美军机载武器需求生成管理系统分析*

麻广林，刘琪，宋劲松，王建

(1.空军装备研究院总体所，北京　100076； 2. 空军装备部型号部，北京　100038；3. 中国人民解放军95899部队，北京　100096)



美军机载武器需求生成管理系统分析*

麻广林1，刘琪2，宋劲松1，王建3

(1.空军装备研究院总体所，北京100076； 2. 空军装备部型号部，北京100038；3. 中国人民解放军95899部队，北京100096)

摘要：梳理了美国武器装备需求生成系统发展的历程，分析了美军装备需求与采办系统的基本框架，从需求发起、需求生成、需求细化、需求监管等入手，深入剖析了美国空军机载武器需求生成和采办执行的基本流程，最后总结了美军装备需求生成管理的特点，从“需求生成”、“需求细化”、“需求验证”、“技术保障”4个方面提出了加强我国装备需求生成管理的几个建议。

关键词：武器装备；需求生成；装备采办；基于能力；体系结构；数据模型

0引言

世界各国历来都把发展先进军事装备作为国防建设的重要内容，持续不断地探索装备发展的有效途径[1-5]。特别是近年来，军事装备向信息化、智能化、体系化发展的趋势更加明显，由此引发的新军事变革的脚步不断加快，竞争也日趋激烈[6-12]。科学有效的武器装备需求生成管理系统是确保装备作战效能、降低采办成本、规避技术风险的重要手段。美军一直在武器装备发展尤其是武器需求生成管理方面走在世界前列，现行的“三位一体”采办系统、联合能力集成与开发系统(JCIDS)、“V形”需求验证等做法和成功经验值得学习和借鉴[12-17]。

1美国武器装备需求生成系统发展历程

1.11980年前，“资源分摊”的军种分散管理时期

1980年前，美军武器装备的发展基本上属于三军分散管理，军种独立生成需求。特别是在1958年以前，美国国防采办经费按一定比例分摊给各军兵种，军兵种自行决定武器装备发展和研制项目，呈现出军兵种只顾局部、忽视全局，顾及眼前、忽视长远的武器装备发展局面。1961年，麦克纳马拉就任国防部长，在充分借鉴和运用系统分析和数量经济学研究成果的基础上，建立了“规划-计划-预算系统”(planning，programming and budgeting system,PPBS)，美军装备需求生成系统正式启动改革。但是，面对沉重的内部阻力，装备需求生成机制改革没有取得实质性进展，美军仍保持了三军分散管理的状态。

1.22000年前，“基于威胁”的国防部统管时期

20世纪80年代的“沙漠一号”任务和入侵格林纳达行动，暴露出了美军联合作战能力的严重不足。美军以苏联为直接对手，按照基于威胁的作战理论，对装备需求生成系统实施了全面改革。美国国会出台的《1986年国防重组法》，在原有的PPBS基础上增加了“需求生成系统”(RGS)和“采办管理系统”，形成了“三位一体”的装备采办体制。同时，在国防部设立了参联会副主席职位，领导联合需求监督委员会(JROC)，负责装备需求生成工作。但该系统仍然没有解决需求生成仍由军种主导，新研装备互联互操作性差、战场适应性不强，小型项目重复建设等问题。

1.321世纪以来，“基于能力”的需求革命时期

进入21世纪，美军开始军事转型，强调联合作战是信息时代的核心发展目标，国防部长拉姆斯菲尔德开始推进装备需求采办生成系统的根本性变革。此轮被称为“需求革命”的改革，着眼能力推动联合需求监督委员会“自上而下”地制定装备需求，确保装备“生于联合”。2003年，美军以“联合能力集成与开发系统”(JCIDS)替代了原先的“需求产生系统”(RGS)。目前来看，此次需求改革在美军装备发展与军队建设中起到了非常好的效果。

2美军装备需求与采办系统基本框架与流程

现阶段，美军装备需求与采办系统主要依靠三大决策支持系统，它们是“联合能力集成与开发系统”(JCIDS)、“规划、计划、预算与执行系统”(PPBE)和“国防采办系统”(DAS)。

2.1联合能力集成与开发系统(JCIDS)——获取美军能力发展需求

该系统采用“自上而下”的系统分析方法，根据联合作战构想和作战概念，确定联合作战的环境、方式及能力要求，评估美军现有联合作战能力缺陷和冗余，在跨军兵种范围内探索解决方案，经联合需求监督委员会(JROC)的识别、评估和排序，形成待开发装备系统的能力需求。

美军JCIDS的运行主要包括需求分析过程与需求审查过程，如图1所示。

首先，由需求发起部门根据国防战略指南，作战构想/联合作战概念/作战计划等国防部顶层文件，结合各部队实际需要，开展功能领域分析，解决美军需要做什么，确定达成军事目标的作战任务、条件和标准；开展功能需求分析，对未来需要和现实情况进行比较，输出能力差距列表；开展功能方案分析，研究如何解决能力差距，探索弥补现有能力差距、实现作战能力需求的各种解决方案，最终形成《初始能力文件》(ICD)草案或《联合变更建议文件》(DCR)草案，提交JCIDS的知识管理/决策支持数据库。

第二，联合需求监督委员会(JROC)初审官按不同的能力领域对初始能力文件草案实施评审，初审通过的提案分类交由国防部或军兵种层面的需求审查机构进行审查批准。

第三，通过审查的初始能力文件正式确立为ICD或者DCR文件，正式进入装备采办阶段。

第四，需求发起部门继续将ICD逐步细化形成《能力发展文件》(CDD)和《能力生产文件》(CPD)，分别指导型号不同研制阶段的工作。每份文件的正式颁发都需要JROC相关部门的审查通过。

图1　联合能力集成与开发系统运行图Fig.1　Joint capabilities integration and development system operation graph

2.2国防采办系统(DAS)——确保美军获得需要的装备

国防采办系统(defense acquisition system,DAS)是国防部获得武器和自动化信息系统的过程。该过程管理着美国对于装备发展的投资，并以尽快的时间和合理的价格，获得满足军方需要的装备，显著提升作战能力。

美国国防采办分包括五个阶段，三类活动，三个里程碑。

五个阶段是装备分析、技术开发、工程与制造开发、生产与部署和使用与保障阶段。装备方案分析阶段，主要是进行多种方案研究，评审备选方案的可行性和优缺点，选择最佳方案。技术开发阶段，主要是研制并演示验证分系统或部件，开展装备方案及技术演示验证。工程与制造开发阶段，主要是对经演示验证的分系统和部件进行系统集成，开展装备研制工作，并进行工程研制模型的验证和联合研制与作战试验。生产与部署阶段，由小批低速生产和全速生产部署组成。小批低速生产的主要任务是进行生产准备，生产供初始作战或实弹试验与评价使用的有代表性的装备；全速生产部署主要任务是进行批量生产，组织后续作战试验与评价，部署装备。使用与保障阶段，主要是进行作战保障与改进以及对寿命结束后的装备进行退役处理。

三类活动是前期工作、装备采办和持续保障。

三个里程碑是里程碑A(MSA)，里程碑B(MSB)，里程碑C(MSC)，如图2所示。

2.3规划、计划、预算与执行系统(PPBE)——科学配置装备发展国防资源

实施规划、计划、预算与执行系统的目的是为了更好的在美国国防部内部进行资源分配。该系统每两年滚动一次，在偶数年(预算年)制定计划与预算，在奇数年(非预算年)只对预算进行修订。同时，根据美国国防部长制定的策略、战略和目标优先顺序，依据以往预算经费的收益情况评估，做出更好的资源分配决策。

2.4三大决策支持系统相互关系

在三大系统中，“联合能力集成与开发系统(JCIDS)”处于发起端，其提出的需求是规划计划与采办的基本依据，同时也受资源保障规划和国防采办中技术情况的约束，如图3所示。

图2　国防采办系统运行图Fig.2　National defense acquisition system operation graph

图3　美国国防部决策保障系统Fig.3　American department of defense decision making and guarantee system

“规划、计划、预算与执行系统(PPBE)”的计划、预算编制，需要依据军事需求和项目计划进展情况进行及时的审定和调整。

“国防采办系统(DAS)”在决定武器装备计划是否向前推进时，不仅要考虑技术的成熟程度，同时还要考虑需求是否有变化、经费是否有保障。

三大决策支持系统相辅相成、缺一不可，共同形成了专业化管理、相互制衡、协调配合的国防决策支持系统格局。

2.5美军武器装备需求和采办执行流程

美军需求生成和管理中，涉及众多部门的参与，归纳起来有5条脉络，如图4所示。

图4　美国武器装备采办的执行流程图Fig.4　Execution flowchart of the American weapon and equipment acquisition

需求审批线：参联会需求委员会主责，包括初审官、功能能力委员会、联合能力委员会等。主要根据国防部的国防战略、作战构想和联合作战概念在不同阶段对需求生成部门提出的ICD，CDD，CPD进行批准。

需求生成线：需求发起部门主责，包括国防部各业务局及直属机构、陆军训练与条令司令部、海军作战部长办公室和分析中心、海军陆战队战斗发展司令部、空军作战司令部等。主要负责组织相关单位收集、发布需求，细化形成ICD，CDD，CPD文件，指导项目管理部门和承包商开展工作。

项目管理线：项目管理部门主责，包括各军种负责采办的部长助理，装备司令部、计划执行官办公室、项目主任、计划处/合同处/质量处/财务处/系统工程处等(以空军为例)。项目管理部门依据需求发起部门给出的ICD，CDD，CPD分别制定采办计划和规划，与承包商分阶段签订合同。

装备研制线：承包商主责，包括波音公司、诺·玛公司、雷神公司等军工企业。这些承包商根据ICD，CDD，CPD文件，在军方授予的各阶段合同下开展装备研制工作。

节点批准线：里程碑决策部门主责，包括国防采办委员会、信息技术采办委员会、联合情报采办委员会等。决策部门根据需求管理、装备研制、经费保障等情况，综合评定项目的里程碑节点，决定项目的去留。

3美国机载武器能力需求产生的主要过程

美军不同的装备需求采办过程不尽相同，且非常复杂。在对大量美军机载武器需求生成管理实例梳理的基础上，对其内部运行和基本流程有了初步认识，如图5所示。

图5　机载武器能力需求产生流程图Fig.5　Capacity requirements generation flowchart of the airborne weapon

3.1初始需求的产生

美国机载武器初始需求生成由“空军作战能力需求管理总部”负责。机载武器的初始需求的产生主要有2类来源。

一是由作战部门发起的初始需求。该类需求由美国空军作战司令部下属的部门负责。一方面美国空军作战司令部依据JCIDS的“国防战略指南——联合作战概念——联合能力差距——能力需求”的流程提出初始需求；一方面收集美国空军各作战部队在演习和实战中存在的问题，提出需求建议。

二是由技术推动产生的初始需求。该类需求由美国空军的空军研究试验室负责。该试验室承担美空军大量基础技术储备和新技术开发应用，当新技术发展到一定成熟度或具备良好使用前景时，就将技术应用建议提交给空军作战实验室，由其对技术进步带来的战术能力改变和战法改变进行评估。若达到预期，将向空军作战司令部提交初步需求建议。

3.2初始需求的分解验证和循环验证

一是分解验证。来自作战和技术部门的需求建议一并提交到“空军作战能力需求管理总部(AF/A5R-P)”进行入门审查。通过审查的，空军研究实验室按照领域划分，由其下属的单位对需求进行分解，机载武器需求交由弹药局，提炼相应关键技术，开展可行性评估，并提交“空军需求审查委员会”(AFRRG)进行战略审查。

二是循环验证。通过审查的初始需求，将交由以空军研究实验室为主，包括空军作战实验室、工业研究部门、项目采办部门等共同组建的高效能团队(HPT)，开展需求循环分析与改进；同时向相关军内实验室或工业研究部门发布或公开招标，对关键技术及方案进行循环验证以满足初始能力需求，并形成初始能力文件(ICD)草案。

3.3ICD的生成

在ICD草案形成之后，空军研究实验室的不同部门和参研的工业部门，开始对装备能力基线进行量化研究，对装备分系统进行实验室研制，开展部分功能演示试验，并更新ICD草案，提交空军需求监督委员会(AFROC)进行审批，如有需要进一步提交联合能力监督委员会(JROC)，形成正式的ICD文件，用于指导技术开发阶段工作。

3.4CDD的生成

在ICD发布之后，机载武器的采办过程关注的焦点由能力需求的正确性转变为能力需求的可实现性和可承受性，空军装备司令部将成立相应的项目管理办公室，成员以项目管理部门为主，需求发起部门的成员与相关的技术人员也参与其中。

此时，空军需求发起部门依托高效能团队HPT，在ICD的基础上，结合采办部门多方案选型和评估结果，以及高层的能力需求变更要求，生成CDD草案，在技术开发阶段结束前向相关审批机构(AFROC甚至JROC)提交申请，形成正式CDD文件，确定关键技术指标，形成采办计划基线，用于约束工程制造研制。

3.5CPD的生成

在进入工程制造阶段后，需求发起部门依托高效能团队HPT通过对产品的初样、正样研制和试验，确定未来生产装备的详细性能、生产品质和数量等参数，形成能力发展文件(CPD)草案，在工程制造阶段结束前向相关审批机构(AFROC甚至JROC)提交申请，形成正式的CPD文件，用于指导装备的生产部署阶段工作。

装备生成部署后，首轮机载武器能力需求生成管理过程结束，如作战需求有更新，则在首批装备基础上，开展下一个改进型产品研制周期，形成Block系列，直到最终获得相对完全的作战能力。

4美国机载武器需求生成和细化的主要技术支撑部门

4.1美国空军研究试验室

美国空军研究试验室(AFRL)成立于1997年10月31日，是美国空军的专职科研机构，隶属于美国空军装备司令部，该机构致力于以超前的科技承担起的航空航天作战技术的创新、开发和集成；负责空军科学和技术方案的规划和执行；提升美国的太空、近空和网络空间力量的作战能力。

美国空军研究实验室在需求生成过程中参与了几乎所有的重大事件，主导和支撑了需求生成、分解、验证、评估，方案优选等重大工作，发挥着极为重要的作用。美国空军研究实验室分布如图6所示。

AFRL除总部外，还包含诸多研究局，具体如下：

飞行器局：其使命是负责开发技术，支持符合成本效益和生存能力的航空航天飞行器的各种未来武器或产品的任何方面。

定向能源局：负责空军高度重视的高功率微波技术研发，其和国家能源局以及国防部的专业技术中心的激光发展项目有所类似。

711人机工程分部：该部包括航空航天医学，科学和技术的提高，人类系统集成的目标。

信息局：负责作战信息技术的创新，开发和集成，负责空间和网络空间部队的使命。

材料和制造局：发展航空航天系统及其部件的材料，工艺和先进制造技术，以提高空军在这些领域的能力。

推进器局：使命是"创造和改进的推进系统和动力技术，以保持在空中和太空的军事优势。

传感器局：职责是提供全方位的空中和太空传感器，网络化的作战人员，提供一个完整的、及时的战场图像，使精确瞄准敌人和保护己方的空中和太空资产。其核心技术领域包括:雷达，主动和被动的光电瞄准系统，导航设备，自动目标识别，传感器融合，威胁警告和威胁的对策系统。

航天飞行局：使命是发展和完善空间技术，以更有效、更经济地完成作战部队的任务。

弹药局：承担了机载武器的需求产生、先进技术验证应用示范的作用。空军试验室弹药局配备齐全，包括7个研究室，既可完成机载武器关键技术研究，也可完成各阶段的系统试验验证，同时还可对外包的关键技术研究结果进行鉴定，如表1所示。

4.2埃格林团队

为了使机载武器的整个需求和采办流程更加的顺畅和有效，美国空军以佛罗里达州的埃格林(Eglin AFB)空军基地为中心，形成了美国空军武器弹药的研发团队，即埃格林团队，如图7所示。

埃格林团队主要由美国空军研究试验室弹药局、第96飞行试验队(96th Test Wing)、第33战斗飞行团队(33d Fighter Wing)、第58战斗分队(58th Fighter Squadron)、第501海军战斗飞行训练分队(VMFAT-501)、第101战斗分队(VF-101)、第53飞行团队(53WG)等13个部门组成，负责包括机载武器在内的武器弹药从需求产生到应用评估的全部环节，有效保障了美国空军机载武器的在研发有效性、时间周期和研制经费。

5美军装备需求生成管理特点及启示

美军的“三位一体”采办系统，发挥了多方参与、充分细化、迭代验证、最大可能确保需求实现的优势，但也暴漏出审批和制衡因素过多，研制周期偏长等问题。按照需求发起、需求生成、需求细化、需求监管4个环节，分析美军装备需求生成管理全流程，对于学习和借鉴美军优势，推进装备发展具有现实意义。

5.1阶段划分：五个阶段、三个里程碑

美军采办按照装备分析、技术开发、工程与制造开发、生成与部署、使用与保障等五个阶段划分。设置了用于控制进入技术开发、工程与制造开发和生产部署阶段的三个里程碑节点，每个里程碑中相应地安排了决策点。在整个装备采办中，美军将形成五种需求文件：《联合能力文件》(JCD)、《初始能力文件》(ICD)、《能力发展文件》(CDD)、《能力生产文件》(CPD)和《条令、组织、训练、装备、领导与教育、人员与设施变更建议》(DCR)。其中ICD为开展装备方案分析与技术开发的根本依据；CDD为开展工程与制造开发的依据；CPD为生成部署的依据。

5.2需求生成：基于能力生成需求

基于能力是美军需求生成的灵魂。美军联合能力一体化与开发系统(JCIDS)为需求生成提供了输入，其分析过程按照功能领域分析(FAA)、功能需求分析(FNA)、功能方案分析(FSA)和后期独立分析(PIA)4步流程，构建了“任务使命——能力差距——非装备/装备解决方案——方案评估”的“自上而下”的系统分析方法，在跨军兵种范围内，依靠专业需求生成团队，探索能力实现手段，产生待开发装备系统的具体需求。

5.3需求发起：多个部门发起

美军需求的发起归纳起来主要有2个来源，一是作战部门，二是技术部门。不仅美军的国防部各局，陆、海、空、海军陆战队的作战部门或作战实验室可以发起需求；国防部高级研究计划局(DARPA)、航空航天局(NASA)、空军研究实验室、相关承包商等也可以发起需求，他们持续开展技术储备，根据国防战略适时提出采用一定成熟度或良好前景技术的概念装备。来自于作战和技术部门的各种需求通过规范的流程，并经评估和审查后，统一提交给国防部负责需求审批的部门。

5.4需求细化：分阶段持续细化

美空军需求发起部门在对初始需求进行验证后，就以空军研究实验室为主，成立包括空军作战实验室、工业研究部门、项目采办部门等在内的高效能团队(HPT)。该团队全程参与采办过程，持续对初始需求按照研制阶段进行分解和细化。

在初始能力文件(ICD)草案形成阶段，重点对需求进行循环分析与改进，对相关技术进行循环验证，指导后期的技术开发；在能力发展文件(CDD)草案阶段，重点关注需求的实现性和可承受性，并对多方案进行评估，指导后期的工程研制；在能力生产文件(CPD)草案形成阶段，重点确定详细性能、生产品质和数量等参数，指导后期的生产和部署。

5.5需求管理：精细化管理

美军对需求的管理主要依靠各种评估和验证实现。在装备研制全过程中，美军开展了大量的仿真或试验工作，通过逐级验证，形成了需求的“V形”闭环，精细化地确保了装备能力的生成。无论是概念方案阶段的早期作战评估(EOT)，研制阶段的开发评估(DT&E)和作战评估(OT&E)，还是生成部署阶段的初始作战能力评估(IO&T)和后续作战能力评估(FO&T)，美军装备研制中每个阶段都有相应的需求验证要求和评估。而这些工作大多是在军方主导下进行，一些重要的验证采用独立第三方的方式进行验证和审查。为了考核实战能力，在空军作战试验评估中心的4个基地分别开展相关验证工作，如表2所示。

表2　美国空军作战试验评估中心主要基地

6结束语

借鉴美军武器装备需求生成管理的经验，建议从以下4个方面加强我国装备需求生成管理。

一是规范我国装备需求生成和管理机制，解决好“需求生成”和“需求发起”问题。

二是在型号研制中建立稳定的需求生成细化团队和需求描述手段，解决好“需求细化”问题。

三是形成全流程的需求监控机制和力量，解决好“需求验证”问题。

四是加强武器装备的作战应用研究，解决好需求生成管理的“技术保障”问题。

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Analysis of Requirements Generation of the U.S. Airborne Weapon

MA Guang-lin1, LIU Qi2, SONG Jin-song1, WANG Jian3

(1. The Research Institute on General Development and Argumentation of Equipment of the Air Force, Beijing 100076, China；2. The Key Project Bureau of the Equipment Department of the Air Force,Beijing 100038,China;3. PLA,No.95899 Troop, Beijing 100096, China)

Abstract:The development of the requirements generation system of the U.S. weapon and equipment is summarized, and then the basic framework of the equipment requirements and the acquisition system of the U.S. army is discussed. In addition, the basic process of the equipment requirements and the acquisition system of the U.S. air force is analyzed based on the requirements initiation, generation, refinement and supervision. Finally, the characteristics of the management of the U.S. army equipment requirements are summarized and some constructive advices are proposed.

Key words:weapon and equipment system；requirements generation；equipment acquisition；based on ability；architecture；date model

*收稿日期：2015-12-16；修回日期：2016-02-03

作者简介：麻广林(1976-)，男，甘肃省礼县人。高工，博士，主要研究方向为装备发展论证。

通信地址：100076北京9236信箱E-mail：616019255@qq.com

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2016.02.001

中图分类号：E95；N945.1

文献标志码：A

文章编号：1009-086X(2016)-02-0001-09

空天防御体系与武器