武器系統(tǒng)軟件綜合保障實施要點

史紅英

(中國電子科技集團公司電子科學研究院質(zhì)量標準處，北京 100041)

在世界新軍事變革下，以軟件為內(nèi)核的武器裝備地位越來越突出，軟件在軍事領域的應用越來越廣泛，眾多信息化武器裝備已開始大量裝備部隊，構成這些裝備的軟件的復雜程度日益加深，軟件對裝備能否完成規(guī)定的功能、成功完成任務，發(fā)揮著越來越重要的作用。如何更好地開展武器系統(tǒng)軟件的綜合保障工作，對促進武器系統(tǒng)裝備在部隊盡快形成戰(zhàn)斗力，滿足武器系統(tǒng)裝備的戰(zhàn)備完好性要求并得到保持意義深遠。

1 武器系統(tǒng)軟件保障活動

根據(jù)GJB3872－99裝備綜合保障通用要求的定義，明確“綜合保障”［1］就是在裝備壽命周期內(nèi)，為滿足系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性要求，降低壽命周期的費用，綜合考慮裝備的保障問題，確定保障性要求、進行保障型設計、規(guī)劃并研制保障資源，及時提供裝備所需保障的一系列管理和技術活動［2］。

“軟件保障性”作為軍用裝備保障性的子概念由此產(chǎn)生。迄今為止，我國還沒有對于“軟件保障”和“軟件保障性”統(tǒng)一和權威的定義。美軍MIL－HDBK－347定義軟件保障是指為保證現(xiàn)場部署運行的軟件，能夠充分實現(xiàn)運行任務所采取的全部措施;英國 DEF STAN00－60(PAR T3)/3的定義和解釋:軟件保障是指為了系統(tǒng)中的軟件繼續(xù)使用而采取的全部措施［3］。它要求:當軟件隸屬系統(tǒng)環(huán)境發(fā)生變化時，繼續(xù)維持系統(tǒng)的效能。系統(tǒng)環(huán)境變化包含系統(tǒng)設計的改變，矯正由于用戶需求改變導致的系統(tǒng)效能缺陷;矯正由于軟件規(guī)格說明和開發(fā)過程導致的錯誤。軟件保障是包含有軟件的系統(tǒng)保障的重要因素，整個壽命周期軟件保障費用，取決于系統(tǒng)和軟件是怎樣獲得的。有關保障的定義還有很多，無論如何定義，武器系統(tǒng)軟件要達到的兩個目的是一致的:一是通過開展保障工作對軟件設計施加影響，使的武器系統(tǒng)軟件便于保障;二要提供經(jīng)濟有效的保障資源和建立相應的保障系統(tǒng)，以便武器系統(tǒng)軟件裝備得到保障。武器系統(tǒng)軟件保障活動的具體內(nèi)容、模式與軟件生命周期的特點息息相關。

軟件生命周期典型地包括產(chǎn)品實現(xiàn)階段、運行階段、維護階段。軟件產(chǎn)品實現(xiàn)的保障工作，主要是開展軟件保障性設計和后期軟件保障的規(guī)劃工作。承制和承研部門在開展軟件的設計工作中，要開展軟件的可靠性、可維護性設計，確保裝備部隊以后減少后期的保障工作。訂貨部門則要同步根據(jù)產(chǎn)品實現(xiàn)的要求，提出包括保障人員、保障設施、保障資源以及人員培訓、訓練設施等要素的軟件保障方案。

軟件運行保障，包括運行維護、數(shù)據(jù)維護、安全維護等方面的內(nèi)容，主要是指在軟件產(chǎn)品本身正常的情況下，依據(jù)軟件操作手冊，對武器系統(tǒng)軟件進行日常管理，包括及時對武器系統(tǒng)軟件運行環(huán)境進行清理、對由于硬件原因或誤操作原因導致系統(tǒng)軟件需要重新進行安裝或恢復、對裝備系統(tǒng)軟件運行需要加裝或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的維護、以及定期利用相關設施、設備對軟件正常性檢查以及防病互檢查等工作的維護。

軟件維護保障，是指軟件運行期間，為確保武器系統(tǒng)軟件在部隊持續(xù)使用而開展的維護活動，包括解決問題、調(diào)整接口、擴充功能或改進性能、維護記錄、釋放規(guī)程待內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計，軟件可靠性整整比硬件低一個數(shù)量級，有的系統(tǒng)故障統(tǒng)計結果是:軟件故障占系統(tǒng)故障的60%～70%。軟件與硬件不同，在使用過程上中沒有摩損、沒有消耗，但軟件是有生命的，在使用過程中是需要維護、需要保障的。據(jù)美空軍統(tǒng)計，軟件維護階段成為整個壽命周期過程中最長的階段，維護階段占到近70%。不論是從持續(xù)時間還是從費用上都大大超過開發(fā)階段。例如，在沙漠風暴作戰(zhàn)行動中，E－3空中預警飛機作為戰(zhàn)場保障的綜合部分，起著跟蹤所有戰(zhàn)場空中目標并指揮攔截的作用，被譽為眼神。而在當時戰(zhàn)場上電磁信號太多造成擁塞，以致E－3的能力大打折扣，不得不對E－3雷達中的許多軟件進行修改，為此專門派出軟件保障組進行軟件進行維修，使E－3預警機的雷達軟件在96小時內(nèi)得到修正后完成飛行檢測并投入使用。

2 國內(nèi)外軟件保障工作現(xiàn)狀

近年來，我國在裝備的綜合保障工程研究方面投入了大量的精力，無論是裝備主管部門還是工業(yè)部門，對裝備綜合保障工作的重要性的認識越來越深入，對裝備的綜合保障工作越來越重視，裝備保障性工程技術得到了應用和發(fā)展，裝備的綜合保障能力得到提高，關于綜合保障工作相關標準也日趨成熟。但“重硬輕軟”在當前我國裝備的綜合保障工作中較為突出，在相關的管理體制以及相關標準中涉及專門的軟件保障工作內(nèi)容，具體表現(xiàn)為以下幾點:一是針對軟件綜合保障系統(tǒng)性研究開展得較少;二是軟件保障工作實施的規(guī)范化程度較低;三是在軟件綜合保障規(guī)劃設備的研制和投入上十分有限;四是軟件綜合保障組織機構及人員還得不到落實;五是在雖然研制階段軟件工程化工作推廣的力度越來越大，但軟件的可靠性、可維護性、測試性的考核和評估工作與軟件高保障性要求還有一定的差距。

國外對裝備保障軟件的保障工作的研究相比國內(nèi)的軟件保障工作開展得要早，對軟件的保障研究工作也較為深入，特別是美軍，20世紀80年代就致力于此項工作，軟件的綜合保障方面的研究與實施工作走在世界各國前列。美軍陸軍在通信電子司令部成立了負責軟件保障的軟件工程理事會(SED)使用與維護部、RDIT(復制、分配、安裝和訓練)小組等組織;為具體實施軟件維護，還建立了“編程保障中心，”包括以下部分:軟件開發(fā)實驗室;硬件綜合實驗室;測試系統(tǒng)。美軍空軍也成立了軟件技術保障中心，在保障標準的制定上，早在20世紀80年代美軍就開始編制《軟件密集系統(tǒng)采辦與管理指南》，到1996年已經(jīng)發(fā)布了第3版，1995年美國陸軍制定了《軟件保障規(guī)劃手冊》，詳細規(guī)定了系統(tǒng)壽命周期各階段軟件的綜合保障工作;1996年美軍空軍作戰(zhàn)測試與評估中心(AFOTEC)制定了《軟件維護性評估指南》，詳細給出了軟件維護性評估的程序與方法;1998年美軍防務系統(tǒng)管理學院出版的《采辦后勤指南》對軟件保障和維修的實施進行了明確規(guī)定。

3 武器系統(tǒng)軟件的綜合保障工作

我軍現(xiàn)行裝備保障體制的建立是基于硬件裝備建立的，但根據(jù)武器系統(tǒng)軟件保障活動的特點，軟件產(chǎn)品在固有特性、失效機理、以及維護性活動等方面與硬件產(chǎn)品有較大區(qū)別，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量更多取決于設計過程，它受外在因素影響較小，軟件、硬件保障性工作相關因素區(qū)別如表1所示。

表1 武器系統(tǒng)軟件、硬件保障性工作相關因素區(qū)別

續(xù)表1

基于軟硬件之間的差異，為確實做好當前武器系統(tǒng)軟件綜合保障工作，達到綜合保障的目的，在軟件保障工作中，應從武器系統(tǒng)軟件綜合保障理論的深入研究、保障體制和機制的適應性轉變、專業(yè)化的保障組織機構和隊伍的規(guī)劃建議等方面開展軟件綜合保障工作的推進，但由于軟件起到主導作用的武器裝備已陸續(xù)部署部隊，為解決當前準備的保障急需，現(xiàn)對當前保障工作提出以下實施要點:

(1)應將武器系統(tǒng)軟件的維護保障內(nèi)容納入裝備的維修計劃。按照目前我軍現(xiàn)行的裝備保障體制分析，武器系統(tǒng)軟件實現(xiàn)階段和運行階段的保障工作十分明確，但軟件維護保障并沒有納入我軍現(xiàn)行保障工作范疇，按照現(xiàn)有對硬件的保障體制，對裝備部隊后的硬件系統(tǒng)的改造升級是要重新納入新的研制管理體制開展工作，研制體制的管理與裝備保障的管理隸屬于不同部門。但根據(jù)前面分析，軟件的改進升級本身就是軟件生命周期一個重要的階段。通過對現(xiàn)役軟件進行專業(yè)維護來滿足不斷變化的軍事需求一方面可以避免開發(fā)新軟件耗費的大量費用、降低開發(fā)周期;另一方面武器系統(tǒng)軟件的使用人員能盡快將系統(tǒng)用起來，減少裝備列裝后的磨合時間，使裝備盡快形成戰(zhàn)斗力。事實上，目前很多新型武器系統(tǒng)軟件裝備，無論是需求提出部門還是研制部門，由于對新產(chǎn)品存在一個逐步認識的過程，所以研制初期的需求工作也存在一個逐步提升的過程，即使完成鑒定，通過了部隊的試用，在使用期間，大量由新的作戰(zhàn)需求或改善性需求導致的維護工作量十分突出，所以及早將武器系統(tǒng)軟件的軟件維護工作納入維修規(guī)劃中是保障工作開展的當務之急。

(2)做好專業(yè)人員的配置策劃。由于軟件技術的大量引入，技術復雜程度較大，不確定因素較大，要求武器系統(tǒng)軟件保障人員具有一定的專業(yè)知識和技能，特別是應該保持一支相對穩(wěn)定的維護隊伍。按照軟件工程化的要求，在做好傳統(tǒng)專業(yè)維護人員配置的同時，應適當配置系統(tǒng)需求分析員、軟件配置管理員、支持任務完成的數(shù)據(jù)準備員、任務結束后的數(shù)據(jù)管理員以及軟件系統(tǒng)的安裝員等，這些人員都應具備軟件技術的專業(yè)背景;配備的人員數(shù)據(jù)應根據(jù)軟件的規(guī)模大小，必要時，在軟件專業(yè)保障人員中應進一步劃分專業(yè)，如界面設計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫專業(yè)等等。由于軍隊編制等各方面原因，各類人員不可能無限增加，所以在做好人員配置策劃后，在實施過程中，可借助原有資源，開展后期培訓的方式，進行軟件專業(yè)化培訓，盡可能在裝備到位的同時，保障人員同步到位。

(3)做好訓練模擬系統(tǒng)的同步建設。武器系統(tǒng)軟件使用與傳統(tǒng)硬件設備有所區(qū)別。基于武器系統(tǒng)日趨復雜性，完全依靠實裝設備開展訓練，一是客觀上條件不允許、風險大;二是花費太高，每組織一次實裝訓練都要消耗大量的人力、物力，包括保障人員的作用，油料等，同時，不可避免在實際訓練中會對裝備產(chǎn)生正?；蚍钦５哪p，導致訓練費用過高。所以對于由大量通過軟件實現(xiàn)的功能性能，應該更多地借用地面仿真訓練模擬器系統(tǒng)開展訓練工作，以節(jié)省財力、人力和物力，減少風險，提高訓練效率，以促進武器裝備列裝后，盡快形成戰(zhàn)斗力。如某型飛機在作試飛訓練中，應該首先在地面規(guī)劃好仿真模擬訓練科目，通過在仿真訓練模擬器上進行訓練，確保各項軟件實現(xiàn)的功能性能得到有效訓練后，再進行實際的試飛訓練，會極大地提高訓練效率。

要充分開展地面仿真模擬訓練，地面模擬訓練系統(tǒng)的開發(fā)和研制工作應該在武器裝備研制的同時，作為訓練設備同步進行策劃和研制，最終作為保障設備交付部隊。如在潛艇控制系統(tǒng)中，要將各類艦艇的幅射噪聲、海洋信息進行仿真模擬;在機載雷達監(jiān)控系統(tǒng)中，可模擬各種探測目標類型，如現(xiàn)役各型飛機、機載分離目標、空中小目標、海面目標等;用于支撐控制系統(tǒng)軟件的地面訓練工作。

(4)及早部署武器系統(tǒng)軟件測試環(huán)境的建設。作為硬件產(chǎn)品或機械產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工，投入大量生產(chǎn)工裝和檢測設備開展試驗室的建設是大家認可的事情，但作為軟件后期維護測試環(huán)境，在裝備費用以及保障資源規(guī)劃、策劃中基本不包括這部分內(nèi)容。但作為一個武器系統(tǒng)軟件很多問題與硬件問題不同，有很多偶然性、隨機性，問題發(fā)生的時機或執(zhí)行條件不是很容易被明確，再加上武器系統(tǒng)的復雜性，全部依靠實裝去開展問題的復現(xiàn)，解決，包括解決后問題的驗證，從費用或實際操作上來講都不現(xiàn)實，一定需要在后場通過實驗室環(huán)境模擬不同的場景去復現(xiàn)、查找，而保證這樣問題的復現(xiàn)，以及問題解決后的測試環(huán)境都是保障工作中必不可少的保障資源，也是符合軟件工程化要求的需求，這樣的環(huán)境和設施應能夠支撐系統(tǒng)軟件的運行以及裝備硬件信息的后臺處理;應該在武器裝備研制早期精心策劃，與研制工作同步開展設計。在某型號飛機信息系統(tǒng)中，通過構建動態(tài)試驗室環(huán)境，或叫熱模臺環(huán)境，保證武器系統(tǒng)軟件列裝后發(fā)生的問題在地面的復現(xiàn)、解決以及驗證，大幅提高了武器系統(tǒng)裝備的保障效率。

(5)創(chuàng)建武器系統(tǒng)軟件部隊和工業(yè)部門共同進行的保障模式。武器系統(tǒng)軟件列裝后的大量保障活動的主體工作應該是在武器系統(tǒng)軟件驗收和交付完成后，系統(tǒng)運行期間發(fā)生的，主要包括軟件運行保障和軟件維護保障兩部分內(nèi)容，特別大型武器系統(tǒng)軟件具有專業(yè)性強、系統(tǒng)復雜、信息技術更新較快等特點，如果按照目前的保障體制，即由裝備部隊歸口統(tǒng)一開展保障工作，面臨的現(xiàn)狀是:1)武器系統(tǒng)軟件具有專業(yè)性強、涉及專業(yè)面廣等特點，裝備部隊保障人員需要隨著新產(chǎn)品的研制，培養(yǎng)大量專業(yè)保障人員;2)保障人員的培養(yǎng)工作滯后于新裝備的列裝，短時間內(nèi)無法開展工作;3)軟件維護保障能力很難在短時間內(nèi)經(jīng)過培訓而實現(xiàn)，必須對武器系統(tǒng)的原始設計思想有透徹的理解，才可能開展后期維護工作;4)部隊的保障組織為做到很好的維護，必須搭建新的開發(fā)環(huán)境、設施，購置大量為適應于軟件生存周期各階段正常運轉的試驗測試環(huán)境和工具。

所以現(xiàn)階段武器系統(tǒng)軟件維護完全依托裝備部隊開展，還存在一定的距離。而作為產(chǎn)品承研的工業(yè)部門，大量的開發(fā)隊伍在裝備在役期間也應該得到持續(xù)的保持，開發(fā)環(huán)境和各類工具、設施必將持續(xù)保持，對武器系統(tǒng)軟件維護保障工作會更加及時，有效，另一方面可以保證工業(yè)部門更好地跟蹤武器系統(tǒng)在列裝后的使用情況，為后續(xù)新武器裝備的研制提供一手資料，對縮短新武器裝備的研制周期有極大好處。

基于以上的原因，對武器系統(tǒng)軟件的保障在目前的管理工作中應分兩類管理，一是武器系統(tǒng)軟件運行保障工作，這一類工作應按照我軍現(xiàn)有維護體制開展工作，盡可能將軟件的維護人員與現(xiàn)有體制人員進行結合，如飛機武器系統(tǒng)軟件的安裝維護工作可結合地勤人員的業(yè)務開展，對于任務數(shù)據(jù)加載等工作可由空勤人員;而對于武器系統(tǒng)軟件維護障工作可由裝備部隊保障組織與工業(yè)部門共同組成保障小組開展，在保障小組中，裝備部隊代表負責開展需求分析和維護期間各階段的管理與控制工作，具體實施工作由工業(yè)部門負責。目前，我軍對于綜合保障，特別是現(xiàn)代化武器信息系統(tǒng)的保障體制方面，也在做由工業(yè)部門承擔后期保障工作的探索和試點工作。所以對于武器系統(tǒng)軟件在保障方面實施分類管理，由承研部門來承擔部分保障工作也是一段時期解決軟件后期保障工作的一種方法。

(6)建立武器系統(tǒng)軟件運行保障工作的專項管理制度。武器系統(tǒng)軟件運行保障工作與傳統(tǒng)裝備相比，具有新的特點，對軟件保障期間的管理工作也提出了新的管理需求，特別是在技術狀態(tài)管理方面，需要作為保障工作的一個重要工作。1)應依據(jù)裝備特點，建立軟件運行保障的管理制度及信息流程制度，識別武器系統(tǒng)軟件運行所需的數(shù)據(jù)準備或數(shù)據(jù)貯存的要求，確保數(shù)據(jù)和信息得到及時的處理;同時應制定數(shù)據(jù)維護的方法、機制、方式等。2)與承制部門同步開展技術狀態(tài)管理，必要時采用軟件配置管理工具，對不同階段、任務執(zhí)行期間產(chǎn)品的技術狀態(tài)進行管理，明確武器系統(tǒng)軟件產(chǎn)品基線及其與硬件產(chǎn)品狀態(tài)的對應關系。3)形成武器系統(tǒng)軟件的使用履歷書記錄制度。在軟件在役期間，應根據(jù)它的作戰(zhàn)使用情況，完整地將軟件的使用情況，包括使用狀態(tài)、使用中暴露的問題，以及軟件修改、軟件版本變化情況完整地記錄下來。通過履歷書可以更加直觀地反映裝備的使用經(jīng)歷，一方面可以提供給承制方作為產(chǎn)品后期改進的十分寶貴的資料，另一方面也可以幫助保障人員通過定期檢查、總結，提高裝備的完好率。

(7)制定武器系統(tǒng)軟件維護保障期間變更的控制流程。武器系統(tǒng)軟件維護工作的重要特點，是軟件又進入一個新的生命周期，要想保證武器系統(tǒng)軟件維護的質(zhì)量，應該按照軟件工程化要求，制定軟件保障期間變更的控制流程，明確以下幾方內(nèi)容:1)應確定軟件維護更改管理工作的主管機構，包括需求提出的主體機構以及下達任務主體機構;2)確定軟件維護內(nèi)容的分類、分級管理機制，軟件維護包括改正性維護、完善性維護、改進性維護以及各類更改對產(chǎn)品狀態(tài)產(chǎn)生的影響進行針對性的控制和管理;3)明確再設計過程的各階段評審要求，以確定需求的充分性、軟件設計的符合性以及審查設計結果影響分析的有效性。4)明確軟件測試工作的要求，提出承試單位的資質(zhì)以及測試工作的規(guī)范化要求;5)明確軟件設計更稺后結果的確認機構以及確認程序;6)更改后的軟件在武器系統(tǒng)上的貫徹實施工作流程。

4 結束語

針對武器系統(tǒng)軟件綜合保障工作現(xiàn)階段開展情況進行了分析，為確保當前裝備到部隊的武器系統(tǒng)軟件綜合保障工作的順利開展，提出了當前軟件保障工作的實施要求。同時，作為一門學科，軟件保障工作理論的研究和成體系主機制建立還需結合裝備部署形勢，作進一步的探討和實踐。

［1］中國人民解放軍總裝備部電子信息基礎部.可靠性維修性保障性術語(GJB 451A－2005)［S］.北京:中國人民解放軍總裝備部，2005.

［2］國防科工委綜合計劃部.裝備綜合保障通用要求(GJB 3872 －99)［S］.北京:中國人民解放軍總裝備部，1999.

［3］宋華文，耿華芳.軟件密集型裝備綜合保障［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2011.

［4］馬紹民.綜合保障工程［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1995.

［5］石柱.軟件質(zhì)量管理［M］.北京:航空工業(yè)出版社，2003.

［6］何國偉.軟件可靠性［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2003.