反水雷装备RMSST定量要求论证方法探讨

中国船舶重工集团公司第七一○研究所 陈跟东

1.引言

反水雷装备要求论证是现代反水雷装备研制工作的龙头，是决定新研反水雷装备能否在当前及未来一段时间内对付各种威胁、满足军事需要的关键。国内外实践经验表明，RMSST是影响反水雷装备效能、作战适用性、作战能力、生存性及寿命周期费用的重要因素，反水雷装备RMSST水平的高低直接决定了反水雷装备战斗力水平发挥的高低，对战场或战争的结果有着重要影响。因此，反水雷装备RMSST水平的高低与性能水平的高低有同等重要的作用，RMSST要求论证与反水雷装备性能论证具有同等重要的地位。本文探讨了在新一代反水雷装备研制过程中，要充分考虑其RMSST要求，以反水雷装备系统实际作战需求为依据，采用相应的技术方法和工具，对未来反水雷装备系统战备完好与任务成功能力进行分析和预测，并在反水雷装备RMSST需求和反水雷装备效能、寿命周期费用之间进行权衡，提出科学合理的RMSST要求，对尽可能减少反水雷装备的寿命周期费用、降低对维修和综合保障要求，具有举足轻重的地位。

2.反水雷装备RMSST之间的关系

反水雷装备RMSST内涵各有不同，在工程实践中，反水雷装备RMSST形成了具有自身特点的专业工程领域。但其追求的最终目标都是提高反水雷装备战备完好性水平和降低寿命周期费用。反水雷装备RMSST要求是在战备完好性要求和寿命周期费用约束条件下进行权衡。它们之间是相互交融，紧密关联的。

(1)可靠性、维修性与测试性的关系

一般认为，可靠性、维修性与测试性之间是互补的关系。一个系统或设备不可能永远正常工作，出现故障是不可避免的。可靠性赋予了反水雷装备是否容易发生故障的属性，测试性赋予了反水雷装备便于确定有无故障和何处发生了故障的特性。维修性赋予了反水雷装备便于进行预防性维修和修复性维修的特性。

(2)可靠性、维修性与保障性的关系

在确定可靠性、维修性和保障性指标时，应根据战备完好性指标，采用保障性分析来导出可靠性、维修性和保障性的指标。如先有AO导出Ai，再通过Ai进行MTBF与MTTR的权衡，最后可根据确定的MTBF、MTTR，利用AO导出MLDT，通过反复权衡得出协调的RMS指标。

(3)可靠性与安全性的关系

为了保证达到安全性指标，通常需要采用冗余、容错、隔离、监控、逃逸等安全性设计技术，这将降低这些装备或系统的基本可靠性水平。因此，在规定安全性要求时，应进行权衡分析，来协调安全性与可靠性要求。

随着反水雷装备系统工程的发展，RMSST有一种综合化发展的趋势。其原因是这些属性之间是相互关联，互相影响的，它们共同决定了反水雷装备的战备完好性，并对反水雷装备的寿命周期费用产生重要影响。因此，在反水雷装备系统工程实践中，特别需要将这些特性综合在一起考虑，进而完成反水雷装备系统的设计。

3.反水雷装备RMSST定量要求论证程序

反水雷装备RMSST定量要求论证是反水雷装备要求论证工作中的重要组成部分，主要包括以下几项关键工作：

(1)确定RMSST顶层参数及指标。根据已定义的反水雷装备战备完好和任务成功准则以及典型任务剖面，参考相似反水雷装备RMSST指标，论证分析或计算给出能满足作战需要的反水雷装备系统效能、或系统战备完好性和任务成功性的定量要求，这些要求是综合性的使用参数。如果已建立反水雷装备效能模型，则在确定战备完好性和任务成功性定量要求过程中，使用效能模型进行权衡[3]。

(2)指标分解和分配，初步确定RMSST目标值。建立能反映RMSST指标要求的反水雷装备效能模型或反水雷装备战备完好性和任务成功性模型。依据这些模型进行反水雷装备顶综合参数及指标的分解，并根据相似反水雷装备RMSST指标、调研数据和反水雷装备设计要求，从工程合理性的角度，初步确定反水雷装备的基本可靠性参数、任务可靠性参数、维修性参数、测试性参数、保障系统及其资源参数的成熟期目标值。分解过程中应首先将易于确定的指标确定下来，然后再根据模型推算其他指标，并将它们作为今后RMSST指标权衡和验证计算的起始值。

(3)RMSST指标间的相互权衡。反水雷装备RMSST成熟期目标值初步确定后，应进行综合权衡分析，判断RMSST目标值的符合性、协调性。权衡分析的内容包括RMSST指标之间的权衡，以及RMSST指标与其他战术技术性能指标之间的的权衡。

(4)RMSST要求的技术和经济可行性分析。对立项阶段所提的RMSST要求进行技术可行性分析，主要是从RMSST设计分析角度判断RMSST要求实现的可能性，其判断的方法可采用RMSST的分配与预计。RMSST要求的经济可行性分析应结合性能要求、RMSST要求及费用，进行权衡分析。由于立项阶段武器系统的详细方案还没有形成，RMSST的分配最多到达分系统级，详细预计难以开展，只能采用与现有类似反水雷装备对比分析其实现的可能性，然后根据分析结果进行调整并进行权衡。

(5)根据RMSST成熟期目标值确定门限值。RMSST目标值是期望在反水雷装备部署使用后达到成熟期时实现的，而门限值则是要求反水雷装备在设计定型时达到的RMSST水平，必须经过实际验证考核。因此，在反水雷装备目标值确定的前提下，应考虑反水雷装备的研制规律和可靠性维修性可能的增长潜力，科学合理的确定门限值，以确保门限值经过一个可靠性维修性增长过程能最终达到目标值。

4.反水雷装备RMSST参数选择原则

在反水雷装备RMSST定量要求论证过程中，RMSST参数选取应遵循以下基本原则。

4.1 充分性原则

(1)覆盖整个装备系统，含主装备、系统、设备、保障资源等；

(2)体现反水雷装备类型和使用特点，如一次性使用或重复使用、可修复和不修复、战时和平时等；

(3)覆盖寿命剖面和任务剖面各阶段，如储存、停放、准备、待命、执行任务、机动、战斗、维修、保养等阶段；

(4)覆盖装备寿命周期的需求，如论证、研制、使用等；

(5)体现提高战备完好性和任务成功性，减少维修人力和保障费用的需求；

(6)体现反水雷装备RMSST的综合性与相关性特点，即可靠性应考虑基本可靠性与任务可靠性要求，维修性应考虑维护保养、预防和修复性维修的要求，保障性应考虑战备完好性和任务成功性、与反水雷装备保障有关的设计特性和计划的保障资源的要求。

4.2 必要性原则

在满足充分性要求的基础上，剔除冗余和具有相关性的参数，尽量选择常用的RMSST参数。

(1)非相关性。在论证工作同一阶段中选用的参数不应存在相互关联，或互相可转换。这里的相关性针对的是同一层次参数，对于顶层参数与下层次参数之间的关系不受非相关性要求的约束。在RMSST参数基本集中，存在顶层参数与下层次参数之间的分解问题，如使用可用度AO可分解为平均故障间隔时间MTBF、平均修复时间MTTR、平均预防维修时间、平均延误时间。在确定参数指标时应防止出现矛盾。

(2)包容性。在论证工作不同阶段选用的参数，后一阶段的参数应包容前一个阶段参数所描述的特征，后一阶段的相关参数可由前一阶段参数导出或与前一阶段参数相同。

(3)工程性。选择使用符合工程习惯的、效率高的的参数。

4.3 可论证性原则

对于选定的参数，在论证的不同阶段其指标应可以通过某种方法和技术进行分析，至少应有可供参考的基础数据，否则无法量化。指标的确定方法有很多种，可根据实际需要和技术可能性选择。有些指标是通过计算和仿真方法得出的，如可靠性指标；有些指标是通过分析方法提出的；有些指标则是通过试验方法确定的。不论采用什么方法，指标的论证都必须遵循下列原则：(1)要满足未来作战使用的需要；(2)要立足于采用现有技术和成熟的研究成果；(3)原则上应不低于已有同类武器装备或配套使用武器装备的指标；(4)经过一定的努力能够达到；(5)便于控制、检测和考核。

4.4 可设计性原则

所选用的使用参数尽可能转换成合同参数，以便承制方进行RMSST设计。对于选定的用于研制合同的RMSST参数都应当是可以设计的。

4.5 可验证性原则

可验证性是指所选参数指标应在装备研制阶段或使用阶段，可以通过某种方法和手段进行验证和考核。如果提出的参数指标没法验证与考核，那么所提的参数指标也没有任何意义。因此，确定参数指标时应该明确验证的方法和验证的时机。对RMSST定量要求进行验证考核的方法主要有试验验证、仿真验证、演示验证、分析验证等，有些还需采用工程计算法给出结论。由于装备系统在定型时要做大量的试验，因此，RMSST参数指标的验证应当结合性能试验进行，并规定不同试验中收集所需信息的要求。

5.反水雷装备RMSST指标确定方法

国内外在确定反水雷装备RMSST指标时，从早期采用的类比分析法和后来的计算分析法，发展到现在采用的仿真分析法，方法和手段在逐步改进和多样化。

5.1 类比分析方法

主要通过对国内外相似反水雷装备RMSST指标进行比较分析，考虑新研反水雷装备的复杂性和成熟性，对RMSST指标进行专家评判或简单的加减，确定新研装备的RMSST指标。在过去缺乏基础数据和方法的情况下，经常采用此方法。

5.2 计算分析方法

主要利用相似反水雷装备的RMSST基础数据，建立可靠性、维修性模型，通过计算和图表的统计分析，分别确定RMSST指标。这种方法针对性较强，更便于对参数的分解和指标的分配，是目前常用的方法。

计算分析方法在实际使用过程中存在的问题是，难以与作战需求、保障资源和费用等因素相结合，不能有效的确定系统效能、战备完好性和任务成功性等顶层指标，不能有效的对RMSST指标进行综合权衡和系统优化。

5.3 仿真分析方法

随着反水雷装备系统的日益复杂，RMSST要求的论证必须与反水雷装备系统效能评估相联系，必须综合分析反水雷装备作战使用方案、维修保障方案、以及人力、备件等保障资源对战备完好性、任务持续能力的影响，需要分析计算反水雷装备系统采办过程的寿命周期费用，并对各类备选方案进行综合权衡。因此RMSST要求的论证过程必然是一个考虑大量可变因素影响、需要反复迭代的复杂逻辑分析与计算过程，原有的常规解析手段，已经无法完成这些复杂分析工作，难以完成细节分析和达到对精度的要求。仿真技术和手段被大量引入装备RMSST要求论证工作中。

运用仿真分析方法进行装备RMSST要求论证，就是根据装备系统作战使用需求，将装备RMSST与作战使用性能相结合，建立系统效能或作战效能的仿真模型，按照作战使用时序进行仿真试验，通过不断权衡优化，确定新研反水雷装备RMSST顶层指标。仿真分析方法支持反水雷装备在作战效能和费用约束条件下的RMSST指标优化权衡分析，支持多方案的择优选取，可实现反水雷装备效能－费用的优化权衡。

6.结束语

以上提出的反水雷装备RMSST定量要求论证程序和方法，都是从任务需求出发，结合相似反水雷装备的RMSST水平，考虑技术和经济的可行性，确定反水雷装备RMSST的顶层参数和指标，通过分析权衡和转换，最终转化为可设计、可验证的反水雷装备RMSST底层指标。但是，在反水雷装备RMSST实际论证工作中还存在很多问题。如何把军事需求转化为反水雷装备RMSST设计要求，以及反水雷装备使用方案确定后，如何进行RMSST权衡分析等，这些问题还需要进一步深入研究解决。

[1]GJB1909A.装备可靠性维修性保障性要求论证[S].中华人民共和国国家军用标准.

[2]美空军指示AFI 10-602,确定任务能力与保障性要求[M].2005,3.

[3]王自力.可靠性维修性保障性要求论证[M].北京:国防工业出版社,2011,4.

[4]彭立影,贾希胜,王立欣.战术导弹武器装备RMS论证参数体系研究[J].战术导弹技术,2011(1):22-25.