飞行器效能评估标准体系及效能仿真试验

李培 涂震飚 魏佳宁

（北京机电工程研究所，北京，100074）

飞行器效能评估标准体系及效能仿真试验

李培 涂震飚 魏佳宁

（北京机电工程研究所，北京，100074）

效能评估；效能仿真试验；评估标准；试验标准。

标准化是通过制定和实施标准，使通用或重复的事务达到统一以获得最佳秩序和社会效益的技术。同时标准化又是将科技成果转化为生产力的桥梁，是组织现代化生产和提高产品质量，减少物质消耗的重要手段，是实现科学管理的重要技术基础[1]。对于航天工业部门来说，在企业管理中更要着重推行标准化，健全的生产与试验标准体系，是保障各项生产任务安全顺利完成的重要手段，是产品在市场中取胜的关键因素[2,3]。其中效能评估与仿真试验标准化是航天生产标准体系的重要组成部分，是飞行器论证研制过程中的重要环节。

1 效能评估标准现状

针对飞行器的效能是指飞行器在规定的环境下完成规定任务的能力，可以全面反映系统的整体技术水平和综合能力，效能评估是对系统进行综合评价的有效手段[2]。近些年，效能评估越来越受到研制部门的关注，各单位都加强了对飞行器效能的研究，突破了多项突防技术，并应用于多个型号，有力地促进了飞行器能力的提升。

笔者通过查阅国内外标准目录，没有发现有国外相关标准，而国内关于效能评估方面的标准规范也较少。国内仅发布了7项有关地地武器效能评估的国家军用标准，且多为1999年制定，还需根据现有技术的发展情况进行修订[4]。笔者认为，亟需开展战术武器作战效能标准规范的制定工作。

我国在飞行器领域已有几十年的研究和发展历史，相比之下，效能评估技术标准研究工作起步较晚。虽然在飞行器研制和生产方面制定了一些标准，但从查询到的与效能评估相关的标准来看，在航天行业标准或国家军用标准等上层标准中，仅有针对与战术武器相关的研制或生产标准、总体术语等基础标准，缺乏先进突防技术在战术武器领域内通用的技术标准[2]。在效能评估、加固技术、任务规划系统、协同技术等新兴技术方面的航天行业标准仍为空白，虽然制定了一些关键技术参数测试方法方面的国家军用标准，在技术研究过程中曾起到了一定的指导与支撑作用，但这些标准多是整个系统通用的规范，在针对特定目标如系统的设计、试验、评估等过程，不能给出完整、适用的指导方法。

目前，我国已经研制了十几个型号的飞行器，开展了十几个型号的效能评估，积累了较为丰富的工作经验，具备了制定效能评估流程、评估模型、评估指标、评估方法和评估试验等方面标准／规范的能力，有能力也有条件制定更多的飞行器效能评估标准。

2 效能仿真试验标准化管理是薄弱环节

效能仿真试验是以数学模型或实物部件为试验对象，以仿真为试验手段，在给定的试验条件下，进行大量的数字仿真或半实物仿真试验，由此得到关于过程和结果的数据，直接或经过统计处理后计算、分析结果。效能仿真试验能较详细地考虑影响实际过程的诸多因素 （自然环境、对抗环境等），可以进行策略和计划的试验，检验策略和计划的缺陷，预测决策的效果，评估系统的作战效能，为飞行器的方案设计、指标优化等提供量化数据参考。飞行器的发展论证、技术评估、效能评估已经进行了大量的仿真试验，型号的效能仿真试验在质量管理和安全管理方面积累了一定的实践经验，但这些成效的取得是以付出巨大的人、财、物为前提条件的，即现行的试验管理不是最佳的科学管理，还存有许多薄弱环节，其中标准化管理是目前试验管理环节中的弱点。

目前，飞行器在研制过程中的大多数效能仿真试验没有明确的标准化要求，也没有系统的标准化管理办法和有效的监督机制，在试验工作全过程中所开展的各种评审、审查都没有标准化方面的内容和要求，这是效能仿真试验工作在标准化方面存在问题的根源。效能仿真试验的标准化管理薄弱是造成试验中有章不循，试验文件不完整、不规范，试验设备 “三化”程度低等诸多问题的重要原因。

加强效能仿真试验标准化工作的管理是我们面临的一项重要任务。为此，制定必要的法规性文件和规章制度，明文规定型号研制效能仿真试验要有明确的标准化要求并在研制过程中组织实施，以利于提高效能仿真试验标准化管理的水平，促进试验工作的科学化和规范化[4]。

3 效能评估标准体系及效能仿真试验应用

3.1 效能评估系列标准层次划分

根据飞行器效能评估发展现状及特点，确定飞行器效能评估系列标准框架由4个部分组成。

a）基础标准。飞行器效能评估基础标准级别为国家军用标准和行业标准，主要目的是统一效能评估过程中的参数符号、基本术语及数据格式，保证称谓的一致性。

b）设计规范。设计规范用于保证研制过程中每一环节都有据可依，主要包括：效能指标体系与飞行器系统之间支撑关系，飞行器系统使用需求、技术指标与效能评估的约束条件，效能评估与总体设计之间的接口，效能仿真中所用到的各类模型的建模要求等。

c）试验规范。效能仿真试验是效能评估技术的发展方向，效能评估涉及技术的跨学科性、问题的跨部门性、建模方法和编程规范的多样性,从本质上决定了采用效能仿真试验评估飞行器效能的复杂度。试验规范主要用于对仿真建模、试验设计，试验数据处理以及对其他系统的技术要求进行约束。

d）评估标准。评估标准分为三类：①飞行器系统中相关专业的效能评估方法和标准；②与特定目标相关的评估方法和标准；③综合类效能评估标准。反映了效能评估与具体任务相关的特性，同时细化了具体专业对系统效能贡献的评估方法。

3.2 编制效能评估标准体系

国内开展了多年的飞行器效能评估研究，效能评估成果已应用于工程研制，积累了很多研究成果与经验。为将这些宝贵的经验进行总结，解决效能评估过程规范化、统一化的急需；同时，顺应效能评估的发展趋势，解决型号迫切需要，且在一定时期内可以将工程应用的高新技术纳入到系列标准框架中，以满足今后相当长一段时间内的工程应用需要。在此基础上，根据效能评估系列标准的编制原则，制定效能评估系列标准，编制效能评估标准体系框图，如图1所示。

3.3 编制效能仿真试验流程和标准体系表

对于效能仿真试验制定一套标准的试验流程，如图2所示，包括3个阶段：仿真试验前、试验中和试验后。在各个阶段实施相应的标准规范，做到试验的规范化、统一化。

在此试验流程基础上，通过深入研究各型号试验的共性，根据效能评估标准体系，对各个试验环节制定一系列标准，形成一套比较完备的效能仿真试验标准体系表，见表1。在效能仿真试验阶段，需要建立效能仿真试验流程标准、效能评估标准、效能仿真模型接口标准、效能仿真试验评审标准等，进行试验时按照这些标准实施。对型号所提的各项技术指标，很多已制定了相应的标准，因此，也就具备了在对某项指标提出具体的参数数值要求的同时，提出须实施相应标准要求的条件。

针对具体型号的特点、研制经费、使用方要求和设备、人员、环境的具体情况，按规定要求，编制相关效能仿真试验标准化综合要求及相关的标准化文件。文件中明确效能仿真试验标准化工作的目标、标准化工作项目和内容以及实施标准的范围、制定标准的项目、计划及保障条件、实施措施等具体要求[1,4]。根据上述要求，制定相应的试验标准化工作实施细则，便于实际试验中实施，提高试验工作的效率和效益及试验质量。

表1 效能仿真试验标准体系表

目前，这一标准体系已经成功应用于多个效能仿真试验，使整个试验过程依据各项标准／规范进行，节省开发时间至少3个月，在保证试验质量的前提下提高了试验工作效率。

在实施标准时，要认真组织协调，解决实施中的有关标准问题。尤其对新旧标准的过渡问题必须持慎重态度，提出过渡方案和措施。

除了实施已有的试验标准外，还可根据型号试验要求，将已有的试验技术成果、管理工作经验加以归纳升华，按规定的标准制定程序，编制相关的试验技术标准、试验管理标准和试验工作标准，指导后续型号试验高效、协调、有序进行，将试验工作纳入规范化、制度化轨道，使每项型号试验工作都有 “法”可依，提高型号试验工作效率，确保型号的试验质量。

标准化工作是一项科学性、系统性工程，需要各部门、各专业的广泛参与和共同推进。效能仿真试验标准化建设是一个长期的、系统的工程，不是突击一段时间就能够标准化了。标准化建设更要注重长期效用，要把标准化工作与日常工作、信息化建设工程结合起来，以管理改进、效益提升为目标，健全标准化建设工作的常态机制和长效机制。同时，还要加快标准制定的速度，简化程序，缩短制定周期，使其适应目前型号产品正在缩短的开发周期和生命周期。

效能仿真试验是型号研制工作的重要组成部分，是考核型号的设计方案、制造质量及鉴定产品性能的重要环节。而试验标准化是促进试验工作科学化、规范化，保证试验工作高质量、高速度、高效益开展的重要手段。应对效能仿真试验的全过程运用系统工程的思想， 与研制工作同步，配合标准化大纲和试验方案，提出效能仿真试验标准化要求，最终确保效能仿真试验的顺利完成。

［1］李春田．标准化概论 ［M］．第五版．北京：中国人民大学出版社，2010．

［2］张剑.军事装备系统的效能分析、优化与仿真 ［M］．国防工业出版社,2000.

［3］杨峰，王维平，等.武器装备作战效能仿真评估 ［M］．北京：电子工业出版社，2010.

［4］中国标准化研究院．2006中国标准化发展研究报告 ［M］．北京：中国标准化出版社，2006.

文 摘：效能评估与仿真试验标准化是飞行器论证研制过程中的重要环节，我国现已具备了制定效能评估的流程、模型、指标、方法与试验等方面标准/规范的能力，针对效能仿真试验标准化管理的薄弱环节，编制效能评估标准体系表和仿真试验流程，分阶段形成一套比较完备的效能仿真试验标准体系表，以促进评估与试验工作的科学化和规范化。

李培 （1987年—），男，硕士研究生，工程师，主要从事体系研究、效能仿真方面的工作。

涂震飚 （1977年—），男，硕士研究生，研究员，主要从事效能评估、体系设计方面的工作。

魏佳宁 （1984年—），男，硕士研究生，高级工程师，主要从事效能仿真、效能评估方面的工作。