基于艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性特點(diǎn)的影響因素研究?

李 飛 劉傳波 劉子健

（1.中國(guó)船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院 北京 100081）（2.海裝武漢局駐武漢地區(qū)第四軍事代表室 武漢 430205）

1 引言

當(dāng)今戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日益復(fù)雜，裝備的作戰(zhàn)效能投入戰(zhàn)場(chǎng)使用時(shí)可發(fā)揮的程度即作戰(zhàn)適用性，已成為制約其戰(zhàn)斗力的主要瓶頸。開(kāi)展作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)技術(shù)研究，對(duì)于掌握我軍艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性水平、實(shí)施必要的設(shè)計(jì)優(yōu)化有著至關(guān)重要的作用，而研究作戰(zhàn)適用性影響因素，可為作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)提供輸入，是開(kāi)展艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

作戰(zhàn)適用性概念起源于美國(guó)空軍，AFI 99-102《作戰(zhàn)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)的管理》關(guān)于作戰(zhàn)適用性的定義是：在考慮可用性、兼容性、運(yùn)輸性、互用性、可靠性、戰(zhàn)時(shí)使用率、維修性、安全性、人因、保障性、自然環(huán)境效應(yīng)與影響、文件以及訓(xùn)練要求的情況下，系統(tǒng)令人滿意地投入外場(chǎng)使用的程度。GJB4000定義作戰(zhàn)適用性為：艦船能在海上作戰(zhàn)的滿意程度。構(gòu)成要素通常是指艦船可用性、可靠性、維修性、保障性、安全性、隱蔽性、兼容性、居住性和核安全性等［1］。作戰(zhàn)適用性的定義是頂層、系統(tǒng)、開(kāi)放的概念，隨技術(shù)方法、基礎(chǔ)理論及使用需求的不斷發(fā)展變化可持續(xù)擴(kuò)充。

作戰(zhàn)適用性可理解為作戰(zhàn)效能的傳遞函數(shù)，該函數(shù)是系統(tǒng)應(yīng)對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)及環(huán)境時(shí)，綜合考慮多種特性后表現(xiàn)出來(lái)的，影響系統(tǒng)在作戰(zhàn)環(huán)境下的戰(zhàn)斗力。從涉及的特性來(lái)看，作戰(zhàn)適用性涉及的特性眾多，既包含固有可靠性、固有測(cè)試性等不變要素，也包含使用策略、保障方案等可變要素；從涵蓋階段看，艦船作戰(zhàn)適用性涵蓋裝備的訓(xùn)練階段、部署階段與保障階段，由于不同階段對(duì)應(yīng)的任務(wù)不同，因此作戰(zhàn)適用性的影響因素和權(quán)重也不同［1］。從不同的觀測(cè)角度來(lái)看，可將其內(nèi)涵劃分為有故障修復(fù)能力、無(wú)故障用戶體驗(yàn)兩類［2］。其中，有故障修復(fù)能力關(guān)注系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性，以及發(fā)生故障后恢復(fù)正常狀態(tài)的能力、消耗等，涉及的特性包括可靠性、測(cè)試性、維修性、保障性等。無(wú)故障用戶體驗(yàn)關(guān)注裝備正常使用過(guò)程中的任務(wù)執(zhí)行效率、用戶操作負(fù)擔(dān)等情況，涉及的特性包括人因工程、互聯(lián)互通、體系協(xié)同等。

2 艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性特點(diǎn)

艦載信息處理系統(tǒng)相對(duì)其它艦船裝備，在組成結(jié)構(gòu)、部署安裝、綜合保障等方面具有如下特點(diǎn)［3～6］：

1）組成設(shè)備以標(biāo)準(zhǔn)化的電子設(shè)備為主；

2）部署位置以艙內(nèi)為主；

3）軟件占比重較大；

4）信息處理時(shí)間、目標(biāo)指示數(shù)量與精度等是衡量系統(tǒng)能力的主要參數(shù)；

5）艦載信息處理系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作；

6）人員因素對(duì)系統(tǒng)任務(wù)完成情況影響較大；

7）保障業(yè)務(wù)類型、資源種類相對(duì)較少，難度相對(duì)較小、時(shí)效性要求較高。

根據(jù)作戰(zhàn)適用性定義，基于艦載信息處理系統(tǒng)上述特點(diǎn)，對(duì)其作戰(zhàn)適用性特點(diǎn)分析如下：

1）組成設(shè)備多為標(biāo)準(zhǔn)化顯控臺(tái)、顯示屏等，因此包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)方面沒(méi)有特殊要求，與計(jì)算機(jī)類設(shè)備的相關(guān)要求基本一致。

標(biāo)準(zhǔn)化的硬件易于開(kāi)展測(cè)試性設(shè)計(jì)，能夠以較少的代價(jià)獲取較高的診斷能力，同時(shí)，對(duì)應(yīng)的使用與維修保障作業(yè)內(nèi)容相對(duì)較為容易，因此，對(duì)于艦載信息處理系統(tǒng)而言，各設(shè)備的測(cè)試性、維修性、保障性關(guān)注重點(diǎn)在于圍繞系統(tǒng)、功能通道、嚴(yán)重故障的診斷、維修及保障能力，且主要考慮故障隔離率；

2）由于不涉及艙外設(shè)備，因此艦載信息處理系統(tǒng)不直接接觸外界環(huán)境，風(fēng)、雨、雪、冰、冰雹、臭氧、海水溫度、太陽(yáng)輻射、砂粒和砂塵等氣候環(huán)境因素不會(huì)直接影響艦載信息處理系統(tǒng)功能性能的有效發(fā)揮，僅需考慮艙內(nèi)環(huán)境對(duì)艦載信息處理系統(tǒng)的影響，如溫度、濕度、電磁環(huán)境等；

3）艦載信息處理系統(tǒng)涉及多個(gè)指揮桌、臺(tái)，涉及的人機(jī)交互操作、人員決策判斷等環(huán)節(jié)較多［7］，因此人因工程相關(guān)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將影響決策時(shí)間、效率、人員負(fù)擔(dān)及人在環(huán)路系統(tǒng)可持續(xù)工作時(shí)間等，對(duì)于艦載信息處理系統(tǒng)具有較大影響；此外，人員培訓(xùn)效果對(duì)于艦載信息處理系統(tǒng)能力的充分發(fā)揮也起到較為重要的影響作用；

4）由于艦載信息處理系統(tǒng)承擔(dān)目標(biāo)信息綜合處理、作戰(zhàn)指揮控制等任務(wù)［8］，因此需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)開(kāi)機(jī)運(yùn)行，對(duì)任務(wù)可靠度的要求較高。艦載信息處理系統(tǒng)需要同時(shí)給出多批目標(biāo)綜合態(tài)勢(shì)，為多種類型的武器系統(tǒng)提供符合精度要求的多批次目標(biāo)指示，因此，實(shí)時(shí)性、連續(xù)性要求較高，目標(biāo)類型的純度，即同時(shí)提供的目標(biāo)信息中包含的類型數(shù)量，可能影響目標(biāo)指示的準(zhǔn)確性，例如，來(lái)襲導(dǎo)彈、敵機(jī)等高速目標(biāo)與水下或水面低速目標(biāo)的混合，也對(duì)艦載信息處理系統(tǒng)的目標(biāo)信息處理能力提出了較高要求。

5）軟件是艦載信息處理系統(tǒng)較為重要的組成部分，直接關(guān)系到艦載信息處理系統(tǒng)能力的有效發(fā)揮［9］，因此軟件的作戰(zhàn)適用性必然直接影響艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性。對(duì)于公共計(jì)算環(huán)境下采用分布式方案的艦載信息處理系統(tǒng)，各臺(tái)位可互聯(lián)互通互操作，也可隨時(shí)上線其他臺(tái)位軟件，在增加靈活性、降低以往緊耦合方式導(dǎo)致的硬件依賴性較強(qiáng)等方面，有較大優(yōu)勢(shì)，但也同時(shí)引入了新的問(wèn)題，例如功能切換時(shí)間、信息切換連續(xù)性與完整性等，都將影響艦載信息處理系統(tǒng)效能的有效發(fā)揮，同時(shí)，軟件的保障性、可靠性乃至維修性等，也是艦載信息處理系統(tǒng)作為信息處理系統(tǒng)不同于其他裝備的作戰(zhàn)適用性關(guān)注要點(diǎn)。

3 艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素

作戰(zhàn)適用性概念涉及多個(gè)特性，且具有開(kāi)放性，因此其影響因素必然涉及范圍廣泛且深入，同時(shí)，艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)離不開(kāi)裝備、任務(wù)需求以及用戶感受，另外，從作戰(zhàn)適用性概念出發(fā)，各特性能夠較為直接的表征其適用性［10］，基于上述考慮，為盡可能全面梳理艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素，從系統(tǒng)軟硬件角度、特性角度、任務(wù)角度以及用戶反饋角度出發(fā)，建立作戰(zhàn)適用性影響因素體系。

為便于度量，不同分析視角下艦載信息處理系統(tǒng)的作戰(zhàn)適用性影響因素體系可分解為特性層、特性因素層以及度量因素層。

1）特性層

特性層由作戰(zhàn)適用性涉及的基本屬性組成，包含裝備通用質(zhì)量特性、人機(jī)環(huán)、互聯(lián)互通等，如可靠性、保障性、人因工程、互操作性、兼容性等。

2）特性因素層

該層影響因素由特性層分解而來(lái)，意義在于進(jìn)一步細(xì)化分解各種屬性，為得到可度量的影響因素提供基礎(chǔ)。如“信息傳輸能力適用性”，可分解為信息傳輸連續(xù)性、信息傳輸準(zhǔn)確性適用性以及信息傳輸可持續(xù)能力。

3）度量因素層

該層影響因素由特性因素層分解而來(lái)，可采用數(shù)字仿真、半實(shí)物仿真、實(shí)物試驗(yàn)、專家評(píng)價(jià)、使用感受等方式予以度量，目的在于確保各特性、特性因素可評(píng)估。如“系統(tǒng)啟動(dòng)能力”，可分解為系統(tǒng)啟動(dòng)指令易讀性、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間、系統(tǒng)啟動(dòng)步驟數(shù)量。

4）影響因素體系示例

本文以軟硬件角度作戰(zhàn)適用性影響因素體系為例進(jìn)行說(shuō)明，圖1給出了艦載信息處理系統(tǒng)軟硬件角度作戰(zhàn)適用性影響因素。

圖1 系統(tǒng)軟硬件角度作戰(zhàn)適用性影響因素體系

以多臺(tái)位功能切換能力適用性為例進(jìn)行說(shuō)明，多臺(tái)位功能切換能力適用性是指互為熱備份的各臺(tái)位，因其他臺(tái)位故障而需上線新功能、實(shí)現(xiàn)功能切換時(shí)，不影響當(dāng)前任務(wù)的能力。多臺(tái)位功能切換能力適用性影響因素如表1所示。

表1 多臺(tái)位功能切換能力適用性影響因素表

4 示例

以某型艦艦載指控系統(tǒng)為例，從硬件、軟件能夠?qū)崿F(xiàn)的功能以及承擔(dān)的任務(wù)使命出發(fā)，分析影響功能發(fā)揮程度及影響各項(xiàng)任務(wù)執(zhí)行的因素，建立基于軟硬件維度及任務(wù)維度的作戰(zhàn)適用性影響因素體系［12］，如圖2所示。

艦載指控系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素體系中，各層次影響因素的概念及內(nèi)涵如表2所示。

建立作戰(zhàn)適用性影響因素體系，可為艦載指控系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性評(píng)估提供輸入，對(duì)優(yōu)化艦載指控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)使用與維修保障策略，提高艦載指控系統(tǒng)綜合保障效率，提升艦載指控系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性水平起到了促進(jìn)作用。

圖2 艦載指控系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素體系

表2 艦載指控系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素表

5 應(yīng)用前景分析

梳理艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素，建立影響因素體系，在研制階段，可優(yōu)化改進(jìn)艦載信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，降低后續(xù)維護(hù)成本；在試驗(yàn)階段，可明確試驗(yàn)要點(diǎn)，令試驗(yàn)內(nèi)容更貼近實(shí)戰(zhàn)，更充分地檢驗(yàn)艦載信息處理系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)效能；在服役階段，可為艦載信息處理系統(tǒng)揚(yáng)長(zhǎng)避短地制定使用決策及保障方案提供依據(jù)。

在我國(guó)武器裝備建設(shè)工作中，鑒于急需先行、先入為主等原因，相對(duì)于作戰(zhàn)適用性涉及的其他特性，可靠性技術(shù)研究及工程應(yīng)用仍將在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占據(jù)首要地位。此外，由于作戰(zhàn)適用性涉及的要素、環(huán)節(jié)、對(duì)象、信息眾多，既包含定量也包含定性，既包含顯性也包含隱性［13］，因此，作戰(zhàn)適用性的發(fā)展與應(yīng)用之路必然長(zhǎng)期而曲折。隨著我軍裝備主管部門陸續(xù)下發(fā)并貫徹落實(shí)關(guān)于開(kāi)展貼近實(shí)戰(zhàn)的試驗(yàn)鑒定等要求，作戰(zhàn)適用性影響因素的應(yīng)用將逐漸由試驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)開(kāi)始，為我軍裝備戰(zhàn)斗力的有效提升提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

艦載信息處理系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性影響因素研究為實(shí)施該系統(tǒng)作戰(zhàn)適用性評(píng)估提供了基礎(chǔ)，為開(kāi)展針對(duì)實(shí)戰(zhàn)任務(wù)及環(huán)境的設(shè)計(jì)優(yōu)化、制定使用決策與保障方案提供了技術(shù)途徑。但目前的多角度分析方式，在擴(kuò)充影響因素覆蓋范圍的同時(shí)，也不可避免地導(dǎo)致某些影響因素之間存在部分交集，在后續(xù)研究中，還需通過(guò)深入研究及仿真驗(yàn)證予以完善。