美國DDG 1000驅逐艦縮減艦員數量探究

黎曉川

DDG 1000驅逐艦是美國海軍正在發展的大型主力戰艦。該項目源自20世紀90年代初SC 21項目（計劃研制面向21世紀的系列水面作戰艦艇），于1997年改名為DD 21，核心是發展21世紀的驅逐艦；2001年11月，DD 21項目被美國海軍宣布取消，遂以DD（X）計劃取而代之；2002年4月，美國海軍確定由諾斯羅普·格魯曼公司擔當DD（X）項目主承包商；2006年4月，DD（X）項目又更名為DDG 1000，標志其論證已基本結束，轉入施工設計和建造階段。該項目建造數量亦幾經調整，最終確定為3艘，首艦“朱姆沃爾特”號已于2013年10月28日下水。

根據該項目的《任務需求書》、《作戰使用需求書》及《設計基準任務》，大幅削減人力需求是DDG 1000驅逐艦的5項關鍵性能指標（KPP）之一。這是美國海軍首次把人員配備數量作為關鍵性能參數。為實現把艦員編制數量從超過300人減少至100余人的目標，項目團隊把降低人力需求作為指導思想貫穿了研制全過程，同時全面貫徹實施人力-系統集成的思想和方法，并采用相應的先進技術與措施。

降低人力需求始終是DDG1000驅逐艦研制的關鍵性能指標

從最初的SC 21項目啟動到2002年美國海軍選定以諾斯羅普·格魯曼公司為首的總承包商團隊，為實現大幅削減人力需求這一關鍵性能指標，項目團隊始終堅持以優化艦員配置為重點。

把人員配備數量作為關鍵性能參數，是在DDG 1000驅逐艦項目的概念發展階段時首次提出。這一參數在研制各階段也幾經調整變化，從最初把95人的艦員編制作為SC 21項目的目標，到最終變更為125～175人，并在第3階段（風險降低）和第4階段（詳細設計）正式公布。以下是人員配備數量作為關鍵性能參數在項目研制各階段的主要變化過程：

1993年的項目任務需求說明書強調，“必須實現艦艇高度自動化，減少大量人力。”同時該文件還要求，對人力-系統集成進行分析，優先開發減低艦員配置、人員和培訓要求的技術，并指出，設計和研發過程是實現降低這些要求的最佳時機。

1993年成本和作戰效能分析（現稱為備選系統分析），包括了不同備選系統對艦員編制和人員需求的分析。此項分析最終導致美國海軍首次制定了95名艦員的目標，并將人力-系統集成要求納入作戰要求文件中。此人數目標比“阿利·伯克”級驅逐艦人數減少了70%以上。

1997年，作戰需求文件把95～150名艦員的目標指定為一項主要性能參數。同時，該文件還指出，使用人力-系統集成可最大程度地減少壽命周期成本，提高艦艇和艦員的性能效率、可靠性、戰備和安全性。

1997年，成立了艦艇人員配置/人力-系統集成組合過程小組，小組章程要求，在初期階段對海軍人力-系統集成法的分析核心進行功能性分析，從而大量減少人員數量。

1998年公布的第1階段均衡研究與分析和2個競爭系統概念設計研究征求書，要求2個競爭團隊應各提供1份人員-系統集成計劃。

2001年11月，美國海軍再次調整項目，重新評估了包括艦員人數在內的艦艇作戰要求等。軍方和設計單位簽訂的合同中進一步指明，艦員人數仍應削減到125～175名之間。即便是這一修改后的要求，與其要替代的傳統艦艇相比，艦員人數降幅仍超過50%。

2002年，中標的諾·格公司團隊被要求應繼續從事和開展人員-系統集成工程工作，解決艦員配置、人員、培訓、艦員工作效率、生存能力和DD（X）設計壽命質量等問題。同時降低了原始艦員數量目標，但重申不得超過175人。

人員配備作為關鍵性能參數的重要性在于：能夠作為艦員設計需求的基礎，也是發展人力-系統集成流程的動力，還是戰位設計流程和制定決策的關鍵因素。

全程貫徹實施人力-系統集成思想與方法

從項目啟動到2002年選擇設計團隊，DDG 1000項目為實現大幅削減艦員數量的目標，采用了人力-系統集成（HIS，Human Systems Integration）的思想和方法。人力-系統集成是一種以人為本的系統工程思想，它把“人”這一因素納入系統設計過程中，可優化艦員配置，降低總體擁有成本。DDG 1000驅逐艦的研制過程表明，通過使用人力-系統集成的工程方法、在采辦初期制定遠大的艦員人數削減目標并將之作為關鍵性能參數納入作戰需求文件中，對于實現革命性的艦員數量削減目標至關重要。

在DDG 1000驅逐艦發展過程中，美國海軍首次在采辦初期（概念和技術研發階段）就開展了人力-系統集成活動。研制團隊制定了一個全面描述人力-系統集成目標、測試和范圍的計劃，把使用要求和艦員削減目標包含在項目經理負責管理的主要項目文件中，以此將之列為強制執行項目。

在項目降低風險階段的早期，從維系項目生存的關鍵程度出發，項目管理人員把重量、費用、人員數量確定為3個最關鍵的性能參數，并建立了專門的報告需求。這也意味著從項目管理層的頂層對人力系統集成團隊進行了授權，從而為應對諸多實現削減艦員配備數量的挑戰而進行團隊內部合作，奠定了堅實的基礎。

在項目第3階段（詳細設計和降低風險階段的早期），設計團隊建立了人力系統集成流程環境，并將其整合到系統工程流程中。這些流程中的一些環節為DDG 1000項目所獨有，作為需求指導并約束相關系統的研制開發，解決了一些預算和資源問題。該項目的人力系統集成流程環境包括以下12個環節或工具：

★ 制定艦員系統規格（S3）；

★ 任務分析過程的發展和執行，包括知識工程和認知任務分析；

★ 任務系統邏輯設計分析；

★ 人力系統集成任務資料檔案庫的開發和維護；

★ 人力系統集成對人機接口界面設計的支持；

★ 艦員建模；

★ 人員配備方面不確定性問題清單流程和數據庫；endprint

★ 艦上人力系統集成流程；

★ 艦上生活質量評估工具；

★ 可用性評估和測試；

★ 艦員配備設計的結構化管理；

★ 支持艦員配備設計決策的合作活動。

DDG 1000設計過程中，設計人員還邀請終端用戶代表評估人力-系統集成對艦船設計概念的影響。評估包括早期的“認知功能評價”—讓終端用戶置身于設定任務情境中，確認重要決策；參與式設計活動—用戶參加迭代設計討論會；作戰演習概念—使用艦船和系統設計的低精確度樣品，獲得用戶使用評價，并收集早期用戶相關數據。例如，設計方準備1個與原物大小1樣的整艦橋模型，并進行作戰演習。期間，大型顯示器顯現真實環境場景。艦橋上的值班軍官演練3個仿真情節：進出港口、編隊前進和海上補給，評估人員觀察艦橋上的作戰情況并收集用戶偏好數據。這些數據包括：顯示器的位置、顯示的內容、通往艦橋不同區域的通道、艦橋內外的通信需求、工作量、座位需求及諸如此類的其他數據。通過一次作戰演習，就得出了19種艦橋設計的備選方案，而由此產生的成本卻微乎其微。

與“阿利·伯克”級驅逐艦的艦員相比，通過運用人力-系統集成的思想和方法，DDG 1000驅逐艦艦員所發揮的作用和付出的工作量發生了巨大變化，值班、提供支持保障服務、進行特殊發展的人員被大量削減。例如： DDG 1000艦需要20名值班員、60個床位（一天當中，分3部分或以8小時換班制的形式監控值班臺），而“伯克”級驅逐艦需要61名值班員、163個床位；同樣，針對艦員/設備的支持保障職能（如管理、膳食和供應等），DDG 1000的艦員每周需花費833個小時，而在“伯克”級驅逐艦上，則需花5500小時執行同樣職能。為了實現這些擬定的削減目標，在人力-系統集成的框架下，DDG 1000驅逐艦采用了新型艦員使用概念、以人為本的設計和推理系統、先進的艦艇清潔和保存系統、新型維護策略、自動化損管系統、“可追溯”技術和遠程支持保障以及其他先進的信息技術等。

縮減人員配備的重點領域及主要技術

在DDG 1000驅逐艦研制過程中，按照人員配備數量這一關鍵性能指標要求，自始至終貫徹了人力-系統集成的思想和方法。開發和研制旨在提高自動化水平、減少人力需求的新技術和新設備，也遵循了人力-系統集成的框架和要求。與現役“伯克”級ⅡA型驅逐艦相比，DDG 1000驅逐艦的艦員數量實現了革命性的縮減：在噸位增加58%的情況下，從361人減少到148人。從縮減程度看，DDG 1000驅逐艦全面超越了立足于現役艦艇且未運用人力-系統集成方法的“靈巧艦”項目。在人員縮減的重點上，DDG 1000驅逐艦主要集中在作戰系統、海上補給作業和損管等3方面。

在作戰系統減員方面，DDG 1000采用的先進技術包括：以用戶為中心的人機接口設計，全艦計算環境，充分考慮了人體工程學的多模式三屏通用顯控臺和虛擬現場技術，自動化戰備狀態評估系統，艦上設備健康狀態監控技術，先進傳感器組等。在上述先進技術與系統中，全艦計算環境起著全局性和基礎性的作用，是DDG 1000任務系統集成的重要基礎，對作戰系統和平臺機電等系統的軟件開發進行了規范和統一，采用了大量商用計算機、服務器以及分布式中間件等商用現貨產品來對系統進行集成。這些先進技術大大提高了相關系統的集成化和自動化水平，使得DDG 1000在Ⅲ級戰備狀態下的值班戰位比 “伯克”級ⅡА型艦減少了31個，在綜合艦橋、任務中心等關鍵部位的值班人員從54人減少到18人，艦橋值班/操作人員從多于10人減至3人。

在海上補給物資接收減員方面，為減少工作量和人員需求，除了對物資轉運通道進行優化設計外，DDG 1000還采用了大量先進技術和設備，如收放式滑動接收柱、單點無線通信系統、射頻識別技術、物資管理系統、先進叉車運輸系統、高分辨率監視系統、高級制導武器轉運系統等，顯著提高了海上補給接收操作的自動化水平和效率。與“伯克”級ⅡA型艦相比，所需值班人員/戰位從210人削減到34人。

在損管方面，DDG 1000也采用了多項先進技術，如自動滅火系統（AFSS）、智能隔離閥、先進傳感器組、虛擬呈現技術、人員定位系統、全艦計算環境通信系統、損害決策和評估系統、自動排水系統、最大易損性控制系統等。這些先進技術與系統的大量運用，提高了損管的自動化和智能化水平，減少了工作量，保證了在艦員數量較少的情況下，可有效應對受損事件和火災事故。相比“伯克”級ⅡA型艦，在所需人力最多的一級損管狀態下，DDG 1000所需值班戰位和工作人員從119人降至85人；二級狀態下從超過48人減至42人；三級狀態下從11人減至7人。當然，上述能力是在全新設計的背景下通過上千個傳感器和自動滅火系統等先進設備來實現的，所有這些系統或設備都是通過全艦計算環境基礎設施（TSCEI）來進行控制。對以往設計的在役艦艇，安裝如此廣泛的損管自動化和快速反應系統，因需進行大范圍改動而不具有可行性。endprint