軍機維修保障互操作性評價技術(shù)研究

■ 張二虎 黃丙寅/中國飛行試驗研究院

0 引言

按照空軍建設要求，應建立與國家地位相適應的“攻防兼?zhèn)?、空天一體”現(xiàn)代化部隊，適應“空海一體戰(zhàn)”背景下的大規(guī)模作戰(zhàn)以及多樣化軍事任務，重點應對多個戰(zhàn)略方向部署，實現(xiàn)“全國部署、全疆到達、全域反應”的作戰(zhàn)任務需求。試驗鑒定改革中作戰(zhàn)適用性評估被提到了新的高度。未來，聯(lián)合作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)將成為常態(tài)，戰(zhàn)場節(jié)奏快、變化快，準備和響應時間短，除武器的先進程度外，在最短時間內(nèi)組織起有效的攻防力量和保障力量將占據(jù)有利位置，不同裝備、不同保障系統(tǒng)間的互操作性作用逐漸凸顯。新形勢下互操作性成為了作戰(zhàn)適用性評估的重要內(nèi)容，其重要性越來越高。

互操作性作為一種特性，一般可以理解為各種各樣的系統(tǒng)和組織在一起工作時體現(xiàn)出的能力。工程領(lǐng)域更多關(guān)注的是技術(shù)對系統(tǒng)的作用，但從廣義上看也應考慮社會、政治和組織機構(gòu)等各方面的因素對系統(tǒng)及其性能的影響。早期的互操作性主要指設備之間的互聯(lián)互通和相互兼容，互操作性和互聯(lián)性是同一概念，簡單而言是指兩個系統(tǒng)之間交互數(shù)據(jù)的過程。隨著C4ISR、軍事信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡信息體系的發(fā)展，互操作性不再局限于數(shù)據(jù)和信息的交互，還包含兩個或多個系統(tǒng)相互協(xié)同完成任務的要求。目前，關(guān)于互操作性缺乏統(tǒng)一的定義。美國國防部指令DoDI 8330.01 將互操作性定義為系統(tǒng)、單元或軍事力量之間相互提供和接收數(shù)據(jù)、信息、資料和服務，并利用這些交換的數(shù)據(jù)、信息、資料和服務共同有效運行的能力。我軍對互操作性的定義是兩個或兩個以上系統(tǒng)或應用之間交換信息并相互利用所交換信息的能力?；ゲ僮餍园夹g(shù)互操作性和作戰(zhàn)互操作性，不僅涵蓋底層系統(tǒng)的互聯(lián)互通以及信息和服務的交互，還涉及作戰(zhàn)系統(tǒng)之間的協(xié)作協(xié)同，內(nèi)涵不斷拓展。

作戰(zhàn)互操作性以技術(shù)互操作性為基礎，要求參與者具有共同的理解和處理信息的背景，了解彼此如何做出決策并開展互相一致性確認。建立在互理解、互遵循之上的相互協(xié)同是一個復雜問題，不僅與系統(tǒng)的技術(shù)屬性有關(guān)，也與編制體制、人員構(gòu)成、人員素質(zhì)等組織管理有關(guān)。蘭德公司在研究美國與北約的聯(lián)合空中作戰(zhàn)的互操作性時發(fā)現(xiàn)，部隊條令、規(guī)劃和執(zhí)行系統(tǒng)、各自武器系統(tǒng)的能力等因素都會影響互操作性問題。

互操作性是裝備體系化聯(lián)合作戰(zhàn)中的重要能力要求，已成為聯(lián)合作戰(zhàn)的基礎和關(guān)鍵，在美軍裝備試驗鑒定中的地位越來越重要。美國國防采辦手冊定義“體系工程……強調(diào)通過發(fā)展和實現(xiàn)某種標準來推動成員系統(tǒng)間的互操作性”。美國國防部要求：所有的信息化武器系統(tǒng)和國家安全系統(tǒng)必須進行互操作性試驗；必須在裝備批量生產(chǎn)決策前完成對裝備的互操作性評估并給出相關(guān)遺留問題及其影響的分析報告；所有重大防務采辦項目以及需要共同使用的項目與系統(tǒng)，均應對其整個生命周期內(nèi)的互操作進行評估。美軍對互操作性的研究全面、系統(tǒng)、深入，包括國防部（研制試驗鑒定辦公室）和參聯(lián)會（聯(lián)合互操作性試驗司令部）的系列政策指令，以及實施層面的聯(lián)合技術(shù)體系結(jié)構(gòu)（JTA）、信息系統(tǒng)互操作性等級（LISI）模型、信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標準（DoDAF、TAFIM、DII COE、JTA）等。

1 軍機維修保障互操作性評價需求

近年來，美軍為解決近半數(shù)采辦項目在初始作戰(zhàn)試驗鑒定中作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性不達標的問題，持續(xù)實施一項改進武器裝備研制試驗鑒定的重要策略——“向左移”。推進“左移”倡議，即研制試驗鑒定應適當考慮作戰(zhàn)問題，將采辦周期“右邊”階段（進入生產(chǎn)與部署階段之后）由作戰(zhàn)試驗開展的部分試驗內(nèi)容提前至采辦周期“左邊”階段。2012 年，美軍研制試驗鑒定辦公室首次提出該計劃，在研制試驗中開展互操作性試驗和網(wǎng)絡安全試驗，以加強研制試驗的作戰(zhàn)真實性，如圖1 所示[1]。

圖1 美軍研制試驗鑒定“向左移”策略的啟示

伴隨試驗鑒定改革，我軍在作戰(zhàn)試驗中明確提出了互操作性考核要求，參考美軍試驗鑒定“向左移”策略，在性能試驗階段開展互操作性試驗與評價有著現(xiàn)實和迫切的需求，有利于盡早暴露互操作性缺陷，對于促進優(yōu)化改進、提升體系作戰(zhàn)和保障能力、降低生命周期費用具有重大意義。當前，我軍互操作性評價的關(guān)注重點放在網(wǎng)絡信息和指揮控制領(lǐng)域。但是，互操作性的本質(zhì)是滿足操作者的互聯(lián)互通、信息交換、有效對話和服務支持等需求，操作者是系統(tǒng)的核心，一個作戰(zhàn)體系中除了飛行員、情偵人員、指揮員外，維修保障人員也是非常重要的角色。關(guān)注維修保障人員的互操作需求，將互操作需求拓展至維修保障領(lǐng)域，對于應對突發(fā)性高、時效性強的未來戰(zhàn)爭，提升保障效能，縮小保障規(guī)模，支持聯(lián)合作戰(zhàn)，具有十分重要的意義。

以下面的作戰(zhàn)保障任務想定為例進行說明：

1）A 型戰(zhàn)斗機飛行過程中，無法在預定機場降落，需在臨近的P 機場臨時補給后投入戰(zhàn)斗。

2）A 型戰(zhàn)斗機接到命令，要求3h內(nèi)部署到P 機場，并且次日可開展戰(zhàn)備值班任務。

3）A 型戰(zhàn)斗機接到命令，要求立即開展長途奔襲，需要在P 機場過站補充燃料和彈藥。

P 機場并未部署A 型戰(zhàn)斗機，與其最相似的是B 型戰(zhàn)斗機，即便讓A 型戰(zhàn)斗機維修人員立刻奔赴P 機場進行保障，也是第二天才能到達，所需維修保障設備要第三天才能到達，無法滿足“快速補給，快速出動”的需要。但是，假如兩型戰(zhàn)斗機的保障系統(tǒng)具有高度互操作性，B 型戰(zhàn)斗機維修人員能夠快速掌握A 型戰(zhàn)斗機的保障要求，具備任務保障技術(shù)能力，能夠快速構(gòu)建起相應的保障組織體系，同時B 型戰(zhàn)斗機各類保障資源能夠與A 型戰(zhàn)斗機兼容，那么作戰(zhàn)保障的模式將發(fā)生新變化。B 型戰(zhàn)斗機維修保障人員將能直接代替A 型戰(zhàn)斗機維修保障人員完成相關(guān)保障任務，實現(xiàn)飛機間“同型互保、異型同?！蹦繕?，極大提升遂行“全國部署、全疆到達、全域反應”的作戰(zhàn)能力。

關(guān)于軍機維修保障的互操作性，國內(nèi)尚未找到明確定義，除了關(guān)于保障設備“三化”、統(tǒng)型等研究外，尚未查到相關(guān)研究文獻。為了界定本文的研究范圍，特對軍機維修保障互操作性進行定義。軍機維修保障互操作是指不同軍機型號的維修保障系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通，主裝備能夠融入彼此的保障系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的高效交互，維修保障人員的技術(shù)能力、保障模式、組織體系等能夠通過快速轉(zhuǎn)化或兼容來滿足保障需求，保障系統(tǒng)中的保障資源、保障接口等滿足相互協(xié)同保障的需求。

2 軍機維修保障互操作性評價指標

2.1 軍機維修保障互操作性評價內(nèi)容

GJB/Z144—2015《軍事信息系統(tǒng)互操作性等級與評估》借鑒美軍信息系統(tǒng)互操作性等級模型，提出了我軍指揮自動化系統(tǒng)互操作性評估等級模型及方法。在該模型中，將影響互操作性的因素分為規(guī)程（P）、應用（A）、基礎實施（I）和數(shù)據(jù)（D）4 種密切相關(guān)的屬性，簡稱PAID[2]。維修保障互操作性評價的目的是評估不同型號飛機在彼此的維修保障體系中的兼容性，即體系融合度。參照PAID 模型思路，基于軍機保障系統(tǒng)構(gòu)成要素，將維修保障互操作性評價內(nèi)容劃分如下：

1）保障模式。不同型號飛機維修保障的組織體系、運行機制和法規(guī)制度（質(zhì)量管理）等是否相互匹配，專業(yè)設置、工作分工、任務系統(tǒng)、配備人數(shù)等是否滿足彼此保障需求，指揮調(diào)度相關(guān)的通信用語、手勢等信息是否實現(xiàn)準確、高效銜接。

2）人員技能。人員的操作技能是否能夠覆蓋不同機型特定保障任務需求，是否能夠通過臨時遠程培訓或自我學習達到相應的操作技術(shù)要求。

3）裝備各類保障接口。不同型號飛機的充填加掛、任務加載、飛參數(shù)據(jù)下載、維修檢測等接口是否與彼此的保障系統(tǒng)兼容。

4）保障設備通用化。不同保障系統(tǒng)固有的保障設備，其類型、數(shù)量、功能、性能等是否滿足彼此主裝備的保障需要，保障系統(tǒng)缺失的保障設備能否通過常規(guī)渠道快速補充或協(xié)調(diào)。

5）保障設施滿足度。不同系統(tǒng)的停機坪、試車場、機庫等保障設施能否滿足彼此裝備相應的保障需求。

6）技術(shù)資料滿足度。對不同的保障系統(tǒng)，與保障相關(guān)的隨機技術(shù)資料（如維護規(guī)程、維修手冊等）是否能夠快速獲取，技術(shù)資料的可讀性、易理解性是否滿足使用需求以使具有相應維護經(jīng)驗的維修人員通過自學可理解可掌握，技術(shù)資料不允許出現(xiàn)難以理解之處或歧義。

7）培訓保障。不同保障系統(tǒng)是否開展常態(tài)化互操作演練、要求宣貫和人員技術(shù)提升，以保障戰(zhàn)時互操作性的高效協(xié)同推進。

8）信息化保障的兼容性。不同保障系統(tǒng)相關(guān)的信息化保障系統(tǒng)及通信協(xié)議是否滿足特定保障任務需求。

9）遠程支援保障。是否規(guī)劃安全高效遠程通信及指揮保障網(wǎng)絡，滿足遠程語音、視頻通信、海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗h程支持保障需求，以實現(xiàn)遠程保障任務規(guī)劃和技術(shù)指導的高效協(xié)同。

10）裝備互操作性設計。不同裝備的維修保障操作流程、標識、標準、要求、用語等是否統(tǒng)一。

2.2 軍機維修保障互操作性評價指標

基于維修保障對象、內(nèi)容和深度，對軍機維修保障互操作性評價指標從互保機型、維修深度、互操作等級等維度進行劃分，如圖2 所示?！熬S修深度—互保機型”象限體現(xiàn)了不同機型間的聯(lián)合保障能力；“維修深度—互操作性等級”象限體現(xiàn)了跨域持續(xù)作戰(zhàn)能力；“互保機型—互操作性等級”象限體現(xiàn)了適應不同機場的快速機動部署能力。

圖2 軍機維修保障互操作性評價指標

各類互操作性評價指標內(nèi)容如下：

1）互保機型?；ケC型分為“殲—殲、殲—轟、殲—運、殲—直、殲—無……”等形式，表示不同類型的戰(zhàn)斗機、戰(zhàn)斗機和轟炸機、戰(zhàn)斗機和運輸機、戰(zhàn)斗機和直升機、戰(zhàn)斗機和無人機等之間的維修保障互操作性，機型差異越大，保障需求差異越大，互操作性難度也越大。

2）維修深度。按照維修的復雜程度和對人員技能要求的嚴格度，將維修深度簡單劃分為過站保障（充填加）、戰(zhàn)斗補充（彈藥掛裝）、短期停放（7天以內(nèi)）、短周期檢查+常規(guī)維護、戰(zhàn)場搶修及常見故障排除、A 檢級別定檢及發(fā)動機換裝、C 檢維修及重大故障排除等?；ゲ僮餍缘淖罡呔辰绾屠硐霠顟B(tài)是涵蓋所有外場級維修保障內(nèi)容，即完全等效保障，長期駐扎無須轉(zhuǎn)場攜行，無須額外人員配屬，接機即交付，真正做到“同型互保，異型同保”。

3）互操作性等級。GJB/Z144 中對信息互操作系統(tǒng)的5 個劃分等級依次為互聯(lián)、互通、信息交換、合作行動、完全互操作。參照劃分方法，基于維修保障系統(tǒng)特點，互操性能力等級由低到高依次為互有、互聯(lián)、互通、互保、完全互操作，如圖3 所示。其中，互有指彼此的保障系統(tǒng)設置中有裝備保障需要的保障要素，如耳機話筒組；互聯(lián)指相關(guān)的軟硬件接口能夠?qū)崿F(xiàn)有效連接，如耳機話筒組的插孔滿足需求；互通指能夠?qū)崿F(xiàn)有效的數(shù)據(jù)交換、信息共享等，如耳機話筒組能夠?qū)崿F(xiàn)地面與座艙的高質(zhì)量通話；互保指借助相關(guān)指導或其他支持能夠建立暢通的溝通、協(xié)作，準確無誤地執(zhí)行相應操作，如經(jīng)過臨時培訓并借助維護規(guī)程能夠使用耳機話筒組與飛行員準確溝通，實現(xiàn)飛機狀態(tài)檢查與報告；完全互操作指不需要借助額外的支援保障，現(xiàn)有的保障系統(tǒng)相關(guān)要素和能力完全兼容彼此保障需求，如兩型機使用耳機話筒組與飛行員溝通的要點、要求和標準一樣，因而不需額外培訓或技術(shù)支援就能夠?qū)崿F(xiàn)完全互操作保障。

圖3 軍機維修保障互操作性層級關(guān)系

3 軍機維修保障互操作性評價設計

3.1 美軍互操作性試驗類型和方法

美軍互操作性試驗包括互操作性等級評估和互操作性認證試驗。

互操作性等級評估基于互操作性等級模型（如PAID 模型），通過對比法、試驗法等進行評估。我軍互操作性試驗主要采用互操作性等級評估法。對比法是將信息采集階段獲得的系統(tǒng)互操作實現(xiàn)技術(shù)與信息系統(tǒng)特征細節(jié)進行對比，即將系統(tǒng)的PAID 值與模型中的各互操作性等級對應的PAID 值進行對比分析，確定互操作性水平后，選擇最低的PAID 性能等級作為系統(tǒng)的互操作性等級。試驗法是對待評估系統(tǒng)進行性能試驗，根據(jù)試驗結(jié)果評估互操作性，過程中需要搭建相應的試驗環(huán)境。

互操作性認證試驗的目的是驗證系統(tǒng)互操作性符合相關(guān)標準規(guī)范以及相關(guān)指標要求。美軍驗證階段的互操作性認證試驗分為標準合規(guī)性試驗和聯(lián)合互操作性試驗兩類，如圖4 所示[1]。

圖4 互操作認證試驗類型和試驗環(huán)境

3.2 軍機維修保障互操作評價方法

參考美軍互操作性試驗類型和方法，將軍機維修保障互操作評價分為分析評價和試驗驗證評估兩類。

分析評價包括保障流程分析、保障項目分析、保障資源分析、危險源與關(guān)鍵過程識別與評價、保障活動建模及仿真推演等?；诒Ｕ狭鞒毯晚椖浚瑢φ栈ゲ僮餍栽u估內(nèi)容、評價指標，評價不同維修下的互操作等級，識別出各環(huán)節(jié)互操作性缺陷。

試驗驗證評估重點驗證研制要求達標情況、標準符合性、實際保障需求的滿足情況等，需進行實際操作驗證，搭建相應保障任務想定下的試驗環(huán)境，配置各保障系統(tǒng)所需的保障資源，由保障機組利用自己的保障系統(tǒng)分別保障對方的機型，以評價對方機型融入自身保障系統(tǒng)的體系融合度，并進一步評價兩個保障系統(tǒng)的互操作性?；诎踩紤]，試驗驗證評估應依次開展模擬操作評估、監(jiān)控操作、背靠背評估驗證等。

在實際實施過程中應先開展分析評價后再進行試驗驗證評估，在分析評估過程中持續(xù)暴露問題并尋找等效替代方案，直至形成可完成互操作性試驗的替代方案。

3.3 互操作性評價與驗證流程設計

軍機維修保障互操作性評價與驗證流程包括保障任務想定、保障需求分析、保障體系融合度互評、維修保障互操作性綜合分析、形成維修保障互操作性評價報告等主要環(huán)節(jié)，如圖5 所示。其中，保障體系融合度互評為核心環(huán)節(jié)，包括評價初始方案設計、基于任務想定的體系融合度（互操作性）分析評價、替代措施的落實、試驗環(huán)境及資料規(guī)劃、試驗驗證安全評估、試驗任務布置及信息收集培訓、模擬操作—監(jiān)控操作—背靠背驗證、形成保障體系融合度評價報告。

圖5 體系融合度-互操作性評價與驗證流程

4 軍機維修保障互操作性評價思考建議

試飛院擁有全譜系試驗機、全要素保障資源，維修人員齊備、試驗條件齊全，是開展維修保障互操作性評價這類跨機型聯(lián)合試驗的最佳陣地。在試驗鑒定改革強化推進作戰(zhàn)試驗的機遇下，互操作性試驗“左移”需求明確，資源、能力、資質(zhì)齊備，應抓緊開展維修保障互操作性評價試驗技術(shù)體系構(gòu)建和能力體系建設，順應新需求、開辟新領(lǐng)域。思考與建議如下：

1）強化互操作性早期評估，基于全譜系試驗機及專業(yè)化機務保障、維修評估隊伍優(yōu)勢，推動試驗鑒定“左移”，作為性能試驗重點考核內(nèi)容。

2）統(tǒng)一保障技術(shù)與管理標準，強化飛機主裝備層面統(tǒng)一保障接口及相關(guān)操作要求，實現(xiàn)保障設備統(tǒng)型。

3）規(guī)劃高于型號保障的聯(lián)合出版物，規(guī)定各型號聯(lián)合保障基本要求，將多機型的基本維護技能納入技能考核要求。

4）在專項保障資源的儲備和規(guī)劃方面，對于無法實現(xiàn)統(tǒng)型的特種保障資源，建議從戰(zhàn)備角度要求相應機場進行最低限度的儲備。

5）人員能力需要應基于多機型保障要求，開展常態(tài)化的實操培訓考核及輪訓、輪保。

6）強化飛機自保障性設計，飛機自保障能力的提升將有效降低對對方保障系統(tǒng)的依賴，從而間接提升互操作性水平。

7）以信息化技術(shù)手段實現(xiàn)互聯(lián)、互通，規(guī)劃跨域遠程保障技術(shù)資源，強化互操作性技術(shù)指導。