艦艇系統集成探討

艾海峰　袁超

【摘 要】對艦艇系統集成的概念和作用進行了探討，并從加強系統頂層設計、推進設備共控共用、提高艦員集成水平等三個方面分析了艦艇系統集成改進途徑。

【關鍵詞】艦艇；系統集成；改進

Discussion on System Integration for Surface Combatant Ship

AI Hai-feng YUAN Chao

（Guangzhou Bureau of Navy Equipment Department，Guangzhou Guangdong 51000）

【Abstract】The conception and function of system integration for surface combatant ship are discussed，The approach to improvement is also pointed out by strengthening system top design，promoting general equipment and improving crew integration.

【Key words】Surface combatant ship；System integration；Improvement

0 引言

現代艦艇系統組成復雜，通常包括動力系統、電力系統、輔助系統、綜合平臺管理系統、作戰系統等，每個系統還包含相應的子系統。隨著信息網絡技術、系統設備自動化的不斷發展，為解決艦艇各系統以及系統內各子系統之間數據信息、硬件資源、操作控制存在的功能重復、過程冗余、互操困難、無法共享的問題，必須要加強艦船系統集成，提高艦艇綜合作戰能力，并降低全壽命周期費用。

1 艦艇系統集成概念

艦艇系統集成是通過系統體系結構優化和計算機網絡技術，將艦船上的設備、功能、信息、人員等集成到相互關聯的、統一協調的系統之中，使艦艇管理使用更加集中、高效、方便，需要解決設備以及子系統之間的接口協議、應用軟件、管理協調、人員配置相關的一切面向集成的問題。主要包含設備集成、功能集成、信息集成和艦員集成。

設備集成是對系統內不同設備進行整合和改進，實現設備的小型化、多功能化、自動化、組合化、模塊化、標準化，如設備控制箱的小型化、多功能化設計，設備機柜內插件、插箱的組合化設計，插件上的插槽的標準化設計等。功能集成包括功能合并和功能互補，功能合并就是將功能上重復的設備或系統合并，使合并后的系統具備合并前各系統的所有功能，如共屏共管共架等；功能互補就是使不同系統之間能夠協同工作，提高系統應對突發事件的能力，如控制系統的互操互控。信息集成是將不同系統以及系統內子系統的信息采用統一的接口協議，進行統一表示和統一管理，實現全艦全系統信息共享，促進不同系統之間的交互和有序工作。艦員集成是在設備、功能、信息集成的基礎上，為實現設備或系統正常有效運作，分析優化系統內操作人員的編制、能力、職責、管理要求，并對人員進行綜合培訓，使其能夠勝任多個崗位。

2 水面艦艇系統集成作用

通過合并相關系統的設備、控制箱柜等，對系統設備布置進行優化，可消除設備冗余，降低艙室劃分布置難度，改善艦船工作艙室空間，提高艦員工作的舒適性，同時可以減少崗位值勤、設備維修保障工作量，結合艦員多崗位任職能力提升，可以有效減少艦員編制以及與艦員相關的生活保障設施、食品及油水儲備，改善艦艇平臺性能，降低全壽命周期費用。法國與意大利聯合研制的歐洲多任務護衛艦（FREMM）首艦“阿基坦”號自動化程度高，其標準排水量5750噸，艦員編制僅為108名。新加坡“無畏”級護衛艦對作戰系、平臺管理系統進行了整合，其標準排水量為2800噸，全艦人員編制僅71名，另加15名機組人員。美國DDG69艦上采取“綜合艦員制度”，將原有的操作人員和監控人員合并為“操作監控人員”，在日常值班室，其負責調整艦上系統使之滿足運行要求；而在非值班時間，承擔起系統維修人員的職責[1]，達到減員并降低費用的目的。

另一方面，消除艦艇各系統及其子系統之間重復功能，并集中管理，實現信息資源共享最大化，可以有效消除各子系統所增加的冗余操作流程，進而提高管理指揮時效性，增強艦艇戰斗力。美國海軍DDG-1000級驅逐艦通過將反潛作戰指揮、本艦和外平臺聲探測、武器控制、直升機反潛、遙控獵雷和魚類防御等功能綜合于一體形成的“綜合水下作戰系統”，實現反潛作戰指揮和武器控制功能的綜合以及與反潛直升機的協同作戰，可自動進行水下目標探測、識別、跟蹤、定位以及目標攻擊，有效縮短作戰反應時間。加拿大CAE電子公司研制的綜合平臺管理系統[2]包括綜合艦橋系統、主機控制系統、損管系統、操縱控制系統、輔機控制系統、推進控制系統、電子控制系統、艦上訓練控制系統和狀態監視系統，只需很少的維護工作，可有效提高了艦員工作效率。

3 改進途徑

3.1 加強系統頂層設計

從源頭抓起，將艦艇系統采用“自上而下，先分后合”的方式進行設計，也即先從艦艇使命任務的高度對艦船系統功能進行分配和優化，形成頂層系統體系結構和設計要求，然后在系統內由各自的系統設計單位進行集成優化設計，再對照頂層系統設計要求，通過網絡技術對各系統進行整合互連，構成全艦信息系統，可有效提高系統集成度。如美國海軍DDG-1000級驅逐艦創造性地使用全艦計算環境（TSCE）體系結構[3]，實現艦艇作戰指揮、武器控制、通信導航、電子戰、動力電力、平臺管理等系統的信息整合。

3.2 推進設備共控共用

一是，要對相似功能的設備進行合并和互補，既節省艙室空間，又可提高系統的可靠性，如武器共架共控[4]，針對艦艇上機械設備獨立液壓設備較多的情況，可以考慮對液壓設備進行集成，建立區域液壓系統[5]。二是，要對設備硬件接口（水、氣、電等）、指揮控制模塊、顯示和算法功能塊，做到標準化、系列化、模塊化設計，以利于硬件、軟件的共控共用，便于升級換代，如插件、插箱等模塊部件應具備在不同系統中互換互用功能。三是，提高設備自身的先進性，選用小型化、多功能化、自動化程度高的設備，如艦用平板顯示器的分辨率和刷新頻率都大大提高，可以實現信息顯示的多樣化。

3.3 提高艦員集成水平

艦員作為艦艇系統組成不可或缺的部分，對系統集成優化至關重要，人員集成并不是簡單裁員，而是建立在設備、功能、信息集成的基礎上的，可以達到減員增效的效果。在人員集成過程中，一是，要切實提高艦艇高技術裝備的利用率，通過充分使用高新裝備、系統、自動化設備，降低艦員勞動強度，提高工作效率；二是，要明確艦員職責，合理分工，并且完善各項管理規章制度，包括各種戰情下的崗位職責、值班值勤制度、操作使用流程、崗位淘汰制度等；三是，要提高艦員自身能力素質，由于每名艦員可能需要承擔更多的崗位職責，對艦員的文化程度、崗位經歷、技能水平等都提出了更高的要求，必須要嚴格艦員崗前訓練標準，重視理論和實操考核實效，確保艦員的崗位任職能力。

【參考文獻】

[1]王娜，易基圣.美國水面艦艇縮減人員編制的技術與措施研究[J].艦船科學技術，2013，1：136-141.

[2]袁偉，俞孟蕻.艦船綜合平臺管理系統設計[J].艦船科學技術，2013，35（7）：145-148.

[3]張富強.美軍全艦計算環境技術對艦艇總體設計的啟示[J].艦船電子工程，2017，7：6-8.

[4]潘鏡芙，董曉明.水面艦艇作戰系統的回顧與展望[J].中國艦船研究，2016，1：8-12.

[5]李德堂，王傳興，章敏杰.一種可用于模塊化造船的液壓集成系統[J].液壓與氣動，2012，8：137-138.endprint