軍機(jī)維修保障互操作性評價技術(shù)研究

■ 張二虎 黃丙寅/中國飛行試驗研究院

0 引言

按照空軍建設(shè)要求，應(yīng)建立與國家地位相適應(yīng)的“攻防兼?zhèn)洹⒖仗煲惑w”現(xiàn)代化部隊，適應(yīng)“空海一體戰(zhàn)”背景下的大規(guī)模作戰(zhàn)以及多樣化軍事任務(wù)，重點(diǎn)應(yīng)對多個戰(zhàn)略方向部署，實現(xiàn)“全國部署、全疆到達(dá)、全域反應(yīng)”的作戰(zhàn)任務(wù)需求。試驗鑒定改革中作戰(zhàn)適用性評估被提到了新的高度。未來，聯(lián)合作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)將成為常態(tài)，戰(zhàn)場節(jié)奏快、變化快，準(zhǔn)備和響應(yīng)時間短，除武器的先進(jìn)程度外，在最短時間內(nèi)組織起有效的攻防力量和保障力量將占據(jù)有利位置，不同裝備、不同保障系統(tǒng)間的互操作性作用逐漸凸顯。新形勢下互操作性成為了作戰(zhàn)適用性評估的重要內(nèi)容，其重要性越來越高。

互操作性作為一種特性，一般可以理解為各種各樣的系統(tǒng)和組織在一起工作時體現(xiàn)出的能力。工程領(lǐng)域更多關(guān)注的是技術(shù)對系統(tǒng)的作用，但從廣義上看也應(yīng)考慮社會、政治和組織機(jī)構(gòu)等各方面的因素對系統(tǒng)及其性能的影響。早期的互操作性主要指設(shè)備之間的互聯(lián)互通和相互兼容，互操作性和互聯(lián)性是同一概念，簡單而言是指兩個系統(tǒng)之間交互數(shù)據(jù)的過程。隨著C4ISR、軍事信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息體系的發(fā)展，互操作性不再局限于數(shù)據(jù)和信息的交互，還包含兩個或多個系統(tǒng)相互協(xié)同完成任務(wù)的要求。目前，關(guān)于互操作性缺乏統(tǒng)一的定義。美國國防部指令DoDI 8330.01 將互操作性定義為系統(tǒng)、單元或軍事力量之間相互提供和接收數(shù)據(jù)、信息、資料和服務(wù)，并利用這些交換的數(shù)據(jù)、信息、資料和服務(wù)共同有效運(yùn)行的能力。我軍對互操作性的定義是兩個或兩個以上系統(tǒng)或應(yīng)用之間交換信息并相互利用所交換信息的能力。互操作性包括技術(shù)互操作性和作戰(zhàn)互操作性，不僅涵蓋底層系統(tǒng)的互聯(lián)互通以及信息和服務(wù)的交互，還涉及作戰(zhàn)系統(tǒng)之間的協(xié)作協(xié)同，內(nèi)涵不斷拓展。

作戰(zhàn)互操作性以技術(shù)互操作性為基礎(chǔ)，要求參與者具有共同的理解和處理信息的背景，了解彼此如何做出決策并開展互相一致性確認(rèn)。建立在互理解、互遵循之上的相互協(xié)同是一個復(fù)雜問題，不僅與系統(tǒng)的技術(shù)屬性有關(guān)，也與編制體制、人員構(gòu)成、人員素質(zhì)等組織管理有關(guān)。蘭德公司在研究美國與北約的聯(lián)合空中作戰(zhàn)的互操作性時發(fā)現(xiàn)，部隊條令、規(guī)劃和執(zhí)行系統(tǒng)、各自武器系統(tǒng)的能力等因素都會影響互操作性問題。

互操作性是裝備體系化聯(lián)合作戰(zhàn)中的重要能力要求，已成為聯(lián)合作戰(zhàn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，在美軍裝備試驗鑒定中的地位越來越重要。美國國防采辦手冊定義“體系工程……強(qiáng)調(diào)通過發(fā)展和實現(xiàn)某種標(biāo)準(zhǔn)來推動成員系統(tǒng)間的互操作性”。美國國防部要求：所有的信息化武器系統(tǒng)和國家安全系統(tǒng)必須進(jìn)行互操作性試驗；必須在裝備批量生產(chǎn)決策前完成對裝備的互操作性評估并給出相關(guān)遺留問題及其影響的分析報告；所有重大防務(wù)采辦項目以及需要共同使用的項目與系統(tǒng)，均應(yīng)對其整個生命周期內(nèi)的互操作進(jìn)行評估。美軍對互操作性的研究全面、系統(tǒng)、深入，包括國防部（研制試驗鑒定辦公室）和參聯(lián)會（聯(lián)合互操作性試驗司令部）的系列政策指令，以及實施層面的聯(lián)合技術(shù)體系結(jié)構(gòu)（JTA）、信息系統(tǒng)互操作性等級（LISI）模型、信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)（DoDAF、TAFIM、DII COE、JTA）等。

1 軍機(jī)維修保障互操作性評價需求

近年來，美軍為解決近半數(shù)采辦項目在初始作戰(zhàn)試驗鑒定中作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性不達(dá)標(biāo)的問題，持續(xù)實施一項改進(jìn)武器裝備研制試驗鑒定的重要策略——“向左移”。推進(jìn)“左移”倡議，即研制試驗鑒定應(yīng)適當(dāng)考慮作戰(zhàn)問題，將采辦周期“右邊”階段（進(jìn)入生產(chǎn)與部署階段之后）由作戰(zhàn)試驗開展的部分試驗內(nèi)容提前至采辦周期“左邊”階段。2012 年，美軍研制試驗鑒定辦公室首次提出該計劃，在研制試驗中開展互操作性試驗和網(wǎng)絡(luò)安全試驗，以加強(qiáng)研制試驗的作戰(zhàn)真實性，如圖1 所示[1]。

圖1 美軍研制試驗鑒定“向左移”策略的啟示

伴隨試驗鑒定改革，我軍在作戰(zhàn)試驗中明確提出了互操作性考核要求，參考美軍試驗鑒定“向左移”策略，在性能試驗階段開展互操作性試驗與評價有著現(xiàn)實和迫切的需求，有利于盡早暴露互操作性缺陷，對于促進(jìn)優(yōu)化改進(jìn)、提升體系作戰(zhàn)和保障能力、降低生命周期費(fèi)用具有重大意義。當(dāng)前，我軍互操作性評價的關(guān)注重點(diǎn)放在網(wǎng)絡(luò)信息和指揮控制領(lǐng)域。但是，互操作性的本質(zhì)是滿足操作者的互聯(lián)互通、信息交換、有效對話和服務(wù)支持等需求，操作者是系統(tǒng)的核心，一個作戰(zhàn)體系中除了飛行員、情偵人員、指揮員外，維修保障人員也是非常重要的角色。關(guān)注維修保障人員的互操作需求，將互操作需求拓展至維修保障領(lǐng)域，對于應(yīng)對突發(fā)性高、時效性強(qiáng)的未來戰(zhàn)爭，提升保障效能，縮小保障規(guī)模，支持聯(lián)合作戰(zhàn)，具有十分重要的意義。

以下面的作戰(zhàn)保障任務(wù)想定為例進(jìn)行說明：

1）A 型戰(zhàn)斗機(jī)飛行過程中，無法在預(yù)定機(jī)場降落，需在臨近的P 機(jī)場臨時補(bǔ)給后投入戰(zhàn)斗。

2）A 型戰(zhàn)斗機(jī)接到命令，要求3h內(nèi)部署到P 機(jī)場，并且次日可開展戰(zhàn)備值班任務(wù)。

3）A 型戰(zhàn)斗機(jī)接到命令，要求立即開展長途奔襲，需要在P 機(jī)場過站補(bǔ)充燃料和彈藥。

P 機(jī)場并未部署A 型戰(zhàn)斗機(jī)，與其最相似的是B 型戰(zhàn)斗機(jī)，即便讓A 型戰(zhàn)斗機(jī)維修人員立刻奔赴P 機(jī)場進(jìn)行保障，也是第二天才能到達(dá)，所需維修保障設(shè)備要第三天才能到達(dá)，無法滿足“快速補(bǔ)給，快速出動”的需要。但是，假如兩型戰(zhàn)斗機(jī)的保障系統(tǒng)具有高度互操作性，B 型戰(zhàn)斗機(jī)維修人員能夠快速掌握A 型戰(zhàn)斗機(jī)的保障要求，具備任務(wù)保障技術(shù)能力，能夠快速構(gòu)建起相應(yīng)的保障組織體系，同時B 型戰(zhàn)斗機(jī)各類保障資源能夠與A 型戰(zhàn)斗機(jī)兼容，那么作戰(zhàn)保障的模式將發(fā)生新變化。B 型戰(zhàn)斗機(jī)維修保障人員將能直接代替A 型戰(zhàn)斗機(jī)維修保障人員完成相關(guān)保障任務(wù)，實現(xiàn)飛機(jī)間“同型互保、異型同保”目標(biāo)，極大提升遂行“全國部署、全疆到達(dá)、全域反應(yīng)”的作戰(zhàn)能力。

關(guān)于軍機(jī)維修保障的互操作性，國內(nèi)尚未找到明確定義，除了關(guān)于保障設(shè)備“三化”、統(tǒng)型等研究外，尚未查到相關(guān)研究文獻(xiàn)。為了界定本文的研究范圍，特對軍機(jī)維修保障互操作性進(jìn)行定義。軍機(jī)維修保障互操作是指不同軍機(jī)型號的維修保障系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通，主裝備能夠融入彼此的保障系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的高效交互，維修保障人員的技術(shù)能力、保障模式、組織體系等能夠通過快速轉(zhuǎn)化或兼容來滿足保障需求，保障系統(tǒng)中的保障資源、保障接口等滿足相互協(xié)同保障的需求。

2 軍機(jī)維修保障互操作性評價指標(biāo)

2.1 軍機(jī)維修保障互操作性評價內(nèi)容

GJB/Z144—2015《軍事信息系統(tǒng)互操作性等級與評估》借鑒美軍信息系統(tǒng)互操作性等級模型，提出了我軍指揮自動化系統(tǒng)互操作性評估等級模型及方法。在該模型中，將影響互操作性的因素分為規(guī)程（P）、應(yīng)用（A）、基礎(chǔ)實施（I）和數(shù)據(jù)（D）4 種密切相關(guān)的屬性，簡稱PAID[2]。維修保障互操作性評價的目的是評估不同型號飛機(jī)在彼此的維修保障體系中的兼容性，即體系融合度。參照PAID 模型思路，基于軍機(jī)保障系統(tǒng)構(gòu)成要素，將維修保障互操作性評價內(nèi)容劃分如下：

1）保障模式。不同型號飛機(jī)維修保障的組織體系、運(yùn)行機(jī)制和法規(guī)制度（質(zhì)量管理）等是否相互匹配，專業(yè)設(shè)置、工作分工、任務(wù)系統(tǒng)、配備人數(shù)等是否滿足彼此保障需求，指揮調(diào)度相關(guān)的通信用語、手勢等信息是否實現(xiàn)準(zhǔn)確、高效銜接。

2）人員技能。人員的操作技能是否能夠覆蓋不同機(jī)型特定保障任務(wù)需求，是否能夠通過臨時遠(yuǎn)程培訓(xùn)或自我學(xué)習(xí)達(dá)到相應(yīng)的操作技術(shù)要求。

3）裝備各類保障接口。不同型號飛機(jī)的充填加掛、任務(wù)加載、飛參數(shù)據(jù)下載、維修檢測等接口是否與彼此的保障系統(tǒng)兼容。

4）保障設(shè)備通用化。不同保障系統(tǒng)固有的保障設(shè)備，其類型、數(shù)量、功能、性能等是否滿足彼此主裝備的保障需要，保障系統(tǒng)缺失的保障設(shè)備能否通過常規(guī)渠道快速補(bǔ)充或協(xié)調(diào)。

5）保障設(shè)施滿足度。不同系統(tǒng)的停機(jī)坪、試車場、機(jī)庫等保障設(shè)施能否滿足彼此裝備相應(yīng)的保障需求。

6）技術(shù)資料滿足度。對不同的保障系統(tǒng)，與保障相關(guān)的隨機(jī)技術(shù)資料（如維護(hù)規(guī)程、維修手冊等）是否能夠快速獲取，技術(shù)資料的可讀性、易理解性是否滿足使用需求以使具有相應(yīng)維護(hù)經(jīng)驗的維修人員通過自學(xué)可理解可掌握，技術(shù)資料不允許出現(xiàn)難以理解之處或歧義。

7）培訓(xùn)保障。不同保障系統(tǒng)是否開展常態(tài)化互操作演練、要求宣貫和人員技術(shù)提升，以保障戰(zhàn)時互操作性的高效協(xié)同推進(jìn)。

8）信息化保障的兼容性。不同保障系統(tǒng)相關(guān)的信息化保障系統(tǒng)及通信協(xié)議是否滿足特定保障任務(wù)需求。

9）遠(yuǎn)程支援保障。是否規(guī)劃安全高效遠(yuǎn)程通信及指揮保障網(wǎng)絡(luò)，滿足遠(yuǎn)程語音、視頻通信、海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗h(yuǎn)程支持保障需求，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程保障任務(wù)規(guī)劃和技術(shù)指導(dǎo)的高效協(xié)同。

10）裝備互操作性設(shè)計。不同裝備的維修保障操作流程、標(biāo)識、標(biāo)準(zhǔn)、要求、用語等是否統(tǒng)一。

2.2 軍機(jī)維修保障互操作性評價指標(biāo)

基于維修保障對象、內(nèi)容和深度，對軍機(jī)維修保障互操作性評價指標(biāo)從互保機(jī)型、維修深度、互操作等級等維度進(jìn)行劃分，如圖2 所示。“維修深度—互保機(jī)型”象限體現(xiàn)了不同機(jī)型間的聯(lián)合保障能力；“維修深度—互操作性等級”象限體現(xiàn)了跨域持續(xù)作戰(zhàn)能力；“互保機(jī)型—互操作性等級”象限體現(xiàn)了適應(yīng)不同機(jī)場的快速機(jī)動部署能力。

圖2 軍機(jī)維修保障互操作性評價指標(biāo)

各類互操作性評價指標(biāo)內(nèi)容如下：

1）互保機(jī)型。互保機(jī)型分為“殲—?dú)灐灐Z、殲—運(yùn)、殲—直、殲—無……”等形式，表示不同類型的戰(zhàn)斗機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和無人機(jī)等之間的維修保障互操作性，機(jī)型差異越大，保障需求差異越大，互操作性難度也越大。

2）維修深度。按照維修的復(fù)雜程度和對人員技能要求的嚴(yán)格度，將維修深度簡單劃分為過站保障（充填加）、戰(zhàn)斗補(bǔ)充（彈藥掛裝）、短期停放（7天以內(nèi)）、短周期檢查+常規(guī)維護(hù)、戰(zhàn)場搶修及常見故障排除、A 檢級別定檢及發(fā)動機(jī)換裝、C 檢維修及重大故障排除等。互操作性的最高境界和理想狀態(tài)是涵蓋所有外場級維修保障內(nèi)容，即完全等效保障，長期駐扎無須轉(zhuǎn)場攜行，無須額外人員配屬，接機(jī)即交付，真正做到“同型互保，異型同保”。

3）互操作性等級。GJB/Z144 中對信息互操作系統(tǒng)的5 個劃分等級依次為互聯(lián)、互通、信息交換、合作行動、完全互操作。參照劃分方法，基于維修保障系統(tǒng)特點(diǎn)，互操性能力等級由低到高依次為互有、互聯(lián)、互通、互保、完全互操作，如圖3 所示。其中，互有指彼此的保障系統(tǒng)設(shè)置中有裝備保障需要的保障要素，如耳機(jī)話筒組；互聯(lián)指相關(guān)的軟硬件接口能夠?qū)崿F(xiàn)有效連接，如耳機(jī)話筒組的插孔滿足需求；互通指能夠?qū)崿F(xiàn)有效的數(shù)據(jù)交換、信息共享等，如耳機(jī)話筒組能夠?qū)崿F(xiàn)地面與座艙的高質(zhì)量通話；互保指借助相關(guān)指導(dǎo)或其他支持能夠建立暢通的溝通、協(xié)作，準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行相應(yīng)操作，如經(jīng)過臨時培訓(xùn)并借助維護(hù)規(guī)程能夠使用耳機(jī)話筒組與飛行員準(zhǔn)確溝通，實現(xiàn)飛機(jī)狀態(tài)檢查與報告；完全互操作指不需要借助額外的支援保障，現(xiàn)有的保障系統(tǒng)相關(guān)要素和能力完全兼容彼此保障需求，如兩型機(jī)使用耳機(jī)話筒組與飛行員溝通的要點(diǎn)、要求和標(biāo)準(zhǔn)一樣，因而不需額外培訓(xùn)或技術(shù)支援就能夠?qū)崿F(xiàn)完全互操作保障。

圖3 軍機(jī)維修保障互操作性層級關(guān)系

3 軍機(jī)維修保障互操作性評價設(shè)計

3.1 美軍互操作性試驗類型和方法

美軍互操作性試驗包括互操作性等級評估和互操作性認(rèn)證試驗。

互操作性等級評估基于互操作性等級模型（如PAID 模型），通過對比法、試驗法等進(jìn)行評估。我軍互操作性試驗主要采用互操作性等級評估法。對比法是將信息采集階段獲得的系統(tǒng)互操作實現(xiàn)技術(shù)與信息系統(tǒng)特征細(xì)節(jié)進(jìn)行對比，即將系統(tǒng)的PAID 值與模型中的各互操作性等級對應(yīng)的PAID 值進(jìn)行對比分析，確定互操作性水平后，選擇最低的PAID 性能等級作為系統(tǒng)的互操作性等級。試驗法是對待評估系統(tǒng)進(jìn)行性能試驗，根據(jù)試驗結(jié)果評估互操作性，過程中需要搭建相應(yīng)的試驗環(huán)境。

互操作性認(rèn)證試驗的目的是驗證系統(tǒng)互操作性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相關(guān)指標(biāo)要求。美軍驗證階段的互操作性認(rèn)證試驗分為標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性試驗和聯(lián)合互操作性試驗兩類，如圖4 所示[1]。

圖4 互操作認(rèn)證試驗類型和試驗環(huán)境

3.2 軍機(jī)維修保障互操作評價方法

參考美軍互操作性試驗類型和方法，將軍機(jī)維修保障互操作評價分為分析評價和試驗驗證評估兩類。

分析評價包括保障流程分析、保障項目分析、保障資源分析、危險源與關(guān)鍵過程識別與評價、保障活動建模及仿真推演等。基于保障流程和項目，對照互操作性評估內(nèi)容、評價指標(biāo)，評價不同維修下的互操作等級，識別出各環(huán)節(jié)互操作性缺陷。

試驗驗證評估重點(diǎn)驗證研制要求達(dá)標(biāo)情況、標(biāo)準(zhǔn)符合性、實際保障需求的滿足情況等，需進(jìn)行實際操作驗證，搭建相應(yīng)保障任務(wù)想定下的試驗環(huán)境，配置各保障系統(tǒng)所需的保障資源，由保障機(jī)組利用自己的保障系統(tǒng)分別保障對方的機(jī)型，以評價對方機(jī)型融入自身保障系統(tǒng)的體系融合度，并進(jìn)一步評價兩個保障系統(tǒng)的互操作性。基于安全考慮，試驗驗證評估應(yīng)依次開展模擬操作評估、監(jiān)控操作、背靠背評估驗證等。

在實際實施過程中應(yīng)先開展分析評價后再進(jìn)行試驗驗證評估，在分析評估過程中持續(xù)暴露問題并尋找等效替代方案，直至形成可完成互操作性試驗的替代方案。

3.3 互操作性評價與驗證流程設(shè)計

軍機(jī)維修保障互操作性評價與驗證流程包括保障任務(wù)想定、保障需求分析、保障體系融合度互評、維修保障互操作性綜合分析、形成維修保障互操作性評價報告等主要環(huán)節(jié)，如圖5 所示。其中，保障體系融合度互評為核心環(huán)節(jié)，包括評價初始方案設(shè)計、基于任務(wù)想定的體系融合度（互操作性）分析評價、替代措施的落實、試驗環(huán)境及資料規(guī)劃、試驗驗證安全評估、試驗任務(wù)布置及信息收集培訓(xùn)、模擬操作—監(jiān)控操作—背靠背驗證、形成保障體系融合度評價報告。

圖5 體系融合度-互操作性評價與驗證流程

4 軍機(jī)維修保障互操作性評價思考建議

試飛院擁有全譜系試驗機(jī)、全要素保障資源，維修人員齊備、試驗條件齊全，是開展維修保障互操作性評價這類跨機(jī)型聯(lián)合試驗的最佳陣地。在試驗鑒定改革強(qiáng)化推進(jìn)作戰(zhàn)試驗的機(jī)遇下，互操作性試驗“左移”需求明確，資源、能力、資質(zhì)齊備，應(yīng)抓緊開展維修保障互操作性評價試驗技術(shù)體系構(gòu)建和能力體系建設(shè)，順應(yīng)新需求、開辟新領(lǐng)域。思考與建議如下：

1）強(qiáng)化互操作性早期評估，基于全譜系試驗機(jī)及專業(yè)化機(jī)務(wù)保障、維修評估隊伍優(yōu)勢，推動試驗鑒定“左移”，作為性能試驗重點(diǎn)考核內(nèi)容。

2）統(tǒng)一保障技術(shù)與管理標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化飛機(jī)主裝備層面統(tǒng)一保障接口及相關(guān)操作要求，實現(xiàn)保障設(shè)備統(tǒng)型。

3）規(guī)劃高于型號保障的聯(lián)合出版物，規(guī)定各型號聯(lián)合保障基本要求，將多機(jī)型的基本維護(hù)技能納入技能考核要求。

4）在專項保障資源的儲備和規(guī)劃方面，對于無法實現(xiàn)統(tǒng)型的特種保障資源，建議從戰(zhàn)備角度要求相應(yīng)機(jī)場進(jìn)行最低限度的儲備。

5）人員能力需要應(yīng)基于多機(jī)型保障要求，開展常態(tài)化的實操培訓(xùn)考核及輪訓(xùn)、輪保。

6）強(qiáng)化飛機(jī)自保障性設(shè)計，飛機(jī)自保障能力的提升將有效降低對對方保障系統(tǒng)的依賴，從而間接提升互操作性水平。

7）以信息化技術(shù)手段實現(xiàn)互聯(lián)、互通，規(guī)劃跨域遠(yuǎn)程保障技術(shù)資源，強(qiáng)化互操作性技術(shù)指導(dǎo)。