水面舰艇设计定型试验项目规划与实施研究

贺荣国，　杨继坤

(92493部队)



水面舰艇设计定型试验项目规划与实施研究

贺荣国，杨继坤

(92493部队)

为满足海军战斗力生成模式转变和新型作战力量建设的需求，立足新型水面舰艇设计定型试验实践，系统分析了我国海军舰艇装备研制程序、试验类型、特点和发展需求，从总体性能、综合特性、作战能力和保障能力等方面规划了新型水面舰艇设计定型试验的项目体系，探讨了试验组织实施的阶段划分、模式方法、管理要素和节点流程，提出了基于装备性能、作战能力和作战效能的评估方法和流程，为海军新型水面舰艇设计定型试验的顶层设计和创新实践提供技术支撑。

水面舰艇；设计定型；项目体系；组织实施

舰艇试验鉴定是武器装备试验的一个重要分支，是舰艇研制、交付、引进、改装及修理、作战使用与保障等任务中的一个重要工作环节[1]。近年来，我国水面舰艇的批量建造能力和建造规模迅速发展，新型舰艇具有功能结构复杂、组成系统众多、指标体系庞大、作战能力要求高等特点，导致试验鉴定的难度日益增大[2-3]。随着海军舰艇装备发展和战斗力生成模式转变，对舰艇装备的体系化、实战化试验鉴定提出了新的要求。为此，必须进一步加强试验顶层设计，有效提高试验鉴定的系统性、充分性、完整性和规范性。

本文系统分析了我国海军舰艇装备试验现状，针对新型驱护舰设计定型工作特点，从试验项目体系规划、试验组织实施、试验结果分析与评估等方面探讨了试验方法和流程，为新型水面舰艇平台及作战系统定型考核工作的推进奠定基础。

1　我国海军舰艇装备试验现状

1.1舰艇装备研制程序

目前，我国海军舰艇研制过程可划分为5个阶段，分别是论证阶段、方案设计阶段、工程设计阶段、建造与交付阶段、定型阶段。从装备全寿命周期考虑，还应包括使用与保障阶段及退役处理阶段[4]。其中：(1) 论证阶段，主要工作是制定舰艇建设中长期规划以及使命任务需求、作战能力需求、体系与系统需求、功能与指标需求，开展必要性论证，形成立项综合论证报告，并进行转阶段评审；(2) 方案设计阶段，主要工作是提出舰艇装备战术技术指标和作战使用要求，开展系统方案设计，关键技术攻关和分系统部件研制试验，形成研制任务书和研制总要求；(3) 工程设计阶段，包括技术设计和施工设计2个子阶段，主要完成技术设计与模型验证、编制技术规格书、编制施工、试验、检验验收及完工文件编制等工作；(4) 建造与交付阶段，包括建造准备、施工建造、船厂试验、系泊试验、航行试验及舰艇交付6个子阶段；(5) 定型阶段，分为设计定型和生产定型2个子阶段，设计定型主要确认研制舰艇是否达到研制总要求、研制任务书和研制合同的要求；生产定型着重对承制单位的生产条件进行考核，确保承制舰艇生产的稳定性和一致性。

1.2舰艇装备试验类型

按照舰艇采购工作要求，舰艇试验主要有研制试验、接装验收试验、定型试验；按照舰艇试验承担机构，舰艇试验主要有承制方试验、研制监督与管理方试验、使用方试验；按照试验评定内容，舰艇试验主要有战术技术指标试验、作战适用性试验、作战效能试验、体系贡献度试验；按照舰艇全寿命阶段考核评定内容，舰艇试验主要有论证试验、设计验证试验、建造检验、陆上联调试验、系泊试验、航行试验、最终合同试航、验收试验、专项试验、部队试验。

一般情况下舰艇装备各种试验类型关系，如表1所示。

表1　舰艇装备试验类型

1.3舰艇装备试验鉴定的主要特点

舰艇装备试验鉴定除具备武器装备试验一般特点外，还具有自身独有的特点[5-6]：(1) 舰艇研制与定型过程中试验项目多，试验周期长，系统级和平台级的不同试验常常交织重叠，对试验鉴定的总体设计要求很高；(2) 由于舰艇没有单独样机，首制舰艇直接进入接装验收，导致部队对装备的使用与保障要求考核提前，这对定型技术状态管理带来了一定的风险；(3) 部分指标考核需要综合多阶段、各类试验信息，甚至部队训练、远航等军事活动的信息，进行综合评定或评估；(4) 试验责任主体多，所负责的试验类型既有内容上相互补充的覆盖性要求，又有程序上科学安排的逻辑性要求，需要对试验进行整体规划与管理协调。

1.4舰艇装备的试验发展需求

随着海军装备战斗力生成模式的转变和加强实战化考核的新要求，以及军方主导的试验鉴定工作原则，舰艇试验也面临着新的形势需求，主要表现在：(1) 随着新型舰艇装备大批量生产，对定型考核程序和内容的系统化、规范化要求不断提升；(2) 围绕部队战斗力生成需要，在传统“基于指标”考核的基础上，如何加强实战条件、边界条件、复杂条件下的试验考核以及全系统、全要素、全流程考核，成为迫切需要解决的问题；(3) 在试验鉴定技术发展的背景下，以往舰艇考核中存在条块分割、顶层设计不足等问题，与统筹资源、融合信息、综合评定的要求差距甚大，相关第三方试验力量的资质认定、引入日益迫切。

2　试验项目体系规划

新型水面舰艇设计定型试验的项目设置以舰艇研制总要求规定的主要功能、战术技术性能和作战使用性能为基本依据[7]，以舰艇遂行典型作战任务能力的考核检验为主线，按照“基于指标”和“基于能力”考核相结合的思路，先对总体性能、综合特性等性能指标进行验证，再对作战能力、保障能力等能力指标开展考核，如图1所示。方法上采用基于实测数据的理论计算、实兵配合下的战技指标测试、全作战流程下的实际使用武器、典型作战任务下的实兵对抗、不同作战海域环境适应能力测试等方法，同时充分借鉴舰艇系泊航行试验、作战系统试验、舰艇总体专项试验，达到检验装备作战适用性、摸清作战效能底数的现实需求。

图1　舰艇设计定型试验项目体系总体设计

2.1总体性能

作为舰艇平台的总体设计性指标，要求试验舰在系泊、航行条件下，通过对船机电、船体与保障设施的实际操作和指标测试，检查系统的总体功能性能。总体性能试验主要包括主尺度、排水量和吃水、浮性和稳性、快速性、续航力和自给力、适航性、操纵性、不沉性、储备与裕度等试验项目，如图2所示。

图2　总体性能试验项目体系

2.2综合特性

作为舰船平台的附属设计要求，综合特性试验主要包括兼容性、隐蔽性、“五性”(可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性)、居住性及生活保障能力、防腐防漏要求、人员编制、舰艇色彩等试验项目，如图3所示。

图3中，电磁兼容、声兼容和火力兼容可在系泊状态下静态设计检查和实际使用武器情况下检查；隐蔽性、防腐防漏要求、人员编制、舰艇色彩等可通过实际测量进行检验；“五性”、居住性及生活保障能力结合装备故障统计、长航实际消耗等方法进行，运用综合评估得到考核值。

图3　综合特性试验项目体系

2.3作战能力

作为舰船遂行典型任务的能力指标，作战试验主要包括系统的感知能力、指挥控制能力、攻防能力、快速反应能力等试验项目，如图4所示。试验可分为静态试验和动态试验，静态试验要求试验舰系泊(锚泊)条件下，利用海上无源标、电子靶标及专用仪器和设备，对作战系统相关设备、系统进行性能、技术指标测试及信息交互能力测试；动态试验则是利用配试的多类空、海兵力模拟典型目标的运动特性，开展作战能力中相关战术指标测试，按全系统作战流程模式，通过实际使用武器，检验作战系统的攻防能力。

图4　作战能力试验项目体系

2.4保障能力

作为舰艇作战能力实现的重要组成部分，保障能力试验主要包括通信能力、导航能力、自身抗损能力、接收补给能力等试验项目，如图5所示。按照作战保障要求，在空、海、潜兵力配合下，采用专用测试设备，测试通信系统的舰内外通信保障和信息传输能力，测试试验舰在系泊和航行状态下导航系统的静态精度和动态精度、测试舰艇在损管条件下的修复和防护能力，测试不同海况下的横向、垂直接收补给能力。

图5　保障能力试验项目体系

3　试验组织实施

为建立和完善科学、正规的试验工作秩序，提高试验质量和效益，加强新型水面舰艇设计定型试验组织与管理，本文从试验阶段与管理、组织实施模式和实施流程3个层次展开论述。

3.1试验阶段与管理

在装备采购工作中舰船试验一般是按照采购工作性质进行管理，按照确定的舰船全寿命阶段的考核评定要求进行组织实施。

1) 研制试验。是舰船承制方用以验证承制单位设计思想是否先进实用和检验生产工艺是否成熟优质的环节。一个舰船型号的研制始于论证阶段，结束于定型阶段。但一般只有论证性试验和设计验证性试验是根据论证和方案设计需要由承制方负责组织的，其他研制试验承制方一般不单独组织进行，通常结合接装验收试验、定型试验、作战试验进行[8]。

2) 接装验收试验。是为检查、考核舰船的设计、建造质量、战术技术性能指标及其作战使用性能指标是否满足《研制任务书》和合同的要求，确定舰船可否验收和交付部队使用而进行的试验考核的统称，包括研制性生产交付和订购性生产交付。通常情况下，使用部门和第三方监督机构不参与建造检验、陆上联调试验。在舰船生产交付评定中，接装验收试验又专指舰船交付前试验试航所进行的系泊试验和航行试验，由总装厂、各系统责任单位和驻总装厂军代表、接舰部队及验委会和试航领导单位组织完成。

3) 定型试验。是对舰船战术技术性能和作战使用性能进行全面考核，以确认其达到《研制任务书》和合同要求。主要考核评定内容包括战术技术性能、作战使用性能和作战效能3个方面。其中：一般战术技术性能考核内容可结合系泊、航行试验进行；特殊战术技术性能、作战使用性能和作战效能考核内容安排在专项试验、部队试验中进行，由使用部门(或专职鉴定机构)，会同承制单位和军方质量监督部门共同完成[9]。

4) 作战试验。是作战使用部门、装备主管部门为装备发展、装备持续改进目的和特定的需求，为评估舰艇装备的体系贡献度、作战效能和作战适用性，由使用部门组织进行的试验。作战试验的重点是考核舰艇装备的作战适用性、作战效能及体系贡献度，而不是像研制试验那样把重点放在工程规范的证明上。

3.2试验组织实施模式

舰艇试验是一个复杂系统。根据考核要求、任务规划和资源需求实际有不同组织形式，归纳起来主要有以下2种：

1) 联合试验组织实施。由军方专门的试验鉴定部门牵头，在全寿命周期内协同研制方、订货方和承试方，对水面舰艇设计定型试验的项目设置、计划安排、资源保障、信息利用进行综合设计，在技术保障、试验指挥、兵力协调、航区规划、勤务保障、鉴定评估等环节的统一行动与管理，全程可采用项目管理的组织模式，适用于舰船性能项目的考核。

2) 作战试验组织实施。由军方专门的试验鉴定机构独立承担，在设计定型完成后(部分可结合定型试验开展)，依据使命任务，开展全系统、全流程、全要素的作战及作战保障能力试验，军方承试单位负责试验测控、设施、兵力等保障，作战部队负责舰艇技术保障，专业蓝军部队负责假想敌模拟，全程可采用基于任务的试验组织模式，适用于舰船能力项目的考核。

3.3设计定型阶段的实施流程

新型水面舰艇设计定型试验可分为4个阶段，包括预先准备、直接准备、组织实施和总结评估，每个阶段主要工作如图6所示。

图6 新型水面舰艇设计定型试验实施流程

4　试验结果分析与评估

4.1评估内容

鉴于新型水面舰艇功能复杂、指标众多，对其进行评估要充分体现层次性，既要有定量的标准，也要有定性的要求，还应突出作战能力和体系的兼容性，可划分为装备性能评估、作战能力评估和作战效能评估。

1) 装备性能评估。其目的是检验新型水面舰艇战术技术性能指标及其作战使用性能指标对研制总要求指标的符合程度。一般采用直接测量数据或直接打分结果评定，环境要求理想、指标要求清晰，是转阶段评定的基础。

2) 作战能力评估。这是装备性能评估的拓展，主要考核新型水面舰艇在各种实际作战环境下性能的表现情况，分析环境影响因素，建立能力-环境回归模型。

3) 作战效能评估。这是舰艇综合评估的高级形式，检验新型水面舰艇完成各类单项或综合作战任务的能力和效果，需综合作战环境、战术战法、作战人员、典型威胁等因素，环境构建复杂，组织实施困难，数据综合利用程度高。

4.2评估方法

新型水面舰艇设计定型试验评估根据不同考核项目而选用不同的评估方法，归纳起来主要有4种，即主观评定法、统计分析法、数学解析法和作战模拟法[10-11]。其中，主观评定法用于对定性和可直接观测指标的考核，主要包括会议评估法、菲尔德法和主观概率法；统计分析法用于需特定子样的概率型指标的评估，主要包括抽样调查、回归分析和相关分析等方法；数学解析法用于综合效能指标的评估，主要包括ADC法、SEA法、层次分析法、模糊评估法等；作战模拟法用于作战能力指标的外场考核和内场仿真推演评估，主要包括数值模拟、基于虚拟原型舰的仿真建模、基于复杂网络的仿真建模等方法。这些方法各有侧重，适用于水面舰艇的平台、武器、保障设备的全体或部分，具体选择哪种方法，主要取决于评估指标特性、给定条件、评估目的和精度要求而定，有时可能是几种方法综合运用。

4.3评估流程

试验评估一般分为评估准备、评估实施和评估结果分析3个阶段，如图7所示。其中：评估准备包括成立评估小组，舰艇装备(系统)的界定与描述，确定评估任务与目标，建立评估指标体系及研究提出评估方法；评估实施包括收集评估用数据、评估数据预处理及确认，评估计算，计算结果的合理性检验，计算结果确认与归档；评估结果分析主要包括舰艇装备(系统)能力对满足作战需求的适用性分析，试验环境对舰艇装备(系统)能力的影响分析等。

图7　新型水面舰艇设计定型试验评估流程

5　结　论

通过对海军新型水面舰艇设计定型试验项目体系规划、试验组织实施以及试验结果分析与评估的研究，获得如下几点经验和体会：

1) 舰艇设计定型试验是舰艇定型工作的重要内容，应加强基于全寿命周期的顶层法规指导，保持持续状态跟踪，建立规范的阶段审查机制。

2) 作为一项全新的试验领域，目前没有针对性强的技术标准，主要参照系泊航行试验系列标准和有关船舶行业的军用标准，迫切需要开展独立技术规范的研究。

3) 军方作为试验主持方和主导方，应建立健全组织实施细则，明确试验阶段和管理要求，切实做到试验设计一体化、组织一体化和管理一体化。

4) 试验结果分析与综合评估是该领域研究的关键问题，需充分采信和引用其他阶段的试验结论，强调实战化考核等重难点问题的分析与评估。

References)

[1]绍开文，马运义．舰船技术与设计概论[M].北京：国防工业出版社，2005：11-15．

[2]吕建伟，王新磊，曾宏军．海军舰船设计方案的评估方法研究[J]．中国舰船研究，2006，1(1):21-24．

[3]尤子平．舰船总体系统工程的数字化思考[J]．舰船科学技术，2008，30(1):26-28．

[4]徐青．舰船总体设计流程分析[J]．中国舰船研究，2012，7(5):1-5．

[5]董晓明．新一代水面舰艇作战系统发展理念及途径[J]. 中国舰船研究，2015，10(1):1-6．

[6]熊治国，胡玉龙．美国舰船概念方案设计方法发展综述[J]．中国舰船研究，2015，10(4):7-15．

[7]周浩．海军舰船装备环境试验风险分析与预防[J]．工业控制计算机，2013，26(6):55-57．

[8]侯政友，杨军涛，杨盛．加强舰船装备型号标准化工作初探[J]．舰船科学技术，2011，33(6):30-34．

[9]袁敦垒，肖汉林．网络中心战与水面舰艇总体设计[J]．舰船科学技术，2009，31(11):17-20．

[10]刘钢，周智超，沈医文．基于AHP和灰色评估法的水面舰艇编队作战效能评估[J]．指挥控制与仿真，2007，29(3):69-73．

[11]刘畅，孟梅，张恒．面向任务的驱逐舰作战效能评估方法研究[J]．哈尔滨工程大学学报，2013，34(12):1479-1488．

(编辑：李江涛)

Research on Project Planning and Implementation of Design Typification Test for Surface Ship

HE Rongguo，YANG Jikun

(92493 Troops, China)

To satisfy the transformation of combat capability generation mode and the construction of new combat force in the PLA Navy, based on the practices of new type surface ship design typification test, the paper systematically analyzes the research and development procedure of naval ship equipment, as well as test type, characteristics and development demand, designs a project system for new type surface ship design typification test in the respects like overall performance, comprehensive characteristic, combat capability and support ability, discusses about the phase division, mode and method, management factors and node and flows of test organization and implementation, proposes the evaluation method and process based on equipment performance, combat capability and operational effectiveness to provide technical support for the top level design and innovation practice of new type surface ship design typification test of the PLA Navy.

surface ship; design typification; project system; organization and implementation

2016-04-08

部委级资助项目

贺荣国(1970—)，男，高级工程师，硕士，主要研究方向为武器装备试验总体。

U674

2095-3828(2016)04-0116-07

A

10.3783/j.issn.2095-3828.2016.04.024