книги – разработка не только соответствующего теоретического аппарата, но и формулировка четких и понятных практических рекомендаций по созданию в заказывающих управлениях Министерства обороны действующего макета, а затем и образца экспертно-расчетной системы поддержки принятия решения по обоснованию предложений в Программы вооружения.

Надеемся, что в этой важной работе большую помощь заказывающим управлениям окажут специализированные научные организации Министерства обороны, которые занимаются оценкой перспектив развития вооружения. Поэтому настоящая книга предназначена также и для них.

При организации разработки ВВТ важное значение имеет установление взаимопонимания между сотрудниками заказывающих управлений и представителями организаций промышленности. Успех в совместной практической деятельности во многом будет зависеть от их согласованной оценки текущих и перспективных проблем в общем контексте решения общегосударственных задач, а не только вопросов одной фирмы. Мы надеемся, что настоящая книга может помочь установлению более тесного взаимопонимания разработчиков и заказчиков ВВТ.

Наконец, на ее основе можно создать учебное пособие для слушателей и адъюнктов военных училищ и академий, организовать специальный курс по программному планированию развития ВВТ. Вопрос изучения и применения экономических методов при организации производства вооружения давно назрел и требует своего скорейшего решения, если конечно, мы хотим в будущем иметь квалифицированных специалистов, которые могли в государственных интересах инициативно, грамотно и своевременно реагировать на изменения экономической ситуации, не дожидаясь сверху особых инструкций и приказов.

Мы постарались представить изложение материала как можно более целостным и замкнутым. Именно с этой целью в первом разделе достаточно подробно изложены основные положения теории полезности, а в шестом – основы математического программирования. Сделано это по следующей причине. Нам приходилось наблюдать, как работают некоторые специалисты с литературой. Многие из них, сталкиваясь с непростыми вопросами, на которые в книге нет прямого ответа, а содержится только ссылка на другой источник информации, часто откладывают читаемую книгу и начинают изучать другую до того момента, когда и в ней натолкнуться на очередную подобную ссылку – далее процесс повторяется. В результате интерес к первоначальному источнику информации в значительной степени утрачивается. Вот такого отношения к нашей книге нам хотелось бы избежать – мы надеемся, что ее можно будет прочитать, не отвлекаясь, от начала и до конца.

Книга состоит из введения, десяти разделов, заключения и приложений.

Во введении анализируются объект и предмет исследования и формулируется изучаемая научная проблема.

Объектом исследования является Программа вооружения, которая формируется для повышения уровня технической оснащенности одного из видов Вооруженных Сил. Предмет исследования – методы формирования рациональных вариантов Программы вооружения и основные закономерности, свойственные этим рациональным вариантам.

Рассматриваемой научной проблемой является разработка теоретических основ методологического аппарата по обоснованию рациональных уровней финансирования предусмотренных Программой вооружения мероприятий с учетом основных особенностей разработки и производства ВВТ.

В первом разделе представлен перечень основных нормативных документов, регламентирующие разработку и создание нового ВВТ, с точки зрения системного анализа рассмотрен один из основных документов – Программа вооружения. Далее представлены положения теории полезности, на основе которых в наиболее общем виде установлена форма показателя качества Программы. Принципиальным вопросом здесь является построение такой процедуры, которое позволяет получить объективное решение, в максимальной степени защищенное от манипуляций со стороны любого участника процесса разработки Программы. Показано, что методы теории полезности в принципе позволяют получить недиктаторскую процедуру формирования коллективного решения.

Второй раздел посвящен разработке методики определения явного вида интегрального показателя, определяющего качество Программы в зависимости от количественного состава ВВТ. Методика основана на конкретизации установленной в предыдущем разделе общей формы показателя применительно к разработке системы ВВТ. В конце раздела производится формализация научной проблемы и записывается задача математического программирования для оптимизации Программы вооружения. В качестве целевой функцией этой задачи используется установленный показатель качества.

В третьем разделе рассматриваются методика определения динамики изменения технического потенциала одного из типов ВВТ. Она основана на решении системы дифференциальных и алгебраических уравнений, а также проверки логических условий, определяющих развитие одного из типов ВВТ.

В четвертом разделе эти результаты распространяются уже на всю Программу вооружения; при этом также конкретизируются вектор (набор) управляющих (оптимизируемых, варьируемых) параметров, изменяя величины которых можно улучшить показатель качества Программы.

Обобщение полученных результатов для анализа случая, когда наряду с мероприятиями по технической оснащенности войск дополнительно учитываются мероприятия по боевой подготовке и содержанию обслуживающего ВВТ личного состава, содержится в пятом разделе книги. Полученная система нелинейных дифференциальных уравнений позволяет увязать динамику изменения технического уровня с изменением численности различных категорий военнослужащих.

Рассмотрение возможных численных методов решения математических задач нелинейного математического программирования содержится в шестом разделе. По результатам анализа выбран рациональный метод оптимизации Программы вооружения.

В седьмом разделе представлены алгоритм вычисления показателя качества Программы вооружения и результаты численного решения оптимизационной задачи обоснования Программы вооружения, в которой учитываются только технические аспекты развития ВВТ. Проведен анализ полученных результатов.

Содержание следующего – восьмого раздела почти аналогично предыдущему за исключение того, что рассматривается решение другой оптимизационной задачи более высокой размерности. В ней дополнительно учитываются мероприятия по проведению боевой подготовки и содержанию личного состава. Кроме этого, в восьмом разделе представлены предложения по созданию, опытной эксплуатации и применению экспертно-расчетной системы для обоснования и корректировки в динамическом режиме предложений в Программу вооружения, оценены основные параметры конфигурации этой системы.

В случаях, когда объемы ежегодного финансирования мероприятий становятся ниже некоторого критического уровня, большинство НИОКР может быть исключено из Программы вооружения. В этом случае она вырождается в совокупность краткосрочных (как правило, ежегодных) планов заказов, поставок и ремонта ВВТ. Подобная ситуация пока не характерна для Минобороны, но уже свойственна некоторым силовым ведомствам России, например Федеральной пограничной службе (ФПС).

Для оптимизации краткосрочных планов развития ВВТ могут быть применены более простые методы, учитывающие возможность линеаризации используемых функциональных зависимостей за счет изучения изменения параметров вблизи начальных точек.

Наконец, в последнем – девятом разделе рассматривается проблема формирования рациональных структур специализированных научных организаций, участвующих в разработке Программы вооружения. С количественной точки зрения анализируются последствия различных вариантов сокращения численности сотрудников этих организаций.

В заключении сформулированы основные выводы.

Приложения содержат вспомогательные материалы.

  

СОДЕРЖАНИЕ

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

1. ПРОГРАММА ВООРУЖЕНИЯ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ..

 

1.1. Нормативные документы, регламентирующие разработку и создание нового вооружения и военной техники. 

 

1.2. Программа вооружения как объект системного исследования…

 

1.3. Основные положения теории полезности.  

 

1.3.1. Теория одномерной полезности

 

1.3.2. Полезность в многокритериальных задачах

 

1.3.3. Полезности, зависящие от времени

 

1.4. Агрегирование индивидуальных предпочтений и групповые решения

 

 

 

2. ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА ПРОГРАММЫ ВООРУЖЕНИЯ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ ЕЕ СИНТЕЗА

 

2.1. Способы обеспечения Вооруженных Сил новыми комплексами (образцами) ВВТ……………………………………………………………

 

2.2. Показатель качества программы развития одного типа вооружения………………………………………………………………….

 

2.3. Показатель качества Программы вооружения. Формализация задачи обоснования рациональных вариантов Программы вооружения

 

2.4. Методы парных сравнений (анализа иерархий)

 

 

 

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВВТ И ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИХ ДЛЯ ВООРУЖЕНИЯ ОДНОГО ТИПА.

 

3.1.Дифференциальные уравнения развития вооружения одного типа: одна НИОКР, три поколения ВВТ (аналитический подход)

 

3.2. Уточнение метода, основанного на решении дифференциальных уравнений

 

3.3. Система уравнений для анализа процесса развития ВВТ одного типа

 

 

 

4. МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ПРОГРАММ ВООРУЖЕНИЯ

 

4.1. Развитие одногрупповой схемы: один тип вооружения, четыре поколения, две НИОКР

 

4.2. Система уравнений и начальных условий для определения временной зависимости технического потенциала ВВТ и его составляющих для одногрупповой схемы

 

4.3. Многогрупповое приближение — обобщение одногрупповой схемы на случай нескольких типов вооружения

 

4.4. Перечень оптимизируемых параметров при формулировке задачи в многогрупповом приближении. Система исходных данных по комплексам (образцам) ВВТ

 

4.5. Схема и описание алгоритма вычисления интегрального показателя качества Программы вооружения. Определение размерности оптимизационной задачи

 

 

 

5. МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ПРОГРАММ ВООРУЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ЗАТРАТ НА КАПИТАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ВОЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И СОДЕРЖАНИЕ ЛИЧНОГО СОСТАВА

 

5.1. Методика учета затрат на капитальное строительство
военных объектов

 

5.2. Методика определения затрат на содержание личного
состава

 

5.3. Методика определения затрат на мероприятия по боевой
подготовке

 

5.4. Система уравнений и начальных условий для определения
временной зависимости технического потенциала ВВТ и
его составляющих для одногрупповой схемы

 

5.5. Перечень оптимизируемых параметров при формулировке
задачи в многогрупповом приближении. Расширенная система
исходных данных по комплексам (образцам) ВВТ для учета
новых факторов

 

 

 

6. ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

 

6.1. Формулировка и классификация задач математического программирования. Основные определения

 

6.2. Достаточные условия существования решения задачи нелинейного программирования. Основная задача выпуклого программирования. Теорема Куна-Таккера

 

6.3. Метод последовательной оптимизации без ограничений (метод штрафных функций). Метод барьерных функций

 

6.4. Методы одномерной оптимизации

 

6.4.1. Методы Фиббоначчи и  «золотого сечения»

 

6.4.2. Метод половинного деления

 

6.4.3. Метод парабол

 

6.5. Методы оптимизации функций многих переменных без ограничений (методы безусловной оптимизации

 

6.5.1. Методы нулевого порядка — покоординатного спуска (подъема)

 

6.5.2. Градиентные методы первого порядка

 

6.5.3. Методы второго порядка

 

6.6. Методы оптимизации функций многих переменных с ограничениями

 

6.6.1. Метод условного градиента

 

6.6.2. Метод проекции градиента

 

6.6.3. Метод возможных направлений

 

6.7. Эвристические методы решения задач целочисленного математического программирования

 

6.7.1. Метод последовательных приращений

 

6.7.2. Метод нормированных функций для решения задач целочисленного линейного программирования

 

6.7.3. Метод нормированных функций для решения задач целочисленного выпуклого программирования

 

6.7.4. Заключительные замечания и возможные обобщения метода нормированных функций

 

6.8. Предварительный выбор методов оптимизации для решения задачи формирования рациональной Программы вооружения

 

 

 

7. АЛГОРИТМЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ПО ОБОСНОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ПРОГРАММЫ ВООРУЖЕНИЯ

 

7.1. Алгоритм и структура вычислительной программы для
численного решения оптимизационных задач по обоснованию
рациональных вариантов Программы вооружения

 

7.2. Границы применимости и возможности разработанного
метода

 

7.3. Результаты решения задачи синтеза Программы вооружения
(оптимизационной задачи 1‑го рода

 

 

 

8. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПО  ФОРМИРОВАНИЮ ПРОГРАММЫ ВООРУЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ ЛИЧНОГО СОСТАВА И КАПИТАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ВОЕННЫХ ОБЪЕКТОВ. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ ЭКСПЕРТНО-РАСЧЕТНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРЕДЛОЖЕНИЙ В ПРОГРАММУ ВООРУЖЕНИЯ

 

8.1. Результаты решения задачи синтеза Программы вооружения
с учетом затрат на содержание личного состава и капитальное строительство военных объектов (оптимизационной задачи 2‑го рода

 

8.2. Экспертно-расчетная система по обоснованию рациональных
вариантов Программы вооружения: предложения по созданию,
опытной эксплуатации, применению. Основные параметры
конфигурации

 

 

 

9. МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЧИСЛЕННОСТЕЙ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ОРГАНИЗАЦИЙ

 

9.1. Основные теоретические положения метода

 

9.2. Методика определения рационального значения общей численности сотрудников в военной научно-исследовательской организации

 

9.3. Анализ свойств решения для общих случаев степенной производственной функции

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Приложение 1. Предпочтения в проблеме принятия решений

 

Приложение 2. Формальная схема метода собственных значений

 

Приложение 3. Оценка погрешности численного решения дифференциальных уравнений методом Эйлера

 

Приложение 4. Прямые методы в вариационных задачах

Приложение 5. Эффективность оптимизации целевой функции по различным группам параметров

 

Приложение 6. Вопросы решения задач математического программирования

 

Приложение 7. Оценка величины экономического эффекта от научно-технического сопровождения НИОКР

 

Приложение 8. Массивы исходных данных

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Наверно уже безвозвратно прошли те времена, когда на оборону страны расходовалось столько финансовых средств, сколько запрашивалось. На смену затратному механизму приходит другой. В нем предполагается проведение всестороннего анализа соотношения решаемых Вооруженными Силами задач и затрачиваемых на их решения ресурсов с последующим выбором приоритетных направлений развития. И дело здесь не только в экономическом кризисе, который обострил необходимость системной проработки этого вопроса, позволил более четко обозначить его актуальность. В экономически развитых странах Запада, где дела в экономике обстоят значительно лучше, чем в России, подобный подход применяется уже с 60‑х годов. Например, в США под руководством генерального администратора фирмы «Форд моторс»  Р. Макнамары, который впоследствии стал министром обороны США, с участием ученых корпорации РЭНД была создана система «планирование –программирование – составление бюджета» [7]. Эта система предназначалась для повышения эффективности использования финансовых ресурсов при управлении развитием науки и техники в интересах Вооруженных Сил.

Поэтому актуальность применения экономических методов при планировании разработки и создания ВВТ обусловлена не только переживаемыми нашей страной экономическими трудностями. Это необходимо, прежде всего, для повышения эффективности функционирования как экономики в целом, так и Вооруженных Сил в частности. Поскольку с экономической точки зрения расходы на оборону – это инвестиции в безопасность государства, и они затрагивают интересы практически всех членов общества, то элементарная логика приводит к необходимости применения экономических категорий при планировании развития вооружения. Дилемма «цель – затраты» будет существовать в любом обществе – бедном или богатом – на всех системных уровнях. Более того, от корректного ее решения во многом будет зависеть, сможет ли стать ли через некоторое время бедное общество богатым или нет.

Следует признать, что в настоящее время экономические методы еще не получили должного развития при планировании разработки и создания современного отечественного вооружения. Правда уже создан существенный задел по оценке и прогнозированию ожидаемых расходов на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), затрат на создание опытных и серийных образцов различных типов ВВТ. С другой стороны, методами математического моделирования проводится оценка эффективности применения отдельных средств ВВТ и группировок, что иногда позволяет оценить ожидаемые уровни достижения задаваемых целевых установок. Все это уже есть или будет создано в самое ближайшее время. Но чего пока нет – так это того связующего программного элемента, который позволил бы соединить между собой, интегрировать в единый комплекс задачи и ресурсы, провести оптимизацию распределения затрат по основным мероприятиям, определяющим развитие системы вооружения. Попытки разработки теоретических методов обоснования Программы вооружения неоднократно предпринимались ([8-16]), но получить целостного, внутренне непротиворечивого результата пока не удалось.

Анализ причин этих неудач (будем называть вещи своими именами) привел нас к следующим основным выводам. Большинство методов ориентировались на применение только формальных расчетных схем. Для таких сверхбольших систем, как система вооружения Российской федерации, последовательное использование этого, чисто формального, подхода наталкивается на необходимость построения математических моделей с очень большим объемом исходных данных, который оказывается неподъемным не только для существующих, но и для перспективных образцов вычислительной техники. Моделироваться должны все возможные ситуации не только сегодняшнего дня, но и будущего, причем математические задачи должны формулироваться и решаться не в детерминированной, а, по крайней мере, в игровой постановке с учетом всевозможных рисков. Но даже если на основе таких математических моделей будут определены некие обобщенные показатели качества системы вооружений, то их затем придется оптимизировать, причем количество независимых (оптимизируемых) переменных при этом может достигать несколько сотен-тысяч единиц. Естественно, что решать подобные задачи придется только численными методами, а о величине характерного времени решения можно только догадываться; некоторые очень оптимистические оценки [1] показывают, что на получение только одного варианта может потребоваться нескольких лет.

Возможные упрощения математических моделей и сокращение размерности задачи принципиально проблему также, к сожалению, не решают, так как по-прежнему остается неясным вопрос, как сопоставить друг с другом, «привести к одному знаменателю», уровни решения частных проблем, относящиеся к различным моментам времени. Это принципиальный вопрос, так как Программа вооружения обязательно должна учитывать неодновременность планируемых и проводимых мероприятий.

Итак, традиционный подход к формированию экономически обоснованных программы развития вооружения на длительный период, основанный только на формальных методах, оказывается несостоятельным, задачи не увязываются с ресурсами. Поэтому необходимо найти иной способ математического описания, который обладал бы следующими свойствами:

а) допускал получение решения в ситуациях с неопределенным (вероятностным) исходом;

б) использовал бы положительные стороны разработанных формальных схем и математических моделей, позволял бы органично включить результаты моделирования в общую схему метода;

в) допускал наличие обобщенного показателя, в котором корректно учитывалась значимость мероприятий, разделенных значительными временными промежутками;

г) использовал приемлемый объем исходных данных, совместимый с памятью современных вычислительных средств;

д) позволял получать результаты за приемлемое время (не более нескольких дней непрерывной работы ЭВМ).

Проведенный анализ показал, что подобный методический аппарат с казалось бы, противоречивыми свойствами действительно существует. Это – теория полезности ([17-19]).

Основные положения этой теории будут представлены в первом разделе. Поэтому сейчас мы не будем долго о ней говорить. Скажем только, что совместить приемлемую точность результата с меньшей трудоемкостью его получения помогает использование дополнительной экспертной информации, получаемой от лица, ответственного за ее решение, или от группы таких лиц.

Однако методы теории полезности – это не просто обычные способы обработки результатов экспертиз типа методов голосования. Они предполагают использование при экспертизах всех доступных результатов, полученных при математическом моделировании ситуаций (для усиления прогностического потенциала экспертов), учитывают отношение принимающих решение лиц к риску, защищены от «диктаторского» произвола в принятии решения, позволяют получить не просто точечные оценки, а представить результат в виде специальных функциональных выражений – функций полезности. Это делает возможным их естественное сочетание с формальными схемами и на этой основе получение более достоверного результата. Таким образом, в целом метод становится комбинированным, экспертно-расчетным. Кроме этого, методы теории полезности позволяют выйти на интегральный показатель качества Программы вооружения; после этого – только один шаг по изучения возможности его последующей оптимизации и формирования рациональных вариантов Программы.

Для того, что отчетливее подчеркнуть взаимоотношение экспертного и формального подходов в предложенном комбинированном экспертно-расчетном методе, кратко опишем его схему.

В качестве основного физического параметра, определяющего полезность ВВТ, рассматриваются количества Ni комплексов вооружения различных поколений. Таким образом, с самого начала мы отказываемся от довольно распространенного подхода, когда в параметры функции полезности в явном виде включаются тактико-технические характеристики вооружения [10-11]. По нашему мнению, это позволит получить более достоверное экспертное суждение о полезности ВВТ в различных группировках. Почему? Потому, что указанная информация формируется главным образом на оперативно-тактическом (оперативно-стратегическом) уровне. В ней учитываются возможные неопределенности поведения противника и связанные с эти риски. Соответствующие эксперты – это люди, знакомые с тактикой, стратегией и планированием операций различного уровня; им значительно проще ориентироваться в количественном составе различных комплексов (образцов) и типов ВВТ, чем в длинных перечнях тактико-технических характеристик. Естественно, что любой эксперт сформирует более точный ответ на понятном для него языке.

Методами теории полезности на основе свойств функций полезности устанавливается также форма обобщенного интегрального показателя качества Программы вооружения. Однако для его вычисления нам требуется получить функциональную зависимость другого типа – временную зависимости потенциала ВВТ. Поэтому необходимо дополнительно определить динамику количественного состава ВВТ различных поколений. Для этого составляется система дифференциальных и алгебраических уравнений, а также логических условий, в которой учитываются основные особенности производства современного вооружения. Решая эту систему, можно получить зависимости вида Ni(t), которые однозначно определят динамику полезности различных типов ВВТ, а также значение интегрального показателя качества системы вооружений, т.е. другими словами – показателя качества Программы вооружения.

Отсюда следует, что величины Ni выполняют роль вспомогательных, в некотором смысле – промежуточных переменных, облегчающих получение конечного результата с наименьшей погрешностью.

Таким образом, определение показателя качества Программы производится в три этапа.

Сначала экспертно-расчетными методами с учетом результатов математического моделирования устанавливается зависимости потенциалов ВВТ от количественного состава Ni комплексов и средств вооружения различных поколений.

Затем только формальными методами определяется временные зависимости Ni(t) количеств комплексов ВВТ разных поколений. Подстановка этих значений и последующее интегрирование результата по времени численным (формальным) методом определяет значение показателя качества Программы.

Оптимизация этого показателя качества и выход на рациональный вариант Программы вооружения также производится формальными методами. 

Действительно, рациональный вариант – это значит, лучший вариант по сравнению с другими возможными. Научные дисциплины, предметом которых является определение лучших (по принятым показателям качества) вариантов – это теория оптимального управления и математическое программирование. Но следует отметить, что численное решение задач оптимального управления высокой размерности со сложной структурой ограничений осуществляется, как правило, методами математического программирования. Поэтому совершенно естественно, что математический аппарат обоснования рациональных вариантов Программ вооружения широко использует формальные методы математического программирования.

Какого компонента больше в этой расчетной схеме – эвристического или формального – пусть решает читатель. Со своей стороны мы считаем, что при указанном их сочетании достигнут разумный компромисс, «золотая середина» в комплексировании двух различных подходов. Целесообразно их не противопоставлять, а так построить схему взаимного сопряжения, чтобы они дополняли друг друга. Поэтому основная задача, которую мы ставили перед началом работы над монографией – привлечь внимание читателей к возможности применения методов теории полезности и комбинированных экспертно-расчетных схем на их основе для обоснования рациональных способов распределения финансового ресурса при формировании Программы вооружения.

Но взяться за написание этой монографии нас побудило еще одно обстоятельство.

В последнее время в практике программного планирования развития ВВТ произошли некоторые изменения в худшую сторону. Появилось большое количество так называемых «концепций», которые, претендуя на роль основных программных документов, тем не менее, разрабатываются вне всех правил системного анализа.

По логике и смыслу этого слова, концепции могут рассматриваться, например, как первый этап разработки Программы вооружения. Они предназначены для предварительной, содержательной постановки проблемы и формирования целевых установок. Понятно, что в условиях жестких финансовых ограничений нельзя одинаково равнопрочно развивать все типа ВВТ; часто одни можно создать только за счет прекращения финансирования других. Поэтому на следующем этапе должны формироваться Программы вооружений, как механизм рациональной балансировки целей с располагаемыми ресурсами.

Вполне логично также сформировать концепцию и на последнем, завершающем этапе разработки Программы вооружений; в этом случае она будет содержать основные выводы программного планирования и обозначать способы их реализации.

Но что происходит в действительности? Эти «концепции», которые часто разрабатываются людьми, далекими от понимания сущности программно-целевого планирования и не владеющими соответствующими знаниями и методическим аппаратом, фактически подменяют собой Программы вооружения. Многие из них сформулированы на примитивном уровне. Они неконкретны, по некоторым пунктам имеют лозунговый характер: «ускорить, обеспечить, превзойти» – кто будет спорить с этим? Нужны конкретные цифры и конкретные предложения по эффективному набору инструментов по реализации целевых установок при заданных ограничениях.

Мы знаем таких «специалистов», которые могут написать (по крайней мере – они считают, что могут) любую концепцию в течение одной, максимум двух недель. Результат такой работы заранее очевиден – формируются такие варианты Программ вооружения, которые оказываются или не сбалансированными или экономически не реализуемыми или то и другое вместе взятое. То есть, теория и практика программного планирования развития ВВТ существуют независимо друг от друга. А в итоге, неправильное планирование разрушающим образом действует на развитие системы вооружений – мы это и наблюдаем на протяжении последних лет.

Многие концепции не просто бесполезны; они вредны, так как, некорректно и излишне избыточно оценивая приоритеты развития некоторых типов ВВТ, предоставляют возможности для лоббирования и образовании системных перекосов, несбалансированности, и как следствие – к потерям эффективности вооружения.

Поэтому вторую задачу этой книги мы видим в создании теоретических основ такого методологического аппарата, который позволил бы поставить формирование Программы вооружения на реальную экономическую основу, внести в это важное дело здравый экономический смысл. Мы не ограничились только теоретическими выводами, а представили также конкретные практические рекомендации по созданию экспертно-расчетной системы поддержки принятия решения по обоснованию предложений в Программы вооружения (раздел 8). Ее применение может позволить значительно повысить эффективность программного планирования развития системы вооружений.

Несколько слов о форме изложения материала.

В начале каждого раздела книги мы будем коротко формулировать основные решаемые в нем проблемы и задачи, чтобы читатель имел возможность сразу войти в курс дела, уяснить суть вопроса. Форма представления материала специально выбрана таким образом, чтобы избежать рассмотрения громоздких вычислений; это позволит сосредоточиться на содержательной части постановки проблемы и максимально облегчить ее понимание. Поэтому при изложении основного текста мы постарались по возможности избежать «болезни» излишнего, иногда совершенно неоправданного математизирования, которая свойственна некоторым работам. Все необходимые математические выкладки читатель найдет в приложениях.

Теги: Россия


МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ: Оборона и безопасность