裝備作戰試驗設計與評估基本理論研究

羅小明，何 榕，朱延雷

(1．裝備學院航天指揮系，北京101416;2．裝備學院研究生管理大隊，北京101416)

新軍事變革的不斷加速推進，特別是以信息技術為主要標志的高新技術的迅猛發展，并不斷催生出新的戰斗力，對裝備體系建設提出了更高、更新的要求。創新裝備試驗鑒定方法，開展裝備作戰試驗，確保裝備在部隊“好用、管用、耐用、實用”，提高裝備作戰性能和體系效能，是貫徹新形勢下強軍目標和實現靶場轉型發展的重要舉措。為了提高裝備作戰試驗的科學性，需要確定正確的研究思路和合理的方法框架。裝備作戰試驗基本理論目前主要還是“舶來品”，多見于美軍的文獻或資料，主體上具有鮮明的西方特色。經過多年的實踐探索，美軍已構建了一套科學、完整、有效的裝備作戰試驗組織管理體系、法規標準體系、技術手段體系和人才隊伍體系，裝備作戰試驗已貫穿于其全壽命周期的各個階段。而我國裝備作戰試驗尚處在研究和發展階段，理論研究成果還不完善，工程實踐也十分有限。因此，秉承理論先行、實踐探索、理論與實踐相結合的原則，積極借鑒、大膽創新，努力構建裝備作戰試驗理論體系，已勢在必行。

1 裝備作戰試驗的基本概念

1．1 試驗

試驗是指為了察看某事的結果或某物的性能而從事的某種活動［1］。其中:“為了”主要指試驗的組織實施和數據的獲取;“察看”主要指試驗方法、試驗鑒定或評估;“發生了什么變化”主要指試驗的結果(效果)、性能(效能)、價值和風險等。

試驗具有很強的目的性，即做某事，然后察看發生了什么變化，它強調考核某事的結果或某物的性能是否滿足要求。

1．2 裝備試驗

裝備試驗是指為滿足裝備科研、生產、使用需要，按照規定的程序和條件，對裝備進行驗證、檢驗、考核的活動。它包括對裝備的技術方案、關鍵技術、性能和使用效果等的試驗［2］。其中:“規定的程序和條件”涉及試驗是否設置實際的戰場環境，是否和配裝部隊使用結合起來，是否按照實際的作戰流程和任務剖面要求來組織實施等環境條件、方法手段。

裝備試驗的目的是為了獲取相關數據，對被試驗裝備提出準確的試驗結果，作出正確的試驗結論，為裝備的定型工作、部隊使用、承研承制單位驗證設計思想和檢驗生產提供科學依據［3］。

1．3 裝備作戰試驗

相關文獻［4］13-16，［5］8-10，［6-8］從不同角度對裝備作戰試驗的概念進行了界定。筆者認為:裝備作戰試驗是指為獲取與裝備作戰適用性、作戰效能、體系貢獻度等相關的數據，將裝備置于接近真實的戰場環境中，并與部隊使用結合起來，按照實際的作戰流程和任務剖面要求而進行的活動。其中:“任務剖面”是指裝備在規定任務時間內所經歷的事件或環境的時序描述。通常，裝備需要執行多項任務，因而其任務剖面可能有多個?？梢?作戰試驗具有“實兵、實裝、實情”(“三實”)相結合的特點，主要目的是考核裝備的作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度。

2 裝備作戰試驗框架設計與關鍵問題

基于對裝備作戰試驗的目標定位、主要內容、基本方法、組織實施和綜合評估等基本理論問題的系統研究，構建如圖1所示的裝備作戰試驗設計與評估總體框架，主要回答裝備作戰試驗“為什么試”、“試什么”、“怎么試”、“如何組織試”、“試驗結果怎么評”等問題［8］。

2．1 目標定位

圖1 裝備作戰試驗設計與評估總體框架

軍事競爭本質上是打贏能力的競爭。戰場打不贏，一切等于零。靶場是檢驗裝備戰斗力的第一戰場，設計裝備就是設計未來戰爭。因此，裝備作戰試驗的總體目標可歸結為“仗怎么打，試驗就怎么開展;試驗怎么開展，仗就怎么打”。具體表現如下。

2．1．1 考核裝備的作戰適用性、作戰效能與體系貢獻度

“察看發生了什么變化”是試驗的第一要務。試驗如果僅僅關注裝備是否滿足關鍵性能參數與性能指標要求，其試驗結果既不能說明裝備在遂行作戰行動任務能力方面的提升，也不能說明裝備在作戰環境中能達到預期作戰能力。作戰試驗是在接近真實的環境條件下，對裝備如何提升遂行作戰行動任務的能力進行真實、客觀的評估，考核裝備的作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度，既鑒定裝備戰術技術性能和作戰使用性能，也評估裝備對完成系統(單元)任務與體系任務的貢獻度。

2．1．2 強調真實的作戰威脅和環境條件

作戰活動的基本特征之一就是作戰體系之間的激烈對抗。裝備作戰試驗的目的不是測試裝備在“標準”環境下的性能是否達到設計要求，而是考核裝備在“實戰”環境下能夠發揮多大的效能或對作戰體系產生多大的影響，涌現效應如何，也就是對裝備實際作戰能力的再現或揭示。作戰試驗必須針對配裝部隊所要面對的真實威脅和環境條件開展。另外，作戰試驗還可以發現裝備在關鍵性能方面存在的問題或缺陷，使其在部署前得到糾正，并進一步完善裝備性能、優化裝備體系結構。裝備是否“好用、管用、耐用、實用”，戰場說了算。

2．1．3 提升靶場基于信息系統的體系試驗能力

靶場基于信息系統的體系試驗能力建設的根本目標在于檢驗裝備的打仗能力，提升部隊聯合作戰和打贏能力。因此，靶場作戰試驗條件建設必須以聯合作戰任務為牽引、以實戰環境為背景、以提高裝備戰斗力為根本，按照“試如戰、試為戰、試戰結合、試戰一體”的標準和要求，建設集科研試驗、訓練演練、戰法研究檢驗、部隊使用、作戰支援保障、綜合評定(“試”、“訓”、“研”、“用”、“?！?、“評”)于一體的多功能綜合性靶場［5］93-133，實現裝備作戰試驗與未來戰爭的“零距離”。

2．1．4 創新裝備作戰試驗理論與技術

與強敵相比，我軍不僅在軍事技術上處于劣勢，在裝備作戰試驗理論與實踐上也同樣存在差距。要想在裝備作戰試驗上有所突破，做到“劍不如人，劍法高于人”，就必須勇于打破傳統的思維定式，大膽借鑒外軍先進的試驗理論與技術，提高創新研究的起點和層次，遵循“緊貼實戰背景統試、堅持實戰標準組試、積極創新模式強試、科學量化評估促試”的試驗理念，積極探索裝備作戰試驗行之有效的方法。

2．2 主要內容

2．2．1 作戰適用性試驗

作戰適用性是指以特定作戰行動任務為背景，按照實際的作戰流程和任務剖面，針對可靠性、保障性、可用性、兼容性和可維護性等指標，裝備投入實戰使用并保持可用的程度。

作戰適用性是衡量裝備能否打仗的重要指標，包括作戰使用適用性(使用是否安全、可靠、具有良好的人機結合性能)、作戰環境適用性(作戰環境條件下有效工作的能力如何)、作戰保障適用性(搶救搶修、維護保養和彈藥、物資器材供應的能力如何)。其試驗內容(項目)如圖 2 所示［4］131-190，［5］93-113，［6］。

圖2 裝備作戰適用性試驗內容(項目)

2．2．2 作戰效能試驗

作戰效能(又稱兵力效能)是指在規定條件下，運用裝備的作戰兵力執行作戰行動任務所能達到預期目標的有效程度(作戰任務完成程度)，即在裝備支持下，作戰兵力執行作戰行動任務所能取得的戰果(作戰效果)［9］11-13。這里，執行作戰行動任務應覆蓋裝備在實際作戰中可能遂行的各種作戰行動和可能承擔的各種作戰任務。

裝備作戰效能試驗主要包括信息系統支持效能試驗、指揮控制效能試驗、戰場機動效能試驗、綜合防護效能試驗和火力打擊效能試驗，每項又分為基礎試驗和綜合試驗 2 類，如圖 3 所示［5］76-79，［10-11］。

2．2．3 體系貢獻度試驗

體系是能夠得到進一步涌現性質的關聯或聯結的獨立系統的集合［12］。涌現是體系的基本特征。信息化戰爭形態的戰斗力系統是一個復雜適應系統(Complex Adaptive System，CAS)，是由實體要素(人、武器裝備、體制編制)、滲透性要素(信息)、關系要素(適應性)(可形象地稱其為“3+1+1”)生成和演化的過程［13］。基于CAS的體系作戰觀認為:適應性是體系得以涌現的基礎和推動力;適應性增強意味著體系結構和體系能力的增強;體系對抗本質上是體系適應能力的對抗。

體系貢獻度是指被試裝備加入到作戰體系(直接任務作戰體系、聯合作戰體系)后，所形成的體系作戰能力以及使體系作戰能力在原有基礎上的變化程度(對己方體系作戰能力的提升程度和對敵方體系作戰能力的削弱程度)，包括體系內部貢獻度(體系內作戰適應能力)和體系外部貢獻度(體系外作戰適應能力)。體系內部貢獻度是指體系各組分系統之間的影響作用或涌現效應(演化);體系外部貢獻度是指體系對聯合作戰能力(效能)的影響作用或涌現效應(演化)。作戰效能和體系貢獻度是衡量裝備能否完成特定作戰行動任務、能否打勝仗的重要指標。其試驗分為基礎試驗和綜合試驗2類，主要的試驗內容(項目)如圖4所示。

2．3 基本方法

裝備作戰試驗方法是進行裝備作戰試驗活動所采用的形式和手段，是將裝備置于接近真實的戰場環境中，結合部隊使用，按照實際的作戰流程和任務剖面要求，通過一定的科學儀器、設施、手段、程序，有計劃、有步驟地人為改變、控制或模擬作戰現象、事件、過程及其環境條件，來考核裝備作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度的一種方法。簡言之，就是通過有目的、有控制地影響作戰現象、事件、過程及其環境條件來研究裝備作戰性能的方法。

圖3 裝備作戰效能試驗內容(項目)

裝備作戰試驗方法主要有全數字仿真、硬件在回路仿真、實裝動態試驗以及對抗性綜合演練與訓練［5］114-130。

2．3．1 全數字仿真

裝備全數字仿真作戰試驗是以現代建模與仿真技術為核心支撐，綜合運用現代信息技術、計算機技術、網絡技術和效能評估技術等多種先進技術，構建接近真實的裝備和作戰使用環境的數學模型與仿真模型，并在分布式網絡化的計算機系統上運行，通過評估裝備模型在虛擬環境中的表現來近似考核裝備在實際作戰運用中的作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度。由于全數字仿真作戰試驗方法具有其他一些試驗方法無法比擬的優勢，近年來受到研究人員的普遍重視，發展很快，已成為裝備作戰試驗方法體系中不容忽視且應用越來越廣泛的一類重要方法。

2．3．2 硬件在回路仿真

裝備硬件在回路仿真作戰試驗是以現代建模與

2．4 組織實施

圖5 裝備作戰試驗實施流程

圖4 裝備體系貢獻度試驗內容(項目)

裝備作戰試驗的實施流程主要包括受領作戰試驗任務、規劃作戰試驗需求、擬制作戰試驗想定、制定作戰試驗計劃、實施作戰試驗項目、進行作戰試驗總結與評估以及完成作戰試驗7個階段(環節)，如圖 5 所示［4］44-52，［5］131-149，［8，14］。仿真技術為基礎，將全數字仿真和物理仿真手段有機結合起來，從而將真實裝備或其物理效應設備與虛擬的計算機仿真模型融為一體，發揮各自優勢，以求更加真實、準確地揭示裝備作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度的一種試驗方式，也稱為半實物仿真作戰試驗。硬件在回路仿真作戰試驗方法可提供裝備操控及戰場環境、紅藍對抗劇情、系統威脅表示和裝備作戰性能極限的動態試驗等功能。

2．3．3 實裝動態試驗

裝備實裝動態作戰試驗是指試驗人員通過構設逼真的裝備作戰使用環境條件，以預先制定的試驗大綱(作戰試驗想定、作戰試驗方案、作戰試驗實施計劃)為依據，依據裝備作戰使用需要和作戰使用流程，以“三實”對抗為手段，對裝備樣機進行作戰試驗與鑒定，評估其作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度。實裝動態試驗方法可分為試訓結合試驗法、專題試驗法和實戰檢驗法3種基本類型。

2．3．4 對抗性綜合演練與訓練

對抗性綜合演練與訓練是指作戰部隊和試驗靶場(訓練基地)，在總指揮部(聯合指揮部)的統一組織下，依據作戰想定情況，綜合多個裝備作戰試驗項目或多項內容，實施互為假想敵、互為條件的模擬交戰或演練活動［14］。其目的是檢驗裝備作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度。其實質是為提高裝備體系作戰能力，在完成作戰理論學習、專題試驗和專業訓練之后，依托試驗靶場或訓練基地，按照聯合作戰要求，在信息化作戰環境和戰役、戰術想定背景誘導下或總指揮部(聯合指揮部)的統一導調下，參演(訓)單位對被試裝備任務、戰斗與交戰而開展的近似實戰的演練(訓練)活動。

2．4．1 作戰試驗想定擬制

裝備作戰試驗想定是根據裝備研制的軍事背景、作戰條令和裝備操作使用規程，對作戰雙方的企圖、態勢及作戰發展、裝備作戰使用環境與使命任務、裝備的作戰運用與技術操作等情況進行設想和假定的文書，它是設計作戰試驗方案、構設作戰試驗條件、設置作戰試驗項目、驅動作戰試驗進程的基本依據。其內容設計和編寫步驟如下:1)確立作戰試驗的指導思想與原則;2)確立戰役、戰術情況，主要是交戰雙方的作戰企圖、兵力編成以及可能的發展情況;3)確立作戰試驗任務和課題(問題)。

2．4．2 作戰試驗計劃制定

試驗計劃是根據試驗的目的和任務而制定的，是試驗實施的依據、指導完成試驗任務的行動指南。主要內容有:1)制定作戰試驗大綱、作戰試驗方案、作戰試驗實施計劃;2)制定作戰試驗條件構設方案;3)制定裝備作戰訓練和作戰使用方案;4)制定作戰試驗評估方案;5)確定作戰試驗方法;6)確定作戰試驗變量水平及任務樣本量;7)確定作戰試驗實施保障方案。

2．4．3 作戰試驗條件構設

作戰試驗條件是實施作戰試驗的基礎，是作戰試驗最核心、最關鍵的因素，主要包括遂行裝備作戰試驗任務的試驗場區和試驗人員等。試驗場區是實施作戰試驗的地理條件和物質基礎(包括場地、航區、設施)［15］177-201;試驗人員是實施作戰試驗的主體條件，包括試驗指揮機關、科研試驗部隊、裝備使用部隊和評估機構等［15］112-123。在試驗場區條件構設方面，主要內容有:1)貼近戰場實際選擇和建設試驗場區;2)針對作戰試驗的特點研制試驗裝備;3)著眼平行試驗建設作戰試驗內場。在試驗人員條件構設方面，主要是加強作戰試驗人員的配備、培訓、使用、交流和考評，加強試驗藍軍建設。

2．4．4 作戰試驗實施與數據采集

作戰試驗實施的輸入是作戰試驗大綱(作戰試驗想定、作戰試驗方案、作戰試驗實施計劃)，輸出是作戰試驗結果和評估報告。作戰試驗實施的任務是在給定的作戰想定條件下，按照作戰試驗大綱制定作戰試驗方案和作戰試驗實施計劃，組織實施試驗，并采集和處理試驗數據資料(信息)。

試驗數據采集是分析、評估裝備作戰適用性、作戰效能、體系貢獻度的前提和基礎。采集的試驗數據在處理之前，一定要經過信息變換、信息傳遞、信息審查、信息檢驗等環節，處理后進入試驗結果分析與評估環節。

2．5 綜合評估

通過對作戰試驗數據(外場試驗數據、內場試驗數據、裝備使用及作戰訓練與戰術演習數據、試驗資料檔案數據、裝備研制及試驗數據等)的統計分析和處理，評估被試裝備的作戰適用性、作戰效能和體系貢獻度，給出評估結論和相關建議，這是裝備作戰試驗的一個極其重要的環節。其中，關鍵或重、難點問題有2方面。1)指標體系構建。目前，裝備作戰試驗評估指標體系尚在研究之中。裝備研制總要求(或研制任務書)只給出了部分指標與規定值(要求)，內容尚不夠全面，條件要求也不夠具體。2)評估模型。主要包括底層指標量化模型、指標權重計算模型和指標綜合模型。目前，裝備作戰試驗評估思路主要有基于效能(能力或指標)驅動的評估和基于行動任務驅動的評估2種。評估方法主要有主觀評定法(如會議評估法、Delphi法、主觀概率法等)、統計分析法(如抽樣調查、參數估計、假設檢驗、回歸分析、相關分析等)、數學解析法(如蘭徹斯特方程、系統動力學模型、貝葉斯網模型、Petri網法、影響圖建模分析法、ADC法、SEA法、層次分析法、模糊評估法、灰色評估法、信息熵評估法等)、仿真模擬法(如數值模擬法、模擬試驗法、探索性分析法、基于 Agent和復雜網絡的仿真建模法等)［6］，［9］72-75。前 3 種方法(擬線性近似方法)主要用于基于效能驅動的作戰試驗評估;仿真模擬法主要用于基于行動任務驅動的作戰試驗評估。但由于影響裝備作戰試驗的因素很多，特別是信息化裝備體系效能指標呈現網絡結構，如何建立含義明確、可操作的作戰試驗評估模型，客觀、準確地描述裝備在規定條件下完成作戰行動任務的能力，是開展裝備作戰試驗與評估之前應研究、解決的問題。

2．5．1 定量評估

裝備作戰試驗定量評估是依據裝備作戰試驗的任務、需求、計劃、項目、實施、總結與評估的要求，通過采集與處理試驗過程中的可測度信息，得出試驗結論的一種方法。其內容(項目)如圖6所示［5］160-193。

2．5．2 定性評估

裝備作戰試驗定性評估以人的主觀判定為基礎，利用人的綜合分析能力，從客觀和整體上對試驗所關注的核心問題進行評估，反映試驗對象的整體特征。其內容(項目)如圖 7 所示［5］160-193。

3 結論

針對裝備作戰試驗基本理論，開展前瞻性、針對性、系統性、對策性研究，對破解當前裝備作戰試驗“瓶頸”或“短板”問題、推動靶場基于信息系統的體系試驗能力建設具有重要意義。本文構建了裝備作戰試驗設計與評估的總體框架，并從目標定位、主要內容、基本方法、組織實施和綜合評估5個方面對裝備作戰試驗基本理論進行了系統論述。今后將結合裝備作戰試驗實踐，深化研究相關理論與方法，以推動裝備作戰試驗理論體系的早日形成，為裝備作戰試驗開展提供強有力的借鑒或指導。

圖6 裝備作戰試驗定量評估內容(項目)

圖7 裝備作戰試驗定性評估內容(項目)

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