美军武器装备体系试验鉴定发展现状及启示

石实 曹裕华

(1.装备学院，北京100215;2.总装备部 航天指挥控制中心，北京100094)

1 引言

随着信息技术在军事领域的广泛应用，一体化联合作战成为现代局部战争的基本样式，基于信息系统的体系对抗能力成为决定战场胜负的关键。体系化趋势已成为当今世界军事强国武器装备发展的主流。

武器装备体系，是在武器装备高度机械化的基础上，实施系统综合集成、数字化以及网络化改造，信息结构与功能实现一体化的结果。武器装备的体系化发展，对传统的武器装备试验鉴定带来了前所未有的挑战:

(1)在试验主体上，涉及研制方、试验方、用户等多家单位。

(2)在试验对象上，包含多个单件装备与子系统(体系化装备)，而且体系化装备具有天生联合性，开发后一经部署，即成为体系中的成员。

(3)在试验手段上，在体系试验中，预设的作战背景是贴近实战的体系对抗环境，体系内的装备需要进行互联互通，倘若采用全实装的手段试验，将面临试验规模复杂，试验成本难以估量、后勤装备保障限制、组织实施困难等现实问题，而且提供的试验能力也有限。

(4)在试验靶场上，装备体系由一系列不同功能、不同种类的装备构成，而传统的试验靶场通常都是按照职能建设的，任务性质单一，难以满足所有种类装备的需求。

(5)在试验风险上，由于装备体系构成复杂，试验风险高，若完全按照传统的研制试验与作战试验分别鉴定，则试验费用增加、试验周期延长以及重复试验等问题难以避免，试验与战场需求的矛盾也将更加突出。

当前我军装备发展建设正处在重要的战略机遇期，“能打仗、打胜仗”的根本衡量标准对装备试验鉴定提出了新的挑战。学习借鉴美军武器装备体系试验鉴定的经验，对我军开展相关试验鉴定研究，具有重要的现实指导意义。

2 美军武器装备体系试验鉴定概况

从目前公开的文献资料来看，美军尚未对武器装备体系试验做出统一明确的定义，本文综合对装备体系和作战试验等相关理论的分析研究认为，武器装备体系试验是指:在武器装备的全寿命周期过程中，为验证武器装备体系的整体性能和在对抗环境下的作战效能及作战适用性，运用多种试验方法进行的体系试验需求分析、试验内容设计、试验组织实施、试验数据收集管理及试验效能评估等一系列综合活动［1，2］。针对武器装备体系的上述特点，美军开展武器装备体系试验鉴定主要采取了以下方法和手段。

2.1 在试验模式上，推行一体化试验鉴定模式

从试验鉴定模式上看，美军装备试验鉴定发展历程可分为三个阶段:独立试验鉴定阶段，联合试验鉴定阶段，以及当前的一体化试验鉴定阶段。一体化试验鉴定是指所有利益相关方，尤指研制和作战试验鉴定机构，协作规划并实施各阶段试验和各类试验事件，为支持各方的独立分析、鉴定和报告提供共享数据［3］。

长期以来，美军的武器装备试验鉴定主要分为研制试验鉴定(DT＆E)和作战试验鉴定(OY＆E)两类。其优点在于，对试验类型的严格划分有助于对武器装备性能进行真实、严格和准确的检验，试验规模小，针对性强。但其缺点也是明显的，随着武器系统复杂程度不断提高，这种试验方法不可避免会增加研发成本，延长研制周期。

一体化试验鉴定是美军在近年的国防采办及试验鉴定政策指导文件中明确提出的试验鉴定模式。美国国防部在2008 年12 月发布的5000.01指令中指出，一体化试验鉴定的核心是将研制试验鉴定与作战试验鉴定无缝结合。具体做法是在研制试验阶段尽可能考虑到后续的作战试验所需的实战背景，在作战试验鉴定中充分利用研制试验鉴定中的试验数据［4］。2015 年1 月美国国防部发布的5000.02 指令从规划、执行等方面，对一体化试验鉴定提出了更为详尽的管理要求。如一旦做出新装备开发决策，项目主任要负责组建一个一体化试验鉴定小组，其成员包括经授权的试验数据提供方代表和使用方代表，如研制试验鉴定、作战试验鉴定、用户等，以确保各方通力合作;由作战试验鉴定机构牵头，与项目主任协同规划作战试验鉴定，以确保研制试验鉴定活动能更好理解作战目标及作战试验鉴定的相关要求;研制试验鉴定提供的试验数据，经过作战试验鉴定局批准后，可被用于作战试验鉴定等［3］。

近年来，美军面临着国防预算紧缩和多样化军事威胁增多的双重挑战，迫使美军在成本控制和军事发展之间寻找平衡点。武器装备体系试验，是一个成本高、风险大的复杂系统工程。采用一体化试验鉴定模式，加强研制试验鉴定与作战试验鉴定的有机结合，一方面，便于尽早发现武器系统存在的不足，降低武器系统的研制成本和研发风险;另一方面，有效推动美军武器装备体系试验鉴定进程的发展。一体化试验鉴定已成为美军实现试验效率和试验效益最大化的重要手段。

2.2 在试验手段上，发展建模仿真和互操作验证等核心技术

美国国防部一直将建模与仿真列为重要的国防关键技术，建立了目前世界上最完备的作战仿真体系，其措施主要包含以下两个方面。

2.2.1 以建模仿真技术为核心，推进体系结构发展

从20 世纪90 年代开始，美军以建模与仿真技术为核心，致力于分布式体系结构的构建，并将其列为发展武器装备体系试验能力的首要任务。经过二十多年的发展，主要使用的分布式体系结构有以下三种:

(1)分布式交互仿真——DIS(Distributed Interactive Simulation)，以及1990 年MITRE 公司设计的聚合级仿真协议——ALSP。DIS 是在1983 年DARPA 与美陆军共同制定的网络仿真研究计划(SIMNET)基础上研制的分布式交互仿真技术。DIS 的主要功能是定义一种连接不同地理位置的、不同类型的仿真对象为整体的基本框架，为高度交互的仿真活动提供一个逼真的虚拟环境。不足之处主要体现在两个方面:一方面，尽管DIS 系统的构造仿真节点具有一定的聚集性，但其对外的表现仍然是以单个实体的形式出现，无法真正实现将构造仿真、虚拟仿真和实况仿真集成到一个综合环境中;另一方面，DIS 只允许在统一时间推进制度及时间尺度下的仿真应用的共同参与，实现交互，对于具有不同的时间管理策略、不同精度和粒度的其他类型仿真则无法提供互操作联合仿真的能力［5］，尽管ALSP 在这方面做了些努力，但仍无法满足大规模仿真的需要。

(2)高层体系结构——HLA(High Level Architecture)。HLA 是在DIS 和ALSP 发展和应用的基础上，建立的一个解决各种类型的仿真系统间的互操作性和可重用性问题的仿真体系结构，真正实现将构造仿真、虚拟仿真和实况仿真集成到一个综合环境里，满足各种类型仿真的需要［5］。但不足的是，由于一开始HLA 被定位为可应用于仿真的所有类型及用途，使得HLA 的通用性评价很高，而专用性相对较弱，由此获得“杂而不精”的负面评价。

(3)试验与训练使能体系结构——TENA(Test and Training Enabling Architecture)。TENA 于20世纪90 年代开始开发，是FI2010(Foundation Initiative 2010)工程的主要产品，旨在定义未来靶场软件开发、集成与互操作的总体结构，将一系列可重组、可互操作、地理位置分布的试验训练靶场资源组合起来，建立符合需要的逻辑靶场，以逼真的方式完成各种试验与训练任务［6］。TENA 充分借鉴了HLA 的思想，但TENA 针对试验与训练领域的特定需求对HLA 进行了扩展，提供了试验与训练所需的能力，因此，相对中立于应用领域的HLA，TENA 更专用，更适合于试验与训练领域。

上述的三种体系结构在功能上各有长短，但针对体系装备分布式试验领域，TENA 体系结构为其主流。需要注意的是，这三种仿真体系结构在各自领域仍在使用，并基于这些体系结构开发了新的系统，但是由于这些体系结构所采用的技术、体制各不相同，不同体系结构的系统在互通上受到诸多限制，美军将这些问题列为分布式仿真领域下一步要成熟和完善的方向。

2.2.2 以装备互联互通为重点，加强装备互操作性试验鉴定

互联、互通、互操作是武器装备体系构成的核心要素。其中，互联是基础，互通是手段，互操作是目的。利用系统的互联、信息的互通，实现功能的互操作，使装备体系内各构成要素之间的关联性发生非线性的跃升，产生出作战效能整体涌现性和结构力。推行互操作试验，有助于美军获取适应于联合作战要求的武器装备体系。

美国防部目前开展互操作试验能力建设的主要手段有:一是发展互操作试验设施设备，如美国国防部联合互操作试验司令部，因试验设施配套完备，技术手段先进，在美军武器装备互操作试验认证中发挥了至关重要的作用。二是强化具有互操作试验能力的重点靶场，如美国陆军的瓦丘卡堡电子靶场和空军的埃格林第46 试验联队等。三是重点建设具备互操作能力的实验室，如美陆军最大的系统集成实验室的中央技术保障设施，可以完成200 个网络中心系统的集成与试验。

2.3 在试验环境上，整合分布式综合性试验设施

装备试验靶场是开展武器装备试验鉴定的依托环境，是装备战斗力有效生成的可靠保障，是装备试验体系建设的核心内容。面对整个装备体系中所有平台无法全部进入试验靶场进行试验的现实难题，美军在联合作战思想牵引下，提出从个体靶场向体系靶场的转型，体系靶场建设突出体现了联合、互操作理念，强调联合试验和联合训练能力的提升。为加快靶场信息化改造和试验能力建设，美军主要采取了以下两项措施。

2.3.1 制定联合任务环境试验路线图，指导装备试验鉴定发展

2004 年3 月，美国国防部在《转型规划指南》中指出，美军不仅要能“像作战一样训练”，而且要实现“像作战一样试验”，需要在联合任务环境下开展充分的、逼真的试验鉴定，国防部应为此提供新的试验能力。据此，美国国防部作战试验鉴定局于2004 年11 月发布了《联合任务环境试验路线图》，该路线图明确要求“在战场实验室、研制试验设施及部队的作战设备之间建立稳固的连接，形成LVC(Live—实装的)、(Virtual—模拟的)、(Constructive—结构的)联合任务环境，在此环境中进行实验、研制、试验或训练”［7］。也就是说该路线图明确提出了两方面的建议，一是必须开发开放式、分布式网络基础结构，针对联合系统和装备体系的作战评估和作战试验鉴定;二是必须在联合任务环境下充分、逼真地验证武器装备、装备体系完成特定任务的能力。

2.3.2 整合分布式试验基础设施，提供永久性装备体系试验能力

根据联合试验路线图的要求，国防部于2005年12 月启动了联合使命环境试验能力(JMETC)计划。该计划旨在建立分布式网络基础结构，为美军开展体系试验提供核心支撑。该计划指出，利用现代网络和仿真技术，将分布式的真实的(L-Live)、虚拟的(V-Virtual)和构建的(C -Constructed)试验资源、设施有效联结，使远程的靶场和试验设施实现跨域融合，综合集成各种体系要素，构建一体化真实、虚拟、构造的联合分布式(LVC—DE)任务环境，为体系试验提供持久、强健的现代化联网核心基础设施，供用户在联合任务环境下对体系作战能力进行充分、逼真的试验鉴定［8］。

到目前为止，JMETC 计划已为联合环境下的试验做了大量基础性工作，在美国国防部范围内建立了“实体、虚拟和结构化分布式环境”(LVC -DE)，为美军开展装备体系试验鉴定提供基于标准网络的、可用的、持久的、低成本的试验资源与数据联通共享能力［10］。截至2013 年，联合任务环境试验能力的基础设施已初步建成，美军已经连接了近百个试验站点，分布全美境内陆、海、空军重点靶场，有力支撑了美军“综合火力2007”“联合战斗空间动态冲突排解”等分布式试验鉴定。未来，美军将建立连接全部试验靶场、试验基地的永久性试验鉴定基础设施，所制定的方法规程将写入试验鉴定政策制度中，为在联合任务环境中对装备体系效能进行全面试验鉴定提供有力支撑。

2.4 在试验程序上，规范装备体系试验鉴定过程

美军“联合环境试验路线图”明确指出，要实现在联合任务环境下的试验鉴定能力，全面评估装备体系效能或在预期的联合作战环境中的能力，必须更新和扩展当前试验鉴定的规程程序。

根据这一指示精神，美国防部作战试验鉴定局于2006 年2 月启动了“联合试验鉴定方法”(JTEM)工程，于2009 年12 月，交付了“能力试验方法”(CTM)3.0 版文件，并发布了试验和采办组织的CTM 用户手册，提出了在联合任务环境下对装备体系的联合任务效能(JMe)进行试验鉴定的方法和程序。

“能力试验方法”(CTM)是以LVC 分布式环境为基础，可灵活应用于各种类型的试验鉴定活动，不仅适用于单个系统的试验，也适用于体系试验或非装备解决方案开展试验。该方法包括一套完整的试验程序和步骤，用户可根据自身需要选取最适用的步骤开展试验。CTM 提供了大量分析工具来支持能力试验，帮助用户对复杂的试验环境进行定义、确定试验指标、设计试验具体事件并通过试验得出评估结果［9］。需要指出的是，CTM 方法不是替代美军现有的规程，而是对现有的试验方法与程序进行补充和扩展，是一种以适应未来一体化联合作战为目的的、灵活的试验鉴定方法。

根据CTM 手册，CTM3.0 版本是围绕联合任务环境，通过6 个步骤来规划和实施武器系统或装备体系的联合环境试验，是一个从确认试验需求到鉴定试验结果的循环过程［10］，如图1 所示。该手册对用户如何采用能力试验方法进行试验的规划、设计、管理和实施提供了详尽的指导，以规范试验人员在各阶段任务的实施。CTM3.0 作为JTEM 工程的重要成果，成为开展联合试验环境下装备体系试验鉴定的方法指南。

通过上述措施，美军一方面有效推进了装备成体系发展进程，保证了满足需求的装备投入战场使用;另一方面也全面拉动了武器装备试验鉴定综合能力的提升，促进了武器装备试验条件、试验技术、试验模式与试验理论的创新发展。

图1 武器装备体系试验运行结构图

3 对我军的启示与思考建议

尽管经过几十年的探索实践，我军在装备试验方面取得显著成就，建立了门类较为齐全、手段相对完备的试验鉴定理论与实践体系。但客观来说，我军装备试验工作仍较多的注重单一装备战术技术性能的考核，缺乏对装备体系进行整体作战效能的试验鉴定，试验与作战相脱节，靶场条件建设滞后于装备建设的需要。产生这些原因，既有传统观点禁锢、思想不重视等因素的影响，也有技术不成熟、方法手段滞后等原因。当前，我军武器装备建设进入自主创新研发、成建制、成体系方向发展的新时期，试验鉴定作为武器装备发展链条上的重要环节，应当顺应这一转型，实现武器装备试验模式的创新，保证我军试验鉴定能力与武器装备建设同步发展。学习美军发展武器装备体系试验鉴定的成功做法与经验，对于探索出适合我国国情、军情的装备建设需求的试验鉴定模式，推进我军武器装备试验鉴定创新具有重要的参考和借鉴意义。

3.1 正确认识装备体系试验鉴定

装备体系试验鉴定是装备试验理论、技术和手段的新发展新开拓，是一个全新领域，需要装备试验鉴定相关各方统一思想、提高认识。一是充分认识装备体系试验鉴定的重要性。在一体化联合作战的大背景下，武器装备体系化成为未来武器装备发展的趋势，这促使装备试验鉴定必须突破传统的试验模式，以体系理念来主导试验鉴定，适应军事变革的挑战。因此需要充分认识到装备体系试验鉴定的重要性，确定发展装备体系试验鉴定的决心，将装备体系试验鉴定能力建设尽快提上日程。二是充分认识装备体系试验鉴定的复杂性。装备体系试验鉴定对象构成很复杂，联合试验环境、试验程序规程、试验鉴定技术、组织指挥及各军兵种部门之间合作等客观和现实困难，都决定了装备体系试验鉴定是一项极其复杂的系统工程。三是充分认识装备体系试验鉴定的长期性［11］。开展武器装备体系试验研究，从理论方法、技术研究，到局部试点、全面展开，必然要经历长期的发展过程。目前我军装备体系试验鉴定研究还只是停留在许多独立的“点”上，远未形成“面”和“体”，与美军差距较为明显，此外还需要在试验力量、体系结构、信息网络、综合保障等诸多要素上实现全方位、配套式改革。可以说，推动我军装备体系试验鉴定发展，仍然任重道远。

3.2 优化试验鉴定组织管理机制

装备体系试验鉴定的重要性、复杂性和长期性的特点，决定了武器装备体系试验鉴定能力的建设必须有顶层机制进行指导和统一管理，对装备体系试验鉴定进行整体考虑和通盘筹划。目前我军对装备试验鉴定采取分段计划、多部门管理和分散实施的方式，导致试验鉴定没有统筹规划统一管理、研制试验与作战试验相脱节、试验数据难以融合共享、试验资源利用效率低等问题存在。应借鉴美军经验，一是加强体系试验鉴定统筹规划。设立较高级别的高层机构对装备体系试验鉴定牵头建设，指定具体部门制定装备体系试验鉴定规划，作为试验鉴定的权威指导;深入开展研制试验鉴定与作战试验鉴定一体化实践，创新实装与仿真相结合的试验鉴定模式，通过试验鉴定切实提升装备的作战效能和适用性，进而提升新型武器装备体系构建及作战能力。二是要加强试验资源的规划与管理。设立试验资源管理中心对试验投入、试验资源和试验装备统一管理，打破各部门利益，合理配置试验资源，避免重复建设，保证试验资源的高效利用;整合现有资源，加强试验资源的协调与共享，自上而下的规划试验鉴定的基础设施能力，为开展装备体系试验鉴定提供基础设施。

3.3 加速推进装备体系试验鉴定法规和试验标准体系建设

“不以规矩，不成方圆”，法规和标准是装备试验鉴定活动的根本依据。美军发展武器装备体系试验鉴定也相应制订了完备规范的试验鉴定法规及标准，上至国防部，下至各军种部，各级法规条例和标准规程制度都规定严格，分工翔实，以确保进行武器装备体系试验鉴定活动有法可依、有章可循。长期以来，我军由于缺乏相应的法规制度和统一的试验标准，在试验鉴定活动中存在各参与部门之间资源共享难，武器系统之间联通难等问题。因此，必须尽快制定武器装备体系试验鉴定相关政策文件，完善配套法规制度和程序标准。一方面要建立与装备体系试验鉴定配套的装备试验法规体系。将体系试验鉴定作为试验鉴定体系的重要组成部分，科学确定装备体系试验在试验鉴定中的地位;明确和强化一体化试验鉴定模式，在研制任务总要求中明确将体系作战试验纳入研制程序，早期考虑未来体系作战需求，降低试验成本与风险等;在体系试验分工中，明确各参与单位的任务和职责。另一方面要健全武器装备体系试验鉴定军用标准体系。制定相关的标准、规范和协议，统一数据规范和通用的结构管理，统一相关技术和程序标准等。以完整适用的管理法规制度和科学统一的程序标准作为依据，来指导我军装备体系试验鉴定工作顺利实施。

3.4 重点加强关键技术、方法的开发应用

为科学准确评估体系对抗下装备之间的互操作性和体系配套性，必须采用建模、仿真、网络等手段作为开展体系试验的核心支撑。建议借鉴美军的成功经验，加强仿真试验鉴定技术和方法的研究，尤其是数学仿真(Mathematical Simulation)和硬件在回路仿真(Hardware In Loop Simulation)方面的研究;利用建模仿真技术构建各种复杂环境;利用相应的网络化试验鉴定技术，使装备体系中的武器系统利用彼此的贡献，产生更大的整体效应，减少试验设施的重复建设;开发多样化的结构分析、评估方法及试验技术，积累综合运用多种方法的成功经验，以扩展对体系试验数据信息的采集。

3.5 科学构建一体化体系试验环境

传统的以系统为中心的作战环境模拟方法，难以充分反映未来体系作战环境的复杂性，必须在逼真的体系环境中进行全面的试验。要充分考虑我国国情军情，合理确定体系试验鉴定环境的建设规模、功能和发展目标。一方面从资源有效利用的角度，对现有的靶场和配装资源进行合理改造，有机整合各种试验能力;另一方面，加大对体系试验硬件设施建设的经费投入，实现试验资源和建模与仿真群的互联互通，构建满足体系作战要求及体系试验需求的综合试验鉴定环境。

4 结束语

装备体系试验鉴定是在武器装备体系化发展的必然趋势下顺应而生的，是一项极具创新性的复杂系统工程。本文在分析美军装备体系试验鉴定的主要做法举措上，结合我军实际提出几点对策与建议。下一步，将在装备体系试验鉴定的系统设计与试验评估方法等具体问题上作更进一步的研究。

［1］ 郭齐胜，姚志军，闫耀东，等. 武器装备体系试验工程研究［J］.装甲兵工程学院学报，2013，27(2):1 -5.

［2］ 王凯，赵定海，闫耀东，等. 武器装备作战试验［M］. 北京:国防工业出版社，2012.

［3］ United States Department of Defense. DoD Directive 5000.02.Operation of the Defense Acquisition System［EB/OL］. ［2015-01］. http://www.dtic.mil/whs/directives.

［4］ United States Department of Defense. DoD Directive 5000. 01.The Defense Acquisition System［EB/OL］. ［2008 -12］. http://www.dtic.mil/whs/directives.

［5］ 康凤举. 现代仿真技术与应用［M］. 北京:国防工业出版社，2001.

［6］ V.S.000.TENA—The Test and Training Enabling Architecture Reference Document. Version 2002［R］. VSA:V.S.

［7］ Richard Lockhart. Joint Mission Environment Test Capability(JMETC)［R］. Arlington:Department of Defense，Test Resource Management Center，2008.

［8］ Col Eileen A. Bjorkman. Results of Distributed Tests With Integrated Live-Virtual-Constructive Elements:The Road to Testing in a Joint Environment［J］. ITEA Journal，2009;30:73-83.

［9］ Operational Test and Evaluation Manual［R］. VA:Marine Corps Operational Test and Evaluation Activity，2011.

［10］ Foulkers. John B. Live - Virtual - Constructive Accomplishments and Challenges:A Corporate View［R］. Department of Defense，Test Resource Management Center，2009.

［11］ 郭齐胜，姚志军，闫耀东，等. 武器装备体系试验问题初探［J］.装备学院学报，2014，25(1):99 -102.