盛 晟,康文迪,2,周中良,赵亮亮,姚靖文
(1.空军工程大学装备管理与无人机工程学院,西安 710051;2.解放军95960 部队,西安 710089;3.空军工程大学航空机务士官学校,河南 信阳 464000)
有关装备适用性的公开资料,最早可见于美军20 世纪50 年代关于F-86F 战斗机、RB-57A 侦察机等的作战适用性试验报告[1-3]。经过几十年的发展,作战适用性已经成为美军装备试验鉴定领域内的有机组成部分。美国国防部作战试验鉴定局长Bobert F.Behler 在2019 年向美国众议院军事委员提交的一份关于空中战术机动项目(Tactical Air and Mobility Programs)试验现状的报告中,共包含6 个方面内容,第1 个是关于F-35 初始作战试验鉴定(IOT&E)的,其中就提及了F-35 仍在持续开展作战适用性(Operational Suitability,OS)试验[4]。
我国于20 世纪50 年代设立国家临时鉴定验收委员会,标志着我军定型工作以及试验鉴定工作正式开始。然而,我军关于装备适用性的表述始终不够成熟规范,至今甚至都没有完全实现称谓的统一。1986 年颁发的《军工产品定型工作条例》和2005 年颁发的《军工产品定型工作规定》[5-6],对于部队试验目的的表述都是军工产品的“作战使用性能”和“部队适用性”,以区别于基地试验重点关注的“战术技术指标”。而1992 年版的军用标准《军工产品定型工作程序和要求》[7]中在表述上则稍有区别,明确部队试验目的是军工产品的“战术使用性能”,以区别于基地试验的“战术技术性能”。到了2007 年版的军用标准《军工产品定型工作程序和要求》[8],对部队试验的要求则是主要考核“作战使用性能和部队适应性”,以区别于基地试验的“战术技术指标”,修订后基本与顶层法规保持了一致。2007年同步颁发的军用标准还有《军工产品定型部队试验试用大纲通用要求》《军工产品定型部队试验试用报告通用要求》[9-10],前者在“术语”部分,将部队适用性(术语对应的英文为Operational Suitability)表述为“装备在实际使用环境条件下满足部队训练和作战使用要求的程度”,后者则将部队适用性分解为可用性、可靠性、维修性、保障性、兼容性、机动性、安全性、人机工程、生存性等指标,这一定义和指标分解,标志着我军在装备适用性的规范化方面更进了一步。2007 年起,尽管在顶层法规、军用标准层面已形成统一规范,但通过各类学术出版物以及不同场合的业内相关会议看,部队适用性/适应性的称谓并没有深得广泛认同,人们更普遍使用的反而是作战适用性。近几年,业内关于装备适用性概念的认知和表述又发生了新的变化,虽然取消了认同度较低的部队适用性,采用了认同度较高的作战适用性,但除作战适用性外又引入了新的适用性称谓。可以说,我军装备试验鉴定领域的装备适用性,离规范化仍然还很远。本文采用装备适用性这一称谓,也是因为没有较为规范统一且认同度高的称谓,而并不是为了立一个新的称谓。
另外,国内关于装备适用性的研究在数量上偏少,这可能也是我军装备适用性发展较慢的表现之一。为开展本文研究工作,在中国知网做过试验,分别以作战适用性、部队适用性、部队适应性等词为主题词进行检索,能检索出的文献总数只有寥寥数十篇,而如果以作战效能为主题词进行检索,则总数可达数千篇,即使只以作战效能为篇名词进行检索,总数也在一千以上。
综上因素,本文对装备适用性进行概念辨识,旨在建立更为科学合理的装备适用性概念框架。
鉴于美军装备适用性的概念较为成熟,且称谓统一,即作战适用性(Operational Suitability,OS),其相关内容在美军各层级的法规文件(包括条令、条例、指示、手册等)中都有十分清晰且较统一的描述,故主要针对国内的文献进行检索。
主要采用的文献检索条件有2 个:1)在标题中检索“适用性and(评估or 评价or 鉴定)”,重点选取其中与装备试验鉴定相关的文献;2)在标题中检索“试验”,且在关键词中检索“适用性”,同样地,重点选取其中与装备试验鉴定相关的文献。
针对检索出的文献,主要关注点有3 个:1)关于适用性的称谓;2)关于适用性概念的描述;3)关于适用性指标体系及构建方法的描述。
最后,关于我军装备试验鉴定领域的法规、标准、指导性文件等,本文均有参考,但只列出其中已公开的相关研究成果。至于其中未公开的内容,本文也并不完全赞同其中的表述,本文试图阐述一种更为科学合理的装备适用性框架。
通过对检索出的文献进行梳理,关于装备适用性的称谓,主要有以下6 种:
第1 种与美军的称谓保持一致,即作战适用性。这一称谓最为普遍和主流,文献[11-28]等都采用这一称谓。
第2 种为使用适用性,见于文献[29-30]等,其中的称谓实际与作战适用性是一致的,所对应的英文词组同样是operational suitability,只不过在翻译时将operational 译为使用。
第3 种为部队适用性或部队适应性,见于军工产品定型程序中部队试验、部队试用相关的法规标准[5-6,8-10],这一称谓对应的英文词组同样也是operational suitability,实际也与作战适用性是一致的。
第4 种直接称为适用性,以与效能、性能相区别。如文献[31]中称适用性,以与效能加以区别,并与效能共同组成装备能力;文献[32]中称适用性,以与效能、性能相区别,并共同组成装备能力。
第5 种为最新出现的称谓,以作战适用性、体系适用性和在役适用性“三性”为一体同时出现[33-34],虽然少见于公开出版的文献,但在业内已有一定程度的共识,并将之与作战效能共同称为“一能三性”。
第6 种主要是一些不太严谨的、较混乱的称谓,如环境适用性[35](实际应称作环境适应性)、作战环境适用性和自然环境适用性[36](实际应分别称作作战环境适应性、自然环境适应性)、××作战适用性[37](实际表示的是装备能否用于××作战)。
乍看上去,业内对装备适用性的称谓较为统一,与美军成熟且统一的称谓相一致,即作战适用性。但是,新出现的“三性”正在构建新的局面,有逐步取而代之成为主流的趋势。
一个有趣的现象是,即使法规标准中对相关术语作了规范,如将operational suitability 译为使用适用性,以及部队试验、部队试用中将operational suitability 译为部队适用性/适应性,甚至部分具有广泛影响力的学术著作,如文献[30]等在编著时可能是遵照了法规标准,但在更为广泛的学术传播过程中,人们依旧普遍使用作战适用性,并且作战适用性还成为了新出现的“三性”之一。造成这一现象的主要原因可能是作战效能这个称谓的深入人心,而作战效能对应的英文是operational effectiveness,因此,人们更加认同将operational suitability 译为作战适用性,作战适用性这个称谓更为合理,因而让人更具认同感。
至于“三性”,能否形成广泛共识,还有待在新的试验鉴定实践中、在广泛的学术传播中检验。
综述区分3 种情况:一是直接引用给出美军关于作战适用性的定义,以便后续分析使用;二是大部分文献不是专门针对适用性的概念展开辨识,这些文献在给出定义和解读概念时并不十分考究,但其关于适用性概念的理解则可由其构建的指标体系侧面反映出来,因此,主要对其构建的指标体系进行讨论;三是对少数几篇在适用性概念表述或研究方面具有一定独创性的文献进行论述。
1.3.1 美军关于作战适用性的定义
美军关于术语的定义是比较严谨的,不论是国防部层面还是各军种层面,所给出的定义在版本上都几乎一致。从诸多美军相关法规文件看[38-42],包括已被取代使用的文件,美军关于作战适用性的定义是基本类似的:“在考虑可用性、兼容性、运输性、互操作性、可靠性、战时使用率、维修性、安全性、人因、人力资源保障性、自然环境效应和影响、后勤资源保障性,以及文件、训练要求等因素的情况下,系统能够令人满意地投入并维持作战使用的程度”。
1.3.2 国内装备适用性的概念及指标体系分析
不少文献[15,18-19,27,30]在研究装备适用性问题时,采用的是类似美军定义的思维,即将装备适用性分解为若干方面。如:文献[15]分解为“可靠性、保障性、维修性、兼容性、人机工程、环境适应性、运输性、电磁兼容性”;文献[27]分解为“可靠性、维修性、可用性、后勤保障性、兼容性、相互适应性、训练要求、可运输性、安全性、人力保障、战时利用率、毁伤效果、文件资料、人机工程”;文献[30]分解为“六性”即“可靠性、维修性、保障性、测试性、环境适应性、电磁兼容性”。
有些文献[12-13,20,22,24,26,28,31,43]为了使装备适用性的分解更具逻辑关联性,建立了具有一定层次结构的装备适用性指标体系。如:文献[13]将装备适用性概括为“作战环境适用性、作战使用适用性、五性”,其中五性指可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性;可能是受文献[43]的影响,文献[20,22]将安全性、可靠性、人机交互性归纳为“作战使用适用性”,将火力环境适用性、自然环境适用性、电磁环境适用性、运输环境适用性归纳为“作战环境适用性”,将使用保障性、维修保障性、作战保障资源归纳为“作战保障适用性”。
文献[13,25]采用了从作战阶段/流程的角度,对装备在作战中的适用性情况进行分段描述方法。这是一种很好解读装备适用性的思路,但可惜的是文献中没有进一步对装备适用性概念进行规范化的/范式构建。
文献[33-34]采用了“三性”的描述方法,将装备的适用性分为作战适用性、体系适用性、在役适用性。文献[33]将作战适用性分解为可靠性、维修性、测试性等,将体系适用性分解为体系贡献率、体系融合度等,将在役适用性分解为质量稳定性、服役期经济性等;文献[34]则将作战适用性分解为环境适用性(包括自然天候环境、战场地形环境、电磁对抗环境等)、人机适用性(包括系统设备操作方便性、软硬件界面交互性、人员作业环境安全舒适性、维修过程方便性等)、保障适用性(包括战斗保障、后勤保障、装备保障等的适用性),将体系适用性分解为不同体系规模协同作战的适用性(如步、坦、炮、防空体系协同,陆、空体系协同等),将在役适用性分解为部队适用性、质量稳定性、装备经济性、装备适编性、装备适配性。
1.3.3 部分关于装备适用性概念的独创性研究
文献[12,23]针对装备适用性的概念具有一定的独创性研究。如:两篇文献都认为装备适用性应该比目前更“开放”,文献[12]认为“作战适用性是一个顶层、系统、开放的概念,可以包含更多的要素”,文献[23]认为“国内对作战适用性基本都理解为一种满足作战使用程度的度量,只是考虑的影响因素有所差别,但仍缺乏开放性,无法应对不断涌现的新问题”,对于这一点,本文也非常认同,但如何描述装备适用性的概念才能使之更具开放性,两篇文献并没有给出很好的解决方案。两篇文献都认为“对于不同的装备系统及其任务需求,作战适用性包含不同的特性,以反映其重点关注的问题”,都是具体任务具体分析的思路,但未对其中包含的共性框架进行提炼和构建。另外,文献[23]提出了一种基于顾客满意度的方法,对作战适用性进行了评价,其中在指标构建方面,强调指标的可感知性,通过建立各类指标(六性、互联互通、电磁兼容、运输部署、时效性、经济性等)与各类人员之间的可感知映射关系,最终通过各类人员感知的满意度来给出评价结论。
部分研究如文献[12,23]已经认识到,当前人们建立起的装备适用性的概念和指标体系是存在不足的。即使美军把“可用性、兼容性、运输性、互操作性、可靠性、战时使用率、维修性、安全性、人因、人力资源保障性、自然环境效应和影响、后勤资源保障性,以及文件、训练要求等”如此多的要素都装入了适用性的“框子”,但在不断的发展变化中,总会出现新的属于适用性范畴的要素(很明显美军的定义中并没有出现测试性)。因此,文献[12,23]认为装备适用性的概念应该更具“开放性”。
然而,如何建立一个更具开放性的装备适用性概念?按照美军的路子或大部分文献所采用的方法直接对装备适用性进行分解,是行不通的,这样会使装备适用性的概念看上去永无边界,只要定义明确就总会漏掉什么。因此,需要变换思路、变换维度,寻求建立更为合理的装备适用性概念描述框架。文献[13,25]给出了一种区分作战任务阶段对装备适用性进行描述的方法,但与文献[12,23]类似,都还是一种具体问题具体分析的方法,没有进一步建立范式、形成规范化的描述框架。
另外,通过文献梳理可以发现,凡是涉及作战适用性,人们不自觉地会将之与作战试验关联起来。显然,这样的关联是片面的,装备适用性的许多要素,如可靠性、维修性、兼容性等,即使在研制试验/科研试验/设计定型试验/性能试验中,或在装备服役后/使用与维护阶段,也是十分重要的考核因素,它们都贯穿了装备的全寿命,并不只限于作战试验。
开放性原则。讨论装备的适用性,不应再遵循类似美军的纯粹分解式的定义方法,需要变换思路或角度,否则会陷入无论如何分解都不能涵盖周全、随时需要对分解结果进行更新的怪圈,须要建立一种开放的范式,形成规范性的装备适用性概念描述框架。
全寿命原则。讨论装备的适用性,不应直接就先置于“作战试验”之下,作战适用性是作战试验的重点,但不能局限于作战试验之中来讨论作战适用性,并不是只在作战试验的事件/活动中才需要考虑作战适用性。
为建立装备适用性概念的范式,有必要重新认识装备适用性,有必要对“为什么需要考察装备适用性?”“装备适用性从哪里来/因何而产生?”的问题进行阐释。
2.2.1 为什么需要考察装备适用性
结论1:讨论装备的适用性,必然是因为装备和其外界发生了交互。
如果装备不与外界发生交互,装备是孤立存在的,则不需要考虑装备是否适用。“事物是普遍联系的”这一真理告诉我们,装备是不可能孤立存在的,也必然会与外界发生交互,因此,不可忽视装备的适用性。
推论1:装备适用性,既要描述装备和“看得见”的外界交互情况,也要描述装备和“看不见”的外界交互情况。
能够与装备发生交互的“外界”,既包括人员、环境、其他装/设备等这样“看得见”的有形的外界,也包括作战使用模式、维护保障模式、组织架构、运行机制等“看不见”的无形的外界。
2.2.2 装备适用性从哪里来/因何而产生
结论2:讨论装备的适用性,装备和外界之所以会发生交互,必然是因为装备参与了某个/些活动(如:作战使用、维护保障、试验考核等活动)。
装备一定会与外界发生各种各样的交互,而这些交互并不是凭空产生的,而是来自于装备所要参与/经历的各类活动。装备所参与/经历的活动,决定了装备会与什么样的外界发生交互,决定了装备会与外界发生什么样的交互。
推论2:装备的适用性,既要从活动结果角度描述装备的交互情况,也要从活动过程角度描述装备的交互情况。
凡是活动,都有过程和结果。装备与外界之间的各类交互,因为装备所参与/经历的活动,而前后串接、相互关联地表现为交互过程,也交织累积、综合作用地呈现出交互结果。
2.2.3 描述装备适用性的二维框架
通过以上分析,可以建立起描述装备适用性概念的二维框架,如图1 所示。
图1 描述装备适用性的二维框架
从装备交互对象的维度,可将装备适用性区分为装备与有形的对象、无形的对象发生交互;从装备交互活动的维度,可将装备适用性区分为装备在活动过程中发生的交互情况、装备在活动结束后产生的综合性的交互结果。
根据上述二维描述框架,可得到描述装备适用性的具体方法,如图2 所示。
图2 基于二维描述框架的装备适用性描述方法
假设装备所要参与/经历的活动起始于T0时刻、终止于T1时刻。可对装备适用情况按时间分解成具体剖面,剖面分解在整个[T0,T1]时间内区分两类情况:一是装备与有形对象交互的适用情况剖面分解,二是装备与无形对象交互的适用情况剖面分解。剖面分解后,通常会出现在同一时刻,既包含装备与有形对象交互的适用情况剖面,也包含装备与无形对象交互的适用情况剖面。
最后,在活动终止后,还应对综合性的交互结果作出描述。需要注意的是,与剖面分解不同,剖分分解可直接描述出具体的装备适用情况,而交互结果只是一种综合性的可直观描述的交互结果,并不是装备适用性结论的描述。最终的装备适用性结论需要综合交互过程中的适用情况、综合性的交互结果,经科学地评估/鉴定后给出。
2.3.1 关于装备适用性称谓的说明
本文只是暂以“装备适用性”为称谓。装备适用性这一称谓,只是本文为便于讨论临时组合的,是限于当前我军关于装备适用性的称谓不统一且缺乏认同度高的称谓,本文并不是为了另立一个新的称谓。
从认可度看,“作战适用性”一词的认可度最高,但如文献[33-34]所述的“作战适用性、体系适用性、在役适用性”,又可能因为法规政策层面的原因而需要长期使用。因此,本文暂以“装备适用性”为名。
如果未来主流使用“作战适用性”作为有关装备的适用性的唯一称谓,则本文所述“装备适用性”即等价于“作战适用性”。
如果未来主流使用“作战适用性、体系适用性、在役适用性”作为有关装备的适用性的称谓,则本文所述“装备适用性”即等价于“作战适用性、体系适用性、在役适用性”。
2.3.2 关于装备适用性定义的说明
装备适用性定义:是指装备在全寿命各类活动中与外界发生交互时能否适应以及适应的程度。理解这一定义至少需要把握两个要素:
一是与外界发生交互时能否适应以及适应的程度。而能与装备发生交互的外界,既包括人员、环境、其他装/设备等这样“看得见”的有形的外界,也包括作战使用模式、维护保障模式、组织架构、运行机制等“看不见”的无形的外界。
二是装备是因为经历其全寿命中的特定活动而产生与外界的交互。这一要素既包含对活动中交互过程的适用要求,也包含对活动后交互结果的适用要求。
另外,本文将装备适用性表述为“能否适应,以及适应的程度”,而不是美军的以及各类文献普遍采用的“令人满意的程度”。本文认为“令人满意的程度”这一表述会因为过于宽泛而显得不够严谨,性能、效能同样也是在描述一种装备令人满意的程度。
2.4.1 装备适用性概念描述框架的开放性分析
本文所构建的装备适用性概念描述框架,与普遍采用的类似美军的“分解式”方法不同,“分解式”方法不论对装备适用性怎么分解,都始终不能保证所给出的装备适用性概念已涵盖周全,例如此前讨论过的美军关于作战适用性的概念显然地没有讨论测试性。但本框架则具有较好的开放性、包容性。
无论是美军提及的“可用性、兼容性、运输性、互操作性、可靠性、战时使用率、维修性、安全性、人因、人力资源保障性、自然环境效应和影响、后勤资源保障性,以及文件、训练要求等因素”,还是我军提及的各式各样、纷繁复杂的要素,如“测试性”“火力环境适应性”“体系贡献率”“体系融合度”“质量稳定性”“服役期经济性”“装备适编性”“装备适配性”等,本框架都可以涵盖周全。
属于装备全寿命各类活动过程中与有形对象交互的有:可用性、兼容性、运输性、互操作性、可靠性、维修性、测试性、安全性、人因、人力资源保障性、自然环境效应和影响、后勤资源保障性、火力环境适应性、体系贡献率、体系融合度等。
属于装备全寿命各类活动过程中与无形对象交互的有:文件、训练要求、装备适编性、装备适配性等。
属于装备全寿命各类活动交互结果的有:可靠性、质量稳定性、战时使用率、服役期经济性等。
另外,即使面向具体装备对象进行非常独特的适用性分析,本框架也可涵盖周全。如文献[34]所提及的自然天候环境适应性、战场地形环境适应性、电磁对抗环境适应性、系统设备操作方便性、软硬件界面交互性、人员作业环境安全舒适性、维修过程方便性等,均属于对与有形对象的交互过程描述;战斗保障适用性、后勤保障适用性、装备保障适用性,步、坦、炮、防空体系协同适用性,陆、空体系协同适用性,既有与有形对象交互过程的描述,也有与无形对象交互过程的描述。
最后,类似可靠性等,需要注意的是,在本框架下,既要在交互过程中描述可靠性,也要在交互结果中描述可靠性。由于计算可靠性各类参数的基本要素是故障发生数及时间,是对整个交互活动的结果统计,显然地要在交互结果中描述。然而,交互过程中的可靠性描述也很重要,因为装备发生故障可能不仅仅只有“内因”,还可能存在“外因”,将交互过程中与故障发生相关的交互情况描述清楚,对于分析可靠性统计结果产生的原因、机理等非常重要。
2.4.2 装备适用性概念描述框架的有界性分析
本框架所描述的装备适用性,指装备在全寿命各类活动中与外界发生交互时能否适应以及适应的程度,这一描述是有边界的、边界清晰的。
本框架所描述的装备适用性概念,可以清晰地与性能、效能等概念相区分。性能侧重于描述装备的技术能力,效能侧重于描述装备的战术/作战能力,而适用性描述的是装备与外界交互的适应能力。
本文对装备适用性这一目前在我军还不太规范统一的概念进行了较深入的研究,研究中为确保逻辑清晰、脉络完整,对相关文献进行了较为全面的分析梳理;为确保论述科学合理,也在建立装备适用性概念描述框架、阐述装备适用性基本定义时进行了反复推敲,并在一定范围内进行了试讲和研讨,以及在相关试验鉴定实践中开展了尝试性的应用。