面向系统效能评估的装备性能试验改进

刘仕雷， 孟庆均， 郭齐胜， 王金良

(1. 装甲兵工程学院研究生管理大队， 北京 100072； 2. 装甲兵工程学院装备试用与培训大队， 北京 100072； 3. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系， 北京 100072)

面向系统效能评估的装备性能试验改进

刘仕雷1， 孟庆均2， 郭齐胜3， 王金良3

(1. 装甲兵工程学院研究生管理大队， 北京 100072； 2. 装甲兵工程学院装备试用与培训大队， 北京 100072； 3. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系， 北京 100072)

结合性能试验开展装备系统效能评估，对于从装备综合能力的角度尽早发现装备设计缺陷、提高装备整体质量是非常有益的。针对当前装备性能试验难以有效支撑系统效能评估的问题，首先分析了依托性能试验开展系统效能评估的必要性和可行性；其次，从面向使用过程模型的试验项目构建、面向系统效能评估的试验内容调整、面向实战化的试验环境条件再构设3个方面，提出了面向系统效能评估的装备性能试验改进方法；最后，通过案例分析了某型坦克的火力系统性能试验改进方法。

系统效能； 效能评估； 性能试验

我军装备试验体制变革后，在装备鉴定定型期间开展的装备试验主要包括性能试验、作战试验和在役考核。其中：性能试验主要是指原有设计定型阶段的基地试验，是当前我军装备试验工作中试验条件相对完备、试验标准相对完整、开展最为充分的试验。但是，在原有试验体制中，基地试验主要负责战术、技术指标的考核，并未开展系统效能评估，因而无法从检验装备综合能力的角度发现装备存在的设计缺陷和质量问题。这也是导致部分装备虽然符合战术、技术指标要求，但在部队实际使用中却暴露出“不管用、不好用”等问题的重要原因[1]。在新的试验体制中，要求性能试验、作战试验与在役考核都必须向装备“能打仗、打胜仗”这个总目标看齐。因此，在性能试验中开展系统效能评估，先期考核装备的任务完成能力，符合装备试验工作发展的规律。

系统效能与作战效能的主要区别是：系统效能考核的是装备在规定的条件下与规定的时间内，完成规定任务的能力；作战效能考核的是在接近实战环境条件下，由代表性人员使用时，装备完成作战任务的能力。可见：系统效能评估利用的是规定的“可控”条件下的试验数据，这符合性能试验的特点；作战效能评估利用的是接近实战环境条件下的试验数据，其更适用于作战试验和在役考核。笔者重点讨论前者，即如何依托性能试验开展系统效能评估。

1 依托性能试验开展系统效能评估的必要性与可行性

1.1 必要性

1)充分做好作战试验准备的需要。在原有的装备定型管理体制中，由于未在性能试验(基地试验)环节同步开展系统效能评估，因而无法对装备完成任务的综合能力进行预判，并提前发现和改进影响任务完成的潜在问题。这很有可能导致装备带着缺陷进入作战试验环节[2]，并在作战试验实施过程中因缺陷问题而导致试验反复、中断或中止，甚至重新返回装备改进研制环节，以至于试验周期与费用大幅增加。因此，有必要在装备性能试验环节，结合装备的使命任务，适当增加试验项目、调整试验内容和完善试验条件，在完成性能考核的同时，充分开展系统效能评估，从考核装备完成任务能力的角度暴露问题、分析问题和改进问题，保证装备的作战试验能够有序、高效地开展。

2)优化装备试验过程管理的需要。在原有的装备定型试验体制中，基地试验、部队试验和部队试用各环节相互独立、缺少联系，导致后一环节试验不能有效地继承前一环节的试验成果，严重影响了试验设计的针对性与合理性。随着我军装备试验体制的调整，特别是“鉴定定型试验总案”概念的建立，试验过程管理也将采用“分段试验、持续评估”的试验鉴定策略：性能试验、作战试验和在役考核3个环节承接有序，持续对部队最为关注的装备任务完成能力进行评估，逐步确定影响作战能力发挥的不确定性因素，不断地提升试验开展的合理性和有效性；“持续评估”在性能试验环节对应的是系统效能评估，在作战试验和在役考核环节对应的是作战效能评估。

3)提高装备采办与试验效益的需要。根据装备寿命周期采办规律，越早发现装备存在的问题，越能最大程度地降低装备寿命周期费用；反之，装备问题发现越晚，为之付出的代价就越高。装备试验是降低装备采办风险的重要手段，因此，在性能试验中开展系统效能评估，有利于更早地发现装备在作战与使用方面存在的问题，进而降低采办风险和成本。此外，将不同阶段、不同类型的试验综合考虑、统筹安排，也符合国外“一体化试验”的先进理念[3]。立足我军实际情况，在性能试验过程中充分利用性能试验结果，同步开展系统效能评估，也是提高试验效益、降低试验代价的重要举措。

1.2 可行性

1)装备性能与系统效能本源一致。从系统工程的角度来看，装备的战术、技术性能与系统效能都源于“使命任务”这个根本要求，二者的区别在于表达方式的不同：装备性能是从“便于设计实现”的角度描述了装备在功能、性能方面需要达到的要求，具体表现为研制总要求中的战术、技术指标；系统效能是从“作战使用”的角度描述了装备在完成任务能力方面的基本要求，相当于研制总要求中的作战使用性能指标。在研制总要求论证过程中，战术、技术指标与作战使用性能指标之间是相互映射的，因此，装备性能与系统效能在本源上是一致的，可利用性能试验数据进行系统效能评估。

2)装备性能试验相对完备、数据丰富。在我军当前的试验工作中，性能试验由基地试验继承而来，基地试验在传统的定型试验中基础最好，试验环境条件完备，规范化程度高，在多年的试验中积累了大量数据资源。以装甲装备为例，设计定型试验相关的国家军用标准(主要指GJB59装甲车辆试验规程系列)多达近百项，全面地规范了装甲装备各项试验的基本过程和主要方法。依据试验规程开展性能试验，产生了系统、完整的整套试验数据。为挖掘性能试验数据资源的利用潜力，依托性能试验开展系统效能评估具有较好的基础条件。

2 面向系统效能评估的装备性能试验改进方法

虽然性能试验产生了大量试验数据，但装备性能试验结果往往不能直接应用于系统效能评估，仍需要从系统效能评估的角度出发，对性能试验进行适当改进。主要包括如下3个方面：

1) 试验项目重构。虽然装备性能与系统效能本源一致，但二者关注问题的角度不同，装备性能关注的是装备的战术、技术指标，而系统效能关注的是任务完成能力，应当根据系统效能评估的需要，对性能试验项目进行重新梳理和筛选。

2) 试验内容调整。评估是试验的出发点和落脚点，应当根据系统效能评估方法的需要，如：经典的ADC系统效能评估模型，对试验内容进行适当调整，以保证试验数据的充分性。

3) 环境条件加严。性能试验环境条件构设的依据一般是现有国家军用标准，从系统效能评估的角度看，往往需要模拟更为复杂、更为接近真实甚至是极端使用的环境条件。

2.1 面向使用过程模型的试验项目重构

使用过程模型主要按照装备运用的逻辑顺序描述装备使用活动的主要环节。利用使用过程模型对性能试验项目进行梳理，就是要把装备相关性能“映射”到装备的使用活动中，以便发现可支撑系统效能评估的性能试验数据或缺少的性能试验项目。如：主战坦克的使用过程模型主要包含机动部署—态势感知—指挥控制—火力运用—立体防护—综合保障6个环节；其可逐层分解为各个子环节的循环，如火力运用环节可继续分解为搜索发现—射击准备—火力打击—目标毁伤4个子环节的循环；子环节的关键考核内容可进一步对应到相关评估指标中，从而可发现性能试验不能满足系统效能评估要求的弱项或漏项，如：搜索发现子环节可分解为搜索发现能力的相关指标，通过与现有试验科目的比较，提出需要增加典型目标发现试验、典型目标识别试验2项试验内容。具体过程如图1所示。

图1 面向使用过程模型的试验项目构建示例

2.2 面向系统效能评估的试验内容调整

试验的目的是为评估提供数据支持，因此，性能试验内容的设计应充分考虑采用的系统效能评估方法及其数据需求。常用的系统效能评估方法很多，相对而言，美国工业界武器系统效能咨询委员会(Weapons System Effectiveness Industry Advisory Committee，WSEIAC)提出的ADC系统效能评估模型相对成熟，应用最为广泛。在ADC模型中，A为系统可用度，即系统在任意时间可随时投入工作的概率；D为系统可信性，即系统在使用过程中保持可用状态的概率；C为系统能力，即系统能达到任务目标的概率。其中：A与D均可通过系统可靠性和维修性计算得到；C一般与战术、技术指标相关[4-5]。

总体来说，性能试验中关于战术、技术指标，特别是C的考核是比较充分的；而A、D计算所需的可靠性与维修性指标的考核较为薄弱，特别是维修性试验基本处于空白状态。为便于开展系统效能评估工作，建议在性能试验中加强装备可靠性试验，补齐装备维修性试验缺项。

2.3 面向实战化的试验环境条件加严

当前我军装备性能试验通常是按照现有国军标的要求或传统习惯来构设试验环境条件；当缺少相应标准时，则根据试验条件确定。长期以来，性能试验与系统效能评估“脱钩”，性能试验的环境条件难以满足系统效能评估的要求。如：性能试验构建的环境往往不能代表严酷、复杂的自然环境[6]；试验靶标常常落后于被试装备，无法验证装备是否真的达到应有的作战能力[7]；装备的大强度运用没有在性能试验中体现，如某型坦克的长距离连续行驶、连续射击能力等均未得到验证等。

性能试验中环境条件实战化不足，导致装备极限性能考核不足、作战能力验证“打折扣”，也限制了系统效能评估工作的开展[8-9]。因此，有必要在性能试验过程中有针对性地“加严”试验环境条件，解决试验条件不足的问题，增加极限条件下装备性能试验内容，提升装备性能试验环境条件实战化程度，为系统效能评估创造有利条件。

3 案例分析

以某型坦克的火力系统前期设计定型阶段开展的性能试验为例，运用上述分析方法，提出关于该型坦克火力系统性能试验的改进建议，如表1所示。

表1 某型坦克火力系统效能评估指标与性能试验改进建议

由表1可以看出：在该型坦克火力系统的效能评估指标体系中，(I)表示处理方式为“参照执行”，即这些性能指标对应的性能试验已按照相关国军标开展； (Ⅱ)表示处理方式为“调整完善”，即这些性能指标对应的性能试验虽已开展，但需要根据系统效能评估的要求调整完善试验内容；(Ⅲ)表示处理方式为“增加试验”，即当前性能试验中还没有考虑该指标的考核问题，需重新设计试验内容。因此，该型坦克火力系统的系统效能评估指标与性能试验改进建议如下：

1)通过面向使用过程模型的试验项目构建分析，认为火力系统性能试验在搜索发现—射击准备—火力打击—目标毁伤4个环节中，缺少整个射击准备环节相关试验内容，即漏掉了水平调炮速度、反应时间(即火控及炮控系统精瞄调炮进入射击门并可实施射击所需时间)和选装弹时间等方面的考核，应增加射击准备试验相关内容；在搜索发现环节中，缺少典型目标发现概率与识别概率方面的考核，应增加典型目标发现试验与典型目标识别试验相关内容；在火力打击环节中，缺少单位时间多目标命中概率方面的考核，应增加连续多目标火力打击试验相关内容；在目标毁伤环节中，缺少典型实装目标杀伤威力方面的考核，应增加实装目标杀伤威力试验相关内容。

2)通过面向系统效能评估方法的试验内容调整分析，认为火力系统效能试验中缺少维修性试验内容，导致在效能评估过程中无法进行可用性A和可信性D的计算，应当在性能试验阶段利用系统发生故障的机会或者模拟故障的方式，开展火力系统维修，记录维修时间、维修内容和资源消耗等相关数据，为维修性评估提供输入数据。

3)通过面向实战化的试验环境条件再构设分析，认为该型坦克火力系统性能试验中的可靠性试验不充分，仅仅在平原地区开展了为数不多的实弹射击，应当增加射击次数，特别是增加高温、高湿、高寒和高原等环境条件下的射击试验，提高可靠性试验的充分性；另外，在火力打击环节中，由于移动靶标速度慢、逼真度低，导致静对动首发命中概率和动对动首发命中概率2个性能指标的考核置信度明显降低，没有达到试验目的，应当改进靶标，提高模拟移动目标的真实性。

4 结论

我军当前正处于装备试验体制调整改革的关键时期，这也为重新审视我军既有的定性试验体制提供了良好的契机。如何结合我军装备建设的实际，充分利用现有试验资源，最大程度地提高试验效益，是试验领域需要深入研究的理论问题。在此背景下，笔者探索性地提出并分析了在装备性能试验阶段开展系统效能评估的问题。

装备系统效能是装备作战使用能力的综合体现，在装备性能试验环节同步开展系统效能评估，对提前发现装备设计缺陷与质量问题、提升装备建设效益具有重要意义。目前，我军装备性能试验完整丰富，为依托性能试验开展系统效能评估奠定了良好的基础。在现有性能试验基础上，调整完善相关试验项目与内容，增补试验缺项，完善试验条件，性能试验可很好地支撑装备系统效能评估。

[1] 王金良,郭齐胜,李玉山,等.陆军开展装备作战试验的总体思考[J].装甲兵工程学院学报,2016,30(3):1-4.

[2]Marine Corps Operational Test and Evaluation Activity(MCOT-EA).Operational Test&Evaluation Manual[EB/OL].(2013-04-25)[2016-04-25].http:∥www.hqmc.marines.mil/Portals/61/Docs/MCOTEA/MCOTEA_Manual_3rd_Edition_Final.pdf

[3] 洛刚,黄彦昌,康丽华,等 关于推进我军装备一体化试验的思考[J].装备学院学报,2015,26(4):120-124.

[4] 杨冬波.地空导弹武器系统效能评估[D].南京:南京理工大学,2013.

[5] 闫永玲,张庆波,辛永平.改进ADC法指控系统效能评估的C矩阵模型研究[J].火力与指挥控制,2011,25(3):71-73.

[6] 王凯,刘旭,凌超.武器装备作战试验环境设计研究[J].价值工程,2016,22(8):181-184.

[7] 穆原子,丁力军,陈锋.武器装备试验靶标建设与发展研究[J].国防科技,2013,34(3):40-43.

[8] 王保顺,洛刚,康丽华,等.我军装备试验体系建设的思考[J].装备学院学报,2012,23(6):106-108.

[9] 王维,王振,雷国强.美军靶场发展模式[J].国防科技,2008,29(2):77-79.

(责任编辑: 王生凤)

System Effectiveness Evaluation-oriented Equipment Performance Test Improvement

LIU Shi-lei1， MENG Qing-jun2， GUO Qi-sheng3， WANG Jin-liang3

(1. Brigade of Postgraduate Management，Academy of Armored Force Engineering，Beijing 100072，China；2. Brigade of Equipment Trial and Training, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；3. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China)

Effectiveness evaluation, in combination with performance test, is helpful to find equipment design defects as soon as possible and to improve the quality of equipment as a whole. Aiming at the problem that equipment performance test cannot effectively support system effectiveness evaluation, firstly, this paper analyzes the necessity and feasibility of equipment effectiveness evaluation by depending on performance test. Secondly, the paper proposes an improved method of equipment performance test from three aspects of equipment operation process-oriented construction of test item, effectiveness evaluation methods-oriented test content adjustment, actual combat-oriented reconstruction of test environmental condition. Finally, the author analyzes the performance test improved method of some tank fire system as a case.

system effectiveness; effectiveness evaluation; performance test

2016-08-20

军队科研计划项目

刘仕雷(1982-)，男，博士研究生。

E252

：ADOI：10.3969/j.issn.1672-1497.2016.06.003

1672-1497(2016)06-0012-04