模拟训练装备研制质量管理方法研究

张 贞 陈国军 茅 坪

（海军装备研究院，上海 200436）

模拟训练装备研制质量管理方法研究

张 贞 陈国军 茅 坪

（海军装备研究院，上海 200436）

以航空模拟训练装备为例，对模拟训练装备研制过程的质量管理方法进行探讨、分析和实践应用，认为针对航空模拟训练装备的使用特点对其进行科学合理的质量管理，对保障装备研制质量及训练效果非常重要。

模拟训练装备；质量管理；软件工程

模拟训练装备是应用仿真技术进行人员训练的一种技术装备，能够模拟真实装备在不同使用环境和工作条件下的操作、控制和管理，对人员进行技能训练。与传统的训练模式相比，使用模拟训练装备的优势主要体现在：可以再现逼真的战场环境，进行对抗训练、战法研究和实战演练，直接为作战和提高战斗力服务；训练不受气候、地域和环境的限制，训练时效高；可对训练人员的难点项目进行反复练习，大大缩短了受训人员的受训周期；训练费用与实兵、实装训练相比大大降低，同时，不会对实装造成损耗，经济效益显著。因此，使用模拟训练装备进行人员训练已逐渐成为一种主要的训练手段，也引起广泛关注和重视。但因为其不被认为是实战装备，风险小，投入的人力和经费也没有实装大，因此对模拟训练装备研制过程中的质量管理往往掉以轻心，不够重视。本文以航空模拟训练装备为例，对此类装备研制过程中的质量管理方法进行探讨、分析和实践应用，以期找到更适合模拟训练装备研制的质量管理方法。

1 航空模拟训练装备质量管理存在的问题

航空模拟训练装备主要包括战术模拟训练系统、飞机模拟器、航空理论辅助教学及训练系统等。研制高逼真度、高任务覆盖率的航空模拟训练装备是一个复杂的过程，在工作程序上，一般包括立项论证、方案论证、工程研制、鉴定验收4个阶段；在产品形式上，既包括软件开发，又包括硬件制造；在研制过程上，既有独立研制，又有由多家单位合作、配套，即外包协作的过程。每一个过程出现质量问题，都将影响到整个训练装备的研制质量。目前，对于航空模拟训练装备的质量管理存在的问题主要体现在以下方面。

一是顶层策划不够细致、全面，缺少必要的指标分析和详细的方案设计，导致在研制过程中出现边研制边完善方案的情况，势必不能保证装备的研制质量。

二是质量指标不知如何提出，既不能完全按实装的指标去要求，又要保证完成模拟装备的使命任务要求，因此需要针对模拟装备的实际特点制定合理的质量指标。

三是缺乏科学的软件工程化管理，受人力及经费的限制，对模拟装备中的软件开发常常采用边设计边开发的开发模式，开发人员也是测试人员、质量管理人员，这样会导致软件开发过程的更改随意，忽略一些隐藏的软件错误。

四是忽略系统化的集成管理，系统集成虽然是在各分系统研制完成后集成，但对系统集成的管理贯穿于模拟装备研制的整个过程，只有在方案设计、研制开发过程中就考虑到后期的集成控制，才能保证整个大系统的研制质量。

针对航空模拟训练装备的特点及目前质量管理中存在的问题，研究科学合理的质量管理方法，对其进行科学的质量管理，才能保障装备的研制质量及交付部队后的训练效果。

2 质量管理方法研究与实践应用

航空模拟训练装备研制过程中的质量控制过程同实装基本一致，包括方案设计、产品研制、交付、维护等，如果完全按实装来进行质量控制，经费不支持，而且可能不能按进度完成研制工作。因此，需要对模拟训练装备研制过程的质量控制管理方法进行研究，形成合理可行的质量管理方法。

2.1 全面的顶层策划是保障装备研制质量的前提

航空模拟训练装备研制与飞机装备研制不同，一般研制与采购合一，即样机试制和生产合一，研制第一台（套）模拟器需交装；另外，由于模拟器一般批量较小，故验收时根据主管机关要求采用设计定型或设计鉴定的方式，不做生产定型。因此，模拟器研制的过程一般分为：立项论证、方案论证、工程研制和鉴定验收4个阶段。全面的顶层策划即是分别根据研制过程各个阶段的主要问题及特点，制定具体的阶段性方案，对每一个环节实施有效的预测和控制，避免人为失误。如立项论证阶段需要详细地了解部队训练需求，准确定位模拟训练装备的使命任务与功能需求，并逐步分解，以完成模拟训练装备的各项功能指标论证。该阶段的主要问题是总体或分系统的技术指标不够准确，指标过高会导致模拟训练设备研制难度、风险与经费迅速提高，指标过低则会导致模拟训练达不到预期训练目的。而在方案论证阶段，主要的工作是依据立项批复，进行初步设计及详细方案的设计。该阶段存在的主要问题是方案设计不够完备，比如某些接口设计不明确，各种大纲的编制过于笼统等。因此，方案的确定首先要规划出总体框架，再进行各分系统的论证，并逐步迭代，再由分系统的技术方案通过仿真计算、同分系统研制单位沟通等推演出总体方案的构成，反复迭代，相互验证，最终形成合理可行的技术方案。不同阶段有其需要完成的主要工作，解决的主要问题，只有顶层策划做好了，把各阶段需要的工作规划好了，才能有效避免在研制过程中的遗漏和缺憾。

以某型飞机任务训练模拟器研制为例，在立项阶段通过明确该模拟器的研制重点在后舱的任务功能实现，对飞行要求不高，因此未配置六自由度运动平台，但增加了环境模拟分系统等与任务操作训练相关的分系统，并通过充分的调研确定系统的总体及分系统的技术指标。在方案阶段通过同各研制单位沟通协调、仿真计算，确定各分系统的详细可行的技术方案。在研制阶段依据方案的详细设计，完成各分系统的研制，对于外包的分系统做好外包的控制管理工作。由于在顶层策划时明确研制过程的各个阶段的特点，制定好了具体的阶段性规划，最终保证系统研制的有序开展，过程受控。

2.2 客观的“六性”设计是保障装备研制质量的基础

“六性”是指产品的可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性及环境适应性，“六性”设计是降低装备全寿命周期费用，提高装备的战备完好性的必要条件，是保障装备研制质量的基础。 “六性”均为设计特性，在方案的详细设计阶段，要编制“六性”大纲，对研制产品进行客观而详细的“六性”设计。

航空模拟训练装备因其用途、使用对象、使用环境等同实战装备不同，决定了对其“六性”设计的要求也不同于实战装备。首先装备依据的标准不同，如飞机模拟器的“六性”设计依据GJB 1395A-2009《飞机模拟器通用规范》中对“六性”的要求；而对于实装，则要分别依据相应的标准，如GJB 450A-2004《装备可靠性工作通用要求》、GJB 368A-1994《装备维修性通用大纲》等对各个特性进行设计；其次具体的指标要求不同，就可靠性指标来说，由于具体的使用特点不同，模拟训练装备的平均无故障时间值往往要比实装的高。因此，客观的根据模拟训练装备特点设计“六性”指标，既可以避免对“六性”设计流于形式，也为保证装备研制质量打下基础。以环境适应性为例，由于模拟训练装备往往放在室内，具备良好的通风或空调环境，没有恶劣的实战环境影响，因此通常情况下对环境适应性的要求要比实装单一，可以采用商用成熟的电子元器件及产品，指标值相对容易达到。

2.3 科学的软件工程化管理是保障装备研制质量的核心

软件是模拟训练装备的灵魂，模拟训练装备模拟是否真实，任务是否全覆盖，主要取决于软件，因此，科学的软件工程化管理保证软件系统的研制质量，是保障模拟训练装备研制质量的核心。

软件产品的生命周期分3个阶段：定义阶段、开发阶段和维护阶段。软件定义阶段对将要开发的软件进行可行性分析，制定开发计划，确定软件需求；软件开发阶段，通过设计、编码、测试等环节把软件需求转化成软件产品；软件在通过测试并投入使用后进入软件维护阶段。软件工程化管理即是按照工程化的规律、方法和原则管理软件生存周期内的活动。

目前，航空模拟训练装备的软件管理存在的主要问题是软件开发的计划性不强，软件需求在软件设计初期经常定义不明确或不准确，在设计过程中再进行补充和修改，造成进度控制困难；软件的配置管理薄弱，往往很少有配置管理计划，对软件的更改比较随意，缺乏软件的版本控制，造成软件的版本比较混乱；受研制周期、经费的限制航空模拟训练装备的软件往往不做三方测试，并且以实现功能为目标，仅做功能测试，造成一些隐蔽的错误不能及时发现。通过反复实践，找到了解决这些问题的关键方法，即是对软件进行全方位的工程化管理，特别是加强文档管理、评审管理、配置管理和软件测试。文档的编写主要依据GJB 438B-2009《军用软件开发文档通用要求》，并根据软件开发过程不同阶段对各软件文档开展不同级别的评审或审查工作；软件评审主要根据开发计划，通过评审验证各阶段的软件开发工作是否符合要求，对软件开发过程进行里程碑控制；配置管理需制定配置管理计划，对软件的更改、更新进行标识和说明，设立三库，并严格履行出、入库规定；软件测试与软件开发过程相对应，对不同阶段的软件开展不同级别的软件测试，如软件代码实现后开展单元测试，软件集成后开展集成测试等。

软件工程化管理是一个循序渐进的系统化工程，在实施中要求抓住要点，以点带面，保证项目实施的有效性，并为未来持续改进奠定基础。

2.4 系统化的集成管理是保障装备研制质量的关键

航空模拟训练装备往往是比较复杂的大系统，涉及的专业广，集成的分系统多。有些分系统可独立研制，有些分系统还需要同外协单位合作，各分系统研制完成后进行集成，形成符合研制总要求的大系统。因此，系统集成是航空模拟训练装备研制过程的重要环节，系统化的集成管理是保障装备研制质量的关键。

所谓系统化，主要体现在将集成的思想贯穿于系统的各个阶段。如在方案设计阶段，即需要对各系统的交联关系，接口信息定义明确，形成详细的接口定义文件；在研制过程中，对各分系统做好质量管理工作，尤其做好外包控制，掌握外包系统的技术状态，控制外包系统的研制质量；在系统集成阶段，制定详细的联试计划，做好联试记录，尤其是对出现的问题及所做的更改做好记录，并对问题做好闭环处理。

还以某型飞机任务训练模拟器研制为例，在立项论证阶段就考虑了各分系统的交联关系，给出整个大系统的总体结构，数据传递关系等；方案设计阶段根据系统的总体结构，详细设计各分系统的接口定义，编制了各交联的分系统之间的接口定义文件；研制过程中，既控制好各分系统的研制，又有大系统集成的概念，按节点进行分系统联调，对每次联调做好记录，并及时处理联调中的问题。通过将集成的思想贯穿于系统的各个阶段，进行系统化的集成管理，在系统集成阶段才有效避免了各分系统接口定义不充分，不一致，数据无法传递等各类问题，保证了装备研制的进度及质量。

3 结束语

通过从全面的顶层策划、客观的“六性”设计、科学的软件管理及系统化的集成管理几个方面对航空模拟训练装备研制的质量管理方法进行分析和经验总结，深刻体会到模拟训练装备同实装因为使用特点的不同，在研制过程中的质量管理方法上也应有所创新。对模拟训练装备不能因为其使用风险小而对其质量管理工作掉以轻心，而要针对模拟训练装备的实际特点进行质量管理，确保装备研制质量及交付部队后的训练效果。

[1] 黄安祥. 现代军机先进仿真技术与工程设计[M].北京：国防工业出版社，2006.

[2] 耿聪. 软件工程化管理方法在武器装备软件研制中的应用研究[D]. 西北工业大学，2007.

[3] 陈国军, 金雷, 王春财. 海军飞机模拟器论证研究[J]. 海军装备研究院：论证与研究，2012.08.

[4] GJB 2099A-2009 飞机模拟训练装备分级[S].

（编辑：雨晴）

F273.2

C

1003–6660（2014）05–0027–03

10.13237/j.cnki.asq.2014.05.008

2014-04-28