基于系统工程的装备试验与评价需求研究

廖兴禾， 白洪波， 丁建琪

(1. 装备学院 装备试验系， 北京 102206； 2. 装备学院 生长干部学员大队， 北京 101416)

基于系统工程的装备试验与评价需求研究

廖兴禾1， 白洪波1， 丁建琪2

(1. 装备学院 装备试验系， 北京 102206； 2. 装备学院 生长干部学员大队， 北京 101416)

针对装备试验与评价需求把握不全面，试验类型概念界定不准确的问题，研究了装备全寿命周期的试验与评价需求。应用“硬”系统工程方法论中的三维结构方法体系，从预先研究(宏观论证、型号论证)、工程研制、试制生产、生产部署、使用保障、退役报废等阶段分析了装备系统工程对试验与评价的需求，从试验内容、试验目的、对象规模、对象形态等角度对装备试验进行了分类，给出了相关试验类型术语。

装备评价；装备试验；需求分析；系统工程

装备试验与评价是按照规定的程序、条件和方法获取装备的特性数据，并通过数据处理分析，考核验证装备的特性是否满足要求的活动。装备试验与评价通常面向装备全系统并贯穿装备全寿命周期，为把住装备列装定型关口、摸清装备性能效能底数、搭建试验场与战场联系桥梁、牵引助力装备建设提供依据。面向装备全系统和在装备全寿命周期中需要对装备进行哪些评价，进而需要做哪些装备试验，即装备试验与评价需求问题，是装备试验领域的基本问题。运用系统工程的理论和方法研究装备试验需求，科学构建装备试验类型体系，规范装备试验类型基本术语，对促进装备试验学术交流和实践具有重要意义。

1 装备试验与评价需求研究现状

我军对装备试验与评价需求问题未形成系统一致的认识。习惯上将装备试验按照试验性质分为科研试验和定型(鉴定)试验2类，又将定型试验分为设计定型试验和生产定型试验。实际工作中还有验收试验、抽检试验、对比选型试验、射表编拟试验等类型[1-3]。新体制下管理机构名称中出现了科研试验和作战试验，近期又提出了性能试验、作战试验和在役考核等概念。有的文献还提出了整体性能试验[4]、体系贡献率(贡献度)[5]试验与评价的概念。总体上说，我军对装备试验与评价需求研究不够系统，对试验类型相关概念的内涵、外延理解不够统一，造成了学术交流和实践工作中的困惑，迫切需要加强研究。

2 装备试验与评价需求研究的系统工程理论和方法

美国贝尔电话研究中心工程师霍尔于1969年发表的《系统工程方法论》，提出了著名的系统工程三维结构方法体系，为解决规模较大、结构复杂、涉因众多的系统问题提供了大体思路。该方法体系由时间维(阶段)、逻辑维(步骤)和知识维组成，如图1所示[6-7]。

图1 霍尔提出的系统工程三维结构方法体系

时间维也称为系统工程的工作阶段，一般分为规划、方案、研制、生产、安装、运行、更新7个阶段。逻辑维是指实施系统工程的每一个阶段工作所要经过的步骤，一般包括明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施7个步骤。知识维是指完成上述各阶段、各步骤的工作所需的各种专业知识和专业技术，包括环境科学、社会科学、工程技术、管理科学和经济、法律。

3 装备系统工程对装备试验与评价的需求

装备系统工程是系统工程在装备领域的具体运用。表现在知识维，就是装备系统工程工作阶段和工作步骤划分要体现装备工作的特点，完成各阶段、各步骤的工作需要用到装备工作的专业知识和专业技术。表现在时间维，装备系统工程通常分为预先研究(同步开展宏观论证、型号论证)、工程研制、试制生产、生产部署、使用保障、退役报废等工作阶段[2，8]。表现在逻辑维，装备系统工程每一阶段的工作是针对建设或使用一定形态和规模的装备，按照明确阶段工作问题、确定阶段工作目标、形成多套工作方案、分析评价与优选方案、对优选方案进一步优化、决策形成实施方案、按照实施方案实施直到达成阶段工作目标的步骤展开。其中，方案优选、方案优化、阶段工作目标实现程度的验证，以及阶段工作评审验收，都需要进行装备试验与评价，以辅助装备系统工程阶段工作和为转阶段决策提供依据。服务于方案优选、方案优化、阶段工作目标实现程度验证的试验与评价属于第一方试验与评价，服务于阶段工作评审验收和转阶段决策的试验与评价属于第二方或第三方试验与评价。可见装备试验不是装备系统工程中的独立阶段，而是贯穿于装备全寿命周期。

以下按照装备系统工程时间维的顺序，从逻辑维装备工作需要的角度，分析装备试验与评价的需求。

3.1 预先研究阶段

装备预先研究是为研制新型装备而先期进行的国防科学研究和技术开发的活动，包括应用基础研究、应用研究和先期技术开发。基本任务是为研制新型装备提供技术支撑，为改进现有装备性能提供实用技术成果，为国防科学技术进步和装备发展提供技术储备，为缩短装备研制周期、降低装备研制风险服务[9]60。

此阶段需开展新技术演示验证试验，辅助装备预研和支持预研成果评审验收。此阶段评价的关键问题是新技术原理是否正确？是否可应用于装备型号研制？评价的内容是装备新技术工作原理及性能潜力。评价的方法以仿真试验法为主。评价的数据来源主要是仿真试验数据。评价对象的形态是原理样机(虚拟样机、比例模型样机等)。评价对象的规模是包括装备材料、零件、组件、单机等。

3.2 宏观论证阶段

装备宏观论证的主要任务是着眼国家军事战略预期的作战需求，考虑技术和经费可能，论证提出目标装备体系方案，为制定装备发展战略、体制、规划计划提供依据[10]，由军方装备论证部门为主实施。从军事的角度，是将作战需求转化为装备体系需求的过程，核心是要明确目标装备体系的作战适用性、作战效能和体系贡献率指标，体系结构，以及各构成装备的作战适用性、作战效能和体系贡献率指标。

此阶段需要开展装备体系早期作战评估，辅助论证和论证成果验收评审。装备评价的关键问题是基于目标装备体系的体系结构及其组成装备的性能、作战适用性、作战效能和体系贡献率指标，目标装备体系是否适用于预期的作战使命？能否完成预期的作战任务？装备评价的内容是目标装备体系的作战适用性、作战效能和体系贡献率。装备评价的数据来源是论证方案数据和类似装备体系的试验、训练和作战数据。装备评价的方法是解析法或仿真试验法。评价对象的形态是方案。评价对象的规模是装备体系。

3.3 型号论证阶段

装备型号论证包括装备研制立项综合论证和装备研制总要求综合论证。装备研制立项综合论证按照体系建设和系统配套的要求，对新上装备研制项目的军事必要性和技术、经济可行性进行系统分析、设计和评估，为装备型号研制立项决策提供依据。装备研制总要求的综合论证根据批准的装备主要作战使用性能，结合装备研制方案设计工作，提出完整、可行的战术技术指标和大型试验的方案，测算批生产试制费、装备采购价格和全寿命费用，对配套引进的关键电子元器件还应当分析提出国内保障方案，为研制总要求制定提供依据[9]56。装备型号论证由军方装备论证部门为主实施。从军事的角度，装备型号论证是将装备体系需求转化为装备型号需求的过程，核心是要明确目标装备型号的作战适用性、作战效能和体系贡献率指标，研制总体方案，以及目标装备型号的技术性能指标。

此阶段需要开展装备型号早期作战评估，辅助论证和论证成果验收评审。装备评价的关键问题是基于目标装备型号的研制总体方案和技术性能指标，目标装备型号能否适应预期的作战条件？能否完成预期的作战任务？装备评价的内容是目标装备型号的体系贡献率、作战效能和作战适用性预测评估。装备评价的数据来源主要是方案数据和类似装备的试验、训练和作战数据。装备评价的方法是解析法或仿真试验法。评价对象的形态是方案。评价对象的规模是装备型号。

3.4 工程研制阶段

工程研制的主要任务是根据装备研制总要求，开展装备研制设计，形成设计图样(含软件源程序)和相关文件资料，并开展样机试制和试验，以验证设计原理的正确性和性能指标满足度。工程研制由装备研制单位的设计部门为主实施。从军事的角度，工程研制是将装备型号需求转化为装备设计图样、技术资料和样机的过程。

此阶段需要开展装备型号性能试验，辅助装备型号设计及为装备型号设计定型提供依据。装备评价的关键问题是按照设计图样和技术资料试制的装备型号样机原理是否正确？功能和技术性能是否满足要求？装备评价的内容包括装备型号的功能、性能。装备评价的方法以统计试验法为主。装备评价的数据来源主要是统计试验数据。评价对象的形态是工程样机。评价对象的规模是装备型号。

此阶段还需要开展装备型号作战评估，为装备采办风险控制提供依据。装备评价的关键问题是基于装备型号实际实现的性能，能否达成预期的作战适用、作战效能和体系贡献率？装备评价的内容是作战适用性、作战效能和体系贡献率。装备评价的方法是解析法或仿真试验法。装备评价的数据来源主要是统计试验数据。评价对象的形态是工程样机。评价对象的规模是装备型号。

3.5 试制生产阶段

试制生产是为获得生产定型部队试用的装备而进行的生产活动。一般在设计定型之后进行。试制生产由装备研制单位的生产部门为主实施。从军事的角度，试制生产是将装备设计图样、技术资料和样机转化成工业化标准产品的过程。

此阶段主要需要开展装备型号作战试验，为装备型号定型、列装提供依据。装备评价的关键问题是装备型号的产品能否适应预期的作战条件？能否完成预期的作战任务？装备评价的内容是装备型号的作战适用性、作战效能和体系贡献率。装备评价的方法是统计试验法。装备评价的数据来源主要是试验数据。评价对象的形态是试制产品。评价对象的规模是装备型号。

此阶段还需要补充开展装备型号性能试验(部队试用)，检验采用新材料、新工艺等存在的问题，为设计部门改进装备设计提供可靠依据，完成装备设计定型向生产定型乃至生产活动的转化，使科研成果转换成生产力和战斗力。装备评价的关键问题是在设计定型试验中发现的疑因新材料、新工艺引起的装备性能与质量问题是否得到解决？装备评价的内容是装备型号的性能。装备评价的方法是统计试验法。装备评价的数据来源主要是试验数据。评价对象的形态是试制产品。评价对象的规模是装备型号。

3.6 生产部署阶段

装备生产部署是在生产定型之后，按照生产定型文件、图纸资料等，成批制造装备，成建制成体系部署部队并形成初始作战能力的活动。从军事的角度，生产部署是生产装备，组建成装备体系的过程。

此阶段主要需要开展装备体系作战试验，为装备体系列装和新型部队建设提供依据。装备评价的关键问题是装备体系内部的互联互通互操作性是否满足要求？装备体系是否适应预期的作战条件？能否完成预期的作战任务？装备评价的内容包括装备体系的互联互通互操作性、作战适用性、作战效能和体系贡献率。装备评价的方法是统计试验法。装备评价的数据来源主要是试验数据。评价对象的形态是批量生产装备产品。评价对象的规模是装备体系。

此阶段还需要开展装备型号批生产抽检试验。装备评价的关键问题是装备型号批的质量是否稳定？装备评价的内容是装备型号的技术性能。装备评价的方法是统计试验法。装备评价的数据来源主要是试验数据。评价对象的形态是批量生产装备产品。评价对象的规模是装备型号。

3.7 使用保障阶段

装备使用保障的主要任务是以合理的总拥有费用，生成、保持和发挥装备体系的作战能力[8]。通过训练实现人装结合，探索优化新型装备的编配使用方法与保障方法，逐步形成战斗力和保障力；通过保养、维修保持装备的性能和质量；通过作战保障实际发挥装备的战斗力和保障力，装备的价值得到最终体现。装备使用保障由作战使用部队具体组织实施。从军事的角度，使用保障是装备体系作战能力的生成、保持和发挥的过程。

此阶段主要开展装备在役考核，包括在役性能考核和在役作战考核，依托列装部队结合正常战备训练任务组织实施，重点跟踪掌握部队装备使用、保障、维修情况，验证装备作战与保障效能，发现质量问题缺陷，考核部队适编性和经济性等，服务于后续改进或改型。装备评价的关键问题包括“装备在实际使用与保障中存在质量问题或技术缺陷吗？能够在训练或作战中保持可用状态吗？能够完成训练或作战任务吗？部队编成与之相适应吗？”等。装备评价的内容包括技术性能和作战适用性、作战效能、体系贡献率。装备评价的方法是对正常战备训练任务数据的统计分析。装备评价的数据来源主要是正常战备训练任务数据。评价对象的形态是在役装备。评价对象的规模包括装备型号和装备体系。

3.8 退役报废阶段

退役报废阶段的主要工作是对装备进行技术鉴定，对退役报废装备进行分类清理。由军队各级装备部门具体组织实施。

此阶段，主要开展装备技术鉴定，服务于装备定级，为装备退役报废提供依据。装备评价的关键问题是装备的技术性能是否满足指标要求？装备的实际寿命是多长？装备退役报废的主要原因是什么？装备评价的内容是装备型号的技术性能。装备评价的方法是技术鉴定。装备评价的数据来源是技术鉴定数据与战备、训练、作战数据。评价对象的形态是在役装备。评价对象的规模是装备型号。此阶段还开展装备报废处理方面的试验。

综上分析，装备系统工程对装备评价与试验的需求如表1、表2所示。

对照我军现有试验做法，可以发现我军在装备体系早期作战评估、装备型号早期作战评估、装备型号作战评估、装备体系作战试验、装备在役性能考核与装备在役作战考核等方面存在弱项甚至空白。

表1 基于系统工程的装备性能试验需求一览表

续表

表2 基于系统工程的装备作战试验与评价需求一览表

4 装备系统工程中装备试验类型体系构建

在按照装备系统工程逐阶段分析装备试验与评价需要的基础上，可总结构建出装备试验类型体系，给出不同分类标准条件下的试验类型术语。

4.1 性能试验与作战试验

主要是按照装备试验的内容，即装备试验获取的装备特性数据属性不同所进行的分类。

性能试验是为了获取装备的性能数据并检验其是否满足研制总要求和相关国家军用标准规定的指标所开展的试验活动。装备性能是由装备设计、制造等因素决定的装备特性，包括战术技术性能、可靠性、安全性、维修性、保障性、勤务性和人-机-环境适应性等。

作战试验是为获取装备的作战适用性、作战效能和体系贡献率数据并检验其是否满足预期作战要求而开展的试验活动。作战适用性是考虑对装备可用性、兼容性、可运输性、互操作性、可靠性、战时使用频率、可维修性、安全性、人员因素、人力可保障性、自然环境效应和影响、后勤可保障性等所做的专门鉴定，以及对使用说明书和训练的需求等因素后，装备可用于战场使用的程度。作战效能是当装备在逼真的作战想定(自然、电子、威胁)和恰当的编成、条令、保障性、生存力、易损性和威胁(包括对抗、核威胁、核效应、核生化沾染威胁)等情况下由作战人员使用时，装备完成任务的程度。体系贡献率是在作战体系中增加新装备或用新装备换装作战体系中的旧装备后，使己方作战体系作战效能提升的程度，或使敌方作战体系作战效能下降的程度[11]。

装备性能试验和装备作战试验均贯穿装备全寿命周期，但在工程研制阶段之前的试验以性能试验为主，在试制生产阶段之后的试验以作战试验为主。

4.2 过程性试验与考核性试验

主要是按照装备试验的目的不同所进行的分类。

过程性试验由装备系统工程各阶段工作的实施方为主规划和组织实施(第一方试验)，用于验证装备工作原理，优选和优化装备的论证方案、设计方案、生产工艺或编配使用方案，内部验证装备系统工程阶段性目标是否达到，是否具备申请考核性试验的条件。

考核性试验，又称定型(鉴定)试验，一般由装备用户为主组织实施(第二方试验)，通常委托专业的试验机构组织实施(第三方试验)，用于摸清装备特性底数，考核装备系统工程阶段性目标是否达到。

过程性试验贯穿于装备系统工程各阶段工作的全程。考核性试验在系统工程各阶段的后期过程性试验合格后进行，比较重要的考核性试验包括工程研制阶段后期服务于状态鉴定的性能试验，以及试制生产阶段后期服务于列装定型的作战试验。

4.3 装备型号试验与装备体系试验

主要是根据试验对象的规模不同所进行的分类。

装备型号试验的试验对象规模是单一装备型号。装备型号是系统结构、技术状态、战技指标基本一致的系列装备的统一称谓，是构成装备体系的基本单元。

装备体系试验的试验对象规模是装备体系。装备体系是由一系列装备型号按照一定的装备编成构成的满足建制单位作战使用的所有装备的总称。信息化战争是基于信息系统的体系对抗，型号装备性能与效能的简单累加不能代表装备体系的性能与效能，必须针对装备体系开展试验。

在预先研究、型号论证、工程研制、试验生产阶段主要开展装备型号试验，在宏观论证、生产部署、使用保障阶段主要开展装备体系试验。

4.4 实物试验与仿真试验

主要是根据装备试验对象的形态不同所进行的分类。

实物试验的试验对象是装备实物，包括型号样机、试制生产产品、批量生产产品、在役装备等，使用仪器、量具等对装备实物进行测试、测量、观察以获取装备特性数据。

仿真试验的试验对象是装备模型。模型是对系统、实体、现象或过程的、物理的、数学的和其他的逻辑表示，包括各种各样的模型，如概念模型、物理模型、数学模型等。仿真试验通过建立装备模型和仿真运行模型获取装备特性数据。

在工程研制阶段之前，由于还没有装备实物，试验以仿真试验为主。从工程研制阶段开始，随着装备样机、试生产产品、批生产产品的出现，试验以实物试验为主。

5 结 论

装备试验与评价不是装备全寿命周期工作中的某一个阶段，而是贯穿装备全寿命周期的各个阶段，不同阶段装备试验与评价的重点不同。装备试验与评价在装备全寿命周期各个阶段的方案优选、方案优化、阶段工作目标实现程度验证、阶段工作评审验收和转阶段决策中发挥重要作用。装备试验类型与分类标准相关，根据试验内容不同可分为性能试验和作战试验，根据试验目的不同可分为过程性试验和考核性试验，根据试验对象规模不同可分为装备型号试验和装备体系试验，根据试验对象的形态不同可分为实物试验与仿真试验。

References)

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(编辑：李江涛)

Equipment Test&Evaluation Requirements ResearchBased on Systems Engineering

LIAO Xinghe1， BAI Hongbo1， DING Jianqi2

(1. Department of Equipment Test, Equipment Academy, Beijing 102206, China；2. Department of Pre-Cadre Students Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China)

The paper studies on the requirements of test and evaluation of equipment in the whole lifecycle to comprehensively understand the demand on equipment test and evaluation and accurately define the types and concept of the tests. By using three-dimensional structural methodological system of Hard System Methodology, the paper analyzes the demands of equipment system engineering on test and evaluation in phases including pre-research (macro-demonstration and model demonstration), engineering development, trial production, production deployment, operational support, retirement and rejection, classifies the equipment tests in respects like test content, test purpose, object size and object form and gives a terminology for test types.

equipment evaluation; equipment test; demand analysis; system engineering

2016-07-01

部委级资助项目

廖兴禾(1971—)，男，副教授，博士，主要研究方向为装备试验系统工程。

E92

2095-3828(2017)01-0118-06

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2017.01.021