水面艦艇設(shè)計定型試驗項目規(guī)劃與實施研究

賀榮國，　楊繼坤

(92493部隊)

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水面艦艇設(shè)計定型試驗項目規(guī)劃與實施研究

賀榮國，楊繼坤

(92493部隊)

為滿足海軍戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變和新型作戰(zhàn)力量建設(shè)的需求，立足新型水面艦艇設(shè)計定型試驗實踐，系統(tǒng)分析了我國海軍艦艇裝備研制程序、試驗類型、特點(diǎn)和發(fā)展需求，從總體性能、綜合特性、作戰(zhàn)能力和保障能力等方面規(guī)劃了新型水面艦艇設(shè)計定型試驗的項目體系，探討了試驗組織實施的階段劃分、模式方法、管理要素和節(jié)點(diǎn)流程，提出了基于裝備性能、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)效能的評估方法和流程，為海軍新型水面艦艇設(shè)計定型試驗的頂層設(shè)計和創(chuàng)新實踐提供技術(shù)支撐。

水面艦艇；設(shè)計定型；項目體系；組織實施

艦艇試驗鑒定是武器裝備試驗的一個重要分支，是艦艇研制、交付、引進(jìn)、改裝及修理、作戰(zhàn)使用與保障等任務(wù)中的一個重要工作環(huán)節(jié)[1]。近年來，我國水面艦艇的批量建造能力和建造規(guī)模迅速發(fā)展，新型艦艇具有功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組成系統(tǒng)眾多、指標(biāo)體系龐大、作戰(zhàn)能力要求高等特點(diǎn)，導(dǎo)致試驗鑒定的難度日益增大[2-3]。隨著海軍艦艇裝備發(fā)展和戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變，對艦艇裝備的體系化、實戰(zhàn)化試驗鑒定提出了新的要求。為此，必須進(jìn)一步加強(qiáng)試驗頂層設(shè)計，有效提高試驗鑒定的系統(tǒng)性、充分性、完整性和規(guī)范性。

本文系統(tǒng)分析了我國海軍艦艇裝備試驗現(xiàn)狀，針對新型驅(qū)護(hù)艦設(shè)計定型工作特點(diǎn)，從試驗項目體系規(guī)劃、試驗組織實施、試驗結(jié)果分析與評估等方面探討了試驗方法和流程，為新型水面艦艇平臺及作戰(zhàn)系統(tǒng)定型考核工作的推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

1　我國海軍艦艇裝備試驗現(xiàn)狀

1.1艦艇裝備研制程序

目前，我國海軍艦艇研制過程可劃分為5個階段，分別是論證階段、方案設(shè)計階段、工程設(shè)計階段、建造與交付階段、定型階段。從裝備全壽命周期考慮，還應(yīng)包括使用與保障階段及退役處理階段[4]。其中：(1) 論證階段，主要工作是制定艦艇建設(shè)中長期規(guī)劃以及使命任務(wù)需求、作戰(zhàn)能力需求、體系與系統(tǒng)需求、功能與指標(biāo)需求，開展必要性論證，形成立項綜合論證報告，并進(jìn)行轉(zhuǎn)階段評審；(2) 方案設(shè)計階段，主要工作是提出艦艇裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)和作戰(zhàn)使用要求，開展系統(tǒng)方案設(shè)計，關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和分系統(tǒng)部件研制試驗，形成研制任務(wù)書和研制總要求；(3) 工程設(shè)計階段，包括技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計2個子階段，主要完成技術(shù)設(shè)計與模型驗證、編制技術(shù)規(guī)格書、編制施工、試驗、檢驗驗收及完工文件編制等工作；(4) 建造與交付階段，包括建造準(zhǔn)備、施工建造、船廠試驗、系泊試驗、航行試驗及艦艇交付6個子階段；(5) 定型階段，分為設(shè)計定型和生產(chǎn)定型2個子階段，設(shè)計定型主要確認(rèn)研制艦艇是否達(dá)到研制總要求、研制任務(wù)書和研制合同的要求；生產(chǎn)定型著重對承制單位的生產(chǎn)條件進(jìn)行考核，確保承制艦艇生產(chǎn)的穩(wěn)定性和一致性。

1.2艦艇裝備試驗類型

按照艦艇采購工作要求，艦艇試驗主要有研制試驗、接裝驗收試驗、定型試驗；按照艦艇試驗承擔(dān)機(jī)構(gòu)，艦艇試驗主要有承制方試驗、研制監(jiān)督與管理方試驗、使用方試驗；按照試驗評定內(nèi)容，艦艇試驗主要有戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)試驗、作戰(zhàn)適用性試驗、作戰(zhàn)效能試驗、體系貢獻(xiàn)度試驗；按照艦艇全壽命階段考核評定內(nèi)容，艦艇試驗主要有論證試驗、設(shè)計驗證試驗、建造檢驗、陸上聯(lián)調(diào)試驗、系泊試驗、航行試驗、最終合同試航、驗收試驗、專項試驗、部隊試驗。

一般情況下艦艇裝備各種試驗類型關(guān)系，如表1所示。

表1　艦艇裝備試驗類型

1.3艦艇裝備試驗鑒定的主要特點(diǎn)

艦艇裝備試驗鑒定除具備武器裝備試驗一般特點(diǎn)外，還具有自身獨(dú)有的特點(diǎn)[5-6]：(1) 艦艇研制與定型過程中試驗項目多，試驗周期長，系統(tǒng)級和平臺級的不同試驗常常交織重疊，對試驗鑒定的總體設(shè)計要求很高；(2) 由于艦艇沒有單獨(dú)樣機(jī)，首制艦艇直接進(jìn)入接裝驗收，導(dǎo)致部隊對裝備的使用與保障要求考核提前，這對定型技術(shù)狀態(tài)管理帶來了一定的風(fēng)險；(3) 部分指標(biāo)考核需要綜合多階段、各類試驗信息，甚至部隊訓(xùn)練、遠(yuǎn)航等軍事活動的信息，進(jìn)行綜合評定或評估；(4) 試驗責(zé)任主體多，所負(fù)責(zé)的試驗類型既有內(nèi)容上相互補(bǔ)充的覆蓋性要求，又有程序上科學(xué)安排的邏輯性要求，需要對試驗進(jìn)行整體規(guī)劃與管理協(xié)調(diào)。

1.4艦艇裝備的試驗發(fā)展需求

隨著海軍裝備戰(zhàn)斗力生成模式的轉(zhuǎn)變和加強(qiáng)實戰(zhàn)化考核的新要求，以及軍方主導(dǎo)的試驗鑒定工作原則，艦艇試驗也面臨著新的形勢需求，主要表現(xiàn)在：(1) 隨著新型艦艇裝備大批量生產(chǎn)，對定型考核程序和內(nèi)容的系統(tǒng)化、規(guī)范化要求不斷提升；(2) 圍繞部隊?wèi)?zhàn)斗力生成需要，在傳統(tǒng)“基于指標(biāo)”考核的基礎(chǔ)上，如何加強(qiáng)實戰(zhàn)條件、邊界條件、復(fù)雜條件下的試驗考核以及全系統(tǒng)、全要素、全流程考核，成為迫切需要解決的問題；(3) 在試驗鑒定技術(shù)發(fā)展的背景下，以往艦艇考核中存在條塊分割、頂層設(shè)計不足等問題，與統(tǒng)籌資源、融合信息、綜合評定的要求差距甚大，相關(guān)第三方試驗力量的資質(zhì)認(rèn)定、引入日益迫切。

2　試驗項目體系規(guī)劃

新型水面艦艇設(shè)計定型試驗的項目設(shè)置以艦艇研制總要求規(guī)定的主要功能、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和作戰(zhàn)使用性能為基本依據(jù)[7]，以艦艇遂行典型作戰(zhàn)任務(wù)能力的考核檢驗為主線，按照“基于指標(biāo)”和“基于能力”考核相結(jié)合的思路，先對總體性能、綜合特性等性能指標(biāo)進(jìn)行驗證，再對作戰(zhàn)能力、保障能力等能力指標(biāo)開展考核，如圖1所示。方法上采用基于實測數(shù)據(jù)的理論計算、實兵配合下的戰(zhàn)技指標(biāo)測試、全作戰(zhàn)流程下的實際使用武器、典型作戰(zhàn)任務(wù)下的實兵對抗、不同作戰(zhàn)海域環(huán)境適應(yīng)能力測試等方法，同時充分借鑒艦艇系泊航行試驗、作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗、艦艇總體專項試驗，達(dá)到檢驗裝備作戰(zhàn)適用性、摸清作戰(zhàn)效能底數(shù)的現(xiàn)實需求。

圖1　艦艇設(shè)計定型試驗項目體系總體設(shè)計

2.1總體性能

作為艦艇平臺的總體設(shè)計性指標(biāo)，要求試驗艦在系泊、航行條件下，通過對船機(jī)電、船體與保障設(shè)施的實際操作和指標(biāo)測試，檢查系統(tǒng)的總體功能性能?？傮w性能試驗主要包括主尺度、排水量和吃水、浮性和穩(wěn)性、快速性、續(xù)航力和自給力、適航性、操縱性、不沉性、儲備與裕度等試驗項目，如圖2所示。

圖2　總體性能試驗項目體系

2.2綜合特性

作為艦船平臺的附屬設(shè)計要求，綜合特性試驗主要包括兼容性、隱蔽性、“五性”(可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性)、居住性及生活保障能力、防腐防漏要求、人員編制、艦艇色彩等試驗項目，如圖3所示。

圖3中，電磁兼容、聲兼容和火力兼容可在系泊狀態(tài)下靜態(tài)設(shè)計檢查和實際使用武器情況下檢查；隱蔽性、防腐防漏要求、人員編制、艦艇色彩等可通過實際測量進(jìn)行檢驗；“五性”、居住性及生活保障能力結(jié)合裝備故障統(tǒng)計、長航實際消耗等方法進(jìn)行，運(yùn)用綜合評估得到考核值。

圖3　綜合特性試驗項目體系

2.3作戰(zhàn)能力

作為艦船遂行典型任務(wù)的能力指標(biāo)，作戰(zhàn)試驗主要包括系統(tǒng)的感知能力、指揮控制能力、攻防能力、快速反應(yīng)能力等試驗項目，如圖4所示。試驗可分為靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗，靜態(tài)試驗要求試驗艦系泊(錨泊)條件下，利用海上無源標(biāo)、電子靶標(biāo)及專用儀器和設(shè)備，對作戰(zhàn)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)進(jìn)行性能、技術(shù)指標(biāo)測試及信息交互能力測試；動態(tài)試驗則是利用配試的多類空、海兵力模擬典型目標(biāo)的運(yùn)動特性，開展作戰(zhàn)能力中相關(guān)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)測試，按全系統(tǒng)作戰(zhàn)流程模式，通過實際使用武器，檢驗作戰(zhàn)系統(tǒng)的攻防能力。

圖4　作戰(zhàn)能力試驗項目體系

2.4保障能力

作為艦艇作戰(zhàn)能力實現(xiàn)的重要組成部分，保障能力試驗主要包括通信能力、導(dǎo)航能力、自身抗損能力、接收補(bǔ)給能力等試驗項目，如圖5所示。按照作戰(zhàn)保障要求，在空、海、潛兵力配合下，采用專用測試設(shè)備，測試通信系統(tǒng)的艦內(nèi)外通信保障和信息傳輸能力，測試試驗艦在系泊和航行狀態(tài)下導(dǎo)航系統(tǒng)的靜態(tài)精度和動態(tài)精度、測試艦艇在損管條件下的修復(fù)和防護(hù)能力，測試不同海況下的橫向、垂直接收補(bǔ)給能力。

圖5　保障能力試驗項目體系

3　試驗組織實施

為建立和完善科學(xué)、正規(guī)的試驗工作秩序，提高試驗質(zhì)量和效益，加強(qiáng)新型水面艦艇設(shè)計定型試驗組織與管理，本文從試驗階段與管理、組織實施模式和實施流程3個層次展開論述。

3.1試驗階段與管理

在裝備采購工作中艦船試驗一般是按照采購工作性質(zhì)進(jìn)行管理，按照確定的艦船全壽命階段的考核評定要求進(jìn)行組織實施。

1) 研制試驗。是艦船承制方用以驗證承制單位設(shè)計思想是否先進(jìn)實用和檢驗生產(chǎn)工藝是否成熟優(yōu)質(zhì)的環(huán)節(jié)。一個艦船型號的研制始于論證階段，結(jié)束于定型階段。但一般只有論證性試驗和設(shè)計驗證性試驗是根據(jù)論證和方案設(shè)計需要由承制方負(fù)責(zé)組織的，其他研制試驗承制方一般不單獨(dú)組織進(jìn)行，通常結(jié)合接裝驗收試驗、定型試驗、作戰(zhàn)試驗進(jìn)行[8]。

2) 接裝驗收試驗。是為檢查、考核艦船的設(shè)計、建造質(zhì)量、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)及其作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)是否滿足《研制任務(wù)書》和合同的要求，確定艦船可否驗收和交付部隊使用而進(jìn)行的試驗考核的統(tǒng)稱，包括研制性生產(chǎn)交付和訂購性生產(chǎn)交付。通常情況下，使用部門和第三方監(jiān)督機(jī)構(gòu)不參與建造檢驗、陸上聯(lián)調(diào)試驗。在艦船生產(chǎn)交付評定中，接裝驗收試驗又專指艦船交付前試驗試航所進(jìn)行的系泊試驗和航行試驗，由總裝廠、各系統(tǒng)責(zé)任單位和駐總裝廠軍代表、接艦部隊及驗委會和試航領(lǐng)導(dǎo)單位組織完成。

3) 定型試驗。是對艦船戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和作戰(zhàn)使用性能進(jìn)行全面考核，以確認(rèn)其達(dá)到《研制任務(wù)書》和合同要求。主要考核評定內(nèi)容包括戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能、作戰(zhàn)使用性能和作戰(zhàn)效能3個方面。其中：一般戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能考核內(nèi)容可結(jié)合系泊、航行試驗進(jìn)行；特殊戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能、作戰(zhàn)使用性能和作戰(zhàn)效能考核內(nèi)容安排在專項試驗、部隊試驗中進(jìn)行，由使用部門(或?qū)Ｂ氳b定機(jī)構(gòu))，會同承制單位和軍方質(zhì)量監(jiān)督部門共同完成[9]。

4) 作戰(zhàn)試驗。是作戰(zhàn)使用部門、裝備主管部門為裝備發(fā)展、裝備持續(xù)改進(jìn)目的和特定的需求，為評估艦艇裝備的體系貢獻(xiàn)度、作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性，由使用部門組織進(jìn)行的試驗。作戰(zhàn)試驗的重點(diǎn)是考核艦艇裝備的作戰(zhàn)適用性、作戰(zhàn)效能及體系貢獻(xiàn)度，而不是像研制試驗?zāi)菢影阎攸c(diǎn)放在工程規(guī)范的證明上。

3.2試驗組織實施模式

艦艇試驗是一個復(fù)雜系統(tǒng)。根據(jù)考核要求、任務(wù)規(guī)劃和資源需求實際有不同組織形式，歸納起來主要有以下2種：

1) 聯(lián)合試驗組織實施。由軍方專門的試驗鑒定部門牽頭，在全壽命周期內(nèi)協(xié)同研制方、訂貨方和承試方，對水面艦艇設(shè)計定型試驗的項目設(shè)置、計劃安排、資源保障、信息利用進(jìn)行綜合設(shè)計，在技術(shù)保障、試驗指揮、兵力協(xié)調(diào)、航區(qū)規(guī)劃、勤務(wù)保障、鑒定評估等環(huán)節(jié)的統(tǒng)一行動與管理，全程可采用項目管理的組織模式，適用于艦船性能項目的考核。

2) 作戰(zhàn)試驗組織實施。由軍方專門的試驗鑒定機(jī)構(gòu)獨(dú)立承擔(dān)，在設(shè)計定型完成后(部分可結(jié)合定型試驗開展)，依據(jù)使命任務(wù)，開展全系統(tǒng)、全流程、全要素的作戰(zhàn)及作戰(zhàn)保障能力試驗，軍方承試單位負(fù)責(zé)試驗測控、設(shè)施、兵力等保障，作戰(zhàn)部隊負(fù)責(zé)艦艇技術(shù)保障，專業(yè)藍(lán)軍部隊負(fù)責(zé)假想敵模擬，全程可采用基于任務(wù)的試驗組織模式，適用于艦船能力項目的考核。

3.3設(shè)計定型階段的實施流程

新型水面艦艇設(shè)計定型試驗可分為4個階段，包括預(yù)先準(zhǔn)備、直接準(zhǔn)備、組織實施和總結(jié)評估，每個階段主要工作如圖6所示。

圖6 新型水面艦艇設(shè)計定型試驗實施流程

4　試驗結(jié)果分析與評估

4.1評估內(nèi)容

鑒于新型水面艦艇功能復(fù)雜、指標(biāo)眾多，對其進(jìn)行評估要充分體現(xiàn)層次性，既要有定量的標(biāo)準(zhǔn)，也要有定性的要求，還應(yīng)突出作戰(zhàn)能力和體系的兼容性，可劃分為裝備性能評估、作戰(zhàn)能力評估和作戰(zhàn)效能評估。

1) 裝備性能評估。其目的是檢驗新型水面艦艇戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)及其作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)對研制總要求指標(biāo)的符合程度。一般采用直接測量數(shù)據(jù)或直接打分結(jié)果評定，環(huán)境要求理想、指標(biāo)要求清晰，是轉(zhuǎn)階段評定的基礎(chǔ)。

2) 作戰(zhàn)能力評估。這是裝備性能評估的拓展，主要考核新型水面艦艇在各種實際作戰(zhàn)環(huán)境下性能的表現(xiàn)情況，分析環(huán)境影響因素，建立能力-環(huán)境回歸模型。

3) 作戰(zhàn)效能評估。這是艦艇綜合評估的高級形式，檢驗新型水面艦艇完成各類單項或綜合作戰(zhàn)任務(wù)的能力和效果，需綜合作戰(zhàn)環(huán)境、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法、作戰(zhàn)人員、典型威脅等因素，環(huán)境構(gòu)建復(fù)雜，組織實施困難，數(shù)據(jù)綜合利用程度高。

4.2評估方法

新型水面艦艇設(shè)計定型試驗評估根據(jù)不同考核項目而選用不同的評估方法，歸納起來主要有4種，即主觀評定法、統(tǒng)計分析法、數(shù)學(xué)解析法和作戰(zhàn)模擬法[10-11]。其中，主觀評定法用于對定性和可直接觀測指標(biāo)的考核，主要包括會議評估法、菲爾德法和主觀概率法；統(tǒng)計分析法用于需特定子樣的概率型指標(biāo)的評估，主要包括抽樣調(diào)查、回歸分析和相關(guān)分析等方法；數(shù)學(xué)解析法用于綜合效能指標(biāo)的評估，主要包括ADC法、SEA法、層次分析法、模糊評估法等；作戰(zhàn)模擬法用于作戰(zhàn)能力指標(biāo)的外場考核和內(nèi)場仿真推演評估，主要包括數(shù)值模擬、基于虛擬原型艦的仿真建模、基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的仿真建模等方法。這些方法各有側(cè)重，適用于水面艦艇的平臺、武器、保障設(shè)備的全體或部分，具體選擇哪種方法，主要取決于評估指標(biāo)特性、給定條件、評估目的和精度要求而定，有時可能是幾種方法綜合運(yùn)用。

4.3評估流程

試驗評估一般分為評估準(zhǔn)備、評估實施和評估結(jié)果分析3個階段，如圖7所示。其中：評估準(zhǔn)備包括成立評估小組，艦艇裝備(系統(tǒng))的界定與描述，確定評估任務(wù)與目標(biāo)，建立評估指標(biāo)體系及研究提出評估方法；評估實施包括收集評估用數(shù)據(jù)、評估數(shù)據(jù)預(yù)處理及確認(rèn)，評估計算，計算結(jié)果的合理性檢驗，計算結(jié)果確認(rèn)與歸檔；評估結(jié)果分析主要包括艦艇裝備(系統(tǒng))能力對滿足作戰(zhàn)需求的適用性分析，試驗環(huán)境對艦艇裝備(系統(tǒng))能力的影響分析等。

圖7　新型水面艦艇設(shè)計定型試驗評估流程

5　結(jié)　論

通過對海軍新型水面艦艇設(shè)計定型試驗項目體系規(guī)劃、試驗組織實施以及試驗結(jié)果分析與評估的研究，獲得如下幾點(diǎn)經(jīng)驗和體會：

1) 艦艇設(shè)計定型試驗是艦艇定型工作的重要內(nèi)容，應(yīng)加強(qiáng)基于全壽命周期的頂層法規(guī)指導(dǎo)，保持持續(xù)狀態(tài)跟蹤，建立規(guī)范的階段審查機(jī)制。

2) 作為一項全新的試驗領(lǐng)域，目前沒有針對性強(qiáng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要參照系泊航行試驗系列標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)船舶行業(yè)的軍用標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要開展獨(dú)立技術(shù)規(guī)范的研究。

3) 軍方作為試驗主持方和主導(dǎo)方，應(yīng)建立健全組織實施細(xì)則，明確試驗階段和管理要求，切實做到試驗設(shè)計一體化、組織一體化和管理一體化。

4) 試驗結(jié)果分析與綜合評估是該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵問題，需充分采信和引用其他階段的試驗結(jié)論，強(qiáng)調(diào)實戰(zhàn)化考核等重難點(diǎn)問題的分析與評估。

References)

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(編輯：李江濤)

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

部委級資助項目

賀榮國(1970—)，男，高級工程師，碩士，主要研究方向為武器裝備試驗總體。

U674

2095-3828(2016)04-0116-07

A

10.3783/j.issn.2095-3828.2016.04.024