基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法

范 強(qiáng)，商志剛，嚴(yán)曉芳，郝英好

(中國電子科學(xué)研究院, 北京 100041)

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綜 述

基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法

范 強(qiáng)，商志剛，嚴(yán)曉芳，郝英好

(中國電子科學(xué)研究院, 北京 100041)

美國審計(jì)總署(GAO)每年都會(huì)對美軍的國防采辦項(xiàng)目進(jìn)行評估，以防控在國防采辦中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。GAO在獲得項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)、成本、進(jìn)度等信息，以及在研發(fā)、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，采用基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，對國防采辦項(xiàng)目進(jìn)行評估，提示項(xiàng)目全壽命周期中存在的風(fēng)險(xiǎn)。該方法在國防采辦過程中設(shè)置三個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，分別對資源與需求匹配性、產(chǎn)品設(shè)計(jì)穩(wěn)定性、生產(chǎn)過程成熟度進(jìn)行分析。本文詳細(xì)介紹了美軍基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，并以美軍先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈AGM-88E項(xiàng)目為例進(jìn)行介紹，最后提出了對我軍國防采辦啟示。

基于知識(shí)；風(fēng)險(xiǎn)評估；國防采辦；技術(shù)成熟度；先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈

0 引 言

美國審計(jì)總署(Government Accountability Office，GAO)為美國國會(huì)提供審計(jì)服務(wù)，是美國聯(lián)邦政府最高審計(jì)機(jī)構(gòu)，對美國國防部(DOD)國防裝備系統(tǒng)的采辦進(jìn)行年度評估是其重要職責(zé)之一。GAO基于項(xiàng)目的技術(shù)、設(shè)計(jì)、成本、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，利用基于知識(shí)的項(xiàng)目采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，對國防武器系統(tǒng)進(jìn)行評估，規(guī)避項(xiàng)目全壽命周期中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

GAO采用基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，該方法要求在國防采辦過程中按照時(shí)間的先后順序，設(shè)置三個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，分別對資源與需求匹配性、產(chǎn)品設(shè)計(jì)穩(wěn)定性、生產(chǎn)過程成熟度進(jìn)行分析。這三類分析內(nèi)容又可細(xì)分為八項(xiàng)，其中，對于資源與需求匹配性的分析包含三項(xiàng)：是否在相關(guān)環(huán)境中演示了所有關(guān)鍵技術(shù)，是否在真實(shí)環(huán)境中演示了所有關(guān)鍵技術(shù)，是否完成了初步設(shè)計(jì)審查；對于設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的分析包含兩項(xiàng)：是否已發(fā)布90%或90%以上的設(shè)計(jì)圖紙，是否對集成后的系統(tǒng)級原型進(jìn)行了測試；對于生產(chǎn)過程成熟度的分析包含三項(xiàng)：是否展示了關(guān)鍵(生產(chǎn))過程是可控的，是否在初期小規(guī)模生產(chǎn)線上展示了關(guān)鍵(生產(chǎn))過程，是否測試過一個(gè)可代表產(chǎn)品的原型系統(tǒng)[1]。

對于申報(bào)的國防采辦項(xiàng)目，在決策立項(xiàng)之前需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，一般先識(shí)別出關(guān)鍵技術(shù)，并對關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)成熟度等級進(jìn)行評估分析，GAO在三個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上，主要針對項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。技術(shù)成熟度等級(Technology Readiness Level，簡稱TRL)評估方法是國際通用的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，特別是美國、歐洲等國家或地區(qū)在國防采辦過程中尤其注重技術(shù)成熟度等級評估方法，本文中也會(huì)對技術(shù)成熟度等級進(jìn)行介紹[2]。

最后以美國海軍的先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈(Advanced Anti-Radiation Guided Missile，AARGM)為例，說明基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，并提出對我國裝備采辦的相關(guān)意見建議。

1 基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法

在項(xiàng)目采辦過程中，GAO利用研發(fā)開始、關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查、生產(chǎn)開始三個(gè)時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)鍵知識(shí)信息，對項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。三個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的知識(shí)信息，分別對資源與需求匹配性、產(chǎn)品設(shè)計(jì)穩(wěn)定性、生產(chǎn)過程成熟度進(jìn)行分析，從而評估項(xiàng)目的技術(shù)、經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。圖1描繪了這些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)與國防部采辦過程的各里程碑時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)序關(guān)系，其中，將國防部的系統(tǒng)集成與演示階段統(tǒng)稱為系統(tǒng)開發(fā)，生產(chǎn)開始時(shí)刻通常是指項(xiàng)目進(jìn)入低速率初始生產(chǎn)的時(shí)刻[1]。

圖1 DoD采辦全壽命周期及GAO知識(shí)點(diǎn)

知識(shí)點(diǎn)1：分析評估資源與需求的匹配性

裝備系統(tǒng)在開始進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)時(shí)(即DoD 5000采辦模型中的里程碑B節(jié)點(diǎn))，是否達(dá)到較高的技術(shù)成熟度，是評估資源與需求匹配性的重要指標(biāo)之一，技術(shù)程度高意味著研制產(chǎn)品所需的技術(shù)在其預(yù)期的環(huán)境中工作性好。此外，開發(fā)人員在產(chǎn)品的初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)完成一系列系統(tǒng)工程審查，證明其設(shè)計(jì)的可行性。美國國防部為提高經(jīng)費(fèi)開支的可預(yù)測性，建議將系統(tǒng)開發(fā)階段的時(shí)長限制在5年至6年之內(nèi)，與DoD預(yù)算規(guī)劃過程保持一致。對于造船類項(xiàng)目，關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)成熟度應(yīng)達(dá)到第七級①技術(shù)成熟度第七級指已經(jīng)做出實(shí)際系統(tǒng)的原型并在實(shí)際使用環(huán)境中成功演示。，才能授予新船詳細(xì)設(shè)計(jì)的合同。

知識(shí)點(diǎn)2：分析評估產(chǎn)品設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性

在決策項(xiàng)目的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否滿足客戶需求，并評估項(xiàng)目是否能達(dá)到成本、進(jìn)度和可靠性目標(biāo)時(shí)(即詳細(xì)設(shè)計(jì)審查時(shí))，需進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的分析評估。在系統(tǒng)級詳細(xì)設(shè)計(jì)審查(CDR)時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)最好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，通常在系統(tǒng)研發(fā)開發(fā)的中期進(jìn)行系統(tǒng)級詳細(xì)設(shè)計(jì)審查。此時(shí)，至少應(yīng)完成90%的工程圖紙內(nèi)容，證明產(chǎn)品設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，原型演示表明設(shè)計(jì)滿足性能要求。造船類項(xiàng)目為了證明設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，國防采辦部門要求其必須完成全部基本圖紙、功能性圖紙以及產(chǎn)品的三維模型，才可以啟動(dòng)新船的建造。項(xiàng)目開始生產(chǎn)前，還可以通過可靠性增長試驗(yàn)、故障建模和對故障修復(fù)的效果分析來改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。此時(shí)，項(xiàng)目還應(yīng)該啟動(dòng)生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作，包括識(shí)別生產(chǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)、關(guān)鍵的產(chǎn)品特征和關(guān)鍵的生產(chǎn)流程。

知識(shí)點(diǎn)3：生產(chǎn)過程的成熟度。

開發(fā)者能在規(guī)定的成本、時(shí)間和質(zhì)量要求條件下，演示產(chǎn)品生產(chǎn)過程，方可進(jìn)行生產(chǎn)過程成熟度評估。只有從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度上，在確保所有關(guān)鍵生產(chǎn)流程，都處于可控狀態(tài)(即所有關(guān)鍵生產(chǎn)流程都是可重復(fù)、可持續(xù)的，生產(chǎn)的零件都能保證在產(chǎn)品的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi))時(shí)，才是最好的啟動(dòng)生產(chǎn)過程的時(shí)刻。在初期小規(guī)模生產(chǎn)線上展示關(guān)鍵生產(chǎn)流程是進(jìn)行生產(chǎn)過程成熟度評估的重要初始步驟。當(dāng)經(jīng)系統(tǒng)集成后的完整產(chǎn)品原型可以演示系統(tǒng)按預(yù)期要求可靠工作時(shí)，將會(huì)使生產(chǎn)成本及其后續(xù)成本最小化。

基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法是一個(gè)逐步積累的過程，每個(gè)關(guān)鍵決策點(diǎn)必須獲取相應(yīng)的知識(shí)和信息，以決策是否開展下一步工作。 展示技術(shù)成熟度是進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的先決條件，在系統(tǒng)開發(fā)期間的重點(diǎn)則必須放在設(shè)計(jì)和集成上。同樣，穩(wěn)定和成熟的設(shè)計(jì)也是進(jìn)入生產(chǎn)過程的先決條件，生產(chǎn)期間的重點(diǎn)則應(yīng)放在如何才能高效生產(chǎn)產(chǎn)品的問題上[4]。

2 技術(shù)成熟度

技術(shù)成熟度(TRL)是一種先進(jìn)的技術(shù)管理方法，源自美國國家航空航天局(NASA)，后來又被DOD大力推廣使用，廣泛應(yīng)用于評估航空、航天和國防裝備領(lǐng)域的技術(shù)成熟程度。技術(shù)成熟度劃分為9個(gè)級別，可準(zhǔn)確地評價(jià)技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，提高管理決策的科學(xué)性，降低新技術(shù)在工程中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，各級具體定義如表1所示，該評估方法主要適用于研發(fā)周期長、耗費(fèi)大、研發(fā)過程復(fù)雜的新技術(shù)領(lǐng)域[2]。

3 評估實(shí)例——AGM-88E先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈項(xiàng)目

先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈是一種空對地導(dǎo)彈，裝備于海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的飛機(jī)，旨在摧毀敵人利用無線電頻率的艦空或地空防御系統(tǒng)。AARGM是AGM-88高速反輻射導(dǎo)彈(High Speed Anti-Radiation Missile，

HARM)的升級版。 它利用現(xiàn)有的HARM火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和彈頭，改進(jìn)了控制系統(tǒng)，同時(shí)具有全球定位系統(tǒng)和改進(jìn)瞄準(zhǔn)能力的新制導(dǎo)系統(tǒng)。項(xiàng)目遵循分階段研發(fā)的方法，圖2給出了該項(xiàng)目關(guān)鍵采辦節(jié)點(diǎn)[4]。

表1 技術(shù)成熟度(TRL)各級別定義

圖2 項(xiàng)目采辦時(shí)間節(jié)點(diǎn)

表3為GAO辦公室截止到2012年01月對三個(gè)知識(shí)點(diǎn)的8項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行的確認(rèn)情況，該確認(rèn)單的各項(xiàng)情況均根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確認(rèn)。鑒于AARGM項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成熟、設(shè)計(jì)處于穩(wěn)定狀態(tài)(即沒有設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn))，該項(xiàng)目于2008年9月開始生產(chǎn)，但該項(xiàng)目未向GAO提供演示其生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)的材料。在因軟件和零件質(zhì)量問題導(dǎo)致的一系列導(dǎo)彈故障之后，海軍于2010年9月停止了作戰(zhàn)測試。該項(xiàng)目的海軍測試人員在2011年8月得出結(jié)論認(rèn)為，該項(xiàng)目在首次作戰(zhàn)測試期間發(fā)現(xiàn)的異常情況已得到充分解決，重新開始作戰(zhàn)測試。通過驗(yàn)收飛行試驗(yàn)篩選掉質(zhì)量較差的導(dǎo)彈，并證實(shí)了導(dǎo)彈可靠性的近期改進(jìn)。然而，仍需關(guān)注正在交付的導(dǎo)彈的可靠性和質(zhì)量問題，這些問題仍在解決過程中。

? 技術(shù)與設(shè)計(jì)成熟度

AARGM(先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈)項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)是成熟的，設(shè)計(jì)是穩(wěn)定的。據(jù)項(xiàng)目辦公室介紹，當(dāng)項(xiàng)目于2008年9月進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)(毫米波傳感器軟件和天線罩)是成熟的。然而，根據(jù)美國國防部的獨(dú)立測試組織——作戰(zhàn)測試與評估主任(DOT&E)，在2009和2010年的報(bào)告，毫米波傳感器對導(dǎo)彈的可靠性仍構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。生產(chǎn)階段開始后，設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)量卻仍然在持續(xù)增加，不過，導(dǎo)彈設(shè)計(jì)還能保持穩(wěn)定。

表3 產(chǎn)品獲得GAO確認(rèn)的情況表

? 產(chǎn)品成熟度

在2008年9月AARGM項(xiàng)目進(jìn)入生產(chǎn)過程時(shí)，是不成熟的，并且項(xiàng)目出現(xiàn)了質(zhì)量問題，該問題導(dǎo)致測試失敗和可靠性問題。根據(jù)該項(xiàng)目辦公室，在承包商已經(jīng)確定的18個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)過程中，當(dāng)前只有8個(gè)過程在統(tǒng)計(jì)學(xué)上處于可控狀態(tài)。該項(xiàng)目計(jì)劃在第二次初始生產(chǎn)輪次時(shí)，演示所有這18個(gè)過程都處于可控狀態(tài)，該項(xiàng)目定于2012財(cái)年第四季度末完成。自進(jìn)入生產(chǎn)階段后，該項(xiàng)目已經(jīng)歷了多次生產(chǎn)延遲和多個(gè)作戰(zhàn)測試故障。根據(jù)國防合同管理局(DCMA)和DOT&E部門官員的意見，測試失敗是由硬件和軟件兩方面問題造成的。硬件故障涉及多個(gè)分包商，主要是由于存在質(zhì)量差的零件。根據(jù)DCMA官員意見，主承包商的一些管理問題導(dǎo)致了項(xiàng)目的測試失敗。例如，并非所有的項(xiàng)目需求都告知了下級的分包商，分包商沒有收到設(shè)計(jì)變更后的更新圖紙。

根據(jù)DCMA官員介紹，項(xiàng)目辦公室和主承包商已經(jīng)采取措施解決質(zhì)量問題；然而， 2011年7月，在海軍測試官員評價(jià)項(xiàng)目準(zhǔn)備重新進(jìn)入作戰(zhàn)測試的報(bào)告中，認(rèn)為導(dǎo)彈的可靠性并沒有提高。海軍已經(jīng)實(shí)施了額外的控制方法識(shí)別質(zhì)量差的導(dǎo)彈，特別指出的是，每一個(gè)導(dǎo)彈需經(jīng)過3小時(shí)飛行測試，才會(huì)被軍方接收。這種測試可以檢測出早期的不可靠導(dǎo)彈，并保證了后續(xù)質(zhì)量改進(jìn)的有效性。然而，為充分驗(yàn)證這些測試活動(dòng)，額外的飛行測試是必要的。

? 項(xiàng)目辦公室意見

海軍在評論本評估草案時(shí)指出，AARGM項(xiàng)目繼續(xù)采用成本控制措施，在授予低利率生產(chǎn)合同時(shí)，必須按照原定計(jì)劃數(shù)量進(jìn)行生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo)。在2011年1月，AARGM與DOT&E和海軍測試人員合作，重新進(jìn)行了集成測試，重新篩選了生產(chǎn)資產(chǎn)和新軟件，所有以前的異常都得到了解決。 2011年7月進(jìn)行了作戰(zhàn)試驗(yàn)準(zhǔn)備審查，8月開始作戰(zhàn)飛行。自2011年1月起，AARGM在五架F-18型號的戰(zhàn)斗機(jī)上累計(jì)飛行超過300小時(shí)，成功進(jìn)行了七次射擊，并將在2012財(cái)年第三季度獲得初始作戰(zhàn)能力。海軍表示，AARGM可靠性持續(xù)改善，現(xiàn)在已經(jīng)超過閾值要求的兩倍。 該項(xiàng)目為便于在2012年6月作出全速率生產(chǎn)的決定，已經(jīng)改善了生產(chǎn)過程，提高了必要的重復(fù)性和質(zhì)量。

4 結(jié)語及啟示

美國GAO利用基于知識(shí)的國防采辦風(fēng)險(xiǎn)評估方法，國防采辦過程中設(shè)置三個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，借助技術(shù)成熟度等知識(shí)，對其中八項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)評估，對在研的國防項(xiàng)目進(jìn)行全面評估，有效管控了研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避項(xiàng)目研發(fā)中出現(xiàn)的質(zhì)量、成本等風(fēng)險(xiǎn)， AARGM的例子驗(yàn)證了該方法在實(shí)際操作中的有效性；合理設(shè)計(jì)裝備采辦的各個(gè)過程，重視試驗(yàn)鑒定的重要性，對于提升美軍戰(zhàn)斗力具有重要意義[5]。

目前，我軍裝備體系采辦，受制于對戰(zhàn)爭規(guī)律的認(rèn)識(shí)和技術(shù)手段等的限制，研究成果較少，裝備體系作戰(zhàn)效能差，采用有效的風(fēng)險(xiǎn)管控項(xiàng)目采辦方法，對于提高我軍裝備體系作戰(zhàn)效能具有重要意義。

結(jié)合我軍當(dāng)前貫徹執(zhí)行“牢固樹立戰(zhàn)斗力這個(gè)唯一的根本的標(biāo)準(zhǔn)”指導(dǎo)思想，建議成立獨(dú)立于軍方的專業(yè)評估團(tuán)隊(duì)，對在研的裝備項(xiàng)目的各階段精準(zhǔn)評估，制定具有中國特色的裝備風(fēng)險(xiǎn)評估方法，合理規(guī)避質(zhì)量、成本、戰(zhàn)斗力等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；提早規(guī)劃安排試驗(yàn)鑒定，集中力量解決戰(zhàn)斗力生成難點(diǎn)，打破傳統(tǒng)的評估就是對設(shè)備打分、評定其通過與否的思想，在試驗(yàn)鑒定中尋找問題，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，獲取裝備更多實(shí)用信息，將裝備服務(wù)部隊(duì)、提升戰(zhàn)斗力作為根本目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)。

[1] Assessments of Selected Weapon Programs [R]. March 2012: 19-21,41-42.

[2] Office of the Director, Defense Research and Engineering (DDR&E). Technology Readiness Assessment(TRA)Desk book S/OL]. 2009-9-9.

[3] Department of Defense.DoDI Directive 5000.02: Operation of the defense acquisition system.[R/OL]. 2008-12-8.

[4] McNicol D L, Tate D M, Burns S K, et al. Further Evidence on the Effect of Acquisition Policy and Process on Cost Growth of Major Defense Acquisition Programs[J]. 2016.

[5] Schwartz M, Francis K A, O'Connor C V. The Department of Defense Acquisition Workforce: Background, Analysis, and Questions for Congress[J]. 2016.

Knowledge-Based Approach to Manage Acquisition Risk

FAN Qiang, SHANG Zhi-gang, YAN Xiao-fang, HAO Ying-hao

(Chinese Academy of Electronics and Information Technology, Beijing 100041)

U.S. Government Accountability Office (GAO) evaluates the US defense acquisition programs to manage risk every year. After obtaining information on key technologies, costs and schedules, as well as the statistical data in the R & D and production processes, GAO adopts the knowledge-based defense acquisition risk assessment method to evaluate the risk of the defense acquisition project. This method sets up three key knowledge points in the acquisition’s process and analyzes the matching of resources and demand, product design stability and production process maturity respectively. This paper introduces the knowledge-based defense risk assessment method, and the project about the advanced anti-missile missile AGM-88E is selected as the example to be introduced. Some suggestions on our military defense acquisition are proposed.

Knowledge-based, Risk assessment, Defense acquisition, Technology readiness level, Advanced anti-missile guided Missile

10.3969/j.issn.1673-5692.2017.03.016

2017-03-01

2017-06-01

海軍裝備部預(yù)研課題(網(wǎng)絡(luò)化、智能化空基預(yù)警任務(wù)系統(tǒng)技術(shù))

E145.2

A

1673-5692(2017)03-307-05

范 強(qiáng) (1976—)，男，山東人，博士，高級工程師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)載電子信息系統(tǒng)總體技術(shù)； E-mail：shangzhigang513@163.com

商志剛( 1986—)，男，山東人，博士，工程師，主要研究方向?yàn)樗潞叫衅鹘M合導(dǎo)航系統(tǒng)，科技情報(bào)；

嚴(yán)曉芳(1975—)，女，安徽人，研究員，主要研究方向?yàn)槔走_(dá)數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)總線、科技情報(bào)等；

郝英好(1982—)，男，山東人，工程師，主要研究方向?yàn)殡娮有畔⑴c系統(tǒng)工程。