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武器裝備作戰評估有關問題研究

2019-12-09 11:23陳小衛韋國軍
裝甲兵工程學院學報 2019年3期
關鍵詞:原型研制評估

薄 云, 陳小衛, 韋國軍

(1. 航天工程大學研究生院, 北京 101416; 2. 白城兵器試驗中心, 吉林 白城 137001;3. 航天工程大學航天保障系, 北京 102206)

作為實戰化導向在武器裝備試驗鑒定領域的具體體現,作戰試驗是我軍編制體制改革的一項重要內容[1],更是武器裝備試驗鑒定體制改革的關鍵內容。經過近年學術領域和工程領域的共同努力,現已基本構建了能夠支撐作戰試驗組織實施的基礎理論框架,基本摸清了作戰試驗的概念內涵[2-7]、特點規律[3,5-7]、體制機制[5-7]和實施要素[2-4,6]。這些成果的實踐運用,較好地保障了涵蓋陸、海、空、天、網、電等諸軍兵種的多型武器裝備作戰試驗任務,基本實現了我軍試驗鑒定新老體制的平穩過渡。

但客觀分析,我軍的作戰試驗無論是在理論研究界,還是工程實踐界,都存在很多亟需深化細化的內容。如作戰評估[8],我軍將其分為初期作戰評估和中期作戰評估,與作戰試驗類似,它們都從作戰角度對武器裝備進行評估,但實施的時機、職能和側重點卻有所不同。筆者基于作戰評估的概念內涵,考察了作戰評估與裝備研制過程的關系,研究了作戰評估在武器裝備全壽命周期作戰試驗活動中的職能作用,最后提出武器裝備開發原型,給出了界定初期作戰評估、中期作戰評估、作戰試驗的區分原則,以利于三者各盡其職、順次承接,可為提升武器裝備全壽命周期作戰試驗活動的綜合效益提供參考。

1 作戰評估是裝備研制的必需環節

武器裝備的作戰評估是在武器裝備研制的早期,尚未完成狀態鑒定的情況下,對武器裝備未來作戰效能與適用性的情況進行評估和預測的試驗鑒定活動。雖然它從使用方的角度評估武器裝備,但對于武器裝備的研制過程來說,也有著巨大的實踐意義。

武器裝備的研制過程必須遵守的一個基本原則是盡可能在早期發現并解決武器裝備的設計缺陷[9]。因為隨著武器裝備的形態由部件、分系統、子系統、集成系統、納入作戰體系的順序逐漸復雜化,其缺陷可能的影響范圍會越來越廣、程度會越來越深,與之相對應的缺陷糾正成本也會越來越高,甚至是在其列裝之后,為了不破壞整個作戰體系的完整性,而不得不急劇增加它在整個生命周期中的保障資源,以彌補其缺陷造成的影響。正是因為該原則,在武器裝備的研制過程中,研發部門需要通過一定的信息反饋,迭代調整武器裝備設計方案的特定參數,從而克服武器裝備設計缺陷,實現設計目標。

武器裝備設計缺陷包括技術性能指標和作戰使用指標2個方面,對于研制部門來說,通常只能依據技術性能指標的達成情況來推斷階段性任務的完成情況。雖然研制部門可以通過分析研究,將作戰使用指標轉化成一組與之對應的技術性能指標,進而判斷武器裝備的研制在作戰使用指標方面是否也達成了研制要求;但是在很多情況下,尤其是在武器裝備研制的早期,由作戰使用指標對應及分解而成的技術性能指標往往并不能涵蓋作戰使用指標所指代的作戰使用需求。因此,在這種情況下,作戰試驗鑒定部門必須介入研發過程,代表最終的作戰使用人員,估測最終的作戰效能和適用性,提出武器裝備設計在作戰使用方面的反饋信息,從而協助研發部門,在武器裝備全壽命周期盡可能的早期,排除缺陷,改進設計,進而提升武器裝備全壽命周期的綜合效益。而且,從武器裝備的研發規律來看,這樣的信息反饋活動應當不止少數的幾次,而應伴隨武器裝備的研發過程,根據需求及時參與評測,及時給出反饋,進而及時做出改進。

2 作戰評估是作戰試驗的重要支撐

武器裝備完成狀態鑒定之后實施的作戰試驗是判斷武器裝備是否可以列裝定型的最重要的試驗環節。但僅實施該階段的作戰試驗,結果的有效性卻非常有限,需通過作戰評估,提升作戰試驗的把關實效。

2.1 提升作戰試驗過程的實戰化水平

作戰試驗是從最終作戰使用的角度,考察擬列裝武器裝備完成既定作戰任務和適用于既定作戰任務的程度。因此,從其本質上來說,作戰試驗必須“像作戰一樣試驗”,即盡可能在不被干擾的情況下連貫實施(模擬的)作戰任務。然而,當前作戰試驗通常把作戰任務加以分段,或者指定作戰任務的某些作戰參數(如某型戰車以某車速行進至某指定地點,以某預設射擊參數,打擊某假想目標)。采用這種分段和預設參數的目的,主要是為了配合測量測試裝備,以采集到鑒定評估所需的武器裝備作戰應用數據。但是,這種處理方式卻犧牲了試驗的作戰真實性。

可以看出,上述必須干擾作戰進程才能采集到的試驗數據大多數與武器裝備的技術性能指標相關,而這些數據又通常有比較高的數據精度要求,因此必須使用較為精密的試驗設備才能加以測試和測量。如果把這類數據的測試測量任務合并到性能試驗當中,適當地強化其試驗過程的作戰背景,以一體化試驗的方式開展數據采集,并以作戰評估的形式(依據這些數據的實測結果)預估武器裝備的作戰效能和適用性,則既滿足了當前作戰試驗對于試驗數據的需求,更重要的是,它最大可能地降低了試驗過程對于(模擬)作戰過程的干擾,甚至可以做到“仗怎么打,試驗就怎么做”。

2.2 強化作戰試驗結果的有效性水平

對于作戰試驗來說,它最終獲得的數據由3類信息構成:第一類是武器裝備自身固有特性的信息;第二類是武器裝備作戰操作所處的環境信息;第三類是來自整個試驗系統的其他信息。其中:第一、二類信息是作戰試驗的有用信息;第三類信息是作戰試驗不需要但卻無法避免的噪音信息。而作戰試驗的有效性,則體現在通過精心設計,獲得盡可能精確的第一、二類信息,并降低第三類信息的影響,從克服噪音的角度,盡可能提升試驗對于第一、二類有用信息的敏感程度和判讀精度。

上述的任務分段和預設參數的處理方式在作戰試驗結果中將會引入大量噪聲。這些噪聲遮蔽了武器裝備自身固有特性和作戰使用環境相關的信息,導致難以判斷試驗中武器裝備的特定作戰表現是源于武器裝備的自身特性或環境要素,還是因為采用了分段和指定的參數才產生這樣的作戰表現。這就使得試驗結果無法以更好的精度反映武器裝備的真實作戰水平,大大降低了作戰試驗的有效性。

如果將這些數據采集任務提前到研制過程的前期,避免了分段和預設參數的處理方式,也就自然降低了這種人為引入噪音信息的影響,從而提升了作戰試驗的有效性。通過強化實施作戰評估提升作戰試驗有效性更為重要的方面是它可以在裝備研制的早期,逐步深化武器裝備與作戰環境之間交互作用的認識,根據實際優化指標體系和優選影響因素,從而通過試驗設計,直接強化作戰試驗對于第一、二類信息的有效提取。如:在某型戰車的研制過程早期,通過作戰評估基本可以確定該型戰車由于引入新型車身穩定系統,其執行突擊任務的作戰效能幾乎不受地形地貌因素的影響;但是,通過作戰評估,發現該型戰車引入的新型偵查系統對其執行突擊任務的作戰效能有明顯影響,具體的影響程度有待進一步明確。那么,在作戰試驗的設計中,就可以不考慮地形地貌因素,而是細化設置偵查系統的不同參數組合,從而使得試驗結果更加高效地包含了符合考察需求的第一、二類信息。

2.3 確定作戰試驗樣本的容量水平

作戰試驗的耗資巨大,尤其是在加入對抗因素之后,其任務規模更是大大超出了前期所有的試驗活動。由于作戰試驗的資源消耗總量基本上和試驗樣本容量成正比,因此,從資源消耗的角度來說,應當盡可能壓縮作戰試驗的樣本容量。但從試驗結果有效性的角度來說,更大的樣本容量往往可以產生精度更高的試驗結果,繼而也就能夠為裝備的發展決策提供更加體現武器裝備真實作戰水平的鑒定結果。對于試驗鑒定的計劃管理部門來說,權衡以上二者的利弊,選定綜合效益最佳的樣本容量水平,是作戰試驗任務實施前最為重要的決策內容之一。

當前作戰試驗的樣本容量確定辦法通常是在所有影響因子的全部水平組合中,由專家依據經驗選取重要的樣本點,從而形成試驗樣本,其樣本單元的個數也就是其樣本容量。這種做法是在不得已的情況下作出的權宜之計,缺乏科學嚴謹性。而如果有效實施了作戰評估,則試驗人員可以根據評估結果預測作戰試驗的效應結果、精度水平,再根據給定的第一、二類錯誤的允許水平(或者試驗允許的結果精度水平)以及試驗所能承受的資源消耗水平,利用數理理論確定試驗樣本容量[10]。

2.4 深化作戰試驗的服務實戰水平

武器裝備試驗鑒定體制機制改革以后,對作戰試驗鑒定提出的一個明確要求是在提出批量生產意見的同時,需要隨附關于武器裝備操作使用和作戰應用的參考。該要求反映了管理機關對我軍試驗鑒定長久以來一直存在的一個問題的反思,即試驗鑒定重軟硬件等武器裝備實體的考核,而輕操作規程、訓練規程、作戰規程的檢驗。然而,僅僅依靠作戰試驗,顯然是難以完成該要求所提出的相關內容的。而如果有效實施作戰評估,則可以較好地滿足該要求所提出的各個方面。

首先,有效實施的作戰評估不僅可以預測作戰效能和作戰適用性,而且可以發現哪些作戰環境因素對于作戰表現影響大,哪些影響小。那么對于需要“出奇制勝”的作戰應用,則可以提出利用對作戰表現影響大的環境因素的參考;對于需要“穩定表現”的作戰應用,則可以提出利用對作戰表現影響小的環境因素的參考。

其次,有效實施的作戰評估需要關注的一個重要方面,即被試武器裝備是否便于操作、訓練和部署。那么,基于評估過程所收集的相關信息,完全可以對研制部門提供的操作手冊、訓練手冊(作戰試驗之前必須組織人員培訓,使其達到作戰操作武器裝備的平均水平,而這方面的最初訓練是由研制部門提供的)進行有效性評估,進而提出改進意見,最終形成優化的相關手冊。

最后,有效實施的作戰評估還需要關注的一個重點內容,是武器裝備是否便于保障。對于維持或恢復武器裝備作戰水平,作戰評估需要關注其設計及所需的保障操作、保障資源是否足夠通用化、系列化、組合化,及時反饋信息、迭代設計,并積累信息,在研制部門提供其保障手冊的時候,對照檢查其內容是否反映了武器裝備保障的真實情況,提出改進意見,最終形成優化的相關手冊。

3 作戰評估的類別及其與作戰試驗的區別

我軍將作戰評估分為初期作戰評估與中期作戰評估。二者均由作戰試驗部門組織開展,都是為了預測武器裝備的作戰效能和適用性而實施,也都根據評估結果,為研制部門提出武器裝備設計的改進建議,或是為作戰試驗提出優化建議。因此二者在職能方面的相似性很高,甚至我軍也未明確提出二者在時間上的區分界限,只是規定初期作戰評估起始于裝備批準立項研制之后,中期作戰評估結束于裝備鑒定審查前。另外,由于作戰評估的部分內容是作為一體化試驗中的作戰試驗加以實施的,那么在作戰評估和作戰試驗之間,也存在著易于混淆的認識。為了促進試驗鑒定工作的順利實施,必須理清初期作戰評估、中期作戰評估、作戰試驗的認識。具體可從下文提出的武器裝備開發原型的角度加以區分。

3.1 武器裝備開發的階段性特征

武器裝備的研制通常需要分解到階段性任務,通過階段性任務的完成,逐步構建滿足作戰需求的武器裝備。在每一階段的開始,通常會設計(可能會實際構建)一個原型系統,然后通過試驗(可能包括鑒定)來檢驗該原型系統與預想目標是否保持一致,再依據試驗反饋,對原型系統作出調整,形成本階段最接近于預設目標的階段性系統。這些階段與階段之間彼此銜接,但又保持相對獨立。對于每個階段來說,它們都是由一組或多組“計劃、實施、檢驗、改進”工作構成的閉環流程。而每個階段最終的改進結果,又成為下一個階段開始的計劃環節的輸入。由此形成武器裝備開發螺旋式前進、迭代式發展的階段性特征。

3.2 武器裝備開發的3個原型系統

通過進一步研究,可以把武器裝備部署到戰場之前的發展形態劃分為3個原型系統。而圍繞著3個原型系統開展的“計劃(設計)、實施(構建)、檢驗(試驗鑒定)、改進(調整參數)”工作,即構成了武器裝備研發過程界限清晰、職能明確、密切銜接的3個大的階段。這3個原型系統分別是概念原型、開發原型和作戰原型。

3.2.1 概念原型

概念原型即關于武器裝備是什么樣的,以及武器裝備應被怎樣應用的構想。它的主要載體是裝備研制方案,其推演和展示媒介可能是各種解析模型或模擬仿真模型。概念模型起始于對于作戰需求、技術可行性、資源(包括資金、日程等)可承受性3方面的權衡分析,成熟于確定作戰效能與適用性指標,以及確認可行技術方案。通過概念模型,即從作戰的角度明確了待研發的武器裝備將被應用于何種任務,以及它完成任務的程度和在預設的作戰環境下的耐受程度。

3.2.2 開發原型

開發原型即關于武器裝備如何通過(開發周期內可以獲得的)技術加以實現的構想。它的主要載體是武器裝備逐步完善成熟的技術實現方案,可能通過解析模型、模擬仿真模型、工程研制樣機(或其子系統、部件)、(和武器裝備最終形態相當接近的)試制樣機的形式加以推演和展示。開發原型起始于作戰效能指標向工程技術指標的轉化,即確定武器裝備在技術方面的開發目標,歷經多輪試制、試驗(可能包括鑒定)、調整技術方案中的武器裝備參數,直至確定依據技術方案開發的武器裝備可以達成技術開發目標,即最早可以結束于狀態鑒定,最晚可以結束于定型鑒定。

開發模型可細分為系統集成之前的開發原型和系統集成之后的開發原型。系統集成之前的開發原型是一種探索性的原型系統,它需要不斷嘗試性地調整部件級、子系統級、系統級的武器裝備參數,直至原型系統反映的武器裝備作戰表現滿足了設計目標要求;系統集成之后的開發原型是一種驗證性的原型系統,它需要通過科學而規范的演示和評測程序(主要是一系列的假設檢驗活動),驗證確認如果按照嘗試而得來的參數構建的武器系統確實能夠滿足設計的目標要求。

3.2.3 作戰原型

作戰原型即關于武器裝備應用于實戰時,應具有何種形態,以及具備何種功能、性能、效能、適用性的構想。它的主要載體是武器裝備逐步完善成熟的生產工藝方案,可能通過解析模型、模擬仿真模型、小批量生產樣機的形式加以推演和展示。起始于武器裝備技術實現方案基本固化(最理想的情況是通過了狀態鑒定,技術實現方案完全固化),制定了生產方案,并試生產了小批量樣機,結束于通過作戰試驗和定型鑒定。

3.3 基于原型系統的區分原則

以上3類原型系統環環相扣,彼此依存,但其構建的目的卻各不相同,非常易于區分。經過分析,可以看出,這3類原型系統實際上是和初期作戰評估、中期作戰評估、作戰試驗一一對應的。那么在實踐的過程中,就可以按照評估或試驗的原型系統對象,將其區分為初期作戰評估、中期作戰評估和作戰試驗。于是,在實踐中就更容易確定各階段評估或試驗任務的起止時間、考核內容、完成標準等試驗設計與實施的關鍵要素。

需要指出的是,如果武器裝備完成系統集成后,開發原型系統的推演與展示媒介是成系統的試制樣機,那么這樣的開發原型系統是“準作戰原型系統”。面向準作戰原型系統,可以開展狀態鑒定與作戰試驗合并實施的一體化試驗。但是這些一體化實施的作戰試驗并不能完全替代面向作戰原型系統的作戰試驗。

4 結論

本文通過研究作戰評估與裝備研制過程、作戰試驗的相互關系,展示了作戰評估對于武器裝備研制開發,乃至武器裝備的作戰運用所具有的重要把關職能和大力推進作用,并對如何界定早期作戰評估、中期作戰評估與作戰試驗給出了基于武器裝備開發原型的區分原則,從而在今后開展相關評估或試驗工作時,可以更加清晰地設定評估或試驗目標、劃定評估或試驗工作的起止界限,以及確定評估或試驗工作的完成標準。

基于作戰評估與作戰試驗在任務上存在的相似性,可以在未來開展相關評估工作時,參照現有的關于作戰試驗的研究成果與實踐經驗加以組織實施。但由于作戰評估在任務主體、任務對象、任務所處的裝備研發階段等方面存在的特殊性,其組織實施又必須做出相應的調整。限于篇幅,本文未對此加以展開,需要在今后的研究中加以充實。

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