美国DDG 1000驱逐舰缩减舰员数量探究

黎晓川

DDG 1000驱逐舰是美国海军正在发展的大型主力战舰。该项目源自20世纪90年代初SC 21项目（计划研制面向21世纪的系列水面作战舰艇），于1997年改名为DD 21，核心是发展21世纪的驱逐舰；2001年11月，DD 21项目被美国海军宣布取消，遂以DD（X）计划取而代之；2002年4月，美国海军确定由诺斯罗普·格鲁曼公司担当DD（X）项目主承包商；2006年4月，DD（X）项目又更名为DDG 1000，标志其论证已基本结束，转入施工设计和建造阶段。该项目建造数量亦几经调整，最终确定为3艘，首舰“朱姆沃尔特”号已于2013年10月28日下水。

根据该项目的《任务需求书》、《作战使用需求书》及《设计基准任务》，大幅削减人力需求是DDG 1000驱逐舰的5项关键性能指标（KPP）之一。这是美国海军首次把人员配备数量作为关键性能参数。为实现把舰员编制数量从超过300人减少至100余人的目标，项目团队把降低人力需求作为指导思想贯穿了研制全过程，同时全面贯彻实施人力-系统集成的思想和方法，并采用相应的先进技术与措施。

降低人力需求始终是DDG1000驱逐舰研制的关键性能指标

从最初的SC 21项目启动到2002年美国海军选定以诺斯罗普·格鲁曼公司为首的总承包商团队，为实现大幅削减人力需求这一关键性能指标，项目团队始终坚持以优化舰员配置为重点。

把人员配备数量作为关键性能参数，是在DDG 1000驱逐舰项目的概念发展阶段时首次提出。这一参数在研制各阶段也几经调整变化，从最初把95人的舰员编制作为SC 21项目的目标，到最终变更为125～175人，并在第3阶段（风险降低）和第4阶段（详细设计）正式公布。以下是人员配备数量作为关键性能参数在项目研制各阶段的主要变化过程：

1993年的项目任务需求说明书强调，“必须实现舰艇高度自动化，减少大量人力。”同时该文件还要求，对人力-系统集成进行分析，优先开发减低舰员配置、人员和培训要求的技术，并指出，设计和研发过程是实现降低这些要求的最佳时机。

1993年成本和作战效能分析（现称为备选系统分析），包括了不同备选系统对舰员编制和人员需求的分析。此项分析最终导致美国海军首次制定了95名舰员的目标，并将人力-系统集成要求纳入作战要求文件中。此人数目标比“阿利·伯克”级驱逐舰人数减少了70%以上。

1997年，作战需求文件把95～150名舰员的目标指定为一项主要性能参数。同时，该文件还指出，使用人力-系统集成可最大程度地减少寿命周期成本，提高舰艇和舰员的性能效率、可靠性、战备和安全性。

1997年，成立了舰艇人员配置/人力-系统集成组合过程小组，小组章程要求，在初期阶段对海军人力-系统集成法的分析核心进行功能性分析，从而大量减少人员数量。

1998年公布的第1阶段均衡研究与分析和2个竞争系统概念设计研究征求书，要求2个竞争团队应各提供1份人员-系统集成计划。

2001年11月，美国海军再次调整项目，重新评估了包括舰员人数在内的舰艇作战要求等。军方和设计单位签订的合同中进一步指明，舰员人数仍应削减到125～175名之间。即便是这一修改后的要求，与其要替代的传统舰艇相比，舰员人数降幅仍超过50%。

2002年，中标的诺·格公司团队被要求应继续从事和开展人员-系统集成工程工作，解决舰员配置、人员、培训、舰员工作效率、生存能力和DD（X）设计寿命质量等问题。同时降低了原始舰员数量目标，但重申不得超过175人。

人员配备作为关键性能参数的重要性在于：能够作为舰员设计需求的基础，也是发展人力-系统集成流程的动力，还是战位设计流程和制定决策的关键因素。

全程贯彻实施人力-系统集成思想与方法

从项目启动到2002年选择设计团队，DDG 1000项目为实现大幅削减舰员数量的目标，采用了人力-系统集成（HIS，Human Systems Integration）的思想和方法。人力-系统集成是一种以人为本的系统工程思想，它把“人”这一因素纳入系统设计过程中，可优化舰员配置，降低总体拥有成本。DDG 1000驱逐舰的研制过程表明，通过使用人力-系统集成的工程方法、在采办初期制定远大的舰员人数削减目标并将之作为关键性能参数纳入作战需求文件中，对于实现革命性的舰员数量削减目标至关重要。

在DDG 1000驱逐舰发展过程中，美国海军首次在采办初期（概念和技术研发阶段）就开展了人力-系统集成活动。研制团队制定了一个全面描述人力-系统集成目标、测试和范围的计划，把使用要求和舰员削减目标包含在项目经理负责管理的主要项目文件中，以此将之列为强制执行项目。

在项目降低风险阶段的早期，从维系项目生存的关键程度出发，项目管理人员把重量、费用、人员数量确定为3个最关键的性能参数，并建立了专门的报告需求。这也意味着从项目管理层的顶层对人力系统集成团队进行了授权，从而为应对诸多实现削减舰员配备数量的挑战而进行团队内部合作，奠定了坚实的基础。

在项目第3阶段（详细设计和降低风险阶段的早期），设计团队建立了人力系统集成流程环境，并将其整合到系统工程流程中。这些流程中的一些环节为DDG 1000项目所独有，作为需求指导并约束相关系统的研制开发，解决了一些预算和资源问题。该项目的人力系统集成流程环境包括以下12个环节或工具：

★ 制定舰员系统规格（S3）；

★ 任务分析过程的发展和执行，包括知识工程和认知任务分析；

★ 任务系统逻辑设计分析；

★ 人力系统集成任务资料档案库的开发和维护；

★ 人力系统集成对人机接口界面设计的支持；

★ 舰员建模；

★ 人员配备方面不确定性问题清单流程和数据库；endprint

★ 舰上人力系统集成流程；

★ 舰上生活质量评估工具；

★ 可用性评估和测试；

★ 舰员配备设计的结构化管理；

★ 支持舰员配备设计决策的合作活动。

DDG 1000设计过程中，设计人员还邀请终端用户代表评估人力-系统集成对舰船设计概念的影响。评估包括早期的“认知功能评价”—让终端用户置身于设定任务情境中，确认重要决策；参与式设计活动—用户参加迭代设计讨论会；作战演习概念—使用舰船和系统设计的低精确度样品，获得用户使用评价，并收集早期用户相关数据。例如，设计方准备1个与原物大小1样的整舰桥模型，并进行作战演习。期间，大型显示器显现真实环境场景。舰桥上的值班军官演练3个仿真情节：进出港口、编队前进和海上补给，评估人员观察舰桥上的作战情况并收集用户偏好数据。这些数据包括：显示器的位置、显示的内容、通往舰桥不同区域的通道、舰桥内外的通信需求、工作量、座位需求及诸如此类的其他数据。通过一次作战演习，就得出了19种舰桥设计的备选方案，而由此产生的成本却微乎其微。

与“阿利·伯克”级驱逐舰的舰员相比，通过运用人力-系统集成的思想和方法，DDG 1000驱逐舰舰员所发挥的作用和付出的工作量发生了巨大变化，值班、提供支持保障服务、进行特殊发展的人员被大量削减。例如： DDG 1000舰需要20名值班员、60个床位（一天当中，分3部分或以8小时换班制的形式监控值班台），而“伯克”级驱逐舰需要61名值班员、163个床位；同样，针对舰员/设备的支持保障职能（如管理、膳食和供应等），DDG 1000的舰员每周需花费833个小时，而在“伯克”级驱逐舰上，则需花5500小时执行同样职能。为了实现这些拟定的削减目标，在人力-系统集成的框架下，DDG 1000驱逐舰采用了新型舰员使用概念、以人为本的设计和推理系统、先进的舰艇清洁和保存系统、新型维护策略、自动化损管系统、“可追溯”技术和远程支持保障以及其他先进的信息技术等。

缩减人员配备的重点领域及主要技术

在DDG 1000驱逐舰研制过程中，按照人员配备数量这一关键性能指标要求，自始至终贯彻了人力-系统集成的思想和方法。开发和研制旨在提高自动化水平、减少人力需求的新技术和新设备，也遵循了人力-系统集成的框架和要求。与现役“伯克”级ⅡA型驱逐舰相比，DDG 1000驱逐舰的舰员数量实现了革命性的缩减：在吨位增加58%的情况下，从361人减少到148人。从缩减程度看，DDG 1000驱逐舰全面超越了立足于现役舰艇且未运用人力-系统集成方法的“灵巧舰”项目。在人员缩减的重点上，DDG 1000驱逐舰主要集中在作战系统、海上补给作业和损管等3方面。

在作战系统减员方面，DDG 1000采用的先进技术包括：以用户为中心的人机接口设计，全舰计算环境，充分考虑了人体工程学的多模式三屏通用显控台和虚拟现场技术，自动化战备状态评估系统，舰上设备健康状态监控技术，先进传感器组等。在上述先进技术与系统中，全舰计算环境起着全局性和基础性的作用，是DDG 1000任务系统集成的重要基础，对作战系统和平台机电等系统的软件开发进行了规范和统一，采用了大量商用计算机、服务器以及分布式中间件等商用现货产品来对系统进行集成。这些先进技术大大提高了相关系统的集成化和自动化水平，使得DDG 1000在Ⅲ级战备状态下的值班战位比 “伯克”级ⅡА型舰减少了31个，在综合舰桥、任务中心等关键部位的值班人员从54人减少到18人，舰桥值班/操作人员从多于10人减至3人。

在海上补给物资接收减员方面，为减少工作量和人员需求，除了对物资转运通道进行优化设计外，DDG 1000还采用了大量先进技术和设备，如收放式滑动接收柱、单点无线通信系统、射频识别技术、物资管理系统、先进叉车运输系统、高分辨率监视系统、高级制导武器转运系统等，显著提高了海上补给接收操作的自动化水平和效率。与“伯克”级ⅡA型舰相比，所需值班人员/战位从210人削减到34人。

在损管方面，DDG 1000也采用了多项先进技术，如自动灭火系统（AFSS）、智能隔离阀、先进传感器组、虚拟呈现技术、人员定位系统、全舰计算环境通信系统、损害决策和评估系统、自动排水系统、最大易损性控制系统等。这些先进技术与系统的大量运用，提高了损管的自动化和智能化水平，减少了工作量，保证了在舰员数量较少的情况下，可有效应对受损事件和火灾事故。相比“伯克”级ⅡA型舰，在所需人力最多的一级损管状态下，DDG 1000所需值班战位和工作人员从119人降至85人；二级状态下从超过48人减至42人；三级状态下从11人减至7人。当然，上述能力是在全新设计的背景下通过上千个传感器和自动灭火系统等先进设备来实现的，所有这些系统或设备都是通过全舰计算环境基础设施（TSCEI）来进行控制。对以往设计的在役舰艇，安装如此广泛的损管自动化和快速反应系统，因需进行大范围改动而不具有可行性。endprint