新型潛標系統綜合保障體系架構設計*

宋　磊　胡金華　張　衛　袁　駿

(海軍工程大學電子工程學院　武漢　430033)

SONG Lei　HU Jinhua　ZHANG Wei　YUAN Jun

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

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新型潛標系統綜合保障體系架構設計*

宋磊胡金華張衛袁駿

(海軍工程大學電子工程學院武漢430033)

裝備綜合保障要求在裝備研制的同時，同步規劃和考慮保障系統建設，以保證其盡快形成戰斗力。文章簡述了國內外裝備綜合保障發展概況，根據潛標系統全壽命周期研制的特點，結合裝備保障性發展的最新理論，進行了新型潛標系統綜合保障的體系架構設計，并歸納了全壽命周期內綜合保障的主要相關工作，為全面開展新型潛標系統的綜合保障研究奠定了基礎。

潛標系統； 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

潛標系統也被稱為水下浮標系統，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，主要用于水下溫度、海流、噪聲等海洋環境要素長期、定點、連續、多測層同步監測[1～2]。它能在惡劣的海洋環條件下搜集水下情報，是岸基站、艦艇和飛機在空間上的延伸擴展，具有觀測時間長、隱蔽、測量不易受海面氣象條件影響等優點，被廣泛應用于國防軍事、海洋科學研究、海洋開發等領域[3～4]。

當今，我海軍防潛、反潛形勢嚴峻，水下監測和偵察力度亟需加強，研發具有警戒和偵察能力的新型潛標系統迫在眉睫。在過去的裝備研制中，通常只重視裝備作戰使用特性，而沒有考慮裝備的保障特性，忽視了保障系統的建設，在裝備設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，很難發揮裝備應有的作戰效能[5]。新型潛標系統能否快速形成戰斗力不僅取決于優良的性能，還取決于其能否長期保持優良的性能，因此，潛標系統綜合保障在其裝備研制和戰斗力快速形成過程中具有重要意義。潛標系統全壽命周期過程需要綜合規劃保障問題，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，為滿足系統戰備完好性要求，降低壽命周期費用，綜合考慮裝備的保障問題，確定保障性要求，進行保障性設計，研制并規劃保障資源，及時提供裝備所需保障的一系列管理和技術活動[6]。

2　國內外綜合保障發展概況

2.1美國

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

20世紀七八十年代，美國國防部頒布文件指出綜合后勤保障的主要目標是用可承受的壽命周期費用來實現裝備的戰備完好性，明確規定要將費用作為主要設計參數之一，費用分析在裝備保障中占據重要地位[7]。美國三軍結合自身特點，細化保障要求，相繼頒布了有關文件規范綜合保障工作。美國從國防部、各軍兵種到工業部門都成立了相應的組織機構，具體型號裝備的研制也成立了綜合后勤保障管理機構，還頒布了大量的軍用標準，開發了大量的計算機軟件，綜合保障工作在裝備研制中得到廣泛應用。

20世紀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，裝備系統不僅包括主裝備還包括人力資源、保障要素、保障設施等，規定將可靠性、維修性、保障性等設計特性作為裝備設計的重要內容，強調保障性分析、保障方案規劃和保障資源統籌[8]。

21世紀以來，美國國防部先后修訂5000系列采辦文件，強調以部隊的作戰需求為中心，把裝備的綜合保障納入到裝備采辦當中，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指令文件，可以發現歷經半個多世紀的發展，美國的裝備綜合保障規定越來越成熟。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。

2.2英國

1993年英國國防部頒布了《采辦中應用綜合后勤保障的政策》，該文件明確規定了裝備綜合保障的目標。1996年英國國防部頒布Def Stan 00-60《綜合后勤保障》，該標準吸收了美國軍用標準先進的經驗，有更好的可操作性。英國先后三次修訂國防標準Def Stan 00-60，使其更加實用，后著手制定了《全壽命周期保障標準》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展。

表1　美國綜合保障指令文件

2.3國內綜合保障發展概況

20世紀90年代以前，我國的裝備設計通常是序貫式，先發展主裝備，再解決配套的保障問題。這種方式隨著使用過程中保障費用高、難以形成保障能力和戰斗力等困難的突出，引起國內一批專家的重視。至此，我國開始引入裝備綜合保障概念，大力倡導在裝備研制過程中同步規劃其保障問題。

我國充分學習和借鑒國外先進經驗，結合國內實際情況，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》等軍用標準。21世紀以來，我國又陸續修訂和頒布了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》等一系列新標準來規范和要求綜合保障相關的可靠性、維修性、保障性、測試性工作。

3　潛標系統綜合保障體系設計

3.1潛標系統綜合保障的特點

潛標系統一般由水下部分和水上機組成，水下部分由水密艙、探測儀器、浮子、錨定裝置、聲學應答釋放器等組成。圖1為哈爾濱工程大學研制的海洋矢量聲場觀測潛標系統整體結構示意圖。潛標系統的綜合保障主要有以下特點：

1) 潛標系統的工作環境特殊，長時間處于水下。在工作深度上的水壓和洋流的影響下，無論是潛標系統的姿態分析還是自身的狀態監測，技術實現和保障工作都很困難。

2) 潛標系統的可靠性涉及到系統各部件的性能、配置、連接和集成設計等問題，要想避免布放潛標系統的高風險，實現高回收率，必須考慮連接強度、水密、腐蝕等因素，保障工作要求標準高。

3) 國內潛標系統研發單位較少，有關其保障研究經驗不足，保障資源建設也相對滯后。但是綜合保障理論在西方國家的應用成果顯著，可以借鑒他人的成果建立潛標系統綜合保障體系，能在短時間內取得一定成效。

圖1　海洋矢量聲場觀測潛標系統整體結構示意圖

3.2潛標系統綜合保障總體設計

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

3.3潛標系統綜合保障體系頂層構成

1) 綜合技術保障

綜合技術保障是為實現潛標系統的任務需求和戰備完好性目標，運用系統理論對其進行保障的一系列管理與技術活動。綜合技術保障前期工作主要體現在分析保障性約束和保障要求，同步設計新型潛標及其保障系統，反復進行保障性分析盡量使兩者達到最佳匹配，后期工作主要體現在保障資源的規劃、使用和評估。綜合技術保障頂層結構如圖3所示。

圖2　新型潛標系統綜合保障總體框圖

圖3　綜合技術保障頂層結構

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、設計、試驗和評價等技術與管理活動，以最經濟的壽命周期費用來實現裝備系統的保障性目標。在新型潛標系統的全壽命周期中，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，合理進行可靠性、維修性、測試性等保障特性的設計并對系統整體的保障性做出評估。保障性工程頂層結構如圖4所示。

圖4　保障性工程頂層結構

3) 保障性分析

保障性分析應用于潛標系統全壽命周期的各個階段，是實現戰備完好性和保障性目標的有效分析手段，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、壽命周期費用分析等。保障性分析在以下兩個方面的應用尤為關鍵：

(1)確定保障性設計特性

根據新型潛標系統的任務需求，確定戰備完好性目標與保障性目標，通過保障性分析設計可靠性、維修性、測試性等有關保障性的設計特性，以影響新型潛標系統的總體設計，真正把保障性設計融合到新型潛標系統的研制中。

(2)規劃保障系統

根據新型潛標系統戰備完好性目標與保障性目標，通過保障性分析制定保障方案，優化保障計劃和保障資源的配置，確保建立經濟有效的保障系統[10]。

4) 技術基礎

潛標系統全壽命周期的綜合保障依賴大量工程技術和管理方法，例如潛標系統保障性多指標綜合優化設計技術、潛標系統功能檢測與評估技術、潛標系統故障診斷與維修技術、潛標系統遠程支持技術、潛標系統綜合管理平臺技術等。

4　潛標系統綜合保障工作內容

新型潛標系統論證、方案、定型、生產、使用及退役全壽命周期內各階段的裝備研制和綜合保障工作可簡要歸納如圖5所示。

圖5　潛標系統綜合保障工作內容

新型潛標系統綜合保障工作的主要內容按壽命周期分布如下：

在潛標裝備論證階段：確定潛標系統的保障需求，提出綜合保障構想，確定保障性約束和使用要求，擬定初始綜合保障方案。

在潛標裝備方案制定階段：確定保障性設計參數，權衡分析并優化綜合保障方案，初步確定保障資源要求，初步制定詳細的保障計劃。

在潛標裝備研制與定型階段：詳細確定保障資源要求，修訂詳細的保障計劃，綜合試驗與評估驗證，審查制定正式的綜合保障方案。

在潛標裝備生產與部署階段：保障資源的供應，部署詳細保障計劃，監控生產部署過程，綜合各保障要素建立保障系統。

在潛標裝備使用階段：潛標系統性能檢測與評估，實施故障診斷與維修規劃，收集保障數據，評估保障系統能力，調整保障資源配置，修訂保障方案，改進保障技術。

在潛標裝備退役階段：保障資源退役處理，綜合信息存檔。

5　結語

新型裝備系統科技含量越來越高，對裝備保障提出的要求也相應越來越高，新型裝備成系統、成建制地同步形成保障力、戰斗力是我軍新形勢下對裝備發展的要求。在新型潛標系統研制的全壽命周期中，從論證之初就做好綜合保障頂層規劃和體系設計，系統地考慮和科學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斗力。

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[10] 段宗武，王心亮，陳虹等.艦船裝備綜合保障工程頂層設計初步研究[J].艦船科學技術，2011，33(2):3-9.

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,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