基于競(jìng)爭(zhēng)性試驗(yàn)的通用化保障設(shè)備選型評(píng)估方法研究

王辛，張坤

(中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院 飛行試驗(yàn)總體技術(shù)研究所，西安 710089)

0 引 言

保障設(shè)備作為最重要的保障要素，對(duì)航空裝備發(fā)揮和保持作戰(zhàn)使用效能至關(guān)重要。隨著航空裝備日趨復(fù)雜，主戰(zhàn)裝備對(duì)保障設(shè)備的依賴性也越來(lái)越強(qiáng)、要求越來(lái)越高。

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以后，世界軍事變革深入發(fā)展，航空裝備的保障模式發(fā)生了很大變化，體現(xiàn)出快速、機(jī)動(dòng)和持續(xù)作戰(zhàn)的特點(diǎn)。例如，美軍作戰(zhàn)將“空中遠(yuǎn)征隊(duì)”、“全球快速機(jī)動(dòng)”和“敏捷作戰(zhàn)保障”的能力作為其基本能力。當(dāng)前，保障設(shè)備正向綜合化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)保障設(shè)備與主戰(zhàn)裝備研制脫節(jié)、鑒定不充分，對(duì)裝備研制和保障能力形成造成了諸多不利影響，例如“大尾巴”問(wèn)題，綜合保障的理念落實(shí)不夠，“系列化、通用化、綜合化”建設(shè)滯后，保障設(shè)備型號(hào)多、種類多，而且存在同一系列飛機(jī)配有多型同類保障設(shè)備的情況，保障資源占用較多，使用不便。

國(guó)外，V.J.James[1]給出了基于保障活動(dòng)或維修策略的保障設(shè)備需求量計(jì)算方法；S.B.Benjamin[2]研究了保障活動(dòng)對(duì)保障設(shè)備的影響。國(guó)內(nèi)，張超等[3]對(duì)航空運(yùn)輸裝卸載設(shè)備通用性發(fā)展進(jìn)行了研究；錢(qián)潛等[4]基于排隊(duì)論研究了一體化保障設(shè)備的數(shù)量確定方法。這些方法都促進(jìn)了保障資源的優(yōu)化，但對(duì)于如何通過(guò)試驗(yàn)選出最優(yōu)化的保障設(shè)備，卻沒(méi)有一套適用的方法和充分表征使用能力的指標(biāo)體系。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的形成，也造成了保障設(shè)備買(mǎi)不起、用不起的困境，急需改進(jìn)保障設(shè)備研制、采購(gòu)的流程和標(biāo)準(zhǔn)，從源頭把控。伴隨裝備研制體制改革，我國(guó)裝備研制和采購(gòu)由任務(wù)計(jì)劃制向采辦制轉(zhuǎn)變，承研單位由軍工主體向軍民聯(lián)合轉(zhuǎn)變，由基于指標(biāo)的評(píng)價(jià)向基于能力的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，其中通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)作為其中一項(xiàng)重要改革舉措，逐漸由理論研究走向工程實(shí)踐。

通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)是通過(guò)保障設(shè)備樣機(jī)與飛機(jī)的對(duì)接，基于真實(shí)的使用環(huán)境，開(kāi)展初始試用和評(píng)價(jià)，優(yōu)選出合格的供應(yīng)商、適用的型號(hào)，確保保障設(shè)備“能用”、“好用”、“管用”、“用得起”。

本文主要基于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)接試驗(yàn)研究通用化保障設(shè)備選型的評(píng)估方法，構(gòu)建通用化的能力評(píng)估指標(biāo)體系，分析競(jìng)爭(zhēng)性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)需求和原則，設(shè)計(jì)適用于外場(chǎng)評(píng)估的試驗(yàn)方案和流程，以此推動(dòng)多型號(hào)飛機(jī)保障設(shè)備的通用化、綜合化、小型化，以期達(dá)到提升保障效能、降低保障費(fèi)用的目的。

1 對(duì)接試驗(yàn)體系框架研究

通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)主要指在保障設(shè)備采購(gòu)環(huán)節(jié)中，對(duì)不同廠家研制的保障設(shè)備實(shí)物進(jìn)行對(duì)接試驗(yàn)和綜合考評(píng)，考核內(nèi)容包括通用化水平、功能、性能、可靠性、安全性、接口匹配性、保障效率、運(yùn)輸性等[5]，最終優(yōu)選出適合的廠家和更適用的保障設(shè)備。通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)具有使用環(huán)境真實(shí)、任務(wù)剖面多樣、與主裝備實(shí)物對(duì)接等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其試驗(yàn)結(jié)論的全面性、準(zhǔn)確性對(duì)保障設(shè)備研制具有重要意義。這類試驗(yàn)在保障設(shè)備研制和采購(gòu)階段、驗(yàn)證階段都是一種新的試驗(yàn)類型，且與傳統(tǒng)的鑒定試驗(yàn)存在顯著區(qū)別，這些區(qū)別也直接導(dǎo)致通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)的項(xiàng)目、方案、流程和評(píng)估方法不同。

針對(duì)作戰(zhàn)飛機(jī)保障系統(tǒng)能力特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)外場(chǎng)實(shí)際使用需求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分析和研究，構(gòu)建面向保障能力的統(tǒng)型保障設(shè)備驗(yàn)證指標(biāo)體系；形成系統(tǒng)的通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)技術(shù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和驗(yàn)證方法；提供試驗(yàn)原則、試驗(yàn)程序和一般要求，建立基于試飛維修保障的競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)方案以及對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)評(píng)分方法，解決試飛階段開(kāi)展競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)時(shí)在試驗(yàn)要求、內(nèi)容、程序和方法等無(wú)依據(jù)及具體要求等一系列難題，推動(dòng)通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展。形成的試驗(yàn)體系框架如圖1所示。

圖1 競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)體系框架Fig.1 Framework of competitive bidding test

2 面向保障能力的驗(yàn)證指標(biāo)體系研究

美軍防務(wù)采辦改革中首次采用了性能規(guī)范(Performance-Based Supportability，簡(jiǎn)稱PBS)，性能規(guī)范的核心是只關(guān)心結(jié)果，而不干涉承包商滿足性能的方法。面向保障能力的統(tǒng)型設(shè)備驗(yàn)證要求體現(xiàn)了統(tǒng)型競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)的規(guī)劃思想和頂層要求，本文通過(guò)分析各型新機(jī)保障能力需求，形成通用的、頂層的驗(yàn)證要求，面向參與統(tǒng)型競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)的設(shè)備供應(yīng)商發(fā)布，鼓勵(lì)其采用更優(yōu)的技術(shù)手段參與競(jìng)爭(zhēng)，研發(fā)能用、好用的設(shè)備。統(tǒng)型設(shè)備驗(yàn)證要求集中體現(xiàn)了裝備通用化、小型化、綜合化和智能化的需求，以及提升保障效率、降低保障費(fèi)用的目標(biāo)，重點(diǎn)包括功能、性能、接口匹配性等。驗(yàn)證要求體系解決了試驗(yàn)的頂層依據(jù)和來(lái)源問(wèn)題，是貫徹統(tǒng)型競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)公平競(jìng)爭(zhēng)、公正評(píng)價(jià)的技術(shù)基礎(chǔ)。驗(yàn)證要求體系的構(gòu)建主要包含兩部分，分別為保障設(shè)備通用要求和新機(jī)統(tǒng)型化要求，如圖2所示。

本文構(gòu)建保障設(shè)備通用能力集合，包括通用要求和專用要求兩個(gè)層面，其中通用要求包括配套完整性、外觀、重量體積、安全性要求、接口匹配性等，專用要求包括功能、性能和使用性等[6]。各層級(jí)可繼續(xù)分解細(xì)化，如圖3所示。

圖2 統(tǒng)型設(shè)備驗(yàn)證要求體系構(gòu)建流程Fig.2 Building process of uniform equipment verification requirements

圖3 保障設(shè)備通用能力層次結(jié)構(gòu)Fig.3 Hierarchical structure of universal capability of support equipment

基于統(tǒng)型競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)需求，對(duì)通用能力集合進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，主要涉及功能和性能的合并，按照試驗(yàn)的順序，首先考核功能能否實(shí)現(xiàn)，然后驗(yàn)證性能情況，并重點(diǎn)關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)情況，因此將功能、性能要求進(jìn)行合并，形成基于保障設(shè)備統(tǒng)型需求的通用能力集合，主要涵蓋以下九個(gè)方面，如圖4所示。

圖4 保障設(shè)備通用能力表征集合Fig.4 Universal capability index set of support equipment

新機(jī)統(tǒng)型化需求的保障能力構(gòu)建主要解決各機(jī)型對(duì)保障設(shè)備的特殊需求與統(tǒng)型設(shè)備能力約束間的矛盾。統(tǒng)型設(shè)備能力需求應(yīng)為各機(jī)型保障能力需求的并集或交集，具體到各個(gè)技術(shù)指標(biāo)，處理方式存在差異。通用能力的細(xì)化和統(tǒng)計(jì)梳理主要包括配套完整、功能、性能、接口、重量、外廓尺寸、電源、“五性”、人機(jī)工程、環(huán)境適應(yīng)性、包裝運(yùn)輸性等方面。

3 對(duì)接試驗(yàn)方案和流程研究

3.1 基于競(jìng)爭(zhēng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)與傳統(tǒng)鑒定試驗(yàn)的一個(gè)重要區(qū)別是強(qiáng)調(diào)競(jìng)爭(zhēng)性，不僅要驗(yàn)證裝備是否好用，還要驗(yàn)證哪型裝備更好用；通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)中，保障設(shè)備與飛機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不是一對(duì)一，而是“多對(duì)多”，同類多型保障設(shè)備同時(shí)對(duì)應(yīng)多型飛機(jī)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求更高，難度更大。凸顯競(jìng)爭(zhēng)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)建“公平、公正、公開(kāi)”的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、確保優(yōu)選出好用、管用、通用的設(shè)備具有重要意義。從客觀性、對(duì)比性、關(guān)鍵性和權(quán)重把控等四個(gè)方面明確了基于競(jìng)爭(zhēng)性的試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。

3.2 基于相似機(jī)型替代的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行某些地面試驗(yàn)時(shí)，相關(guān)飛機(jī)可能會(huì)由于執(zhí)行飛行任務(wù)、狀態(tài)不符等原因不能進(jìn)行試驗(yàn)，這時(shí)則需要根據(jù)外形、材料、功能等因素選擇相似機(jī)型進(jìn)行代替試驗(yàn)。相似程度決定了不同飛機(jī)在進(jìn)行相關(guān)地面試驗(yàn)時(shí)能否相互替代。相似性可以分為幾何屬性相似和物理屬性相似，如圖5所示，在進(jìn)行具體試驗(yàn)時(shí)主要考慮參與使用的設(shè)備或系統(tǒng)的相似性，但對(duì)于部分試驗(yàn)則還要考慮飛機(jī)整體的參與性，對(duì)于不同的試驗(yàn)，所要考慮的具體參數(shù)也不同。通常，幾何屬于包含幾何外形尺寸、位置、表面粗糙度、產(chǎn)品的重量、接口尺寸及類型，物理屬性包括承力、電源、氣源、液源和電磁，具體為

①承力方面：不同機(jī)型在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的承載方式等；

②電源方面：電源品質(zhì)、額定輸入功率、額定氣壓、電流等；

③氣體方面：規(guī)定的輸入氣源類型、氣體濃度、氣壓等；

④液體方面：規(guī)定的輸入液源類型、濃度、污染度等級(jí)、流速及壓力等；

⑤電磁方面：對(duì)于電磁類試驗(yàn)設(shè)備還要考慮不同機(jī)型的電磁環(huán)境是否相同或相似。

圖5 相似機(jī)型替代因素Fig.5 Similar aircraft replacement factors

3.3 試驗(yàn)中斷與恢復(fù)原則設(shè)計(jì)

試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，中斷與恢復(fù)按照以下要求進(jìn)行處理：

(1) 試驗(yàn)條件在容差范圍內(nèi)的中斷。中斷不是因試驗(yàn)條件超差所至，而是產(chǎn)品發(fā)生了不允許的性能變化或失效，迫使試驗(yàn)中斷。按照規(guī)定填寫(xiě)故障記錄表，允許現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)后再進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)；

(2) 欠試驗(yàn)條件中斷。當(dāng)試驗(yàn)條件低于規(guī)定下限時(shí)，應(yīng)從欠條件發(fā)生時(shí)間重新調(diào)整到規(guī)定試驗(yàn)條件，恢復(fù)試驗(yàn)，一直到完成該試驗(yàn)周期；

(3) 過(guò)試驗(yàn)條件中斷。這是應(yīng)盡量避免的事件。若發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)條件過(guò)度，則必須立即停止試驗(yàn)，并對(duì)設(shè)備作結(jié)構(gòu)和功能檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，由有關(guān)人員分析判斷決策，或繼續(xù)使用原件，或更換新件恢復(fù)試驗(yàn)。

3.4 基于安全的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)安全是統(tǒng)型競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)的基本要求。保障設(shè)備鑒定試驗(yàn)遵循“先靜態(tài)展示后動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、先安全評(píng)估后對(duì)接試驗(yàn)、先功能實(shí)現(xiàn)后性能驗(yàn)證”的基本原則，依次形成基于安全的試驗(yàn)流程，如圖6所示。

圖6 保障設(shè)備對(duì)接試驗(yàn)流程Fig.6 Bidding test process of upport equipment

驗(yàn)收檢查主要通過(guò)對(duì)交付的保障設(shè)備從包裝裝卸運(yùn)輸、外觀、配套完整性進(jìn)行驗(yàn)收確認(rèn)，檢查需配套交付的技術(shù)資料、輔助設(shè)備、工具、備件及附件是否配備齊全，主要性能指標(biāo)是否滿足技術(shù)協(xié)議要求等。確保樣件狀態(tài)完整、滿足試驗(yàn)工作需要[7]。制定驗(yàn)收檢查項(xiàng)表，試驗(yàn)過(guò)程中依據(jù)項(xiàng)目檢查表中的相應(yīng)判定準(zhǔn)則評(píng)判，評(píng)判結(jié)論經(jīng)過(guò)量化處理后，計(jì)入試驗(yàn)報(bào)告計(jì)分系統(tǒng)。

安全性評(píng)估是在設(shè)備與飛機(jī)對(duì)接前，對(duì)交付的樣件進(jìn)行安全性初步評(píng)估，以確認(rèn)能否轉(zhuǎn)入與飛機(jī)的對(duì)接試驗(yàn)。該環(huán)節(jié)的主要目的是及時(shí)以發(fā)現(xiàn)樣件是否存在嚴(yán)重安全隱患，避免對(duì)飛機(jī)等造成損傷。

飛機(jī)對(duì)接試驗(yàn)是鑒定試驗(yàn)的核心內(nèi)容，目的是驗(yàn)證保障設(shè)備在真實(shí)工作環(huán)境下的功能、性能實(shí)現(xiàn)情況，其主要內(nèi)容包括協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)、功能試驗(yàn)、使用檢查、安全性檢查等試驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)一些關(guān)鍵的試驗(yàn)內(nèi)容，需制定具體的試驗(yàn)實(shí)施方案，對(duì)試驗(yàn)流程、方法、內(nèi)容、試驗(yàn)條件等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。制定對(duì)接試驗(yàn)檢查項(xiàng)表，試驗(yàn)過(guò)程中依據(jù)項(xiàng)目檢查表中的相應(yīng)判定準(zhǔn)則評(píng)判，評(píng)判結(jié)論經(jīng)過(guò)量化處理后，計(jì)入試驗(yàn)報(bào)告計(jì)分系統(tǒng)。

試驗(yàn)報(bào)告是鑒定試驗(yàn)的最終成果，所有項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行分析，給出各承制方產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果。

4 基于關(guān)聯(lián)度的對(duì)接試驗(yàn)權(quán)重確定方法

在確定了通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)要求體系和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則后，對(duì)影響保障設(shè)備統(tǒng)型化的9個(gè)因素，即配套完整性、外觀、重量體積、接口匹配性、功能、使用性、運(yùn)輸性、安全性和通用化綜合評(píng)價(jià)的滿足性等指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析研究和確定。每個(gè)指標(biāo)對(duì)保障設(shè)備的適用性都有不同的作用和貢獻(xiàn)，所以在確定其權(quán)重時(shí)，不能只從單個(gè)方面出發(fā)，而是要處理好各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系，合理分配其權(quán)重。本文采用組合賦權(quán)法，其過(guò)程為：由軍方代表、試驗(yàn)代表、主機(jī)廠所等專家群體根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，再采用基于關(guān)聯(lián)度的權(quán)重確定方法[8]對(duì)單個(gè)專家的評(píng)判數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，優(yōu)點(diǎn)是既能考慮專家個(gè)人打分的差異性，又能綜合專家打分的一致性。將數(shù)據(jù)劃分為強(qiáng)差異性數(shù)據(jù)和弱差異性數(shù)據(jù)，對(duì)兩組數(shù)據(jù)分別按照修正模型進(jìn)行排序，然后通過(guò)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行加權(quán)，給出該指標(biāo)的權(quán)重。

通過(guò)系統(tǒng)分析多源權(quán)重信息中蘊(yùn)含的弱差異性和強(qiáng)差異性特征，可以看出該方法求解的權(quán)重分布既反映了專家評(píng)判數(shù)據(jù)的一致性趨勢(shì)，也體現(xiàn)了專家評(píng)判的個(gè)體偏好，比較符合保障設(shè)備評(píng)估鑒定工作的真實(shí)情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，通用化保障設(shè)備競(jìng)標(biāo)選型評(píng)估方法已成功應(yīng)用于我國(guó)某競(jìng)標(biāo)性試驗(yàn)工作，其評(píng)估結(jié)果通過(guò)目前所有型號(hào)的審查，且列裝后使用單位對(duì)設(shè)備的反饋和競(jìng)標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果十分吻合。通過(guò)應(yīng)用表明該方法能大幅提高我國(guó)航空統(tǒng)型保障設(shè)備面向多機(jī)型對(duì)接的試驗(yàn)流程的規(guī)范化，縮短試飛周期，具有重大的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。為了進(jìn)一步促進(jìn)應(yīng)用價(jià)值的推廣，還應(yīng)從以下方面重點(diǎn)考慮：

(1) 應(yīng)進(jìn)一步提煉和總結(jié)保障設(shè)備適用性鑒定以及通用化選型評(píng)估工程經(jīng)驗(yàn)，使其具有可擴(kuò)展性；同時(shí)，形成的方法體系應(yīng)上升至企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至國(guó)軍標(biāo)，并應(yīng)納入我國(guó)航空保障裝設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)總體方案中；

(2) 應(yīng)全面開(kāi)展保障設(shè)備極限性能參數(shù)驗(yàn)證、轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸試驗(yàn)、環(huán)境適用性試驗(yàn)等，建立全國(guó)保障設(shè)備型號(hào)功能性能數(shù)據(jù)庫(kù)、廠家信息數(shù)據(jù)庫(kù)等，為建立國(guó)家航空保障設(shè)備鑒定中心提供技術(shù)支持；

(3) 進(jìn)一步轉(zhuǎn)變觀念，使業(yè)內(nèi)人士從思想上充分認(rèn)識(shí)到在保障設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中引入實(shí)物評(píng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)工作的重要性。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)保障設(shè)備與主戰(zhàn)裝備研制脫節(jié)、鑒定不充分，存在裝備的轉(zhuǎn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)性差、技術(shù)水平低、對(duì)保障設(shè)施和資源占用較多等問(wèn)題，對(duì)裝備研制和保障能力形成造成了諸多不利影響。伴隨裝備研制體制改革，我國(guó)裝備研制和采購(gòu)由任務(wù)計(jì)劃制向采辦制轉(zhuǎn)變，承研單位由軍工主體向軍民聯(lián)合轉(zhuǎn)變，裝備試驗(yàn)評(píng)價(jià)由基于指標(biāo)的評(píng)價(jià)向基于能力的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變，其中通用化保障設(shè)備選型競(jìng)標(biāo)對(duì)接試驗(yàn)作為其中一項(xiàng)重要改革舉措，逐漸由理論研究走向工程實(shí)踐。通過(guò)保障設(shè)備樣機(jī)與多機(jī)型規(guī)范化的對(duì)接試驗(yàn)和評(píng)估，牽引了工業(yè)部門(mén)在保障設(shè)備研制理念由注重指標(biāo)向注重外場(chǎng)使用的轉(zhuǎn)變，由注重功能性能向注重功能與通用化等能力并重的轉(zhuǎn)變，確保保障設(shè)備“優(yōu)生”、“優(yōu)育”，使裝備系統(tǒng)持續(xù)發(fā)揮最大效能。