武器裝備作戰(zhàn)試驗設計原理

吳 溪，穆 歌，李大勇，高振輝

(1.航天工程大學 研究生院， 北京 101416； 2. 63963部隊， 北京 100072； 3.陸軍裝甲兵學院演訓中心， 北京 100072； 4.中國人民解放軍第208醫(yī)院， 長春 130062)

武器裝備作戰(zhàn)試驗是一項復雜的系統(tǒng)工程，作戰(zhàn)試驗設計是作戰(zhàn)試驗的核心部分，決定作戰(zhàn)試驗實施過程如何開展，是決定試驗成功的關鍵環(huán)節(jié)。武器裝備的作戰(zhàn)試驗是依據(jù)裝備的作戰(zhàn)使命任務，在近似實戰(zhàn)條件下，按照作戰(zhàn)流程，對裝備作戰(zhàn)效能、保障效能、部隊適用性、作戰(zhàn)任務滿足度以及質(zhì)量穩(wěn)定性等進行考核與評估的裝備試驗活動[1]。武器裝備試驗設計是指在武器裝備試驗實施之前，根據(jù)試驗對象和目的，對試驗工作各個方面、各個環(huán)節(jié)和整個過程進行總體籌劃和適當安排，這一過程稱為試驗設計[2]。試驗設計定是對整個試驗過程的規(guī)劃。作戰(zhàn)試驗與傳統(tǒng)性能試驗相比，重點考核武器裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性、體系適用性的特殊性要求。

因此，武器裝備作戰(zhàn)試驗設計是指裝備在進入作戰(zhàn)試驗實施階段之前，依據(jù)被試裝備的使命任務和能力需求，科學確定作戰(zhàn)試驗目的，綜合考慮試驗資源，對作戰(zhàn)試驗進行科學規(guī)劃，選取科學試驗方法，最終形成科學有效的作戰(zhàn)試驗方案和計劃的過程。

1 裝備作戰(zhàn)試驗設計目標和原則

1.1 設計目標

武器裝備作戰(zhàn)試驗設計的主要任務是規(guī)劃安排好裝備的作戰(zhàn)試驗任務，制定一個可實施、可獲取足夠有效數(shù)據(jù)的試驗方案。裝備作戰(zhàn)試驗設計目標主要包括：

1) 確定相關指標(因素)對作戰(zhàn)試驗目的(任務)影響程度。裝備作戰(zhàn)試驗與性能試驗、在役性考核試驗的試驗目的不同，其包含的作戰(zhàn)試驗評估指標體系、作戰(zhàn)試驗科目、評估方法等都會存在差異。

2) 確定獲取試驗數(shù)據(jù)的取值水平、試驗環(huán)境和條件。作戰(zhàn)試驗與裝備其他類型試驗的明顯區(qū)別，作戰(zhàn)試驗是要構建與戰(zhàn)場環(huán)境盡可能一致的試驗條件，檢驗考核被試武器裝備的作戰(zhàn)性能指標。

3) 確定完成作戰(zhàn)試驗任務的試驗內(nèi)容、方法。作戰(zhàn)試驗設計不能僅僅停留在傳統(tǒng)統(tǒng)計學意義上的試驗設計，而是應當從作戰(zhàn)試驗組織籌劃上進一步明確作戰(zhàn)背景的試驗內(nèi)容、方法，解決在真實作戰(zhàn)環(huán)境下“如何試”的問題。

1.2 設計原則

試驗設計簡單地說就是設計一個統(tǒng)計試驗的過程，目標就是使得試驗實施過程中采集獲取到的數(shù)據(jù)更適合于做統(tǒng)計分析，以得到有效客觀的試驗評估結論。從科學角度講，作戰(zhàn)試驗設計就是解決試驗資源成本與試驗效益的平衡問題，本質(zhì)上找尋有效科學試驗方法用最少的試驗資源獲取真實有效的試驗數(shù)據(jù)?；谏鲜稣J識，武器裝備作戰(zhàn)試驗設計應遵循以下原則：

1) 全面性

作戰(zhàn)試驗是裝備試驗鑒定的重要環(huán)節(jié)，重點考核被試裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性、體系適用性等指標，被試裝備作為裝備體系中發(fā)揮重要作用的核心裝備，試驗過程中必須充分考慮覆蓋上述各類指標，充分檢驗裝備。

2) 客觀性

作戰(zhàn)試驗本質(zhì)特征就是要充分檢驗被試裝備在實戰(zhàn)中的“表現(xiàn)”，對實戰(zhàn)環(huán)境的逼真“模擬”設計要求高。能否在作戰(zhàn)試驗過程中，客觀真實地發(fā)現(xiàn)并找出被試武器裝備的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性情況，是裝備作戰(zhàn)試驗設計必須遵循的原則。

3) 科學性

作戰(zhàn)試驗是在模擬復雜戰(zhàn)場環(huán)境條件下檢驗被試裝備，與理想試驗環(huán)境下相比，試驗方法、數(shù)據(jù)獲取手段、試驗科目設置均增加了較大的實際困難、技術難度大，裝備作戰(zhàn)試驗設計需要按照科學性要求進行試驗籌劃設計。

4) 統(tǒng)籌性

按照裝備試驗鑒定性能試驗、作戰(zhàn)試驗、在役考核3類試驗劃分，作戰(zhàn)試驗是整個裝備試驗鑒定的其中一個環(huán)節(jié)。武器裝備作戰(zhàn)試驗設計要按照整個試驗鑒定總體安排，統(tǒng)籌與性能試驗、在役考核之間的界限，充分利用好3類試驗獲得的數(shù)據(jù)，準確籌劃清楚武器裝備作戰(zhàn)試驗設計工作。

5) 實施性

武器裝備的目的是要為部隊從裝備層面提供一類新裝備，用于提升部隊的某項新的作戰(zhàn)能力，武器裝備新的作戰(zhàn)能力能否在實戰(zhàn)環(huán)境發(fā)揮出應有的水平，是作戰(zhàn)試驗的最終目的。真實的戰(zhàn)場環(huán)境異常復雜，影響因素眾多，在作戰(zhàn)試驗過程中如果完全真實再現(xiàn)嚴酷的戰(zhàn)場環(huán)境和條件，往往會造成試驗很難推進展開進行實施。

因此，綜合分析、統(tǒng)籌設計作戰(zhàn)試驗，使武器裝備盡可能在逼近戰(zhàn)場的真實環(huán)境下進行實施開展作戰(zhàn)試驗工作。

2 裝備作戰(zhàn)試驗設計原理

作戰(zhàn)試驗設計作為武器裝備作戰(zhàn)試驗的總體籌劃，要能夠為作戰(zhàn)試驗實踐提供可實施的實際解決方法，面臨著比性能試驗、在役考核更加困難的現(xiàn)實問題，其主要原因就是為被試裝備創(chuàng)造真實的戰(zhàn)場環(huán)境所需時間和資源的限制。因此，武器裝備作戰(zhàn)試驗設計應當在試驗設計通用原則基礎上，充分考慮作戰(zhàn)試驗設計的目標和原則，按照一定的作戰(zhàn)試驗邏輯，完成武器裝備的作戰(zhàn)試驗設計。

2.1 作戰(zhàn)試驗基本邏輯

作戰(zhàn)試驗從科學理論上講是一種科學試驗?？茖W試驗基本方法經(jīng)過多年的實踐研究，基本形成一定認知規(guī)律和邏輯。從作戰(zhàn)體系角度講，作戰(zhàn)試驗的核心重點是要解決被試裝備或者裝備體系在面臨復雜的戰(zhàn)場環(huán)境條件下，能否正常發(fā)揮其具有的作戰(zhàn)能力，并且彌補整個裝備體系的作戰(zhàn)能力需求差距。按照上述認識，作戰(zhàn)試驗基本邏輯過程如圖1所示。作戰(zhàn)試驗邏輯的本質(zhì)就是由作戰(zhàn)問題出發(fā)，提煉在裝備解決方案中作戰(zhàn)試驗必須完成的試驗任務，通過作戰(zhàn)試驗驗證分析，作戰(zhàn)實踐過程中考核該裝備能否提供應有的作戰(zhàn)能力[3]。

圖1 作戰(zhàn)試驗邏輯過程

2.2 作戰(zhàn)試驗設計原理模型

按照上述作戰(zhàn)試驗邏輯過程，作戰(zhàn)試驗設計本質(zhì)就是以試驗基本方法為基礎，設計一套符合作戰(zhàn)試驗規(guī)則和約束的方法，解決新裝備(新技術、新方法)在實際作戰(zhàn)中能不能發(fā)揮應有作戰(zhàn)能力的核心問題。因此本文提出了基于作戰(zhàn)問題導向的武器裝備作戰(zhàn)試驗設計原理模型，如圖2所示。

圖2 裝備作戰(zhàn)試驗設計原理模型

基于作戰(zhàn)問題導向的武器裝備作戰(zhàn)試驗設計原理模型，以假設判定作為試驗原理基礎，即“如果具備某項能力(功能)，那么就能完成某項任務”的基本假設，將作戰(zhàn)試驗設計分為高層作戰(zhàn)層、作戰(zhàn)試驗層、評估分析層3個層次假設模型，如果上述假設成功，那么作戰(zhàn)試驗就可能認為是成功的。

高層作戰(zhàn)層問題假設是：如果“實際戰(zhàn)場使用了某型被試武器裝備(或以某裝備為介質(zhì)的新技術、新方法)、某項能力(技術)或能力(技術)體系”，那么“在實際作戰(zhàn)中某個(或者一類)作戰(zhàn)問題(也可稱作戰(zhàn)需求)就能夠得到解決”。

作戰(zhàn)試驗層問題假設是：如果“在逼真的作戰(zhàn)環(huán)境中，被試武器裝備滿足作戰(zhàn)試驗評估指標體系要求”，那么“被試裝備就能夠完成作戰(zhàn)試驗科目所規(guī)定的試驗內(nèi)容”。

評估分析層問題假設是：如果“在逼真的作戰(zhàn)環(huán)境中，被試武器裝備試驗評估合格”，那么“被試裝備就能夠在面向武器裝備的作戰(zhàn)試驗想定中獲得‘勝利’”。

上述3層假設之間，可以通過作戰(zhàn)試驗設計方法建立關聯(lián)映射關系，最終完成武器裝備作戰(zhàn)試驗的整體設計。

由此可以看出武器裝備作戰(zhàn)試驗設計原理模型是基于作戰(zhàn)問題導向，從高層作戰(zhàn)層、作戰(zhàn)試驗層、評估分析層3個層次構建原理模型，作戰(zhàn)試驗設計原理模型橫向為假設關系，采用“If A,Then B”的假設關系模型，高層作戰(zhàn)層的設計內(nèi)容從試驗目標到作戰(zhàn)問題；作戰(zhàn)試驗層的設計內(nèi)容從作戰(zhàn)試驗評估指標體系到作戰(zhàn)試驗科目；評估分析層的設計內(nèi)容從作戰(zhàn)試驗評估到作戰(zhàn)試驗想定。原理模型縱向為映射關系，“If A”從高層作戰(zhàn)層、作戰(zhàn)試驗層到評估分析層，這3層的設計內(nèi)容是“作戰(zhàn)試驗目標——作戰(zhàn)試驗評估指標體系——作戰(zhàn)試驗評估”的映射關系；而在“Then B”從高層作戰(zhàn)層、作戰(zhàn)試驗層到評估分析層，這3層的設計內(nèi)容分別是“作戰(zhàn)關鍵問題——作戰(zhàn)試驗科目——作戰(zhàn)試驗想定”的映射關系。整個作戰(zhàn)試驗設計過程通過假設關系和映射關系，將作戰(zhàn)試驗的各個內(nèi)容完整地串聯(lián)在一起，全面系統(tǒng)地設計了武器裝備作戰(zhàn)試驗。

3 裝備作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容

全壽命周期的裝備試驗分為性能試驗、作戰(zhàn)試驗和在役考核3大類。作戰(zhàn)試驗是裝備試驗鑒定全過程中的重要一環(huán)，是在新研裝備通過狀態(tài)鑒定后，由生產(chǎn)單位組織小批試生產(chǎn)，試驗鑒定系統(tǒng)組織通過作戰(zhàn)試驗準備審查后，指定試用部隊并組織實施作戰(zhàn)試驗。作戰(zhàn)試驗的目的是在近似實戰(zhàn)環(huán)境條件下，在已有性能試驗的基礎上，全面摸清裝備實戰(zhàn)效能、體系融合度和貢獻率等綜合效能底數(shù)裝備底數(shù)，為裝備列裝定型提供依據(jù)，為部隊編配方案優(yōu)化和戰(zhàn)法、訓法、保法創(chuàng)新提供支撐。作戰(zhàn)試驗設計就是要為實現(xiàn)上述作戰(zhàn)試驗目的提供科學、可靠、有效的試驗方案和試驗計劃。

與試驗設計相關的核心要素包括：試驗目的(任務要求)，試驗條件及想定要求，考核指標體系及評價方法、準則，試驗項目、方法及要求，試驗進度、各階段目標和內(nèi)容，試驗中斷處理與恢復。武器裝備作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容應該全部覆蓋上述核心要素。本研究將武器裝備作戰(zhàn)試驗設計主要內(nèi)容歸納總結為“6個1”：1份作戰(zhàn)試驗任務；1個作戰(zhàn)試驗流程(包括作戰(zhàn)試驗進度和安排，試驗中斷處理與處理)；1套作戰(zhàn)試驗評估指標體系；1個作戰(zhàn)試驗評估流程(含評估方法)；1套作戰(zhàn)試驗科目；1個作戰(zhàn)試驗想定，如圖3所示。

圖3 武器裝備作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容

1) 作戰(zhàn)試驗任務：依據(jù)裝甲裝備立項綜合論證報告、研制總要求，研究分析被試裝備體系(或型號)作戰(zhàn)使命任務，形成為完成需通過作戰(zhàn)試驗考核能力的試驗任務清單，將作戰(zhàn)試驗目的清單化。

2) 作戰(zhàn)試驗流程：為完成裝甲裝備作戰(zhàn)試驗任務，試驗主管部門、實施部門、保障部門等單位協(xié)作共同完成試驗任務的基本過程。

3) 作戰(zhàn)試驗評估指標體系：根據(jù)作戰(zhàn)試驗任務清單，逐層細化分解評估考核指標，建立作戰(zhàn)試驗評估指標體系。

4) 作戰(zhàn)試驗評估流程(含評估方法)：按照作戰(zhàn)試驗評估指標體系分析處理作戰(zhàn)試驗數(shù)據(jù)；確定各級、各類指標的評估方法模型；明確指標合格性判定準則，并提出數(shù)據(jù)測量需求，確定評估方法與指標合格判定準則，最終形成一套作戰(zhàn)試驗評估評估流程。

5) 作戰(zhàn)試驗科目：根據(jù)明確的作戰(zhàn)試驗采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌安排，以試驗想定和作戰(zhàn)流程為主線，設計確定試驗科目，研究建立作戰(zhàn)行動與采集數(shù)據(jù)對應的關系矩陣，生成試驗數(shù)據(jù)需求清單，完成作戰(zhàn)試驗。

6) 作戰(zhàn)試驗想定：以被試裝備使命任務為依據(jù)，對作戰(zhàn)雙方的兵力編成、作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)行動過程，以及被試裝備體系編成、使用原則、使用流程進行設想和假定，編寫作戰(zhàn)試驗想定，用于指導兵力行動和裝備使用。

另外，在作戰(zhàn)試驗設計中還需考慮試驗資源的合理分配以及戰(zhàn)場真實環(huán)境的構設等方面內(nèi)容，這些內(nèi)容可在作戰(zhàn)試驗流程、作戰(zhàn)試驗科目和作戰(zhàn)想定中進行全面綜合分析考慮。

4 作戰(zhàn)試驗設計方法框架

本文主要針對作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容進行初步的方法研究，搭建作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容之間的方法框架，說明各個方法的輸入、輸出以及解決的主要問題。裝甲裝備作戰(zhàn)試驗設計方法框架在作戰(zhàn)試驗設計原理模型的基礎上進行了進一步地改進，如圖4所示。

圖4 武器裝備作戰(zhàn)試驗設計內(nèi)容

裝備作戰(zhàn)試驗設計方法框架主要針對整個作戰(zhàn)試驗流程規(guī)劃設計采用基于BPM業(yè)務流程管理的流程設計方法；針對作戰(zhàn)試驗目標向作戰(zhàn)試驗評估指標轉(zhuǎn)化采用映射、QFD、樹狀分析等指標體系設計方法；針對作戰(zhàn)試驗指標體系集成綜合采用基于解釋結構模型的設計方法，針對作戰(zhàn)試驗專項評估和綜合評估不同的評估指標類型采用云模型、滿意度計算和同類裝備對比等評估方法；針對作戰(zhàn)問題向作戰(zhàn)試驗科目轉(zhuǎn)化提出基于試驗剖面分析及多級映射的作戰(zhàn)試驗科目生成方法。這些方法能夠有效解決作戰(zhàn)試驗內(nèi)容之間的映射轉(zhuǎn)化問題。

5 結論

通過對作戰(zhàn)試驗邏輯的分析，在此基礎上建立了以作戰(zhàn)問題為導向的武器裝備作戰(zhàn)試驗設計原理模型。該模型以假設判定作為作戰(zhàn)試驗原理的基礎，即“如果具備某項能力(功能)，那么就能完成某項任務”的基本假設，將作戰(zhàn)試驗設計分為高層作戰(zhàn)層、作戰(zhàn)試驗層、評估分析層3個層次假設模型，作為作戰(zhàn)試驗設計的理論基礎，并以此為基礎確定了武器裝備作戰(zhàn)試驗的設計內(nèi)容，最后給出了作戰(zhàn)試驗設計方法框架，對武器裝備作戰(zhàn)試驗設計工作具有指導意義。