反水雷裝備RMSST定量要求論證方法探討

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 陳跟東

1.引言

反水雷裝備要求論證是現代反水雷裝備研制工作的龍頭，是決定新研反水雷裝備能否在當前及未來一段時間內對付各種威脅、滿足軍事需要的關鍵。國內外實踐經驗表明，RMSST是影響反水雷裝備效能、作戰適用性、作戰能力、生存性及壽命周期費用的重要因素，反水雷裝備RMSST水平的高低直接決定了反水雷裝備戰斗力水平發揮的高低，對戰場或戰爭的結果有著重要影響。因此，反水雷裝備RMSST水平的高低與性能水平的高低有同等重要的作用，RMSST要求論證與反水雷裝備性能論證具有同等重要的地位。本文探討了在新一代反水雷裝備研制過程中，要充分考慮其RMSST要求，以反水雷裝備系統實際作戰需求為依據，采用相應的技術方法和工具，對未來反水雷裝備系統戰備完好與任務成功能力進行分析和預測，并在反水雷裝備RMSST需求和反水雷裝備效能、壽命周期費用之間進行權衡，提出科學合理的RMSST要求，對盡可能減少反水雷裝備的壽命周期費用、降低對維修和綜合保障要求，具有舉足輕重的地位。

2.反水雷裝備RMSST之間的關系

反水雷裝備RMSST內涵各有不同，在工程實踐中，反水雷裝備RMSST形成了具有自身特點的專業工程領域。但其追求的最終目標都是提高反水雷裝備戰備完好性水平和降低壽命周期費用。反水雷裝備RMSST要求是在戰備完好性要求和壽命周期費用約束條件下進行權衡。它們之間是相互交融，緊密關聯的。

(1)可靠性、維修性與測試性的關系

一般認為，可靠性、維修性與測試性之間是互補的關系。一個系統或設備不可能永遠正常工作，出現故障是不可避免的。可靠性賦予了反水雷裝備是否容易發生故障的屬性，測試性賦予了反水雷裝備便于確定有無故障和何處發生了故障的特性。維修性賦予了反水雷裝備便于進行預防性維修和修復性維修的特性。

(2)可靠性、維修性與保障性的關系

在確定可靠性、維修性和保障性指標時，應根據戰備完好性指標，采用保障性分析來導出可靠性、維修性和保障性的指標。如先有AO導出Ai，再通過Ai進行MTBF與MTTR的權衡，最后可根據確定的MTBF、MTTR，利用AO導出MLDT，通過反復權衡得出協調的RMS指標。

(3)可靠性與安全性的關系

為了保證達到安全性指標，通常需要采用冗余、容錯、隔離、監控、逃逸等安全性設計技術，這將降低這些裝備或系統的基本可靠性水平。因此，在規定安全性要求時，應進行權衡分析，來協調安全性與可靠性要求。

隨著反水雷裝備系統工程的發展，RMSST有一種綜合化發展的趨勢。其原因是這些屬性之間是相互關聯，互相影響的，它們共同決定了反水雷裝備的戰備完好性，并對反水雷裝備的壽命周期費用產生重要影響。因此，在反水雷裝備系統工程實踐中，特別需要將這些特性綜合在一起考慮，進而完成反水雷裝備系統的設計。

3.反水雷裝備RMSST定量要求論證程序

反水雷裝備RMSST定量要求論證是反水雷裝備要求論證工作中的重要組成部分，主要包括以下幾項關鍵工作：

(1)確定RMSST頂層參數及指標。根據已定義的反水雷裝備戰備完好和任務成功準則以及典型任務剖面，參考相似反水雷裝備RMSST指標，論證分析或計算給出能滿足作戰需要的反水雷裝備系統效能、或系統戰備完好性和任務成功性的定量要求，這些要求是綜合性的使用參數。如果已建立反水雷裝備效能模型，則在確定戰備完好性和任務成功性定量要求過程中，使用效能模型進行權衡[3]。

(2)指標分解和分配，初步確定RMSST目標值。建立能反映RMSST指標要求的反水雷裝備效能模型或反水雷裝備戰備完好性和任務成功性模型。依據這些模型進行反水雷裝備頂綜合參數及指標的分解，并根據相似反水雷裝備RMSST指標、調研數據和反水雷裝備設計要求，從工程合理性的角度，初步確定反水雷裝備的基本可靠性參數、任務可靠性參數、維修性參數、測試性參數、保障系統及其資源參數的成熟期目標值。分解過程中應首先將易于確定的指標確定下來，然后再根據模型推算其他指標，并將它們作為今后RMSST指標權衡和驗證計算的起始值。

(3)RMSST指標間的相互權衡。反水雷裝備RMSST成熟期目標值初步確定后，應進行綜合權衡分析，判斷RMSST目標值的符合性、協調性。權衡分析的內容包括RMSST指標之間的權衡，以及RMSST指標與其他戰術技術性能指標之間的的權衡。

(4)RMSST要求的技術和經濟可行性分析。對立項階段所提的RMSST要求進行技術可行性分析，主要是從RMSST設計分析角度判斷RMSST要求實現的可能性，其判斷的方法可采用RMSST的分配與預計。RMSST要求的經濟可行性分析應結合性能要求、RMSST要求及費用，進行權衡分析。由于立項階段武器系統的詳細方案還沒有形成，RMSST的分配最多到達分系統級，詳細預計難以開展，只能采用與現有類似反水雷裝備對比分析其實現的可能性，然后根據分析結果進行調整并進行權衡。

(5)根據RMSST成熟期目標值確定門限值。RMSST目標值是期望在反水雷裝備部署使用后達到成熟期時實現的，而門限值則是要求反水雷裝備在設計定型時達到的RMSST水平，必須經過實際驗證考核。因此，在反水雷裝備目標值確定的前提下，應考慮反水雷裝備的研制規律和可靠性維修性可能的增長潛力，科學合理的確定門限值，以確保門限值經過一個可靠性維修性增長過程能最終達到目標值。

4.反水雷裝備RMSST參數選擇原則

在反水雷裝備RMSST定量要求論證過程中，RMSST參數選取應遵循以下基本原則。

4.1 充分性原則

(1)覆蓋整個裝備系統，含主裝備、系統、設備、保障資源等；

(2)體現反水雷裝備類型和使用特點，如一次性使用或重復使用、可修復和不修復、戰時和平時等；

(3)覆蓋壽命剖面和任務剖面各階段，如儲存、停放、準備、待命、執行任務、機動、戰斗、維修、保養等階段；

(4)覆蓋裝備壽命周期的需求，如論證、研制、使用等；

(5)體現提高戰備完好性和任務成功性，減少維修人力和保障費用的需求；

(6)體現反水雷裝備RMSST的綜合性與相關性特點，即可靠性應考慮基本可靠性與任務可靠性要求，維修性應考慮維護保養、預防和修復性維修的要求，保障性應考慮戰備完好性和任務成功性、與反水雷裝備保障有關的設計特性和計劃的保障資源的要求。

4.2 必要性原則

在滿足充分性要求的基礎上，剔除冗余和具有相關性的參數，盡量選擇常用的RMSST參數。

(1)非相關性。在論證工作同一階段中選用的參數不應存在相互關聯，或互相可轉換。這里的相關性針對的是同一層次參數，對于頂層參數與下層次參數之間的關系不受非相關性要求的約束。在RMSST參數基本集中，存在頂層參數與下層次參數之間的分解問題，如使用可用度AO可分解為平均故障間隔時間MTBF、平均修復時間MTTR、平均預防維修時間、平均延誤時間。在確定參數指標時應防止出現矛盾。

(2)包容性。在論證工作不同階段選用的參數，后一階段的參數應包容前一個階段參數所描述的特征，后一階段的相關參數可由前一階段參數導出或與前一階段參數相同。

(3)工程性。選擇使用符合工程習慣的、效率高的的參數。

4.3 可論證性原則

對于選定的參數，在論證的不同階段其指標應可以通過某種方法和技術進行分析，至少應有可供參考的基礎數據，否則無法量化。指標的確定方法有很多種，可根據實際需要和技術可能性選擇。有些指標是通過計算和仿真方法得出的，如可靠性指標；有些指標是通過分析方法提出的；有些指標則是通過試驗方法確定的。不論采用什么方法，指標的論證都必須遵循下列原則：(1)要滿足未來作戰使用的需要；(2)要立足于采用現有技術和成熟的研究成果；(3)原則上應不低于已有同類武器裝備或配套使用武器裝備的指標；(4)經過一定的努力能夠達到；(5)便于控制、檢測和考核。

4.4 可設計性原則

所選用的使用參數盡可能轉換成合同參數，以便承制方進行RMSST設計。對于選定的用于研制合同的RMSST參數都應當是可以設計的。

4.5 可驗證性原則

可驗證性是指所選參數指標應在裝備研制階段或使用階段，可以通過某種方法和手段進行驗證和考核。如果提出的參數指標沒法驗證與考核，那么所提的參數指標也沒有任何意義。因此，確定參數指標時應該明確驗證的方法和驗證的時機。對RMSST定量要求進行驗證考核的方法主要有試驗驗證、仿真驗證、演示驗證、分析驗證等，有些還需采用工程計算法給出結論。由于裝備系統在定型時要做大量的試驗，因此，RMSST參數指標的驗證應當結合性能試驗進行，并規定不同試驗中收集所需信息的要求。

5.反水雷裝備RMSST指標確定方法

國內外在確定反水雷裝備RMSST指標時，從早期采用的類比分析法和后來的計算分析法，發展到現在采用的仿真分析法，方法和手段在逐步改進和多樣化。

5.1 類比分析方法

主要通過對國內外相似反水雷裝備RMSST指標進行比較分析，考慮新研反水雷裝備的復雜性和成熟性，對RMSST指標進行專家評判或簡單的加減，確定新研裝備的RMSST指標。在過去缺乏基礎數據和方法的情況下，經常采用此方法。

5.2 計算分析方法

主要利用相似反水雷裝備的RMSST基礎數據，建立可靠性、維修性模型，通過計算和圖表的統計分析，分別確定RMSST指標。這種方法針對性較強，更便于對參數的分解和指標的分配，是目前常用的方法。

計算分析方法在實際使用過程中存在的問題是，難以與作戰需求、保障資源和費用等因素相結合，不能有效的確定系統效能、戰備完好性和任務成功性等頂層指標，不能有效的對RMSST指標進行綜合權衡和系統優化。

5.3 仿真分析方法

隨著反水雷裝備系統的日益復雜，RMSST要求的論證必須與反水雷裝備系統效能評估相聯系，必須綜合分析反水雷裝備作戰使用方案、維修保障方案、以及人力、備件等保障資源對戰備完好性、任務持續能力的影響，需要分析計算反水雷裝備系統采辦過程的壽命周期費用，并對各類備選方案進行綜合權衡。因此RMSST要求的論證過程必然是一個考慮大量可變因素影響、需要反復迭代的復雜邏輯分析與計算過程，原有的常規解析手段，已經無法完成這些復雜分析工作，難以完成細節分析和達到對精度的要求。仿真技術和手段被大量引入裝備RMSST要求論證工作中。

運用仿真分析方法進行裝備RMSST要求論證，就是根據裝備系統作戰使用需求，將裝備RMSST與作戰使用性能相結合，建立系統效能或作戰效能的仿真模型，按照作戰使用時序進行仿真試驗，通過不斷權衡優化，確定新研反水雷裝備RMSST頂層指標。仿真分析方法支持反水雷裝備在作戰效能和費用約束條件下的RMSST指標優化權衡分析，支持多方案的擇優選取，可實現反水雷裝備效能－費用的優化權衡。

6.結束語

以上提出的反水雷裝備RMSST定量要求論證程序和方法，都是從任務需求出發，結合相似反水雷裝備的RMSST水平，考慮技術和經濟的可行性，確定反水雷裝備RMSST的頂層參數和指標，通過分析權衡和轉換，最終轉化為可設計、可驗證的反水雷裝備RMSST底層指標。但是，在反水雷裝備RMSST實際論證工作中還存在很多問題。如何把軍事需求轉化為反水雷裝備RMSST設計要求，以及反水雷裝備使用方案確定后，如何進行RMSST權衡分析等，這些問題還需要進一步深入研究解決。

[1]GJB1909A.裝備可靠性維修性保障性要求論證[S].中華人民共和國國家軍用標準.

[2]美空軍指示AFI 10-602,確定任務能力與保障性要求[M].2005,3.

[3]王自力.可靠性維修性保障性要求論證[M].北京:國防工業出版社,2011,4.

[4]彭立影,賈希勝,王立欣.戰術導彈武器裝備RMS論證參數體系研究[J].戰術導彈技術,2011(1):22-25.