艦艇系統(tǒng)集成探討

艾海峰　袁超

【摘 要】對艦艇系統(tǒng)集成的概念和作用進行了探討，并從加強系統(tǒng)頂層設計、推進設備共控共用、提高艦員集成水平等三個方面分析了艦艇系統(tǒng)集成改進途徑。

【關鍵詞】艦艇；系統(tǒng)集成；改進

Discussion on System Integration for Surface Combatant Ship

AI Hai-feng YUAN Chao

（Guangzhou Bureau of Navy Equipment Department，Guangzhou Guangdong 51000）

【Abstract】The conception and function of system integration for surface combatant ship are discussed，The approach to improvement is also pointed out by strengthening system top design，promoting general equipment and improving crew integration.

【Key words】Surface combatant ship；System integration；Improvement

0 引言

現(xiàn)代艦艇系統(tǒng)組成復雜，通常包括動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、綜合平臺管理系統(tǒng)、作戰(zhàn)系統(tǒng)等，每個系統(tǒng)還包含相應的子系統(tǒng)。隨著信息網(wǎng)絡技術、系統(tǒng)設備自動化的不斷發(fā)展，為解決艦艇各系統(tǒng)以及系統(tǒng)內各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息、硬件資源、操作控制存在的功能重復、過程冗余、互操困難、無法共享的問題，必須要加強艦船系統(tǒng)集成，提高艦艇綜合作戰(zhàn)能力，并降低全壽命周期費用。

1 艦艇系統(tǒng)集成概念

艦艇系統(tǒng)集成是通過系統(tǒng)體系結構優(yōu)化和計算機網(wǎng)絡技術，將艦船上的設備、功能、信息、人員等集成到相互關聯(lián)的、統(tǒng)一協(xié)調的系統(tǒng)之中，使艦艇管理使用更加集中、高效、方便，需要解決設備以及子系統(tǒng)之間的接口協(xié)議、應用軟件、管理協(xié)調、人員配置相關的一切面向集成的問題。主要包含設備集成、功能集成、信息集成和艦員集成。

設備集成是對系統(tǒng)內不同設備進行整合和改進，實現(xiàn)設備的小型化、多功能化、自動化、組合化、模塊化、標準化，如設備控制箱的小型化、多功能化設計，設備機柜內插件、插箱的組合化設計，插件上的插槽的標準化設計等。功能集成包括功能合并和功能互補，功能合并就是將功能上重復的設備或系統(tǒng)合并，使合并后的系統(tǒng)具備合并前各系統(tǒng)的所有功能，如共屏共管共架等；功能互補就是使不同系統(tǒng)之間能夠協(xié)同工作，提高系統(tǒng)應對突發(fā)事件的能力，如控制系統(tǒng)的互操互控。信息集成是將不同系統(tǒng)以及系統(tǒng)內子系統(tǒng)的信息采用統(tǒng)一的接口協(xié)議，進行統(tǒng)一表示和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)全艦全系統(tǒng)信息共享，促進不同系統(tǒng)之間的交互和有序工作。艦員集成是在設備、功能、信息集成的基礎上，為實現(xiàn)設備或系統(tǒng)正常有效運作，分析優(yōu)化系統(tǒng)內操作人員的編制、能力、職責、管理要求，并對人員進行綜合培訓，使其能夠勝任多個崗位。

2 水面艦艇系統(tǒng)集成作用

通過合并相關系統(tǒng)的設備、控制箱柜等，對系統(tǒng)設備布置進行優(yōu)化，可消除設備冗余，降低艙室劃分布置難度，改善艦船工作艙室空間，提高艦員工作的舒適性，同時可以減少崗位值勤、設備維修保障工作量，結合艦員多崗位任職能力提升，可以有效減少艦員編制以及與艦員相關的生活保障設施、食品及油水儲備，改善艦艇平臺性能，降低全壽命周期費用。法國與意大利聯(lián)合研制的歐洲多任務護衛(wèi)艦（FREMM）首艦“阿基坦”號自動化程度高，其標準排水量5750噸，艦員編制僅為108名。新加坡“無畏”級護衛(wèi)艦對作戰(zhàn)系、平臺管理系統(tǒng)進行了整合，其標準排水量為2800噸，全艦人員編制僅71名，另加15名機組人員。美國DDG69艦上采取“綜合艦員制度”，將原有的操作人員和監(jiān)控人員合并為“操作監(jiān)控人員”，在日常值班室，其負責調整艦上系統(tǒng)使之滿足運行要求；而在非值班時間，承擔起系統(tǒng)維修人員的職責[1]，達到減員并降低費用的目的。

另一方面，消除艦艇各系統(tǒng)及其子系統(tǒng)之間重復功能，并集中管理，實現(xiàn)信息資源共享最大化，可以有效消除各子系統(tǒng)所增加的冗余操作流程，進而提高管理指揮時效性，增強艦艇戰(zhàn)斗力。美國海軍DDG-1000級驅逐艦通過將反潛作戰(zhàn)指揮、本艦和外平臺聲探測、武器控制、直升機反潛、遙控獵雷和魚類防御等功能綜合于一體形成的“綜合水下作戰(zhàn)系統(tǒng)”，實現(xiàn)反潛作戰(zhàn)指揮和武器控制功能的綜合以及與反潛直升機的協(xié)同作戰(zhàn)，可自動進行水下目標探測、識別、跟蹤、定位以及目標攻擊，有效縮短作戰(zhàn)反應時間。加拿大CAE電子公司研制的綜合平臺管理系統(tǒng)[2]包括綜合艦橋系統(tǒng)、主機控制系統(tǒng)、損管系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)、輔機控制系統(tǒng)、推進控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、艦上訓練控制系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)，只需很少的維護工作，可有效提高了艦員工作效率。

3 改進途徑

3.1 加強系統(tǒng)頂層設計

從源頭抓起，將艦艇系統(tǒng)采用“自上而下，先分后合”的方式進行設計，也即先從艦艇使命任務的高度對艦船系統(tǒng)功能進行分配和優(yōu)化，形成頂層系統(tǒng)體系結構和設計要求，然后在系統(tǒng)內由各自的系統(tǒng)設計單位進行集成優(yōu)化設計，再對照頂層系統(tǒng)設計要求，通過網(wǎng)絡技術對各系統(tǒng)進行整合互連，構成全艦信息系統(tǒng)，可有效提高系統(tǒng)集成度。如美國海軍DDG-1000級驅逐艦創(chuàng)造性地使用全艦計算環(huán)境（TSCE）體系結構[3]，實現(xiàn)艦艇作戰(zhàn)指揮、武器控制、通信導航、電子戰(zhàn)、動力電力、平臺管理等系統(tǒng)的信息整合。

3.2 推進設備共控共用

一是，要對相似功能的設備進行合并和互補，既節(jié)省艙室空間，又可提高系統(tǒng)的可靠性，如武器共架共控[4]，針對艦艇上機械設備獨立液壓設備較多的情況，可以考慮對液壓設備進行集成，建立區(qū)域液壓系統(tǒng)[5]。二是，要對設備硬件接口（水、氣、電等）、指揮控制模塊、顯示和算法功能塊，做到標準化、系列化、模塊化設計，以利于硬件、軟件的共控共用，便于升級換代，如插件、插箱等模塊部件應具備在不同系統(tǒng)中互換互用功能。三是，提高設備自身的先進性，選用小型化、多功能化、自動化程度高的設備，如艦用平板顯示器的分辨率和刷新頻率都大大提高，可以實現(xiàn)信息顯示的多樣化。

3.3 提高艦員集成水平

艦員作為艦艇系統(tǒng)組成不可或缺的部分，對系統(tǒng)集成優(yōu)化至關重要，人員集成并不是簡單裁員，而是建立在設備、功能、信息集成的基礎上的，可以達到減員增效的效果。在人員集成過程中，一是，要切實提高艦艇高技術裝備的利用率，通過充分使用高新裝備、系統(tǒng)、自動化設備，降低艦員勞動強度，提高工作效率；二是，要明確艦員職責，合理分工，并且完善各項管理規(guī)章制度，包括各種戰(zhàn)情下的崗位職責、值班值勤制度、操作使用流程、崗位淘汰制度等；三是，要提高艦員自身能力素質，由于每名艦員可能需要承擔更多的崗位職責，對艦員的文化程度、崗位經(jīng)歷、技能水平等都提出了更高的要求，必須要嚴格艦員崗前訓練標準，重視理論和實操考核實效，確保艦員的崗位任職能力。

【參考文獻】

[1]王娜，易基圣.美國水面艦艇縮減人員編制的技術與措施研究[J].艦船科學技術，2013，1：136-141.

[2]袁偉，俞孟蕻.艦船綜合平臺管理系統(tǒng)設計[J].艦船科學技術，2013，35（7）：145-148.

[3]張富強.美軍全艦計算環(huán)境技術對艦艇總體設計的啟示[J].艦船電子工程，2017，7：6-8.

[4]潘鏡芙，董曉明.水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的回顧與展望[J].中國艦船研究，2016，1：8-12.

[5]李德堂，王傳興，章敏杰.一種可用于模塊化造船的液壓集成系統(tǒng)[J].液壓與氣動，2012，8：137-138.endprint