CC BY
75Алгоритм военно-экономической
оценки эффективности использования робототехнических
комплексов в составе подразделений Вооруженных Сил Российской Федерации
Полковник запаса A.B. ЛЕОНОВ, доктор экономических наук
Майор В.В. ТРУЩЕНКОВ
Майор Д.В. НЕСТЕРОВ
АННОТАЦИЯ
Представлены основные этапы алгоритма проведения оценки эффективности использования робототехнических комплексов военного назначения в составе подразделений Вооруженных Сил РФ. Рассмотрен пример использования алгоритма для решения задач, связанных с применением робототехнических комплексов в составе сетевых архитектур типа «рой».
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Робототехнические комплексы военного назначения, система критериев, военно-экономическая оценка.
ABSTRACT
The paper presents the main stages of the algorithm to estimate the effectiveness of using military robotic complexes within RF AF units. The paper examines an instance of using this algorithm to solve problems related to the employment of robotic complexes within network architectures of the swarm type.
KEYWORDS
Military robotic complexes, system of criteria, military-economic estimate.
НА ПРОТЯЖЕНИИ последних 20 лет развития вооружения, военной и специальной техники процесс их роботизации приобрел роль ключевого технологического направления и стал центральным звеном в новых концептуальных подходах к развитию Вооруженных Сил. В настоящее время роботизация — уже не модный тренд, а насущная необходимость и неотъемлемое условие создания армии будущего.
Путем роботизации вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) предполагается значительно повысить эффективность выполнения ряда боевых задач, а также максимально уменьшить количество военнослужащих, непосредственно участвующих в боевых действиях.
Толчком к ускоренному развитию робототехнических комплексов военного назначения (РТК ВН) послужил значительный научно-технический прогресс в таких областях, как: микроэлектроника, материаловедение, нано- и биотехнологии, технологии искусственного интеллекта. Интенсивная разработка РТК ВН началась в 90-х годах прошлого века и на сегодняшний день уже более десятка стран мира занимаются созданием робототехнических комплексов, предназначенных для решения широкого спектра задач.
Первое широкомасштабное применение РТК ВН осуществлено во время вторжения США и их союзников в Ирак в 2003 году. В начале боевых действий армией США применялись лишь беспилотные летательные аппараты с целью ведения разведки. В 2005 году на территории Ирака американцы использовали уже более сотни РТК ВН различного назначения, доведя к концу компании их число до десяти тысяч.
Применение военных роботов в ходе боевых действий в Ираке продемонстрировало их очевидные преимущества, а в ряде случаев и незаменимость для решения отдельных
военных задач. Так, использование беспилотных летательных аппаратов для ведения тактической разведки существенно повысило уровень осведомленности командования об обстановке на поле боя. Использование дистанционно-управляемых инженерных машин при разминировании минных полей позволило в 2—3 раза увеличить темп наступления войск и значительно сократить потери личного состава.
В настоящее время в США ведутся работы по роботизации практически всей номенклатуры образцов ВВСТ, применение которых связано со значительным риском для жизни и здоровья личного состава либо неблагоприятным влиянием человеческого фактора. Американскими компаниями уже налажено массовое производство РТК ВН, а вооруженные силы отработали тактику их применения в реальных боевых условиях.
Основные направления работ по развитию военной робототехники в Российской Федерации, в принципе, совпадают с зарубежными, но наша страна находится на этапе перехода от создания базовых военных технологий и подсистем робототехнических комплексов различных классов к проведению опытно-конструкторских работ по созданию перспективных РТК ВН и принятию на вооружение отдельных образцов.
Существующее состояние дел в области роботизации отечественного ВВСТ, а также жесткие ограничения финансовых ресурсов, указывают на
необходимость акцентирования внимания на решении задач военно-экономического обоснования мероприятий по оснащению Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ) перспективными РТК ВН.
В данной связи возникает потребность в формировании общего алгоритма военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ.
Для формирования данного алгоритма необходимо определиться с системой критериев оценки эффективности РТК ВН, в основу которой целесообразно включить совокуп-
ность общих критериев военно-экономической оценки, широко используемых в современной методологии программно-целевого планирования развития системы вооружения ВС РФ, и критериев, связанных с непосредственной целевой направленностью использования робототехни-ческих комплексов, в том числе на снижение потерь личного состава.
Исходя из этого для оценки эффективности использования РТК ВН подразделениями ВС РФ при решении боевых задач предлагается использовать три группы критериев: военные, экономические и дополнительные (рис. 1).
Рис. 1. Критерии оценки эффективности использования РТК ВН
Вначале отметим общие критерии военно-экономической оценки1. Задача военно-экономической оценки состоит в формировании различных вариантов достижения поставленной цели, всестороннем их анализе и нахождении наиболее предпочтительного варианта. При этом используется триада показателей: достигаемый эффект (IV), затраты ресурсов (С) и время (Т). Показатель IV может выражать боевую эффективность (вероятность поражения объектов противника, соотношение сил и средств сторон и др.). Вследствие того что выполнение боевой задачи требует расхода разнородных ресурсов, наиболее часто показатель С имеет стоимостную форму. Временной по-
казатель Т, как правило, выражает длительность выполняемого мероприятия.
В зависимости от характера решаемой задачи один из перечисленных показателей обычно выбирается критерием, а два других выступают в качестве ограничений.
Применительно к военно-экономической оценке эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ классическими являются следующие три постановки задачи:
1) W шах при С < Свыд, Т < Т3ад. (1)
2) С -> min при W > Гтреб, Т < Гзад. (2)
3) Т min при W > С < Свыд. (3)
Если требуется организовать мероприятие так, чтобы в заданное время Г выполнить задачу с максимально возможным уровнем эффективности и при этом уложиться с расходом ресурсов С в объем, не превышающий С , то формулировка задачи будет иметь вид согласно выражению (1).
Вторая формулировка задачи (2) имеет место в случае, когда время задается и требуется достичь уровня эффективности не ниже требуемого б при минимальном расходе ресурсов.
Третья формулировка задачи (3) направлена на минимизацию времени достижения цели, когда задан уровень выполнения задачи и известно ограничение по ресурсам Свыд.
Приведенные постановки (направления решения задачи) тесно взаимосвязаны и при решении оптимизационных задач военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН подразделениями ВС РФ образуют циклическую последовательность.
На основе вышеизложенных общих положений в качестве примера сформированы возможные постановки задач (для 1 и 2 варианта) военно-экономической оценки РТК ВН, которые показаны на рисунке 2.
Основными исходными данными являются:
• вектор показателей, характеризующих содержание каждой из боевых задач РТК (перечень, объемы, сроки, требуемая эффективность выполнения и необходимые для этого ресурсы);
• состояние системы РТК ВН на начало программного периода;
• состояние и перспективы развития РТК ВН за рубежом;
• сценарии (модели) боевых действий (операций);
• методы и модели оценки эффективности решения задач РТК ВН;
• прогнозируемые объемы затрат на переоснащение подразделений ВС РФ.
Основные этапы военно-экономической оценки:
• подготовка исходных данных;
• выбор варианта постановки задачи (1 или 2);
• формулировка отдельных условий задачи в соответствии с выбранным вариантом постановки;
• решение задачи и анализ полученных результатов;
• вариация исходных данных в соответствии с вариантами расчетов;
• выбор рационального варианта переоснащения подразделений ВС РФ на РТК ВН;
• обобщение полученных результатов.
В качестве дополнительного критерия оценки (см. рис. 1) предлагается использовать предотвращенный ущерб (АУ) от потерь личного состава за счет использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ:
ду _ у ввст_у ртк ^
где: у ввст — ущерб от потерь личного состава при применении только традиционных ВВСТ;
у ртк — ущерб от потерь личного состава при использовании РТК ВН.
Опираясь на базовые принципы программно-целевого планирования развития ВВСТ2, существующие методы оценки стоимостных показателей высокотехнологичной продукции3, а также совокупность военно-экономических и дополнительных критериев (см. рис. 1), решение задачи оценки эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ можно представить в виде следующей последовательности действий.
1. Оценка стоимости Сввст и эффективности И^ввст решения г-ж боевой задачи ( V/= 1,/ )> подразделе-
Исходные данные
Затраты
Варианты постановки задачи
С< С
С—► с
^ ^тпт
Требуемые ресурсы
Объемы выделяемых ресурсов
Эффективность
IV ^ шах
Вариация ИД
Форму^гаровказадачи 1 2
Решения (анализ полученных результатов)
Перечень и объемы задач РТК ВН
Требуемый уровень выполнения задач
Вариация ИД
ИД — исходные данные
Выбор рационального варианта
Рис. 2. Варианты постановки задач военно-экономической оценки РТК ВН
ниями, оснащенными традиционным (экипажным) ВВСТ, с учетом нормативно заданного (прогнозируемого) ущерба уввст от потерь личного состава.
2. Оценка стоимости Сртк и эффективности УУ^РТК решения г-ж боевой задачи ( \// = 1,/ ) подразделениями, оснащенными традиционным (экипажным) ВВСТ и перспективными РТК ВН, с учетом ожидаемого ущерба от потерь личного состава У ртк.
I
3. Военно-экономическая оценка полученных результатов:
а) Жввсг и Жртк при фиксированной стоимости решения г-ж боевой
задачи и ущербе от потерь личного состава;
б) Сввст и Сртк при фиксированной эффективности решения г-ж боевой задачи и ущербе от потерь личного состава;
в) уввст и У.ртк (при этом предотвращенный ущерб от использования РТК ВН будет равен ДУ = Уввст — У ртк) при фиксированных значениях эффективности и стоимости решения г-ж боевой задачи.
Общая структура военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН подразделениями ВС РФ при решении боевых задач показана на рисунке 3.
Традиционные (экипажные) ВВСТ
РТКВН
эддВВСТ £ВВСТ_
эффективность и стоимость выполнения /-й боевой задачи подразделениями, оснащенными традиционным (экипажным) ВВСТ; уввст — заданный (прогнозируемый) ущерб от потерь л/с
И/,ртк, С™ -эффективность и стоимость выполнения /-й боевой задачи подразделениями, оснащенными традиционным (экипажным) ВВСТ и РТК ВН;
урк — ущерб
от потерь л/с
Военно-экономическая оценка
Анализ эффективности и стоимости выполнения 1-й боевой задачи до и после оснащения подразделений ВС РФ перспективными РТК ВН
Рис. 3. Общая структура военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН подразделениями ВС РФ при решении боевых задач
Таким образом, военно-экономическая оценка эффективности использования РТК ВН является многокритериальной и многовариантной задачей, для решения которой необходимо определить области возможных вариантов боевого применения РТК ВН и рациональный вариант соотношения тради-
ционных (экипажных) ВВСТ и РТК ВН подразделениях ВС РФ, обеспечивающие требуемые значения критериев военно-экономической оценки.
Для решения данной задачи целесообразно использовать методологию военно-экономического обоснования интеграции нетрадиционных
образцов ВВСТ (технологий и материалов) в состав системы вооружения ВС РФ4.
Предлагаемый алгоритм военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН для решения боевых задач включает следующие основные этапы (рис. 4).
Этап 1 — формирование исходных данных (в том числе I (/ = 1.. .7) — множество боевых задач, решаемых подразделением).
Этап 2 — оценка эффективности (Жввст) и затрат (Сввст) на решение
Военно-экономическая оценка эффективности использования РТК ВН является многокритериальной и многовариантной задачей.
г-ж боевой задачи подразделением, оснащенным традиционным (экипажным) ВВСТ, оценка ущерба от потерь личного состава у ввсг.
Рис. 4. Алгоритм военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН при решении боевых задач
Этап 3 — оценка эффективности (УУРТК) и затрат (Сртк) на решение г-ж боевой задачи подразделением, оснащенным традиционным (экипажным) ВВСТ и перспективными РТК ВН, оценка ущерба от потерь личного состава У ртк.
I
Этап 4 — определение области возможных парето-оптимальных (недоминируемых) вариантов боевого применения РТК ВН, для которой ^ртк(уртк сртк) будет больше, чем щввст (у рта С ртк) при использовании только традиционных (экипажных) ВВСТ, при условии снижения ущерба от потерь личного состава и не превышении выделенных объемов ассигнований Свыд:
Щртк (у ртк £,ртк ) > ЩВВСТ (уввст ^ВВСТ ^
(5)
у РТК < у ВВСТ СРТК < Свыд =
Этап 5 — формирование области возможных вариантов соотношения традиционных (экипажных) ВВСТ и РТК ВН, используемых подразделением для решения боевых задач, в которых может быть обеспечено приращение эффективности, согласно критериальным условиям (5).
Этап 6 — выбор рационального варианта соотношения традиционных (экипажных) ВВСТ и РТК ВН, используемых подразделением для решения боевых задач осуществляется по критерию АЦ/Г(АС, АУ) —> шах.
При этом возможны три основных направления военно-экономической оценки:
а) оценка приращения эффективности АЩ (АЩ = Жртк — Жввст) при решении г-ж боевой задачи с использованием РТК ВН при фиксированных затратах С на ее решение и нормативно заданном ущербе У. по сравнению с эффективностью решения этой же задачи только традиционным (экипажным) ВВСТ;
б) оценка снижения затрат АС. (АС. = Сввсг - Сртк) на решение г-ж боевой задачи с использованием РТК ВН при фиксированной эффективности ЦТ. ее решения и нормативно заданном ущербе У по сравнению с затратами на решение этой же задачи только традиционным (экипажным) ВВСТ;
в) оценка предотвращенного ущерба от потерь личного состава А У. (А У. = Уввст - Уртк) при решении г-ж боевой задачи с использованием РТК ВН в случае фиксированной эффективности Щ ж стоимости С ее решения по сравнению потерями личного состава при решении этой же задачи только традиционным (экипажным) ВВСТ.
Следует отметить, что с учетом других критериев (например, критерия оценки реализуемости вариантов) число направлений военно-экономической оценки может существенно возрасти. В данном случае необходимо провести ранжирование критериев военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН с учетом их приоритетов.
Разработанный алгоритм может быть использован для решения других задач, связанных с применением РТК ВН. Одной из таких актуальных задач является оценка эффективности применения РТК ВН в составе сетевых архитектур типа «рой»5. Под роем в данном случае понимается совокупность (система) РТК ВН, в которой каждый элемент функционирует автономно по достаточно простым алгоритмическим правилам в тесном согласованном взаимодействии с другими аналогичными (одинаковыми) элементами в направлении достижения какой-то одной общей цели.
Робототехнические системы как нельзя лучше подходят для внедрения самых различных форм и способов
применения роев. Существующий уровень технологий искусственного интеллекта уже позволяет реализовать возможность группового применения РТК ВН, а использование относительно недорогих образцов мини- или микроробототехнических средств обеспечит решение боевой задачи с использованием принципа «много, но дешево».
Постановку задачи военно-экономической оценки целесообразно-
сти и эффективности использования РТК ВН в составе сетевых архитектур типа «рой» для решения задач подразделениями ВС РФ можно сформулировать следующим образом.
Требуется найти рациональный вариант V* комплексирования некоторого множества РТК ВН в сетевой архитектуре типа «рой», реализация которого даст максимальный эффект А \\ГРГ от их совместного применения:
(f) argmax A}fJ(Vn Jm Cm AfF), A WPJ=WPT-WT,
(6)
при следующих ограничениях
W*r >W ,T <T ,C <C ,
зад n зад n доп
где: У — п-й вариант комплексирования РТК ВН в составе сетевой архитектуры типа «рой»;
Vм — множество возможных вариантов комплексирования.
щт — соответственно эффективность совместного применения РТК ВН в сетевой архитектуре типа «рой» и эффективность традиционных форм и способов использования РТК ВН (т. е. независимо друг от друга);
— заданный (требуемый) уровень выполнения задач ВС РФ;
Г — время реализации п-то варианта;
Тад — заданный период времени на реализацию п-го варианта;
Сп — затраты (материальные, финансово-экономические и др.) на реализацию п-то варианта;
Сдоп — допустимые затраты на реализацию п-то варианта;
МСР — множество возможных онтологических особенностей использования РТК ВН в сетевой архитектуре типа «рой» (в том числе, варианты сетевой структуры роя, типы РТК ВН в рассматриваемом рое и т. д.).
Возможна и противоположная постановка задачи выбора рационального варианта комплексирования, направленная на минимизацию временных и/или финансово-экономических затрат Тп(Сп) -> min для достижения заданного (требуемого) уровня эффекта, т. е. Л WPT(T, Сп) > W .
зад
На основе военно-экономических оценок с использованием предло-
На основе военно-экономических оценок с использованием предложенного алгоритма могут быть сформулированы научно обоснованные рекомендации относительно путей или направлений использования перспективных РТК ВН в новых сетевых архитектурах типа «рой», а также о целесообразности и эффективности использования этих архитектур для решения задач Вооруженных Сил Российской Федерации.
женного в данной статье алгоритма могут быть сформулированы научно обоснованные рекомендации относительно путей или направлений использования перспективных РТК ВН в новых сетевых архитектурах типа «рой», а также о целесообразности и эффективности использования этих архитектур для решения задач Вооруженных Сил Российской Федерации.
Таким образом, в рамках данной статьи предложена совокупность общих критериев военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ и критерия предотвращенного ущерба от потерь личного состава в результате использования РТК ВН.
На основе данных критериев сформирован алгоритм военно-экономической оценки эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ, предусматривающий проведение многовариантной сравнительной оценки эффективности выполнения боевой задачи под-
Предложена совокупность общих критериев военно-экономической оценки
эффективности использования РТК ВН в составе подразделений ВС РФ и критерия предотвращенного ущерба от потерь личного состава в результате использования РТК ВН.
разделениями, оснащенными только традиционным (экипажным) ВВСТ, и подразделениями, имеющими на вооружении РТК ВН.
Реализованный в рамках предлагаемого алгоритма методический подход к военно-экономической оценке эффективности позволит выявить область боевых задач, в которых применение РТК ВН наиболее целесообразно, и определить рациональный вариант соотношения традиционных (экипажных) ВВСТ и РТК ВН в составе подразделений Вооруженных Сил Российской Федерации.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Выкупов С.Ф. Военно-экономический анализ: учебник. М.: ВУ, 2015; Военно-экономический анализ в экономике военного строительства: современные проблемы и тенденции развития: монография / под общ. ред. С.Ф. Викулова. Москва—Ярославль: ЯВФЭИ, 2007.
2 Буренок В.М.у Буравлев А.И., Брез-гин B.C. Методология программно-целевого планирования развития системы вооружения на современном этапе. М.: Издательский дом «Граница», 2012; Буренок В.М.у Ивлев A.A., Корнак В.Ю. Развитие военных технологий XXI века: проблемы, планирование, реализация. Тверь: Издательство ООО «Купол», 2009; Буренок В.М.у Леонов A.B., Пронин А.Ю. Военно-экономические и инновационные аспекты интеграции нетрадиционных
видов оружия в состав системы вооружения. М.: Издательская группа «Граница», 2014.
3 Буренок В.М.у Лавринов Г.А.у Подольский А.Г. Оценка стоимостных показателей высокотехнологичной продукции. М.: Издательская группа «Граница», 2012.
4 Буренок В.М.у Леонов A.B., Пронин А.Ю. Военно-экономические и инновационные аспекты интеграции нетрадиционных видов оружия в состав системы вооружения.
5 Леонов A.B., Пронин А.Ю. О роли и месте сетевых архитектур типа «рой» в концепциях современных войн и необходимости их военно-экономической оценки» // Электронный научный журнал «Вооружение и экономика». 2017. № 3 (40). С. 3—13.
