新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障體系架構(gòu)設(shè)計*

宋　磊　胡金華　張　衛(wèi)　袁　駿

(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院　武漢　430033)

SONG Lei　HU Jinhua　ZHANG Wei　YUAN Jun

(Electronic Engineering College, Naval University of Engineering, Wuhan　430033)

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新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障體系架構(gòu)設(shè)計*

宋磊胡金華張衛(wèi)袁駿

(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院武漢430033)

裝備綜合保障要求在裝備研制的同時，同步規(guī)劃和考慮保障系統(tǒng)建設(shè)，以保證其盡快形成戰(zhàn)斗力。文章簡述了國內(nèi)外裝備綜合保障發(fā)展概況，根據(jù)潛標(biāo)系統(tǒng)全壽命周期研制的特點(diǎn)，結(jié)合裝備保障性發(fā)展的最新理論，進(jìn)行了新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障的體系架構(gòu)設(shè)計，并歸納了全壽命周期內(nèi)綜合保障的主要相關(guān)工作，為全面開展新型潛標(biāo)系統(tǒng)的綜合保障研究奠定了基礎(chǔ)。

潛標(biāo)系統(tǒng)； 全壽命周期； 綜合保障； 保障性

SONG LeiHU JinhuaZHANG WeiYUAN Jun

(Electronic Engineering College, Naval University of Engineering, Wuhan430033)

Class NumberTB565

1　引言

潛標(biāo)系統(tǒng)也被稱為水下浮標(biāo)系統(tǒng)，是一種系泊于海洋水面以下并可通過釋放裝置回收的錨定繃緊型海洋探測系統(tǒng)，主要用于水下溫度、海流、噪聲等海洋環(huán)境要素長期、定點(diǎn)、連續(xù)、多測層同步監(jiān)測[1～2]。它能在惡劣的海洋環(huán)條件下搜集水下情報，是岸基站、艦艇和飛機(jī)在空間上的延伸擴(kuò)展，具有觀測時間長、隱蔽、測量不易受海面氣象條件影響等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于國防軍事、海洋科學(xué)研究、海洋開發(fā)等領(lǐng)域[3～4]。

當(dāng)今，我海軍防潛、反潛形勢嚴(yán)峻，水下監(jiān)測和偵察力度亟需加強(qiáng)，研發(fā)具有警戒和偵察能力的新型潛標(biāo)系統(tǒng)迫在眉睫。在過去的裝備研制中，通常只重視裝備作戰(zhàn)使用特性，而沒有考慮裝備的保障特性，忽視了保障系統(tǒng)的建設(shè)，在裝備設(shè)計定型甚至交付使用之后才開始解決其各種保障問題，造成了裝備保障的滯后，很難發(fā)揮裝備應(yīng)有的作戰(zhàn)效能[5]。新型潛標(biāo)系統(tǒng)能否快速形成戰(zhàn)斗力不僅取決于優(yōu)良的性能，還取決于其能否長期保持優(yōu)良的性能，因此，潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障在其裝備研制和戰(zhàn)斗力快速形成過程中具有重要意義。潛標(biāo)系統(tǒng)全壽命周期過程需要綜合規(guī)劃保障問題，我國GJB3872-1999《裝備綜合保障通用要求》對裝備綜合保障給出了明確的定義：綜合保障是指在裝備的壽命周期內(nèi)，為滿足系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性要求，降低壽命周期費(fèi)用，綜合考慮裝備的保障問題，確定保障性要求，進(jìn)行保障性設(shè)計，研制并規(guī)劃保障資源，及時提供裝備所需保障的一系列管理和技術(shù)活動[6]。

2　國內(nèi)外綜合保障發(fā)展概況

2.1美國

1964年美國國防部頒布了DoDI4100.35《系統(tǒng)和設(shè)備的綜合后勤保障研制》，首次提出裝備綜合后勤保障(ILS)，規(guī)定在裝備設(shè)計時要同步進(jìn)行保障性設(shè)計，開展綜合后勤保障工作。

20世紀(jì)七八十年代，美國國防部頒布文件指出綜合后勤保障的主要目標(biāo)是用可承受的壽命周期費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)裝備的戰(zhàn)備完好性，明確規(guī)定要將費(fèi)用作為主要設(shè)計參數(shù)之一，費(fèi)用分析在裝備保障中占據(jù)重要地位[7]。美國三軍結(jié)合自身特點(diǎn)，細(xì)化保障要求，相繼頒布了有關(guān)文件規(guī)范綜合保障工作。美國從國防部、各軍兵種到工業(yè)部門都成立了相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)，具體型號裝備的研制也成立了綜合后勤保障管理機(jī)構(gòu)，還頒布了大量的軍用標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了大量的計算機(jī)軟件，綜合保障工作在裝備研制中得到廣泛應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代，美國國防部頒布文件指出保障特性是裝備通用性能的一個組成部分，裝備系統(tǒng)不僅包括主裝備還包括人力資源、保障要素、保障設(shè)施等，規(guī)定將可靠性、維修性、保障性等設(shè)計特性作為裝備設(shè)計的重要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)保障性分析、保障方案規(guī)劃和保障資源統(tǒng)籌[8]。

21世紀(jì)以來，美國國防部先后修訂5000系列采辦文件，強(qiáng)調(diào)以部隊的作戰(zhàn)需求為中心，把裝備的綜合保障納入到裝備采辦當(dāng)中，主張利用私企維修，引入軍民合作[9]。

表1匯總了歷年美國出臺的綜合保障相關(guān)指令文件，可以發(fā)現(xiàn)歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展，美國的裝備綜合保障規(guī)定越來越成熟。同時美國的綜合保障工作也取得了豐碩的成果，局部戰(zhàn)爭中美軍大量裝備的高出動率和高保障能力正是其成功體現(xiàn)。

2.2英國

1993年英國國防部頒布了《采辦中應(yīng)用綜合后勤保障的政策》，該文件明確規(guī)定了裝備綜合保障的目標(biāo)。1996年英國國防部頒布Def Stan 00-60《綜合后勤保障》，該標(biāo)準(zhǔn)吸收了美國軍用標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，有更好的可操作性。英國先后三次修訂國防標(biāo)準(zhǔn)Def Stan 00-60，使其更加實(shí)用，后著手制定了《全壽命周期保障標(biāo)準(zhǔn)》以替代Def Stan 00，貫徹裝備壽命周期綜合保障思想。

此外，德國、法國、日本、韓國等國家也先后開展了一系列綜合保障研究，各自取得了不同程度的進(jìn)展。

表1　美國綜合保障指令文件

2.3國內(nèi)綜合保障發(fā)展概況

20世紀(jì)90年代以前，我國的裝備設(shè)計通常是序貫式，先發(fā)展主裝備，再解決配套的保障問題。這種方式隨著使用過程中保障費(fèi)用高、難以形成保障能力和戰(zhàn)斗力等困難的突出，引起國內(nèi)一批專家的重視。至此，我國開始引入裝備綜合保障概念，大力倡導(dǎo)在裝備研制過程中同步規(guī)劃其保障問題。

我國充分學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，制定了GJB3872《裝備綜合保障通用要求》、GJB1371《裝備保障性分析》和GJB3837《裝備保障性分析記錄》等軍用標(biāo)準(zhǔn)。21世紀(jì)以來，我國又陸續(xù)修訂和頒布了GJB1909A-2009《裝備可靠性維修性保障性要求論證》、GJB2547A-2012《裝備測試性工作通用要求》及GJB368B-2009《裝備維修性工作通用要求》等一系列新標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范和要求綜合保障相關(guān)的可靠性、維修性、保障性、測試性工作。

3　潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障體系設(shè)計

3.1潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障的特點(diǎn)

潛標(biāo)系統(tǒng)一般由水下部分和水上機(jī)組成，水下部分由水密艙、探測儀器、浮子、錨定裝置、聲學(xué)應(yīng)答釋放器等組成。圖1為哈爾濱工程大學(xué)研制的海洋矢量聲場觀測潛標(biāo)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。潛標(biāo)系統(tǒng)的綜合保障主要有以下特點(diǎn)：

1) 潛標(biāo)系統(tǒng)的工作環(huán)境特殊，長時間處于水下。在工作深度上的水壓和洋流的影響下，無論是潛標(biāo)系統(tǒng)的姿態(tài)分析還是自身的狀態(tài)監(jiān)測，技術(shù)實(shí)現(xiàn)和保障工作都很困難。

2) 潛標(biāo)系統(tǒng)的可靠性涉及到系統(tǒng)各部件的性能、配置、連接和集成設(shè)計等問題，要想避免布放潛標(biāo)系統(tǒng)的高風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)高回收率，必須考慮連接強(qiáng)度、水密、腐蝕等因素，保障工作要求標(biāo)準(zhǔn)高。

3) 國內(nèi)潛標(biāo)系統(tǒng)研發(fā)單位較少，有關(guān)其保障研究經(jīng)驗(yàn)不足，保障資源建設(shè)也相對滯后。但是綜合保障理論在西方國家的應(yīng)用成果顯著，可以借鑒他人的成果建立潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障體系，能在短時間內(nèi)取得一定成效。

圖1　海洋矢量聲場觀測潛標(biāo)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖

3.2潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障總體設(shè)計

潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障的總體設(shè)計思路是把可靠性、測試性、維修性、保障性等特性作為潛標(biāo)系統(tǒng)總體性能的一部分，在潛標(biāo)系統(tǒng)研制過程中通過保障性分析確定綜合保障要求，重點(diǎn)規(guī)劃綜合技術(shù)保障和保障性工程。新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障總體框圖如圖2所示。

3.3潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障體系頂層構(gòu)成

1) 綜合技術(shù)保障

綜合技術(shù)保障是為實(shí)現(xiàn)潛標(biāo)系統(tǒng)的任務(wù)需求和戰(zhàn)備完好性目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)理論對其進(jìn)行保障的一系列管理與技術(shù)活動。綜合技術(shù)保障前期工作主要體現(xiàn)在分析保障性約束和保障要求，同步設(shè)計新型潛標(biāo)及其保障系統(tǒng)，反復(fù)進(jìn)行保障性分析盡量使兩者達(dá)到最佳匹配，后期工作主要體現(xiàn)在保障資源的規(guī)劃、使用和評估。綜合技術(shù)保障頂層結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2　新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障總體框圖

圖3　綜合技術(shù)保障頂層結(jié)構(gòu)

2) 保障性工程

保障性工程綜合考慮各種保障特性和保障要素，通過一系列論證、設(shè)計、試驗(yàn)和評價等技術(shù)與管理活動，以最經(jīng)濟(jì)的壽命周期費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)裝備系統(tǒng)的保障性目標(biāo)。在新型潛標(biāo)系統(tǒng)的全壽命周期中，保障性工程的工作主要是基于保障性約束提出保障性要求，合理進(jìn)行可靠性、維修性、測試性等保障特性的設(shè)計并對系統(tǒng)整體的保障性做出評估。保障性工程頂層結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　保障性工程頂層結(jié)構(gòu)

3) 保障性分析

保障性分析應(yīng)用于潛標(biāo)系統(tǒng)全壽命周期的各個階段，是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)備完好性和保障性目標(biāo)的有效分析手段，包括以可靠性為中心的維修分析、使用與維修任務(wù)分析、修理級別分析、故障模式影響及危害性分析、壽命周期費(fèi)用分析等。保障性分析在以下兩個方面的應(yīng)用尤為關(guān)鍵：

(1)確定保障性設(shè)計特性

根據(jù)新型潛標(biāo)系統(tǒng)的任務(wù)需求，確定戰(zhàn)備完好性目標(biāo)與保障性目標(biāo)，通過保障性分析設(shè)計可靠性、維修性、測試性等有關(guān)保障性的設(shè)計特性，以影響新型潛標(biāo)系統(tǒng)的總體設(shè)計，真正把保障性設(shè)計融合到新型潛標(biāo)系統(tǒng)的研制中。

(2)規(guī)劃保障系統(tǒng)

根據(jù)新型潛標(biāo)系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性目標(biāo)與保障性目標(biāo)，通過保障性分析制定保障方案，優(yōu)化保障計劃和保障資源的配置，確保建立經(jīng)濟(jì)有效的保障系統(tǒng)[10]。

4) 技術(shù)基礎(chǔ)

潛標(biāo)系統(tǒng)全壽命周期的綜合保障依賴大量工程技術(shù)和管理方法，例如潛標(biāo)系統(tǒng)保障性多指標(biāo)綜合優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、潛標(biāo)系統(tǒng)功能檢測與評估技術(shù)、潛標(biāo)系統(tǒng)故障診斷與維修技術(shù)、潛標(biāo)系統(tǒng)遠(yuǎn)程支持技術(shù)、潛標(biāo)系統(tǒng)綜合管理平臺技術(shù)等。

4　潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障工作內(nèi)容

新型潛標(biāo)系統(tǒng)論證、方案、定型、生產(chǎn)、使用及退役全壽命周期內(nèi)各階段的裝備研制和綜合保障工作可簡要?dú)w納如圖5所示。

圖5　潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障工作內(nèi)容

新型潛標(biāo)系統(tǒng)綜合保障工作的主要內(nèi)容按壽命周期分布如下：

在潛標(biāo)裝備論證階段：確定潛標(biāo)系統(tǒng)的保障需求，提出綜合保障構(gòu)想，確定保障性約束和使用要求，擬定初始綜合保障方案。

在潛標(biāo)裝備方案制定階段：確定保障性設(shè)計參數(shù)，權(quán)衡分析并優(yōu)化綜合保障方案，初步確定保障資源要求，初步制定詳細(xì)的保障計劃。

在潛標(biāo)裝備研制與定型階段：詳細(xì)確定保障資源要求，修訂詳細(xì)的保障計劃，綜合試驗(yàn)與評估驗(yàn)證，審查制定正式的綜合保障方案。

在潛標(biāo)裝備生產(chǎn)與部署階段：保障資源的供應(yīng)，部署詳細(xì)保障計劃，監(jiān)控生產(chǎn)部署過程，綜合各保障要素建立保障系統(tǒng)。

在潛標(biāo)裝備使用階段：潛標(biāo)系統(tǒng)性能檢測與評估，實(shí)施故障診斷與維修規(guī)劃，收集保障數(shù)據(jù)，評估保障系統(tǒng)能力，調(diào)整保障資源配置，修訂保障方案，改進(jìn)保障技術(shù)。

在潛標(biāo)裝備退役階段：保障資源退役處理，綜合信息存檔。

5　結(jié)語

新型裝備系統(tǒng)科技含量越來越高，對裝備保障提出的要求也相應(yīng)越來越高，新型裝備成系統(tǒng)、成建制地同步形成保障力、戰(zhàn)斗力是我軍新形勢下對裝備發(fā)展的要求。在新型潛標(biāo)系統(tǒng)研制的全壽命周期中，從論證之初就做好綜合保障頂層規(guī)劃和體系設(shè)計，系統(tǒng)地考慮和科學(xué)地安排每一階段的綜合保障工作，能夠有效提高其研制水平、保障能力和使用壽命，在其列裝部隊后能快速形成戰(zhàn)斗力。

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Architecture Design of New Submerged Buoy Integrated Logistics Support*

Equipment integrated logistics support requires to plan and consider support system construction at the same time with equipment development, to ensure its fighting capacity as soon as possible. This paper briefly describes the development of equipment integrated logistics support at home and abroad. According to the characteristics of submerged buoy, combined with the new theory of the equipment supportability development, it designs the architecture of the new type submerged buoy integrated logistics support and summarizes the whole life cycle integrated work. This research lays the foundation for the new type submerged buoy system integrated logistics support.

submerged buoy, whole life cycle, integrated logistics support, supportability

2016年2月7日,

2016年3月23日

宋磊,男,碩士研究生,研究方向：水聲裝備綜合保障。胡金華,男,副教授,研究方向：水聲裝備綜合保障。張衛(wèi),男,講師,研究方向：水聲裝備綜合保障。袁駿,男,講師,研究方向：水聲信號處理。

TB565

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.08.001