武器装备作战试验设计原理

吴 溪，穆 歌，李大勇，高振辉

(1.航天工程大学 研究生院， 北京 101416； 2. 63963部队， 北京 100072； 3.陆军装甲兵学院演训中心， 北京 100072； 4.中国人民解放军第208医院， 长春 130062)

武器装备作战试验是一项复杂的系统工程，作战试验设计是作战试验的核心部分，决定作战试验实施过程如何开展，是决定试验成功的关键环节。武器装备的作战试验是依据装备的作战使命任务，在近似实战条件下，按照作战流程，对装备作战效能、保障效能、部队适用性、作战任务满足度以及质量稳定性等进行考核与评估的装备试验活动[1]。武器装备试验设计是指在武器装备试验实施之前，根据试验对象和目的，对试验工作各个方面、各个环节和整个过程进行总体筹划和适当安排，这一过程称为试验设计[2]。试验设计定是对整个试验过程的规划。作战试验与传统性能试验相比，重点考核武器装备作战效能、作战适用性、体系适用性的特殊性要求。

因此，武器装备作战试验设计是指装备在进入作战试验实施阶段之前，依据被试装备的使命任务和能力需求，科学确定作战试验目的，综合考虑试验资源，对作战试验进行科学规划，选取科学试验方法，最终形成科学有效的作战试验方案和计划的过程。

1 装备作战试验设计目标和原则

1.1 设计目标

武器装备作战试验设计的主要任务是规划安排好装备的作战试验任务，制定一个可实施、可获取足够有效数据的试验方案。装备作战试验设计目标主要包括：

1) 确定相关指标(因素)对作战试验目的(任务)影响程度。装备作战试验与性能试验、在役性考核试验的试验目的不同，其包含的作战试验评估指标体系、作战试验科目、评估方法等都会存在差异。

2) 确定获取试验数据的取值水平、试验环境和条件。作战试验与装备其他类型试验的明显区别，作战试验是要构建与战场环境尽可能一致的试验条件，检验考核被试武器装备的作战性能指标。

3) 确定完成作战试验任务的试验内容、方法。作战试验设计不能仅仅停留在传统统计学意义上的试验设计，而是应当从作战试验组织筹划上进一步明确作战背景的试验内容、方法，解决在真实作战环境下“如何试”的问题。

1.2 设计原则

试验设计简单地说就是设计一个统计试验的过程，目标就是使得试验实施过程中采集获取到的数据更适合于做统计分析，以得到有效客观的试验评估结论。从科学角度讲，作战试验设计就是解决试验资源成本与试验效益的平衡问题，本质上找寻有效科学试验方法用最少的试验资源获取真实有效的试验数据。基于上述认识，武器装备作战试验设计应遵循以下原则：

1) 全面性

作战试验是装备试验鉴定的重要环节，重点考核被试装备作战效能、作战适用性、体系适用性等指标，被试装备作为装备体系中发挥重要作用的核心装备，试验过程中必须充分考虑覆盖上述各类指标，充分检验装备。

2) 客观性

作战试验本质特征就是要充分检验被试装备在实战中的“表现”，对实战环境的逼真“模拟”设计要求高。能否在作战试验过程中，客观真实地发现并找出被试武器装备的作战效能和作战适用性情况，是装备作战试验设计必须遵循的原则。

3) 科学性

作战试验是在模拟复杂战场环境条件下检验被试装备，与理想试验环境下相比，试验方法、数据获取手段、试验科目设置均增加了较大的实际困难、技术难度大，装备作战试验设计需要按照科学性要求进行试验筹划设计。

4) 统筹性

按照装备试验鉴定性能试验、作战试验、在役考核3类试验划分，作战试验是整个装备试验鉴定的其中一个环节。武器装备作战试验设计要按照整个试验鉴定总体安排，统筹与性能试验、在役考核之间的界限，充分利用好3类试验获得的数据，准确筹划清楚武器装备作战试验设计工作。

5) 实施性

武器装备的目的是要为部队从装备层面提供一类新装备，用于提升部队的某项新的作战能力，武器装备新的作战能力能否在实战环境发挥出应有的水平，是作战试验的最终目的。真实的战场环境异常复杂，影响因素众多，在作战试验过程中如果完全真实再现严酷的战场环境和条件，往往会造成试验很难推进展开进行实施。

因此，综合分析、统筹设计作战试验，使武器装备尽可能在逼近战场的真实环境下进行实施开展作战试验工作。

2 装备作战试验设计原理

作战试验设计作为武器装备作战试验的总体筹划，要能够为作战试验实践提供可实施的实际解决方法，面临着比性能试验、在役考核更加困难的现实问题，其主要原因就是为被试装备创造真实的战场环境所需时间和资源的限制。因此，武器装备作战试验设计应当在试验设计通用原则基础上，充分考虑作战试验设计的目标和原则，按照一定的作战试验逻辑，完成武器装备的作战试验设计。

2.1 作战试验基本逻辑

作战试验从科学理论上讲是一种科学试验。科学试验基本方法经过多年的实践研究，基本形成一定认知规律和逻辑。从作战体系角度讲，作战试验的核心重点是要解决被试装备或者装备体系在面临复杂的战场环境条件下，能否正常发挥其具有的作战能力，并且弥补整个装备体系的作战能力需求差距。按照上述认识，作战试验基本逻辑过程如图1所示。作战试验逻辑的本质就是由作战问题出发，提炼在装备解决方案中作战试验必须完成的试验任务，通过作战试验验证分析，作战实践过程中考核该装备能否提供应有的作战能力[3]。

图1 作战试验逻辑过程

2.2 作战试验设计原理模型

按照上述作战试验逻辑过程，作战试验设计本质就是以试验基本方法为基础，设计一套符合作战试验规则和约束的方法，解决新装备(新技术、新方法)在实际作战中能不能发挥应有作战能力的核心问题。因此本文提出了基于作战问题导向的武器装备作战试验设计原理模型，如图2所示。

图2 装备作战试验设计原理模型

基于作战问题导向的武器装备作战试验设计原理模型，以假设判定作为试验原理基础，即“如果具备某项能力(功能)，那么就能完成某项任务”的基本假设，将作战试验设计分为高层作战层、作战试验层、评估分析层3个层次假设模型，如果上述假设成功，那么作战试验就可能认为是成功的。

高层作战层问题假设是：如果“实际战场使用了某型被试武器装备(或以某装备为介质的新技术、新方法)、某项能力(技术)或能力(技术)体系”，那么“在实际作战中某个(或者一类)作战问题(也可称作战需求)就能够得到解决”。

作战试验层问题假设是：如果“在逼真的作战环境中，被试武器装备满足作战试验评估指标体系要求”，那么“被试装备就能够完成作战试验科目所规定的试验内容”。

评估分析层问题假设是：如果“在逼真的作战环境中，被试武器装备试验评估合格”，那么“被试装备就能够在面向武器装备的作战试验想定中获得‘胜利’”。

上述3层假设之间，可以通过作战试验设计方法建立关联映射关系，最终完成武器装备作战试验的整体设计。

由此可以看出武器装备作战试验设计原理模型是基于作战问题导向，从高层作战层、作战试验层、评估分析层3个层次构建原理模型，作战试验设计原理模型横向为假设关系，采用“If A,Then B”的假设关系模型，高层作战层的设计内容从试验目标到作战问题；作战试验层的设计内容从作战试验评估指标体系到作战试验科目；评估分析层的设计内容从作战试验评估到作战试验想定。原理模型纵向为映射关系，“If A”从高层作战层、作战试验层到评估分析层，这3层的设计内容是“作战试验目标——作战试验评估指标体系——作战试验评估”的映射关系；而在“Then B”从高层作战层、作战试验层到评估分析层，这3层的设计内容分别是“作战关键问题——作战试验科目——作战试验想定”的映射关系。整个作战试验设计过程通过假设关系和映射关系，将作战试验的各个内容完整地串联在一起，全面系统地设计了武器装备作战试验。

3 装备作战试验设计内容

全寿命周期的装备试验分为性能试验、作战试验和在役考核3大类。作战试验是装备试验鉴定全过程中的重要一环，是在新研装备通过状态鉴定后，由生产单位组织小批试生产，试验鉴定系统组织通过作战试验准备审查后，指定试用部队并组织实施作战试验。作战试验的目的是在近似实战环境条件下，在已有性能试验的基础上，全面摸清装备实战效能、体系融合度和贡献率等综合效能底数装备底数，为装备列装定型提供依据，为部队编配方案优化和战法、训法、保法创新提供支撑。作战试验设计就是要为实现上述作战试验目的提供科学、可靠、有效的试验方案和试验计划。

与试验设计相关的核心要素包括：试验目的(任务要求)，试验条件及想定要求，考核指标体系及评价方法、准则，试验项目、方法及要求，试验进度、各阶段目标和内容，试验中断处理与恢复。武器装备作战试验设计内容应该全部覆盖上述核心要素。本研究将武器装备作战试验设计主要内容归纳总结为“6个1”：1份作战试验任务；1个作战试验流程(包括作战试验进度和安排，试验中断处理与处理)；1套作战试验评估指标体系；1个作战试验评估流程(含评估方法)；1套作战试验科目；1个作战试验想定，如图3所示。

图3 武器装备作战试验设计内容

1) 作战试验任务：依据装甲装备立项综合论证报告、研制总要求，研究分析被试装备体系(或型号)作战使命任务，形成为完成需通过作战试验考核能力的试验任务清单，将作战试验目的清单化。

2) 作战试验流程：为完成装甲装备作战试验任务，试验主管部门、实施部门、保障部门等单位协作共同完成试验任务的基本过程。

3) 作战试验评估指标体系：根据作战试验任务清单，逐层细化分解评估考核指标，建立作战试验评估指标体系。

4) 作战试验评估流程(含评估方法)：按照作战试验评估指标体系分析处理作战试验数据；确定各级、各类指标的评估方法模型；明确指标合格性判定准则，并提出数据测量需求，确定评估方法与指标合格判定准则，最终形成一套作战试验评估评估流程。

5) 作战试验科目：根据明确的作战试验采集数据的统筹安排，以试验想定和作战流程为主线，设计确定试验科目，研究建立作战行动与采集数据对应的关系矩阵，生成试验数据需求清单，完成作战试验。

6) 作战试验想定：以被试装备使命任务为依据，对作战双方的兵力编成、作战企图、作战行动过程，以及被试装备体系编成、使用原则、使用流程进行设想和假定，编写作战试验想定，用于指导兵力行动和装备使用。

另外，在作战试验设计中还需考虑试验资源的合理分配以及战场真实环境的构设等方面内容，这些内容可在作战试验流程、作战试验科目和作战想定中进行全面综合分析考虑。

4 作战试验设计方法框架

本文主要针对作战试验设计内容进行初步的方法研究，搭建作战试验设计内容之间的方法框架，说明各个方法的输入、输出以及解决的主要问题。装甲装备作战试验设计方法框架在作战试验设计原理模型的基础上进行了进一步地改进，如图4所示。

图4 武器装备作战试验设计内容

装备作战试验设计方法框架主要针对整个作战试验流程规划设计采用基于BPM业务流程管理的流程设计方法；针对作战试验目标向作战试验评估指标转化采用映射、QFD、树状分析等指标体系设计方法；针对作战试验指标体系集成综合采用基于解释结构模型的设计方法，针对作战试验专项评估和综合评估不同的评估指标类型采用云模型、满意度计算和同类装备对比等评估方法；针对作战问题向作战试验科目转化提出基于试验剖面分析及多级映射的作战试验科目生成方法。这些方法能够有效解决作战试验内容之间的映射转化问题。

5 结论

通过对作战试验逻辑的分析，在此基础上建立了以作战问题为导向的武器装备作战试验设计原理模型。该模型以假设判定作为作战试验原理的基础，即“如果具备某项能力(功能)，那么就能完成某项任务”的基本假设，将作战试验设计分为高层作战层、作战试验层、评估分析层3个层次假设模型，作为作战试验设计的理论基础，并以此为基础确定了武器装备作战试验的设计内容，最后给出了作战试验设计方法框架，对武器装备作战试验设计工作具有指导意义。