战术武器产品化发展策略研究

◎中国运载火箭技术研究院战术武器事业部 王洪波 杨大伟 王丽华 姜开 史若冲

战术武器产品化发展策略研究

◎中国运载火箭技术研究院战术武器事业部 王洪波 杨大伟 王丽华 姜开 史若冲

新形势下各兵种对武器作战效能需求迫切，而战术武器面临种类繁杂、通用化程度低、研制成本高等多项困境，将产品化创新性地应用到战术武器发展中，构建导弹舱段、电气、软件、总线、结构货架方案，建立适应不同平台、不同弹径、不同成本的通用标准体系，形成以模块化、产品货架、通用标准为基点，以技术和管理为主线，围绕产品重组、流程重组、人员重组的产品科研管理体系，全面推进适应战术武器的产品化发展策略。

我国战术武器经过60余年的发展，在国际战术武器领域取得重大优势地位。然而，随着需求和产品序列的不断变化，研制形式也在不断变化，逐渐呈现出型号数量繁多、产品种类丰富、任务规模庞大、新技术复杂、研制周期短、型号质量高、保障资源困难等突出问题。

如何快速满足战术武器发展需求，提升战术武器产品的研发效率及产品综合效能，成了战术武器发展的当务之急。在战术武器发展过程中推广产品化工作，可以提高武器装备的快速批生产能力、测试性/维修性及综合作战效能，为战术武器研制模式改革和新体系建设起到重要推动作用。

一、模块化产品货架建设方案

1.导弹舱段模块化货架

导弹武器模块化主要是对战术武器进行系统级划分，结合任务需求与装备的功能需求分割为舱段级模块，如导引头舱、战斗部舱、控制舱、动力装置等，并进行结构与电气通用化模块化连接设计。

经过分解和规范后的模块可纳入战术武器模块库进行统一编制整理。模块库主要包含2个方面内容:一是体现功能参数，如控制器件的功能及路数、发动机的推力及比冲等;二是体现各模块与外界的接口指标，包含电气与结构，如电气接口路数及采用的接插件型号、数据传输类型等，以及结构接口的接口形式与尺寸重量等。

2.电气系统模块化货架

根据战术武器电气系统功能，模块化产品将按照系列进行划分。系列化模块化产品货架建设应按照总体牵引的思路进行，由总体规定出标准的电气接口和机械接口，明确每个产品系列所需要的最低功能配置与最高功能配置，提出模块系列化设计要求，由分系统单位完成同一系列不同等级产品的开发，经成熟度验证试验后，可以补充到单机产品货架。

具体实施路径是:以模块化体系架构设计标准为依据，以标准模块为组成单元，以点突破为主，完成专项技术攻关，并进行系列化扩展，逐渐完善通用模块产品货架。

3.软件产品模块化货架

软件系统的开放性、可维护性、可重用性、高可靠性和高安全性是实现综合模块化弹上电气系统的必要条件。采用开放式体系结构，实现软件与硬件隔离，是弹上电气系统的发展趋势之一。未来，将通过采用标准接口的模块化软件设计，减少软件重复开发，增强软件的通用性。未来的软件运行平台要具备时间和空间分区，依赖这种软件运行平台，系统集成商能够将传统的多个子系统综合到单一的硬件平台中，并要求其基础软件平台能够提供各子系统在时间、空间上的隔离，保证各子系统能够独立运行，且实现可靠及时通信。

战术武器系统软件基础框架模块化设计、仿真系统软件模块化设计和诸元管理软件通用化设计等可以成为软件模块货架化建设的重点。

4.总线通用协议货架

现有战术武器的总线设计多采用分层架构，即“中低速总线+高速接口”的设计方案。弹上总线分为控制总线和数据总线2个部分。其中，控制总线采用低速总线，实时完成导弹的控制、测量等任务;数据总线采用高速接口，实现弹上大容量数据的交换、处理和传输。由于各型号采用的总线不同、总线协议各异，导致信息传输体制设计复杂，增加了通信系统设计的复杂度。

未来，战术武器电气系统将面临数据链、图像处理等高速数据传输的需求，要具备较强的数据传输能力和扩展能力。为了简化通信系统传输体制、提高通用性和可扩展性，可以采用单一总线，进行总线通用协议研究。

5.结构产品模块化货架

传统的导弹设计过程中，针对型号特定要求，主要的结构产品均采用定制化设计、生产的模式。这种模式带来了设计工作繁重、试验重复浪费、生产组织困难等问题，为了加快战术武器结构系统产品设计速度，提高产品生产效率，需要开展弹上典型结构的产品化研究工作。

结构产品化体系建设的工作思路是:从分析结构产品的功能和特点出发，通过识别结构件的关键参数，建立产品货架。

二、通用设计标准发展方案

在货架建设基础上，积累大量设计经验，形成可用于不同弹径、不同平台、不同成本要求的各类型战术武器通用设计标准，逐步建立通用设计标准库，从管理角度对产品技术指标进行综合约束，使产品设计的各个环节都能做到有章可循、有法可依，提升武器系统的作战效能。

1.模块化导弹武器标准

针对某一任务或目标研制的导弹，定制性强、设计工作量较大、研发费用较高。在此背景下，开展模块化导弹研究已经成为一种有效的提升手段。目前开展的战术导弹系列化设计，按照直径、发射平台、弹道等形成系列化设计。

在未来战术武器产品化推进过程中，可依据导弹的几何尺寸、发射平台、弹道形式为约束条件，通过分系统模块化、零部件通用化来实现导弹系统整体性能的优化。在此过程中，将制定相关标准约束经分解的模块和通用的部件，为后续战术武器模块化货架建设提供指导。

2.通用化导弹武器标准

根据对战术武器在研、在役以及未来型号的梳理，三军通用化武器系统在现阶段仍有许多困难，通过研究多平台公共性的技术成果、通用性的零部件来实现导弹武器系统的集成，同时归纳同一发射平台的共性问题，实现同一发射平台导弹武器系统的通用化。

通用化导弹武器标准研究将以现有型号研制为基础，重点从武器系统与发射平台接口统一、武器系统地面设备优化、弹头与弹体接口统一、发动机系列化研究等方面着手，研究制定标准化设计指导文件，为后续发展提供指导。

3.电气系统标准

随着战术武器弹上电气系统集成化水平的提高，系统组成模块间的电磁兼容性、热设计等问题随之而来，因此后续将针对这些问题开展相应的规范制定，包括模块化的战术武器电磁兼容设计标准、基于模块化的战术武器结构热设计等。在此基础上，还将开展战术武器弹上电气系统通用模块系列化设计标准、通用电气接口设计标准、通用总线设计标准等的关联工作，加快推动战术武器产品化的进程。

4.软件产品标准

战术武器软件系统采用标准接口的模块化软件设计思路，减少软件重复开发，增强软件的通用性，通过系统级/体系级的需求分析、顶层构架设计，制定规范、标准的协议，约束所有软件，在标准中明确软件基础框架，建立软件模块货架，形成软件产品树，如任务规划软件可从接口、开发模板、通信机制、开发方案、集成方案等方面形成任务规划软件标准，对任务规划软件基础框架进行约束，为不同军兵种、不同平台导弹提供同一任务规划系统软件基础框架。

5.统一环境条件标准

对在研、在役战术武器型号的运输环境和飞行振动环境开展地面试验数据和飞行遥测数据梳理与统计分析，建立运输统一环境条件。同时与“十二五”期间初步建立的典型舱段飞行振动统一环境试验条件对比分析，完善典型舱段飞行振动统一环境试验条件，建立相应的统一环境条件标准。

6.地面产品标准

长久以来，战术导弹吊具多采取“一型弹一型吊具”的设计和生产模式，造成吊具设计差异大，方案不统一，设计成本高。开展吊具产品化发展研究，总结各型吊具在设计和使用中存在的共性，对吊具进行分档化、系列化，形成了吊具型谱图和统一设计标准。

三、产品化发展策略

1.顶层策划

战术武器产品化工作以面向产品为基本原则，推动产品化工作必须明确当前以及未来战术武器的发展需求，从不同专业、不同角度出发，做出顶层策划，制定详细而完备的实施方案。

2.点式突破

一是制定模块化导弹计划。模块化导弹计划应重点从2个方面入手:

一方面是模块化设计和生产。战术武器的模块化包含总体架构、模块单元以及系统组合化设计，战术武器产品化发展要针对这3点综合发挥各种技术力量，以典型的演示验证项目或预研项目为支撑，开展先行研究工作。另一方面是适应模块化技术管理。建立“小而精”的研发个体，在基于模块统一接口界面的条件下，减小管理规模和环节，简化各设计单位之间的设计信息流，在企业自身领域提高对管理方法的针对性研究和应用。

二是建立战术武器通用产品货架。战术武器产品化的发展要以通用产品货架为重要切入点，通过产品体系建设解决传统研制模式的不足;通过构建通用产品体系，实现企业产品的通用化和系列化。

初期阶段采取继承和提升的措施，在原有的武器系统体系架构基础上，对系统设备或单机进行升级，新增构架方案，实现新系统对老系统的接口、功能覆盖。中期和后期阶段应以武器系统模块为基本组成单元进行产品重组，以模块代替设备或单机，采用标准化的武器系统架构，实现武器系统快速重组和基本功能单元的快速替代、升级。

通用架构和产品重组的全过程应以满足未来武器系统需求为根本出发点，兼顾对现有武器的功能兼容，立足关键技术，设计通用性较强的自主研发产品，并按成熟度管理规定进行成熟度提升。自主研发产品可供型号选用但不依托型号，完全走技术牵引型号的产品化路线。

三是建立通用标准库。标准库是未来产品设计的源泉，在未来较长一段时间内，战术武器产品化工作应采取统筹规划、总结经验、共性提炼、形成标准的模式，开展战术武器标准体系建设，并初步形成以通用化设计为核心的体系架构和标准规范，并在此基础上不断升级和改进。

3.主线发展

以型号牵引为主线的企业发展到一定阶段后，必将面临发展后劲不足等问题。未来产品化发展应充分借鉴经验，从技术牵引和产品开发两条主线推进。

一是技术牵引主线。技术开发要求建立独立于型号研制的组织机构，专注于对战术武器基础技术研究、应用以及专项验证，始终把握国际上最先进的技术，努力进行跨专业和跨领域研究，实现新技术在产品上的应用，构建出通用的技术货架，为型号开发提供技术支撑。

二是产品开发主线。产品开发主线是继承原有产品研发模式，以型号研制为核心，确保各类型号产品的成功、成熟以及批生产。产品开发主线要充分借鉴和吸纳技术开发所取得的成果，利用技术货架、产品货架进行组合化设计，为满足用户需求而从多角度出发，进行精细化设计。

4.全面推进

全面推进产品化工作，完善产品管理，建成与型号科研生产体系协调匹配的产品科研生产体系，促进科研生产模式转型。按照“统筹策划，分级负责;先梳理，后规划”的思路开展型谱建设，发挥型谱在产品化工作中的龙头和牵引作用;按照“以成熟度提升为主线，以系统(分系统)和单机级产品为重点，以货架为型号与产品的桥梁，逐步建立采购—生产管理模式”的思路开展产品管理，促进产品走向市场;按照“先试点机制，逐步改变体制;先期以行政推进为主，最终以利益导向为主，逐步建立四个面向”的思路开展保障体系建设;按照“系统策划，急用先行，试点推进，逐步完善”的思路开展产品化标准制度体系建设。

四、实践效果

1.建立战术型谱

对战术武器在研、在役及未来型号的型谱进行梳理。按照导弹的弹径，将导弹划分为多个直径系列产品;按照发射平台，划分为陆基、海基、空基3个系列;按照弹道形式，划分为弹道式、弹道再入机动式、滑翔机动式和助推滑翔式导弹。

2.建立战术武器产品树

全面梳理了战术武器产品，完成了各型号、各分系统的产品统一和归类，形成基于测量系统、控制系统、动力系统、结构系统、姿控动力系统、发射系统、弹头系统、模块化通用产品的战术武器产品树。

3.建设标准制度体系

按照“系统策划，急用先行，试点推进，逐步完善”的思路，先完成产品化标准制度体系框架和部分急需的标准制度。目前，研究院已经完成产品化标准制度体系框架以及基于通用模块的机械、电气、总线、监测等6项标准的编制。

4.软件产品化建设

战术武器软件产品化工作的重点是:从软件开发平台、软件架构、共用组件库3个层次开展软件产品化工作。同时，制定软件产品化工作指导性意见，将软件工程化与产品化结合起来，并纳入成熟化、货架化、市场化的要素，指导全院开展软件产品化工作。

5.货架建设

近十年来，研究院大力推动战术武器产品货架建设，各厂所也开展了大量的实效性工作，初步建立了火工品货架、结构产品货架、遥测系统“两器”货架、弹头产品货架、发射平台产品货架以及其它分系统单机产品货架。

6.通用设备舱及演示验证型号

按照“顶层策划、总体设计;样机牵引、形成平台;固化成果、形成规范;总体牵引、推动建设”的工作思路，开展了以“基于OpenVPX标准、模块化和开放式电气系统架构、结构电气一体化设计”为特点的通用设备舱原理样机的设计、生产及部分试验验证工作，并成功将产品化成果应用到某演示验证型号项目中。

战术武器产品化发展形成以“点”带“线”、以“线”带“面”、螺旋渐进、全面推广式的发展态势，必将成为未来战术武器产品化发展的主旋律，对推进与型号科研生产体系协调匹配的产品科研生产体系的建成和科研生产模式的转型起到关键作用，在未来战术武器研制开发中具有重要的指导意义。