美軍航天裝備試驗鑒定體系發(fā)展現(xiàn)狀研究

周思卓, 劉寶平, 彭洪江, 夏亞茜

(北京空間科技信息研究所， 北京 100086)

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美軍航天裝備試驗鑒定體系發(fā)展現(xiàn)狀研究

周思卓, 劉寶平, 彭洪江, 夏亞茜

(北京空間科技信息研究所， 北京 100086)

美軍經(jīng)過多年的探索與實踐，逐步建立并持續(xù)優(yōu)化了航天裝備試驗鑒定體系。通過對美軍航天裝備試驗鑒定現(xiàn)行與歷史性政策、指令，以及文獻資料的深入分析，重點對體系中試驗鑒定的理念與方法、組織管理、法規(guī)標準、試驗資源等關(guān)鍵要素進行了研究。通過研究，提出了美軍航天裝備試驗鑒定體系發(fā)展歷程和階段性問題，分析了各體系要素的內(nèi)容和特點；從試驗鑒定的理念方法、組織管理等方面，提出了我國航天裝備開展試驗考核的啟示與建議。

航天裝備；試驗鑒定；采辦系統(tǒng)

隨著信息化戰(zhàn)爭對航天裝備的需求和依賴日益強烈，我軍面臨著航天裝備由“試驗型”轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲把b備型”的挑戰(zhàn)。近年來，我軍一直在探索、嘗試以增強航天裝備研制能力和作戰(zhàn)能力為目標的試驗考核策略和方法。美軍裝備試驗鑒定(Test and Evaluation)是裝備采辦系統(tǒng)工程過程的重要組成部分，通過在裝備全壽命周期對裝備功能性能及作戰(zhàn)能力進行考核，達到降低裝備采辦風險、控制成本、提升裝備作戰(zhàn)能力等目的。美軍航天裝備的試驗鑒定與一般武器裝備相比，具有試驗子樣極少且試驗成本高昂、試驗環(huán)境限制性強等特點，對于其試驗鑒定策略和方法的構(gòu)建提出了極大挑戰(zhàn)。美軍在探索航天裝備試驗鑒定方法的過程中耗費了大量人力、物力和時間成本，經(jīng)過多年的實踐與改進，基本形成了適用于航天裝備的試驗鑒定體系。美軍航天裝備試驗鑒定體系要素主要包括：試驗鑒定理念與方法、組織管理、法規(guī)標準、試驗資源、試驗技術(shù)、人才隊伍、條件保障等。本文深入挖掘了其試驗鑒定理念的變革歷程，并重點針對美軍航天裝備試驗鑒定體系中理念與方法、組織管理、法規(guī)標準、試驗資源等要素進行深入分析，為我軍開展航天裝備相關(guān)試驗考核工作提供參考。

1 美軍航天裝備試驗鑒定體系發(fā)展歷程

在一般武器裝備采辦體系的約束下，美國空軍一直在探索建立適用于航天裝備的試驗鑒定體系。本文將美軍航天裝備試驗鑒定體系的發(fā)展歷程劃分為以下3個階段，即體系初步建立階段(20世紀90年代)、體系優(yōu)化改進階段(2000—2008年)、體系推進實施階段(2009年至今)。

1.1 體系初步建立階段

20世紀90年代初期，美國空軍在一般武器裝備試驗鑒定體系的基礎(chǔ)上，由空軍總部試驗鑒定局先后發(fā)布了AFPD 99-1、AFI 99-103、AFMAN 99-113等一系列政策和指令，建立了航天裝備的試驗鑒定方法，建立了主要由空軍總部、航天司令部、作戰(zhàn)試驗鑒定中心、航天試驗聯(lián)隊、相關(guān)的發(fā)射場和試驗基地等多方參與的組織管理系統(tǒng)，并通過試驗資源整合和航天裝備試驗相關(guān)標準的繼承，初步建立了航天裝備試驗鑒定體系，具備了一定的航天裝備試驗鑒定能力。

此時的美軍航天裝備試驗鑒定采用研制試驗鑒定和作戰(zhàn)試驗鑒定獨立開展的策略，并重點強調(diào)航天裝備發(fā)射前的地面研制試驗鑒定，為采辦決策提供數(shù)據(jù)支撐而達到降低采辦風險的目的。90年代中后期，美國裝備采辦系統(tǒng)處于重大改革期，航天裝備采辦面臨經(jīng)費大幅縮減、采辦周期大幅縮短的嚴峻形勢。美國空軍主要采取了增加項目承包商試驗責任的對策[1]。航天裝備研制試驗一般由承包商獨立完成，而軍方項目辦嚴重缺乏對航天裝備戰(zhàn)技術(shù)指標、作戰(zhàn)能力的考核能力，逐漸失去了對航天裝備研制生產(chǎn)的主導控制，出現(xiàn)了大量的裝備研制質(zhì)量下降和作戰(zhàn)能力欠缺等問題[2]。

1.2 體系優(yōu)化改進階段

進入21世紀，為了控制航天裝備采辦項目的風險、提升研制質(zhì)量和作戰(zhàn)能力，同時又能最大限度地節(jié)約成本，美國空軍優(yōu)化了航天裝備試驗鑒定組織管理系統(tǒng)，針對重大專項持續(xù)開展了試驗資源專項建設(shè)，更新了試驗鑒定政策和指令，在實踐中對航天裝備試驗鑒定體系進行優(yōu)化。體系優(yōu)化改進初期的標志性成果體現(xiàn)為，針對具體項目的一體化試驗小組(Integrated Test Team，ITT)和研制與作戰(zhàn)一體化試驗的出現(xiàn)。優(yōu)化后的航天裝備試驗鑒定體系，強化了軍方用戶和項目辦對航天裝備試驗鑒定的掌控力度。

但是，在航天裝備試驗鑒定過程中依然存在諸多問題，主要體現(xiàn)于作戰(zhàn)試驗鑒定未能發(fā)揮出應有的價值。航天裝備作戰(zhàn)試驗鑒定一直以來是在系統(tǒng)發(fā)射后才開展，其中暴露出的缺陷在航天裝備在軌運行中往往難以修正，同時作戰(zhàn)試驗數(shù)據(jù)和評估結(jié)果對采辦程序的關(guān)鍵決策支撐力度弱，從而很難達到降低采辦風險的目的。

由此，美國空軍作戰(zhàn)試驗鑒定中心基于當時的航天裝備采辦程序和試驗鑒定程序，于2004年后開始開發(fā)新的作戰(zhàn)試驗鑒定模式，稱為“空間試驗提案(Space Test Initiative，STI)”。STI的3個關(guān)鍵原則是：(1) 研制與作戰(zhàn)一體化試驗在采辦過程中盡早開展，且貫穿裝備全壽命周期；(2) 針對試驗鑒定數(shù)據(jù)與結(jié)果的快速分析與報告，降低時間成本；(3) 由關(guān)注本系統(tǒng)的試驗轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注大系統(tǒng)環(huán)境下的系統(tǒng)試驗或結(jié)合大系統(tǒng)試驗開展試驗，提高作戰(zhàn)試驗鑒定結(jié)果對關(guān)鍵決策的價值。STI在很大程度上解決了上述作戰(zhàn)試驗鑒定對采辦決策支撐力度弱的問題，同時又極大地減少了試樣數(shù)量而節(jié)約了各項成本。2008年6月，空軍作戰(zhàn)試驗鑒定中心組織召開了空間項目峰會，對STI進行了研討，以求建立新的航天裝備試驗鑒定機制。2008年后，美軍各相關(guān)方對STI達成了一致，并逐步推進STI的應用[3]。

1.3 體系推進實施階段

2009年，STI替代了NSS 03-01《國家安全空間采辦政策》成為現(xiàn)行的美軍航天裝備試驗鑒定政策[4]。STI將研制與作戰(zhàn)一體化試驗鑒定的理念真正植入到航天裝備采辦程序中，通過賦予ITT極大的責任和權(quán)力開展項目定制化的試驗鑒定。同時，美軍逐漸將航天裝備試驗鑒定的目的，由為采辦決策設(shè)置標準門檻轉(zhuǎn)變?yōu)榻档筒赊k風險。通過試驗鑒定頂層目標的轉(zhuǎn)變和一系列措施，扭轉(zhuǎn)了長時間以來裝備研制部門與試驗機構(gòu)相互“對立”的態(tài)勢，促進了研制、試驗雙方的協(xié)作和資源、數(shù)據(jù)共享，使雙方聚焦于“如何改進”而不是“是否達到門檻要求”。

以STI航天裝備試驗鑒定政策為頂層策略的試驗鑒定體系，已應用于幾乎全部新啟動的航天裝備采辦項目，這些項目均在不同程度上獲得了成效。如在成本節(jié)約方面，天基紅外系統(tǒng)HEO-1衛(wèi)星，通過在采辦早期階段采用研制與作戰(zhàn)一體化試驗和快速分析報告等方法，轉(zhuǎn)階段決策比預計進度提前了60 d[5]。

2 美軍航天裝備試驗鑒定體系現(xiàn)狀

2.1 試驗鑒定理念與方法

當前的美軍航天裝備試驗鑒定采用研制與作戰(zhàn)一體化試驗理念，每開展一次試驗可達到多個試驗目標，節(jié)約了大量經(jīng)費、時間、資源等各類成本。實現(xiàn)研制與作戰(zhàn)一體化試驗理念的主要做法包括：(1)在采辦初期階段由軍方系統(tǒng)項目辦組建ITT，ITT由項目辦、用戶、作戰(zhàn)試驗鑒定機構(gòu)、承包商、試驗保障機構(gòu)、試驗鑒定客戶咨詢辦公室等部門或機構(gòu)的項目負責人組成；(2)對大部分的獨立研制試驗和作戰(zhàn)試驗進行綜合研究，在試驗鑒定主計劃(Test and Evaluation Master Plan，TEMP)內(nèi)建立一體化試驗計劃并開展研制與作戰(zhàn)一體化試驗；(3)建立試驗數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫框架，實現(xiàn)各試驗機構(gòu)和承包商間的試驗數(shù)據(jù)共享等。

以往的航天裝備研制試驗鑒定由采辦系統(tǒng)內(nèi)的軍方項目辦主導開展，一般由承包商承擔大部分試驗責任；航天裝備作戰(zhàn)試驗鑒定則由獨立于項目采辦系統(tǒng)外的作戰(zhàn)試驗鑒定機構(gòu)獨立開展。當前的研制與作戰(zhàn)一體化試驗理念則意味著研制試驗鑒定、作戰(zhàn)試驗鑒定2個責任方的統(tǒng)一試驗目標、統(tǒng)一試驗計劃和共享試驗數(shù)據(jù)，大幅削減了重復性的試驗，節(jié)約了成本[6]。

2.2 試驗鑒定組織管理

在組織層面，美國國防部、空軍總部、航天司令部、作戰(zhàn)試驗鑒定中心和航天試驗聯(lián)隊等構(gòu)成了由頂層政策制定至具體操作實施的航天裝備試驗鑒定指令鏈條。

在項目層面，航天裝備試驗鑒定組織管理施行項目定制化模式。針對具體航天裝備采辦項目，建立項目辦及項目經(jīng)理、一體化試驗小組、首席研制試驗官、研制試驗鑒定責任機構(gòu)、作戰(zhàn)試驗機構(gòu)、參試機構(gòu)等與試驗鑒定相關(guān)的組織機構(gòu)。同時，與航天裝備的實際用戶(如國家偵察辦公室、空間作戰(zhàn)聯(lián)隊)、客戶咨詢辦公室、負責研制的承包商等部門或機構(gòu)，共同完成試驗鑒定工作。

2.3 試驗鑒定法規(guī)標準

美軍航天裝備試驗鑒定具有較為完備的法規(guī)和標準，為其航天裝備試驗鑒定提供了有力支持。無論是試驗管理、組織與實施等方面的系統(tǒng)性文件，還是各個領(lǐng)域的試驗規(guī)程與方法，均有章可循、有法可依。試驗鑒定法規(guī)主要是指涵蓋航天裝備試驗鑒定的具體程序、組織實施等管理層面的政策和指令文件，包括國防部面向全軍裝備的試驗鑒定指令，空軍總部及下屬各部門的航天裝備試驗鑒定政策、指令和手冊，以及具體航天裝備項目試驗鑒定相關(guān)章程等3個層次。試驗鑒定標準主要為航天裝備試驗要求、試驗方法、產(chǎn)品規(guī)范等技術(shù)層面的美國軍用標準、航天與導彈系統(tǒng)中心標準等。

2.4 試驗資源建設(shè)

試驗資源包含試驗設(shè)備設(shè)施能力和組織保障能力2個方面，包括軍方、政府和工業(yè)部門的各類實驗室、試驗場、發(fā)射場等。美國空軍將航天裝備試驗鑒定資源劃分為6類，即建模仿真資源、測量設(shè)施設(shè)備、系統(tǒng)集成實驗室、硬件在環(huán)資源、系統(tǒng)總裝試驗資源以及真實環(huán)境試驗資源。在航天裝備采辦初期階段，對這些試驗資源的選擇和使用是試驗鑒定的重要內(nèi)容之一。大多數(shù)的空軍基地、重點實驗室會包含上述多個資源類別，如位于阿諾德空軍基地的工程研制中心具有測量設(shè)施設(shè)備和航天器熱真空罐等系統(tǒng)總裝試驗資源，馬歇爾空間飛行中心擁有開展航天器、運載器發(fā)動機研制與試驗的發(fā)動機測試和試驗設(shè)施。

對于具體的航天裝備試驗鑒定，由項目辦或ITT統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)可用的航天裝備試驗資源；當現(xiàn)有試驗資源無法滿足需求時，項目辦或ITT通過試驗投資計劃申請建立專項試驗資源經(jīng)費。

在航天裝備試驗鑒定過程中，由于成本和進度的約束，美軍傾向于在采辦早期階段大量采用低成本的建模仿真方法；在一個試驗有多個試驗資源可用時，傾向于選擇試驗數(shù)據(jù)可信性更高、與軍方信息系統(tǒng)兼容性更好的軍方或政府試驗資源，而不傾向于采用承包商或其他外部企業(yè)的試驗資源。

3 啟 示

我國航天裝備試驗鑒定相關(guān)工作處于起步階段，多方學者和管理者多年以來對美軍裝備采辦和試驗鑒定工作做出了多視角、多維度的深入研究。本文基于我國航天裝備研制、試驗的相關(guān)工作和近年來對美軍航天裝備試驗鑒定體系發(fā)展的跟蹤研究，從航天裝備試驗鑒定的指導思想、聯(lián)合作戰(zhàn)能力考核、專業(yè)咨詢機構(gòu)的優(yōu)勢等3個方面，得到以下啟示。

3.1 以降低采辦風險為首要目的建立航天裝備試驗鑒定體系

美軍航天裝備試驗鑒定的主要目的是與軍方項目辦和承包商共同努力降低系統(tǒng)采辦中的各類風險。以試驗和評估的方法嚴格考核系統(tǒng)的功能性能與作戰(zhàn)效能等指標、設(shè)置采辦轉(zhuǎn)階段的準入門檻等，并非試驗鑒定的最終目的而僅僅是手段。我國航天裝備試驗鑒定應以降低系統(tǒng)風險為首要目的，采用研制與作戰(zhàn)一體化試驗的理念，建立并不斷完善具有我國航天裝備特點的試驗鑒定體系。圍繞降低采辦風險的目的，建立航天裝備試驗鑒定頂層規(guī)章制度和標準體系、組織管理體系、理論方法和技術(shù)體系、試驗設(shè)施和試驗隊伍體系等子體系。

3.2 按作戰(zhàn)架構(gòu)加強對作戰(zhàn)能力的考核

航天裝備作戰(zhàn)能力是在真實作戰(zhàn)環(huán)境下的系統(tǒng)功能性能指標及與其他系統(tǒng)兼容性的綜合體現(xiàn)。美軍對航天裝備作戰(zhàn)能力的考核是由多部門參與、反復迭代的試驗鑒定過程，可能涉及裝備用戶與研制方之間多次協(xié)調(diào)修正作戰(zhàn)能力指標。應由航天裝備的實際用戶、軍方項目辦共同主導制定包含研制和作戰(zhàn)方面的系統(tǒng)試驗大綱，指導試驗考核工作的開展。我國航天裝備應以現(xiàn)有研制階段試驗為基礎(chǔ)，補充對作戰(zhàn)能力考核的試驗，可參考美軍的作戰(zhàn)效能、適用性和生存性3個方面。同時，隨著當前聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)略對互聯(lián)、互通、互操作能力的需求增長，還應加強對航天裝備聯(lián)合作戰(zhàn)能力和網(wǎng)絡(luò)安全性等方面的要求定義與作戰(zhàn)試驗考核工作。在現(xiàn)階段，一部分考核裝備功能性能的試驗可依托工業(yè)部門，但考核作戰(zhàn)能力的試驗需要獨立的作戰(zhàn)試驗機構(gòu)組織開展，同時還應推動建立研制、作戰(zhàn)試驗數(shù)據(jù)的共享機制。

3.3 建立面向多項目的試驗鑒定咨詢機構(gòu)

美軍航天裝備試驗鑒定客戶咨詢辦公室面向多項目，全面掌握著軍方、政府和工業(yè)部門的各類實驗室、試驗場、發(fā)射場等試驗資源，掌握著多個項目試驗鑒定實踐經(jīng)驗，從管理方面來說具有一定的權(quán)威性，可有效避免管理風險。美國空軍要求全部的航天裝備試驗鑒定必須通過客戶咨詢辦公室，并由其成員參與ITT協(xié)助制定TEMP、一體化試驗計劃和詳細試驗計劃。建立面向項目的咨詢機構(gòu)，直接對各系統(tǒng)項目辦負責，在具體指導試驗鑒定工作的力度方面比建立上層的試驗鑒定綜合管理機構(gòu)更具優(yōu)勢。我軍航天裝備試驗鑒定可參考美軍，除在司令部內(nèi)部建立專門負責試驗鑒定的頂層管理機構(gòu)外，可建立面向多項目的咨詢機構(gòu)協(xié)助項目辦開展試驗鑒定工作。

4 結(jié) 束 語

我軍航天裝備試驗鑒定體系的構(gòu)建是保證我軍航天裝備研制質(zhì)量、提升作戰(zhàn)能力的基礎(chǔ)性工作，也是一項長期且艱巨的任務(wù)。通過對美軍航天裝備試驗鑒定體系進行針對性的深入分析，可為我軍提供直接的幫助。由于美軍裝備采辦系統(tǒng)乃至國家航天政策、經(jīng)濟體制、工業(yè)基礎(chǔ)與我國存在很大差異，因此，在借鑒美軍航天裝備試驗鑒定體系的基礎(chǔ)上，更需要開展適用性分析和對比研究，才有利于構(gòu)建科學合理的我軍航天裝備試驗鑒定體系。

References)

[1]JOANN L E.Air Force development T&E under acquisition reform:six flight test process concept[R].Alabama:Air Command and Staff College，1998:9-14.

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[3]STEPHEN T S，SUZANNE M B.AFOTEC’s space test initiative： transforming operational testing and evaluation of space system capabilities[J].ITEA Journal，2008，29(4):351-359.

[4]KEN B, KERRI U,RUSSELL P.From early influence to dedicated OT&E:a new model for optimizing space system T&E[C]//AFOTEC.25th Aerosapce Testing Conference.Manhattan：AFOTEC,2009:120-131.

[5]STEPHEN T S.Improving AFOTEC’s contribution to the acquisition process- moving integrated developmental and operational test to the next level[J].ITEA Journal,2009,30(2):183-189.

[6]STEVE H.Test and evaluation myths and misconceptions[J].Defense AT&L,2015,41(1):6-11.

(編輯：李江濤)

Research on Development of U.S. Army Space System Test and Evaluation

ZHOU Sizhuo， LIU Baoping， PENG Hongjiang， XIA Yaxi

(Beijing Institute of Space Science and Technology Information, Beijing 100086， China)

After years of exploration and practices, U.S. army has established and gradually optimized its space system test and evaluation (T&E) within the defense acquisition system. Based on in-depth analysis of current and historic policies, instructions and relevant literatures of space system test and evaluation of the U.S. army, the paper studies key elements of the system like idea and method, organization and management, regulations and standards and test resources of U.S. army T&E system. Based on the study, the paper concludes the development course and phased problems of U.S. army space T&E system, and analyzes contents and features of each element; the paper proposes some enlightenments and advices on China’s space system test and evaluation in concept, method, organization, management and some other respects.

space systems; test and evaluation; acquisition system

2016-03-07

部委級資助項目

周思卓(1985-)，男，工程師，碩士，主要研究方向為航天產(chǎn)品工程、航天標準化。zhousizhuo617@126.com

V41

2095-3828(2016)06-0065-04

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2016.06.013