军机维修保障互操作性评价技术研究

■ 张二虎 黄丙寅/中国飞行试验研究院

0 引言

按照空军建设要求，应建立与国家地位相适应的“攻防兼备、空天一体”现代化部队，适应“空海一体战”背景下的大规模作战以及多样化军事任务，重点应对多个战略方向部署，实现“全国部署、全疆到达、全域反应”的作战任务需求。试验鉴定改革中作战适用性评估被提到了新的高度。未来，联合作战、全域作战将成为常态，战场节奏快、变化快，准备和响应时间短，除武器的先进程度外，在最短时间内组织起有效的攻防力量和保障力量将占据有利位置，不同装备、不同保障系统间的互操作性作用逐渐凸显。新形势下互操作性成为了作战适用性评估的重要内容，其重要性越来越高。

互操作性作为一种特性，一般可以理解为各种各样的系统和组织在一起工作时体现出的能力。工程领域更多关注的是技术对系统的作用，但从广义上看也应考虑社会、政治和组织机构等各方面的因素对系统及其性能的影响。早期的互操作性主要指设备之间的互联互通和相互兼容，互操作性和互联性是同一概念，简单而言是指两个系统之间交互数据的过程。随着C4ISR、军事信息系统、网络信息体系的发展，互操作性不再局限于数据和信息的交互，还包含两个或多个系统相互协同完成任务的要求。目前，关于互操作性缺乏统一的定义。美国国防部指令DoDI 8330.01 将互操作性定义为系统、单元或军事力量之间相互提供和接收数据、信息、资料和服务，并利用这些交换的数据、信息、资料和服务共同有效运行的能力。我军对互操作性的定义是两个或两个以上系统或应用之间交换信息并相互利用所交换信息的能力。互操作性包括技术互操作性和作战互操作性，不仅涵盖底层系统的互联互通以及信息和服务的交互，还涉及作战系统之间的协作协同，内涵不断拓展。

作战互操作性以技术互操作性为基础，要求参与者具有共同的理解和处理信息的背景，了解彼此如何做出决策并开展互相一致性确认。建立在互理解、互遵循之上的相互协同是一个复杂问题，不仅与系统的技术属性有关，也与编制体制、人员构成、人员素质等组织管理有关。兰德公司在研究美国与北约的联合空中作战的互操作性时发现，部队条令、规划和执行系统、各自武器系统的能力等因素都会影响互操作性问题。

互操作性是装备体系化联合作战中的重要能力要求，已成为联合作战的基础和关键，在美军装备试验鉴定中的地位越来越重要。美国国防采办手册定义“体系工程……强调通过发展和实现某种标准来推动成员系统间的互操作性”。美国国防部要求：所有的信息化武器系统和国家安全系统必须进行互操作性试验；必须在装备批量生产决策前完成对装备的互操作性评估并给出相关遗留问题及其影响的分析报告；所有重大防务采办项目以及需要共同使用的项目与系统，均应对其整个生命周期内的互操作进行评估。美军对互操作性的研究全面、系统、深入，包括国防部（研制试验鉴定办公室）和参联会（联合互操作性试验司令部）的系列政策指令，以及实施层面的联合技术体系结构（JTA）、信息系统互操作性等级（LISI）模型、信息系统体系结构标准（DoDAF、TAFIM、DII COE、JTA）等。

1 军机维修保障互操作性评价需求

近年来，美军为解决近半数采办项目在初始作战试验鉴定中作战效能和作战适用性不达标的问题，持续实施一项改进武器装备研制试验鉴定的重要策略——“向左移”。推进“左移”倡议，即研制试验鉴定应适当考虑作战问题，将采办周期“右边”阶段（进入生产与部署阶段之后）由作战试验开展的部分试验内容提前至采办周期“左边”阶段。2012 年，美军研制试验鉴定办公室首次提出该计划，在研制试验中开展互操作性试验和网络安全试验，以加强研制试验的作战真实性，如图1 所示[1]。

图1 美军研制试验鉴定“向左移”策略的启示

伴随试验鉴定改革，我军在作战试验中明确提出了互操作性考核要求，参考美军试验鉴定“向左移”策略，在性能试验阶段开展互操作性试验与评价有着现实和迫切的需求，有利于尽早暴露互操作性缺陷，对于促进优化改进、提升体系作战和保障能力、降低生命周期费用具有重大意义。当前，我军互操作性评价的关注重点放在网络信息和指挥控制领域。但是，互操作性的本质是满足操作者的互联互通、信息交换、有效对话和服务支持等需求，操作者是系统的核心，一个作战体系中除了飞行员、情侦人员、指挥员外，维修保障人员也是非常重要的角色。关注维修保障人员的互操作需求，将互操作需求拓展至维修保障领域，对于应对突发性高、时效性强的未来战争，提升保障效能，缩小保障规模，支持联合作战，具有十分重要的意义。

以下面的作战保障任务想定为例进行说明：

1）A 型战斗机飞行过程中，无法在预定机场降落，需在临近的P 机场临时补给后投入战斗。

2）A 型战斗机接到命令，要求3h内部署到P 机场，并且次日可开展战备值班任务。

3）A 型战斗机接到命令，要求立即开展长途奔袭，需要在P 机场过站补充燃料和弹药。

P 机场并未部署A 型战斗机，与其最相似的是B 型战斗机，即便让A 型战斗机维修人员立刻奔赴P 机场进行保障，也是第二天才能到达，所需维修保障设备要第三天才能到达，无法满足“快速补给，快速出动”的需要。但是，假如两型战斗机的保障系统具有高度互操作性，B 型战斗机维修人员能够快速掌握A 型战斗机的保障要求，具备任务保障技术能力，能够快速构建起相应的保障组织体系，同时B 型战斗机各类保障资源能够与A 型战斗机兼容，那么作战保障的模式将发生新变化。B 型战斗机维修保障人员将能直接代替A 型战斗机维修保障人员完成相关保障任务，实现飞机间“同型互保、异型同保”目标，极大提升遂行“全国部署、全疆到达、全域反应”的作战能力。

关于军机维修保障的互操作性，国内尚未找到明确定义，除了关于保障设备“三化”、统型等研究外，尚未查到相关研究文献。为了界定本文的研究范围，特对军机维修保障互操作性进行定义。军机维修保障互操作是指不同军机型号的维修保障系统能够实现互联互通，主装备能够融入彼此的保障系统，实现数据和信息的高效交互，维修保障人员的技术能力、保障模式、组织体系等能够通过快速转化或兼容来满足保障需求，保障系统中的保障资源、保障接口等满足相互协同保障的需求。

2 军机维修保障互操作性评价指标

2.1 军机维修保障互操作性评价内容

GJB/Z144—2015《军事信息系统互操作性等级与评估》借鉴美军信息系统互操作性等级模型，提出了我军指挥自动化系统互操作性评估等级模型及方法。在该模型中，将影响互操作性的因素分为规程（P）、应用（A）、基础实施（I）和数据（D）4 种密切相关的属性，简称PAID[2]。维修保障互操作性评价的目的是评估不同型号飞机在彼此的维修保障体系中的兼容性，即体系融合度。参照PAID 模型思路，基于军机保障系统构成要素，将维修保障互操作性评价内容划分如下：

1）保障模式。不同型号飞机维修保障的组织体系、运行机制和法规制度（质量管理）等是否相互匹配，专业设置、工作分工、任务系统、配备人数等是否满足彼此保障需求，指挥调度相关的通信用语、手势等信息是否实现准确、高效衔接。

2）人员技能。人员的操作技能是否能够覆盖不同机型特定保障任务需求，是否能够通过临时远程培训或自我学习达到相应的操作技术要求。

3）装备各类保障接口。不同型号飞机的充填加挂、任务加载、飞参数据下载、维修检测等接口是否与彼此的保障系统兼容。

4）保障设备通用化。不同保障系统固有的保障设备，其类型、数量、功能、性能等是否满足彼此主装备的保障需要，保障系统缺失的保障设备能否通过常规渠道快速补充或协调。

5）保障设施满足度。不同系统的停机坪、试车场、机库等保障设施能否满足彼此装备相应的保障需求。

6）技术资料满足度。对不同的保障系统，与保障相关的随机技术资料（如维护规程、维修手册等）是否能够快速获取，技术资料的可读性、易理解性是否满足使用需求以使具有相应维护经验的维修人员通过自学可理解可掌握，技术资料不允许出现难以理解之处或歧义。

7）培训保障。不同保障系统是否开展常态化互操作演练、要求宣贯和人员技术提升，以保障战时互操作性的高效协同推进。

8）信息化保障的兼容性。不同保障系统相关的信息化保障系统及通信协议是否满足特定保障任务需求。

9）远程支援保障。是否规划安全高效远程通信及指挥保障网络，满足远程语音、视频通信、海量数据传输等远程支持保障需求，以实现远程保障任务规划和技术指导的高效协同。

10）装备互操作性设计。不同装备的维修保障操作流程、标识、标准、要求、用语等是否统一。

2.2 军机维修保障互操作性评价指标

基于维修保障对象、内容和深度，对军机维修保障互操作性评价指标从互保机型、维修深度、互操作等级等维度进行划分，如图2 所示。“维修深度—互保机型”象限体现了不同机型间的联合保障能力；“维修深度—互操作性等级”象限体现了跨域持续作战能力；“互保机型—互操作性等级”象限体现了适应不同机场的快速机动部署能力。

图2 军机维修保障互操作性评价指标

各类互操作性评价指标内容如下：

1）互保机型。互保机型分为“歼—歼、歼—轰、歼—运、歼—直、歼—无……”等形式，表示不同类型的战斗机、战斗机和轰炸机、战斗机和运输机、战斗机和直升机、战斗机和无人机等之间的维修保障互操作性，机型差异越大，保障需求差异越大，互操作性难度也越大。

2）维修深度。按照维修的复杂程度和对人员技能要求的严格度，将维修深度简单划分为过站保障（充填加）、战斗补充（弹药挂装）、短期停放（7天以内）、短周期检查+常规维护、战场抢修及常见故障排除、A 检级别定检及发动机换装、C 检维修及重大故障排除等。互操作性的最高境界和理想状态是涵盖所有外场级维修保障内容，即完全等效保障，长期驻扎无须转场携行，无须额外人员配属，接机即交付，真正做到“同型互保，异型同保”。

3）互操作性等级。GJB/Z144 中对信息互操作系统的5 个划分等级依次为互联、互通、信息交换、合作行动、完全互操作。参照划分方法，基于维修保障系统特点，互操性能力等级由低到高依次为互有、互联、互通、互保、完全互操作，如图3 所示。其中，互有指彼此的保障系统设置中有装备保障需要的保障要素，如耳机话筒组；互联指相关的软硬件接口能够实现有效连接，如耳机话筒组的插孔满足需求；互通指能够实现有效的数据交换、信息共享等，如耳机话筒组能够实现地面与座舱的高质量通话；互保指借助相关指导或其他支持能够建立畅通的沟通、协作，准确无误地执行相应操作，如经过临时培训并借助维护规程能够使用耳机话筒组与飞行员准确沟通，实现飞机状态检查与报告；完全互操作指不需要借助额外的支援保障，现有的保障系统相关要素和能力完全兼容彼此保障需求，如两型机使用耳机话筒组与飞行员沟通的要点、要求和标准一样，因而不需额外培训或技术支援就能够实现完全互操作保障。

图3 军机维修保障互操作性层级关系

3 军机维修保障互操作性评价设计

3.1 美军互操作性试验类型和方法

美军互操作性试验包括互操作性等级评估和互操作性认证试验。

互操作性等级评估基于互操作性等级模型（如PAID 模型），通过对比法、试验法等进行评估。我军互操作性试验主要采用互操作性等级评估法。对比法是将信息采集阶段获得的系统互操作实现技术与信息系统特征细节进行对比，即将系统的PAID 值与模型中的各互操作性等级对应的PAID 值进行对比分析，确定互操作性水平后，选择最低的PAID 性能等级作为系统的互操作性等级。试验法是对待评估系统进行性能试验，根据试验结果评估互操作性，过程中需要搭建相应的试验环境。

互操作性认证试验的目的是验证系统互操作性符合相关标准规范以及相关指标要求。美军验证阶段的互操作性认证试验分为标准合规性试验和联合互操作性试验两类，如图4 所示[1]。

图4 互操作认证试验类型和试验环境

3.2 军机维修保障互操作评价方法

参考美军互操作性试验类型和方法，将军机维修保障互操作评价分为分析评价和试验验证评估两类。

分析评价包括保障流程分析、保障项目分析、保障资源分析、危险源与关键过程识别与评价、保障活动建模及仿真推演等。基于保障流程和项目，对照互操作性评估内容、评价指标，评价不同维修下的互操作等级，识别出各环节互操作性缺陷。

试验验证评估重点验证研制要求达标情况、标准符合性、实际保障需求的满足情况等，需进行实际操作验证，搭建相应保障任务想定下的试验环境，配置各保障系统所需的保障资源，由保障机组利用自己的保障系统分别保障对方的机型，以评价对方机型融入自身保障系统的体系融合度，并进一步评价两个保障系统的互操作性。基于安全考虑，试验验证评估应依次开展模拟操作评估、监控操作、背靠背评估验证等。

在实际实施过程中应先开展分析评价后再进行试验验证评估，在分析评估过程中持续暴露问题并寻找等效替代方案，直至形成可完成互操作性试验的替代方案。

3.3 互操作性评价与验证流程设计

军机维修保障互操作性评价与验证流程包括保障任务想定、保障需求分析、保障体系融合度互评、维修保障互操作性综合分析、形成维修保障互操作性评价报告等主要环节，如图5 所示。其中，保障体系融合度互评为核心环节，包括评价初始方案设计、基于任务想定的体系融合度（互操作性）分析评价、替代措施的落实、试验环境及资料规划、试验验证安全评估、试验任务布置及信息收集培训、模拟操作—监控操作—背靠背验证、形成保障体系融合度评价报告。

图5 体系融合度-互操作性评价与验证流程

4 军机维修保障互操作性评价思考建议

试飞院拥有全谱系试验机、全要素保障资源，维修人员齐备、试验条件齐全，是开展维修保障互操作性评价这类跨机型联合试验的最佳阵地。在试验鉴定改革强化推进作战试验的机遇下，互操作性试验“左移”需求明确，资源、能力、资质齐备，应抓紧开展维修保障互操作性评价试验技术体系构建和能力体系建设，顺应新需求、开辟新领域。思考与建议如下：

1）强化互操作性早期评估，基于全谱系试验机及专业化机务保障、维修评估队伍优势，推动试验鉴定“左移”，作为性能试验重点考核内容。

2）统一保障技术与管理标准，强化飞机主装备层面统一保障接口及相关操作要求，实现保障设备统型。

3）规划高于型号保障的联合出版物，规定各型号联合保障基本要求，将多机型的基本维护技能纳入技能考核要求。

4）在专项保障资源的储备和规划方面，对于无法实现统型的特种保障资源，建议从战备角度要求相应机场进行最低限度的储备。

5）人员能力需要应基于多机型保障要求，开展常态化的实操培训考核及轮训、轮保。

6）强化飞机自保障性设计，飞机自保障能力的提升将有效降低对对方保障系统的依赖，从而间接提升互操作性水平。

7）以信息化技术手段实现互联、互通，规划跨域远程保障技术资源，强化互操作性技术指导。