飛行器效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系及效能仿真試驗

李培 涂震飚 魏佳寧

（北京機電工程研究所，北京，100074）

飛行器效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系及效能仿真試驗

李培 涂震飚 魏佳寧

（北京機電工程研究所，北京，100074）

效能評估；效能仿真試驗；評估標(biāo)準(zhǔn)；試驗標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)化是通過制定和實施標(biāo)準(zhǔn)，使通用或重復(fù)的事務(wù)達(dá)到統(tǒng)一以獲得最佳秩序和社會效益的技術(shù)。同時標(biāo)準(zhǔn)化又是將科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的橋梁，是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少物質(zhì)消耗的重要手段，是實現(xiàn)科學(xué)管理的重要技術(shù)基礎(chǔ)[1]。對于航天工業(yè)部門來說，在企業(yè)管理中更要著重推行標(biāo)準(zhǔn)化，健全的生產(chǎn)與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系，是保障各項生產(chǎn)任務(wù)安全順利完成的重要手段，是產(chǎn)品在市場中取勝的關(guān)鍵因素[2,3]。其中效能評估與仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化是航天生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分，是飛行器論證研制過程中的重要環(huán)節(jié)。

1 效能評估標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

針對飛行器的效能是指飛行器在規(guī)定的環(huán)境下完成規(guī)定任務(wù)的能力，可以全面反映系統(tǒng)的整體技術(shù)水平和綜合能力，效能評估是對系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價的有效手段[2]。近些年，效能評估越來越受到研制部門的關(guān)注，各單位都加強了對飛行器效能的研究，突破了多項突防技術(shù)，并應(yīng)用于多個型號，有力地促進(jìn)了飛行器能力的提升。

筆者通過查閱國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)目錄，沒有發(fā)現(xiàn)有國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而國內(nèi)關(guān)于效能評估方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也較少。國內(nèi)僅發(fā)布了7項有關(guān)地地武器效能評估的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，且多為1999年制定，還需根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行修訂[4]。筆者認(rèn)為，亟需開展戰(zhàn)術(shù)武器作戰(zhàn)效能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定工作。

我國在飛行器領(lǐng)域已有幾十年的研究和發(fā)展歷史，相比之下，效能評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究工作起步較晚。雖然在飛行器研制和生產(chǎn)方面制定了一些標(biāo)準(zhǔn)，但從查詢到的與效能評估相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來看，在航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家軍用標(biāo)準(zhǔn)等上層標(biāo)準(zhǔn)中，僅有針對與戰(zhàn)術(shù)武器相關(guān)的研制或生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、總體術(shù)語等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏先進(jìn)突防技術(shù)在戰(zhàn)術(shù)武器領(lǐng)域內(nèi)通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。在效能評估、加固技術(shù)、任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、協(xié)同技術(shù)等新興技術(shù)方面的航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仍為空白，雖然制定了一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)測試方法方面的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)研究過程中曾起到了一定的指導(dǎo)與支撐作用，但這些標(biāo)準(zhǔn)多是整個系統(tǒng)通用的規(guī)范，在針對特定目標(biāo)如系統(tǒng)的設(shè)計、試驗、評估等過程，不能給出完整、適用的指導(dǎo)方法。

目前，我國已經(jīng)研制了十幾個型號的飛行器，開展了十幾個型號的效能評估，積累了較為豐富的工作經(jīng)驗，具備了制定效能評估流程、評估模型、評估指標(biāo)、評估方法和評估試驗等方面標(biāo)準(zhǔn)／規(guī)范的能力，有能力也有條件制定更多的飛行器效能評估標(biāo)準(zhǔn)。

2 效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化管理是薄弱環(huán)節(jié)

效能仿真試驗是以數(shù)學(xué)模型或?qū)嵨锊考樵囼瀸ο螅苑抡鏋樵囼炇侄?，在給定的試驗條件下，進(jìn)行大量的數(shù)字仿真或半實物仿真試驗，由此得到關(guān)于過程和結(jié)果的數(shù)據(jù)，直接或經(jīng)過統(tǒng)計處理后計算、分析結(jié)果。效能仿真試驗?zāi)茌^詳細(xì)地考慮影響實際過程的諸多因素 （自然環(huán)境、對抗環(huán)境等），可以進(jìn)行策略和計劃的試驗，檢驗策略和計劃的缺陷，預(yù)測決策的效果，評估系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，為飛行器的方案設(shè)計、指標(biāo)優(yōu)化等提供量化數(shù)據(jù)參考。飛行器的發(fā)展論證、技術(shù)評估、效能評估已經(jīng)進(jìn)行了大量的仿真試驗，型號的效能仿真試驗在質(zhì)量管理和安全管理方面積累了一定的實踐經(jīng)驗，但這些成效的取得是以付出巨大的人、財、物為前提條件的，即現(xiàn)行的試驗管理不是最佳的科學(xué)管理，還存有許多薄弱環(huán)節(jié)，其中標(biāo)準(zhǔn)化管理是目前試驗管理環(huán)節(jié)中的弱點。

目前，飛行器在研制過程中的大多數(shù)效能仿真試驗沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)化要求，也沒有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法和有效的監(jiān)督機制，在試驗工作全過程中所開展的各種評審、審查都沒有標(biāo)準(zhǔn)化方面的內(nèi)容和要求，這是效能仿真試驗工作在標(biāo)準(zhǔn)化方面存在問題的根源。效能仿真試驗的標(biāo)準(zhǔn)化管理薄弱是造成試驗中有章不循，試驗文件不完整、不規(guī)范，試驗設(shè)備 “三化”程度低等諸多問題的重要原因。

加強效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化工作的管理是我們面臨的一項重要任務(wù)。為此，制定必要的法規(guī)性文件和規(guī)章制度，明文規(guī)定型號研制效能仿真試驗要有明確的標(biāo)準(zhǔn)化要求并在研制過程中組織實施，以利于提高效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化管理的水平，促進(jìn)試驗工作的科學(xué)化和規(guī)范化[4]。

3 效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系及效能仿真試驗應(yīng)用

3.1 效能評估系列標(biāo)準(zhǔn)層次劃分

根據(jù)飛行器效能評估發(fā)展現(xiàn)狀及特點，確定飛行器效能評估系列標(biāo)準(zhǔn)框架由4個部分組成。

a）基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。飛行器效能評估基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)級別為國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是統(tǒng)一效能評估過程中的參數(shù)符號、基本術(shù)語及數(shù)據(jù)格式，保證稱謂的一致性。

b）設(shè)計規(guī)范。設(shè)計規(guī)范用于保證研制過程中每一環(huán)節(jié)都有據(jù)可依，主要包括：效能指標(biāo)體系與飛行器系統(tǒng)之間支撐關(guān)系，飛行器系統(tǒng)使用需求、技術(shù)指標(biāo)與效能評估的約束條件，效能評估與總體設(shè)計之間的接口，效能仿真中所用到的各類模型的建模要求等。

c）試驗規(guī)范。效能仿真試驗是效能評估技術(shù)的發(fā)展方向，效能評估涉及技術(shù)的跨學(xué)科性、問題的跨部門性、建模方法和編程規(guī)范的多樣性,從本質(zhì)上決定了采用效能仿真試驗評估飛行器效能的復(fù)雜度。試驗規(guī)范主要用于對仿真建模、試驗設(shè)計，試驗數(shù)據(jù)處理以及對其他系統(tǒng)的技術(shù)要求進(jìn)行約束。

d）評估標(biāo)準(zhǔn)。評估標(biāo)準(zhǔn)分為三類：①飛行器系統(tǒng)中相關(guān)專業(yè)的效能評估方法和標(biāo)準(zhǔn)；②與特定目標(biāo)相關(guān)的評估方法和標(biāo)準(zhǔn)；③綜合類效能評估標(biāo)準(zhǔn)。反映了效能評估與具體任務(wù)相關(guān)的特性，同時細(xì)化了具體專業(yè)對系統(tǒng)效能貢獻(xiàn)的評估方法。

3.2 編制效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系

國內(nèi)開展了多年的飛行器效能評估研究，效能評估成果已應(yīng)用于工程研制，積累了很多研究成果與經(jīng)驗。為將這些寶貴的經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，解決效能評估過程規(guī)范化、統(tǒng)一化的急需；同時，順應(yīng)效能評估的發(fā)展趨勢，解決型號迫切需要，且在一定時期內(nèi)可以將工程應(yīng)用的高新技術(shù)納入到系列標(biāo)準(zhǔn)框架中，以滿足今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)的工程應(yīng)用需要。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)效能評估系列標(biāo)準(zhǔn)的編制原則，制定效能評估系列標(biāo)準(zhǔn)，編制效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系框圖，如圖1所示。

3.3 編制效能仿真試驗流程和標(biāo)準(zhǔn)體系表

對于效能仿真試驗制定一套標(biāo)準(zhǔn)的試驗流程，如圖2所示，包括3個階段：仿真試驗前、試驗中和試驗后。在各個階段實施相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，做到試驗的規(guī)范化、統(tǒng)一化。

在此試驗流程基礎(chǔ)上，通過深入研究各型號試驗的共性，根據(jù)效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系，對各個試驗環(huán)節(jié)制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，形成一套比較完備的效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)體系表，見表1。在效能仿真試驗階段，需要建立效能仿真試驗流程標(biāo)準(zhǔn)、效能評估標(biāo)準(zhǔn)、效能仿真模型接口標(biāo)準(zhǔn)、效能仿真試驗評審標(biāo)準(zhǔn)等，進(jìn)行試驗時按照這些標(biāo)準(zhǔn)實施。對型號所提的各項技術(shù)指標(biāo)，很多已制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，也就具備了在對某項指標(biāo)提出具體的參數(shù)數(shù)值要求的同時，提出須實施相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的條件。

針對具體型號的特點、研制經(jīng)費、使用方要求和設(shè)備、人員、環(huán)境的具體情況，按規(guī)定要求，編制相關(guān)效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化綜合要求及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化文件。文件中明確效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化工作的目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化工作項目和內(nèi)容以及實施標(biāo)準(zhǔn)的范圍、制定標(biāo)準(zhǔn)的項目、計劃及保障條件、實施措施等具體要求[1,4]。根據(jù)上述要求，制定相應(yīng)的試驗標(biāo)準(zhǔn)化工作實施細(xì)則，便于實際試驗中實施，提高試驗工作的效率和效益及試驗質(zhì)量。

表1 效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)體系表

目前，這一標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)成功應(yīng)用于多個效能仿真試驗，使整個試驗過程依據(jù)各項標(biāo)準(zhǔn)／規(guī)范進(jìn)行，節(jié)省開發(fā)時間至少3個月，在保證試驗質(zhì)量的前提下提高了試驗工作效率。

在實施標(biāo)準(zhǔn)時，要認(rèn)真組織協(xié)調(diào)，解決實施中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)問題。尤其對新舊標(biāo)準(zhǔn)的過渡問題必須持慎重態(tài)度，提出過渡方案和措施。

除了實施已有的試驗標(biāo)準(zhǔn)外，還可根據(jù)型號試驗要求，將已有的試驗技術(shù)成果、管理工作經(jīng)驗加以歸納升華，按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)制定程序，編制相關(guān)的試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、試驗管理標(biāo)準(zhǔn)和試驗工作標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)后續(xù)型號試驗高效、協(xié)調(diào)、有序進(jìn)行，將試驗工作納入規(guī)范化、制度化軌道，使每項型號試驗工作都有 “法”可依，提高型號試驗工作效率，確保型號的試驗質(zhì)量。

標(biāo)準(zhǔn)化工作是一項科學(xué)性、系統(tǒng)性工程，需要各部門、各專業(yè)的廣泛參與和共同推進(jìn)。效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是一個長期的、系統(tǒng)的工程，不是突擊一段時間就能夠標(biāo)準(zhǔn)化了。標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)更要注重長期效用，要把標(biāo)準(zhǔn)化工作與日常工作、信息化建設(shè)工程結(jié)合起來，以管理改進(jìn)、效益提升為目標(biāo)，健全標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作的常態(tài)機制和長效機制。同時，還要加快標(biāo)準(zhǔn)制定的速度，簡化程序，縮短制定周期，使其適應(yīng)目前型號產(chǎn)品正在縮短的開發(fā)周期和生命周期。

效能仿真試驗是型號研制工作的重要組成部分，是考核型號的設(shè)計方案、制造質(zhì)量及鑒定產(chǎn)品性能的重要環(huán)節(jié)。而試驗標(biāo)準(zhǔn)化是促進(jìn)試驗工作科學(xué)化、規(guī)范化，保證試驗工作高質(zhì)量、高速度、高效益開展的重要手段。應(yīng)對效能仿真試驗的全過程運用系統(tǒng)工程的思想， 與研制工作同步，配合標(biāo)準(zhǔn)化大綱和試驗方案，提出效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化要求，最終確保效能仿真試驗的順利完成。

［1］李春田．標(biāo)準(zhǔn)化概論 ［M］．第五版．北京：中國人民大學(xué)出版社，2010．

［2］張劍.軍事裝備系統(tǒng)的效能分析、優(yōu)化與仿真 ［M］．國防工業(yè)出版社,2000.

［3］楊峰，王維平，等.武器裝備作戰(zhàn)效能仿真評估 ［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［4］中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院．2006中國標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展研究報告 ［M］．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)化出版社，2006.

文 摘：效能評估與仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化是飛行器論證研制過程中的重要環(huán)節(jié)，我國現(xiàn)已具備了制定效能評估的流程、模型、指標(biāo)、方法與試驗等方面標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的能力，針對效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)化管理的薄弱環(huán)節(jié)，編制效能評估標(biāo)準(zhǔn)體系表和仿真試驗流程，分階段形成一套比較完備的效能仿真試驗標(biāo)準(zhǔn)體系表，以促進(jìn)評估與試驗工作的科學(xué)化和規(guī)范化。

李培 （1987年—），男，碩士研究生，工程師，主要從事體系研究、效能仿真方面的工作。

涂震飚 （1977年—），男，碩士研究生，研究員，主要從事效能評估、體系設(shè)計方面的工作。

魏佳寧 （1984年—），男，碩士研究生，高級工程師，主要從事效能仿真、效能評估方面的工作。