基于系統(tǒng)工程的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施流程問題研究

劉仕雷， 柯宏發(fā)， 祝冀魯

(1. 裝甲兵工程學(xué)院 裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝備學(xué)院 裝備試驗(yàn)系， 北京 102206)

基于系統(tǒng)工程的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施流程問題研究

劉仕雷1， 柯宏發(fā)2， 祝冀魯2

(1. 裝甲兵工程學(xué)院 裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝備學(xué)院 裝備試驗(yàn)系， 北京 102206)

提出了基于系統(tǒng)工程理論和方法的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施流程。分析了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施的系統(tǒng)工程需求和美軍裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施特點(diǎn)，提出了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)基于時(shí)間維、邏輯維和知識維的系統(tǒng)工程三維結(jié)構(gòu)和包括14個實(shí)施步驟的系統(tǒng)工程應(yīng)用架構(gòu)，分析了作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程應(yīng)用的評估、決策、優(yōu)化等辨識過程，探索了試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃、總體方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)資源及條件建設(shè)、試驗(yàn)部署實(shí)施、試驗(yàn)鑒定與評估等5個不同組織實(shí)施階段的系統(tǒng)工程具體應(yīng)用，給出了作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施過程中的系統(tǒng)工程應(yīng)用實(shí)例。

裝備；作戰(zhàn)試驗(yàn)；系統(tǒng)工程

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)是全壽命管理過程中的一個重要試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑淠康氖谦@取、核實(shí)和提供體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性數(shù)據(jù)。通過作戰(zhàn)試驗(yàn)，不僅可以分析評估裝備在近似真實(shí)作戰(zhàn)環(huán)境中完成規(guī)定作戰(zhàn)使命的作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性和體系貢獻(xiàn)度，還可以不斷地對存在的作戰(zhàn)使用缺陷、隱患等進(jìn)行完善或改進(jìn)[1-4]。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的組織實(shí)施流程，是為實(shí)現(xiàn)裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)而對試驗(yàn)全過程如何系統(tǒng)地劃分階段、如何系統(tǒng)地落實(shí)工作，以及如何系統(tǒng)地組織實(shí)施等各方面內(nèi)容進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和統(tǒng)一謀劃，是裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)指導(dǎo)思想和原則的具體運(yùn)用，是開展裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)實(shí)踐活動的直接指導(dǎo)。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的組織實(shí)施活動是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程過程。基于系統(tǒng)工程的理論和方法研究裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施活動，提出一套綜合的、達(dá)到最佳的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施方案，以滿足裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定需求，并為裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定過程中的評估、決策、優(yōu)化提供信息。論文對基于系統(tǒng)工程的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施流程的需求進(jìn)行了分析，提出了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)，并對裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的過程程序、辨識過程以及作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施工程過程等問題進(jìn)行了研究。

1 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施的系統(tǒng)工程需求分析

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)是一個充滿不確定性、動態(tài)性的復(fù)雜系統(tǒng)，試驗(yàn)系統(tǒng)要素之間的影響關(guān)系復(fù)雜，試驗(yàn)過程涉及范圍廣泛的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，試驗(yàn)過程的組織管理是一個很突出的問題。系統(tǒng)工程提供一整套方法，幫助協(xié)調(diào)和綜合裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)周期內(nèi)的各項(xiàng)活動[5-6]。成功運(yùn)用經(jīng)過考驗(yàn)的有序的系統(tǒng)工程過程，可以使得裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)或活動能適應(yīng)不斷變化的試驗(yàn)技術(shù)、作戰(zhàn)使用環(huán)境、部隊(duì)作戰(zhàn)需求，以及實(shí)現(xiàn)多種要求、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)考慮因素、約束條件等之間的平衡。因此，站在系統(tǒng)、體系的高度，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法，把裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)的研究、構(gòu)建和運(yùn)用過程科學(xué)化、程序化，并通過分階段決策與實(shí)施，解決作戰(zhàn)環(huán)境構(gòu)建以及作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)評估、決策與優(yōu)化難點(diǎn)，以逐步逼近裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)總體目標(biāo)。

1.1 系統(tǒng)工程過程需求

從總體上說，系統(tǒng)工程過程在裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施過程中某一個階段反復(fù)迭代，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由高到低層次上逐步遞歸，使試驗(yàn)鑒定從一個層次向下一個更詳細(xì)的層次逐步推進(jìn)。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定組織實(shí)施的系統(tǒng)工程過程包括技術(shù)管理過程和技術(shù)過程。從整體上對裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)要求進(jìn)行規(guī)劃、分析、分解、權(quán)衡、分配、指定、綜合和維持，可以發(fā)現(xiàn)一些具體的要求、試驗(yàn)方案并非最佳并加以更改，從而提高整個試驗(yàn)系統(tǒng)的效能。技術(shù)管理過程主要包括決策分析、技術(shù)規(guī)劃、技術(shù)評估、風(fēng)險(xiǎn)管理、技術(shù)狀態(tài)管理、技術(shù)數(shù)據(jù)管理等，技術(shù)過程主要包括試驗(yàn)鑒定要求形成、關(guān)鍵作戰(zhàn)問題分析、試驗(yàn)鑒定方案、試驗(yàn)鑒定組織實(shí)施、體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估等。

1.2 系統(tǒng)工程管理需求

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的精髓是運(yùn)用全壽命、全系統(tǒng)的方法進(jìn)行裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施過程的規(guī)劃、研發(fā)和實(shí)施。所謂全壽命系統(tǒng)管理就是對一個裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施周期進(jìn)行規(guī)劃和管理，具體反映在：(1) 針對作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)，運(yùn)用人機(jī)整合以優(yōu)化全系統(tǒng)性能(硬件、軟件和人)；(2) 針對被試裝備，考慮保障性、費(fèi)用、進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)等，做出相應(yīng)的系統(tǒng)決策，提升或優(yōu)化體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性、體系配置、編配使用等。裝備在其全壽命管理周期中偏離軍事需求越遠(yuǎn)，則裝備更改所引發(fā)的費(fèi)用就越高。出于作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定過程系統(tǒng)管理的需要，作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人在試驗(yàn)鑒定組織實(shí)施過程中進(jìn)行決策時(shí)，都需要考慮這種決策對裝備體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性的長期影響，同時(shí)注意運(yùn)用系統(tǒng)工程過程慣例，以降低費(fèi)用、性能和進(jìn)度方面的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 系統(tǒng)工程方法需求

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定應(yīng)該貫穿于裝備全壽命管理周期，系統(tǒng)工程方法是裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施系統(tǒng)工程的有機(jī)組成部分。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施系統(tǒng)工程方法主要包括兩方面的應(yīng)用：(1) 針對裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)的評價(jià)需求；(2) 針對被試裝備的評價(jià)需求。為了實(shí)現(xiàn)裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施系統(tǒng)的最優(yōu)決策、最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制與最優(yōu)管理，系統(tǒng)工程必須運(yùn)用一定的方法和手段。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施涉及的系統(tǒng)工程方法主要包括作戰(zhàn)試驗(yàn)過程組織管理方法、計(jì)劃評審方法、多目標(biāo)決策及其評價(jià)方法，以及建模與仿真方法等。

系統(tǒng)評價(jià)、決策等工程方法對作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)評定至關(guān)重要，試驗(yàn)準(zhǔn)備狀況評價(jià)能證明作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)已做好試驗(yàn)準(zhǔn)備。試驗(yàn)準(zhǔn)備狀況通常需要回答的決策或評價(jià)問題有：為什么要進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)？期望的作戰(zhàn)試驗(yàn)結(jié)果是什么？作戰(zhàn)試驗(yàn)結(jié)果對裝備研制或定型有何影響？作戰(zhàn)試驗(yàn)是否有充分的資源配置？作戰(zhàn)試驗(yàn)有何風(fēng)險(xiǎn)以及如何降低風(fēng)險(xiǎn)？所有的作戰(zhàn)試驗(yàn)資源是否已明確并經(jīng)過協(xié)調(diào)？等等。

被試裝備的系統(tǒng)評價(jià)與決策也是一項(xiàng)多學(xué)科技術(shù)審查，旨在保證裝備在性能、費(fèi)用、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)等約束條件下能夠進(jìn)入作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定的后續(xù)階段。該領(lǐng)域需要回答的決策或評價(jià)問題有：裝備部件及其任何組件是否符合其預(yù)定使用環(huán)境下的要求和功能？裝備的性能和功能是否符合預(yù)定環(huán)境下的工作要求？根據(jù)規(guī)定的作戰(zhàn)使用要求和預(yù)定使用環(huán)境，裝備是否能夠滿足作戰(zhàn)使用期望值？作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定過程中出現(xiàn)的裝備互操作性問題和接口問題是否都得到了解決？等等。

2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

2.1 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)

美國學(xué)者霍爾提出的“霍爾三維結(jié)構(gòu)”提供了解決各種系統(tǒng)工程問題的基本思路[7]。鑒于裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動中的系統(tǒng)工程理論與應(yīng)用，提出裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)是由時(shí)間維、邏輯維和知識維構(gòu)成的空間立體結(jié)構(gòu)，將裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動按時(shí)間維和邏輯維分為前后緊密聯(lián)系的5個試驗(yàn)活動開發(fā)階段和5個系統(tǒng)工程活動實(shí)施步驟，同時(shí)提出完成上述活動階段和實(shí)施步驟所需的各種系統(tǒng)工程方法與知識，為解決復(fù)雜、影響因素很多的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)問題提供了一個適應(yīng)性較強(qiáng)的總體框架。

圖1中時(shí)間維表示裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動由任務(wù)接收階段到任務(wù)總結(jié)階段的工作程序，分為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃階段、總體方案設(shè)計(jì)階段、試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段、試驗(yàn)部署實(shí)施階段和試驗(yàn)鑒定與評估階段。邏輯維表示對每一個工作階段，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法思考和解決試驗(yàn)問題的思維過程，可分為多方案論證評估、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性的預(yù)測評估、試驗(yàn)配試裝備的選擇確定、試驗(yàn)組織實(shí)施、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性的評估以及試驗(yàn)報(bào)告的撰寫等步驟。三維結(jié)構(gòu)中的知識維是完成試驗(yàn)任務(wù)階段、步驟所需的各種系統(tǒng)工程技術(shù)和方法，例如系統(tǒng)分析方法、系統(tǒng)決策方法、系統(tǒng)評估方法、系統(tǒng)優(yōu)化方法、系統(tǒng)規(guī)劃方法等。

圖1 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)

2.2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的系統(tǒng)工程過程

利用圖1提供的基本思路，即可形成如圖2所示的解決裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動問題的工作程序，既可應(yīng)用于裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動過程的每個工作階段，也可用于解決作戰(zhàn)試驗(yàn)活動每個工作階段內(nèi)的每一項(xiàng)具體事項(xiàng)。該總體過程是一個由人參與的多次迭代的決策過程，不斷由試驗(yàn)參與人員提供新的觀念、策略和技術(shù)方案進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)活動過程的干預(yù)。

圖2也說明了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)總體技術(shù)人員的重要任務(wù)之一，就是要應(yīng)用系統(tǒng)工程的技術(shù)和方法把每個試驗(yàn)階段的問題展開，即提出問題、明確對抗環(huán)境等作戰(zhàn)試驗(yàn)條件以及作戰(zhàn)試驗(yàn)任務(wù)總要求，進(jìn)而參與并指導(dǎo)參試人員開展作戰(zhàn)試驗(yàn)活動的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施和總結(jié)等工作。

圖2中裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動的每個系統(tǒng)工程基本過程都是一個多次迭代，程序化的分析、綜合和決策的過程。盡管電磁環(huán)境因素分析、裝備故障預(yù)測、體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估與分析等工程系統(tǒng)各不相同，但是自覺地按照系統(tǒng)工程的方法建立起待分析工程系統(tǒng)，可以用圖3所示的基本過程進(jìn)行表述。圖3描述了裝備試驗(yàn)每項(xiàng)系統(tǒng)工程活動的基本工作程序，這是一個歷經(jīng)多次綜合、權(quán)衡、優(yōu)化，而由粗到細(xì)、不斷深化的迭代過程，每一次循環(huán)都將提高系統(tǒng)工程符合實(shí)際需求的逼近精度，保障了裝備試驗(yàn)活動的實(shí)施需求。

圖2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的過程程序

圖3 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程活動的基本過程

2.3 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的應(yīng)用架構(gòu)

每一項(xiàng)復(fù)雜的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動過程，根據(jù)圖1可以概括地劃分為5個階段。該過程基于體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性評估結(jié)果的判讀而循環(huán)往復(fù)。根據(jù)每個實(shí)施階段的具體實(shí)施步驟，又可以劃分為總體技術(shù)方案論證、作戰(zhàn)試驗(yàn)資源及條件建設(shè)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估等14個步驟，建立裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的應(yīng)用架構(gòu)如圖4所示。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的系統(tǒng)工程應(yīng)用是一個歷經(jīng)多次反饋、權(quán)衡、優(yōu)化的工程過程，直到裝備體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性評估完全滿足裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)預(yù)定的目標(biāo)為止。

3 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程的辨識過程

針對裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動，圖2中的問題辨識包括2個過程：(1) 辨識系統(tǒng)工程問題；(2) 系統(tǒng)工程價(jià)值評估。

3.1 辨識系統(tǒng)工程問題的過程

裝備試驗(yàn)總體技術(shù)人員分析裝備試驗(yàn)活動中的待評估、決策、優(yōu)化等工程問題，分析其系統(tǒng)工程特征，應(yīng)用辨識系統(tǒng)工程問題的過程程序描述待解決的工程問題，分析問題的相關(guān)因素，并建立各種因素之間的關(guān)系，具體程序如圖5所示。

圖5 辨識系統(tǒng)工程問題程序

3.2 系統(tǒng)工程問題的價(jià)值評估過程

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)總體技術(shù)人員對系統(tǒng)工程問題的綜合效益、風(fēng)險(xiǎn)或代價(jià)進(jìn)行評估，包括了解問題的軍事、社會及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，確定各種價(jià)值因素及其潛在價(jià)值，進(jìn)而提出系統(tǒng)工程問題綜合效益、風(fēng)險(xiǎn)或代價(jià)的統(tǒng)一度量標(biāo)準(zhǔn)，最后做出各種技術(shù)方案、候選對策或活動的綜合效益、風(fēng)險(xiǎn)或代價(jià)評估，其評估程序如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)工程問題的價(jià)值評估過程

3.3 系統(tǒng)工程問題的決策過程

決策在解決裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)系統(tǒng)工程問題的過程程序中是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，通常采用定性決策、定量決策或兩者相結(jié)合的方法進(jìn)行。定性決策主要依靠決策者的知識水平、經(jīng)驗(yàn)和智慧，關(guān)鍵是要具備合適的價(jià)值觀和方法論；定量分析決策能提供決策所需的明確數(shù)量結(jié)果，能進(jìn)行多種決策的綜合效益、風(fēng)險(xiǎn)或代價(jià)比較，最大限度地減少決策失誤。

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動中決策問題的典型特征是史無前例或原始信息嚴(yán)重不足，利用不確定性理論的相關(guān)決策技術(shù)和方法往往是有效的辦法，最大可能地將定性決策和定量決策兩者結(jié)合起來，提高決策的科學(xué)性和有效性。作戰(zhàn)試驗(yàn)活動問題的系統(tǒng)工程決策過程，如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)工程問題的決策過程

3.4 系統(tǒng)工程問題的優(yōu)化

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動過程的優(yōu)化是試驗(yàn)活動系統(tǒng)決策過程中對技術(shù)方案進(jìn)一步完善和改進(jìn)的過程，是一種系統(tǒng)工程建立過程中預(yù)定限制條件下的決策問題，用于決定備選方案、策略或活動的最佳參數(shù)和因素配置，但是系統(tǒng)決策問題不一定是系統(tǒng)工程優(yōu)化問題。例如，針對作戰(zhàn)對手某種體制信號的偵察，論證、研制何種類型的偵察裝備，主要涉及作戰(zhàn)對手裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、作戰(zhàn)環(huán)境等，這是一個系統(tǒng)工程的發(fā)展決策問題，而不是系統(tǒng)優(yōu)化所能解決的問題；但是列裝該類型的偵察裝備后，選配多少臺套、每臺裝備戰(zhàn)術(shù)參數(shù)的選擇等問題則屬于系統(tǒng)優(yōu)化問題。作戰(zhàn)試驗(yàn)活動問題的系統(tǒng)工程優(yōu)化過程，如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)工程問題的優(yōu)化過程

4 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施的系統(tǒng)工程應(yīng)用

根據(jù)裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施一般流程和系統(tǒng)工程活動基本過程，本小節(jié)主要分析不同劃分階段中應(yīng)用系統(tǒng)工程方法的組織實(shí)施活動。

4.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃階段

本階段的主要任務(wù)是裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)承試單位根據(jù)上級機(jī)關(guān)、裝備研制主管、裝備論證或裝備列裝部隊(duì)等單位預(yù)報(bào)的試驗(yàn)任務(wù)，了解掌握被試裝備戰(zhàn)技指標(biāo)要求、作戰(zhàn)使用要求和使命任務(wù)，對試驗(yàn)裝備、方法、陣地及保障需求等進(jìn)行論證，提出作戰(zhàn)試驗(yàn)總體技術(shù)設(shè)想，并形成能否承擔(dān)作戰(zhàn)試驗(yàn)任務(wù)的初步意見和系統(tǒng)工程計(jì)劃。試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃階段的系統(tǒng)工程活動步驟如圖9所示。

圖9 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃階段的系統(tǒng)工程活動

本階段需要充分收集、研究國內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)理論與技術(shù)、裝備作戰(zhàn)對象發(fā)展等信息，擬定可行的試驗(yàn)總體技術(shù)方案，確定合理的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。由于對被試裝備信息掌握得不充分、不完全等原因，采用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法往往比較有效。

4.2 總體方案設(shè)計(jì)階段

總體方案設(shè)計(jì)階段是指開始試驗(yàn)之前進(jìn)行試驗(yàn)文書編寫、裝備性能預(yù)測等準(zhǔn)備工作的階段，主要任務(wù)包括試驗(yàn)技術(shù)方案論證評估和試驗(yàn)大綱等文書的編寫評審等。本階段試驗(yàn)技術(shù)總體人員開展試驗(yàn)任務(wù)要求分析，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)多種可實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)技術(shù)方案。在對多種技術(shù)方案進(jìn)行定性和初步定量分析的基礎(chǔ)上，借助計(jì)算機(jī)仿真對多種預(yù)選方案進(jìn)行權(quán)衡、綜合，提出最優(yōu)的備選方案；擬制試驗(yàn)大綱、質(zhì)量保證大綱、試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則、數(shù)據(jù)采集方案、試驗(yàn)應(yīng)急預(yù)案等技術(shù)文書也是本階段的一項(xiàng)重要工作；并基于備選的技術(shù)方案進(jìn)行仿真試驗(yàn)，對裝備體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性做出預(yù)測評估?？傮w方案設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)工程活動步驟，如圖10所示。

圖10 總體方案設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)工程活動

本階段多種技術(shù)方案的定性和定量分析、多種預(yù)選方案的權(quán)衡與優(yōu)選、系統(tǒng)仿真建模、裝備體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性的預(yù)測評估等，都可以利用系統(tǒng)工程的原理和方法予以解決。在應(yīng)用系統(tǒng)建模、系統(tǒng)決策或系統(tǒng)評估模型的過程中，還可以發(fā)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)不完善或局部設(shè)計(jì)不合理的問題，必須返回到系統(tǒng)建模或方案設(shè)計(jì)階段，多次迭代直到滿足預(yù)定的目標(biāo)為止。

4.3 試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段

試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段是指開始試驗(yàn)之前進(jìn)行裝備試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)工作的階段，其主要工作包括試驗(yàn)配試裝備的選擇確定以及試驗(yàn)陣地、通信、空勤、測控、后勤、裝備等保障系統(tǒng)的確定。試驗(yàn)配試裝備在大多數(shù)情況下特指被試裝備的作戰(zhàn)對象或靶標(biāo)。針對作戰(zhàn)對象或靶標(biāo)、試驗(yàn)陣地、試驗(yàn)通信手段的選擇等問題，特別是決策指標(biāo)的主次關(guān)系分析，一般是在缺乏情報(bào)信息、少數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行決策的，而且也不可能建立完整的評估指標(biāo)體系后再進(jìn)行評估決策，工程實(shí)際中更多地通過幾個主要指標(biāo)、基于定性和部分定量進(jìn)行選擇，這時(shí)利用基于灰色系統(tǒng)工程的灰靶決策、灰色聚類等方法解決這類問題時(shí)往往表現(xiàn)出灰色系統(tǒng)工程的突出優(yōu)勢。試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段的系統(tǒng)工程活動步驟，如圖11所示。

圖11 試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段的系統(tǒng)工程活動

本階段試驗(yàn)配試裝備的選擇、試驗(yàn)陣地的選擇等系統(tǒng)工程過程不是單向的，也是多次迭代、優(yōu)化的循環(huán)過程，應(yīng)用過程中會發(fā)現(xiàn)指標(biāo)體系或模型設(shè)計(jì)不完善或局部設(shè)計(jì)不合理的問題，必須返回到評估指標(biāo)體系或模型設(shè)計(jì)階段；甚至是方案性的問題，還必須返回到總體方案設(shè)計(jì)階段。

4.4 試驗(yàn)部署實(shí)施階段

從人員和裝備進(jìn)駐試驗(yàn)現(xiàn)場到試驗(yàn)總結(jié)撤場為試驗(yàn)部署實(shí)施階段，主要工作包括試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)成立、試驗(yàn)指揮程序建立、試驗(yàn)資源協(xié)調(diào)、試驗(yàn)組織實(shí)施和試驗(yàn)進(jìn)程管理等。本階段需要利用系統(tǒng)工程技術(shù)和方法解決的問題可能有試驗(yàn)指揮手段的選擇、試驗(yàn)指揮效能的評估、試驗(yàn)質(zhì)量評估、試驗(yàn)計(jì)劃的優(yōu)化管理、試驗(yàn)資源的規(guī)劃調(diào)度、被試裝備及作戰(zhàn)對象工作參數(shù)的優(yōu)化選擇、被試裝備及作戰(zhàn)對象目標(biāo)的選擇等。試驗(yàn)部署實(shí)施階段的系統(tǒng)工程活動步驟，如圖12所示。

圖12 試驗(yàn)部署實(shí)施階段的系統(tǒng)工程活動

裝備試驗(yàn)部署實(shí)施過程中，可能會發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不完善或局部設(shè)計(jì)不合理、試驗(yàn)系統(tǒng)不合適等問題，除去在本階段內(nèi)部反饋權(quán)衡、優(yōu)化外，還有可能會返回到總體方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段。另外，在本階段還需要對評估數(shù)據(jù)是否足夠、裝備體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能及作戰(zhàn)適用性評估結(jié)果和預(yù)測結(jié)果是否一致等問題進(jìn)行決策，這也可能導(dǎo)致需返回到總體方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)資源及條件建設(shè)階段，以進(jìn)行反復(fù)的優(yōu)化迭代。

4.5 試驗(yàn)鑒定與評估階段

試驗(yàn)鑒定與評估階段的主要工作是試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估、試驗(yàn)報(bào)告編報(bào)、試驗(yàn)總結(jié)和試驗(yàn)資料歸檔等。本階段需要利用系統(tǒng)工程技術(shù)和方法解決的問題主要包括數(shù)據(jù)處理方案的優(yōu)選、小樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性的評估以及評估模型的選擇等。試驗(yàn)鑒定與評估階段的系統(tǒng)工程活動步驟，如圖13所示。

圖13 試驗(yàn)鑒定與評估階段的系統(tǒng)工程活動

試驗(yàn)鑒定與評估階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理或裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估也可能會發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)系統(tǒng)等不完善或不合理的問題，必須返回到總體方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)資源及條件建設(shè)或試驗(yàn)部署實(shí)施等階段進(jìn)行權(quán)衡、優(yōu)化。

5 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)中的多方案分析問題

將系統(tǒng)工程理論和方法應(yīng)用于裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定組織實(shí)施過程，能有效地解決各種方案的權(quán)衡、數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵設(shè)計(jì)評估與決策、準(zhǔn)備狀況評價(jià)等難題。

面向裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織實(shí)施的多方案分析是一種典型的系統(tǒng)工程分析方法，是裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)(包括試驗(yàn)保障力量、指揮員及指揮機(jī)關(guān)等)最主要的活動和職責(zé)，一般由使命任務(wù)、試驗(yàn)活動、試驗(yàn)需求方案、多個需求選項(xiàng)的對比分析等一系列有序的、可組織的、反復(fù)迭代的推理活動組成，涉及裝備的體系貢獻(xiàn)度分析、作戰(zhàn)效能分析、作戰(zhàn)適用性分析、費(fèi)用分析、風(fēng)險(xiǎn)分析，以及多方案對關(guān)鍵設(shè)定條件或關(guān)鍵變量可能變化的靈敏度分析等問題。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)活動中的多方案分析，就是根據(jù)所獲得的環(huán)境信息特征，對多個備選“方案”(試驗(yàn)方案、試驗(yàn)地點(diǎn)、配試設(shè)備等)進(jìn)行分析并選擇最滿意的“方案”。

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)中多試驗(yàn)方案的主要特點(diǎn)：(1) 這些方案的很多影響因素往往無法定量化表示，只能進(jìn)行定性描述；(2) 在實(shí)際作戰(zhàn)試驗(yàn)過程中由于信息的局限性只能重點(diǎn)考慮主要的影響因素，因此表現(xiàn)為數(shù)據(jù)信息不完全情況下的多方案分析活動。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)中的多方案分析活動，通常是按照確定分析目標(biāo)、擬制方案、評估選優(yōu)和決策實(shí)施4個階段的分析程序進(jìn)行。

例如，電子裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的總體技術(shù)方案優(yōu)選問題,其多方案分析過程為：首先分析具體電子裝備的作戰(zhàn)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅_定方案需滿足的目標(biāo)要素；組織專家對目標(biāo)要素進(jìn)行分析，確定其相對重要性程度；組織專家對每個方案的每個目標(biāo)要素給出符號(定量或定性)形式的描述；在多方案分析與優(yōu)選程序中輸入每個待選方案的各種參數(shù)，假設(shè)基于總體效用對待選方案進(jìn)行比較，則可以得到各個待選方案的效用函數(shù)值，從而得到最佳的總體技術(shù)方案。

6 結(jié) 束 語

針對試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)規(guī)劃、總體方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)資源及條件建設(shè)、試驗(yàn)部署實(shí)施、試驗(yàn)鑒定與評估等5個裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)不同組織實(shí)施階段中，試驗(yàn)方案優(yōu)化選擇、裝備體系貢獻(xiàn)度/作戰(zhàn)效能/作戰(zhàn)適用性評估等問題，論文提出了基于系統(tǒng)工程理論和方法的解決方案，為裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)施提供了重要的參考和借鑒。下一步需要針對5個不同階段中具體的評估、決策和優(yōu)化問題，研究提出相應(yīng)的系統(tǒng)工程應(yīng)用模型和算法。

References)

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[2]柯宏發(fā)，黃彥昌，羅劍．對裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)力量建設(shè)的思考[J]．裝備學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，26(6):105-108.

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(編輯：李江濤)

System Engineering-based Organization and ImplementationProcedure of Equipment Operational Tests

LIU Shilei1， KE Hongfa2， ZHU Jilu2

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China;2. Department of Equipment Test, Equipment Academy, Beijing 102206, China)

The paper puts forward the organization and implementation process for equipment operational test based on system engineering theory and method. In the paper, the author analyzes the system engineering requirements and the characteristics of the organization and implementation process for equipment operational test in the U.S. army and then proposes a system engineering structure in three dimensions: time, logics and knowledge and a system engineering application architecture involving 14 steps. Besides, the author analyzes the process of evaluation, decision making and optimization of the application of the operational test system, and explores into special applications of system engineering in five organization and implementation phases: test goal planning, overall plan design, test resource and condition construction, test deployment implementation, and test verification and evaluation. In the end, the author gives some examples of the application of the system engineering in the process of organization and implementation of the operational tests.

equipment； operational test； system engineering

2016-06-03

部委級資助項(xiàng)目

劉仕雷(1978—)，男，工程師，主要研究方向?yàn)槲淦餮b備試驗(yàn)與評估技術(shù)。zzblsl@163.com

N949

2095-3828(2017)01-0111-07

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2017.01.020