飛行器效能評估標準體系及效能仿真試驗

李培 涂震飚 魏佳寧

（北京機電工程研究所，北京，100074）

飛行器效能評估標準體系及效能仿真試驗

李培 涂震飚 魏佳寧

（北京機電工程研究所，北京，100074）

效能評估；效能仿真試驗；評估標準；試驗標準。

標準化是通過制定和實施標準，使通用或重復的事務達到統一以獲得最佳秩序和社會效益的技術。同時標準化又是將科技成果轉化為生產力的橋梁，是組織現代化生產和提高產品質量，減少物質消耗的重要手段，是實現科學管理的重要技術基礎[1]。對于航天工業部門來說，在企業管理中更要著重推行標準化，健全的生產與試驗標準體系，是保障各項生產任務安全順利完成的重要手段，是產品在市場中取勝的關鍵因素[2,3]。其中效能評估與仿真試驗標準化是航天生產標準體系的重要組成部分，是飛行器論證研制過程中的重要環節。

1 效能評估標準現狀

針對飛行器的效能是指飛行器在規定的環境下完成規定任務的能力，可以全面反映系統的整體技術水平和綜合能力，效能評估是對系統進行綜合評價的有效手段[2]。近些年，效能評估越來越受到研制部門的關注，各單位都加強了對飛行器效能的研究，突破了多項突防技術，并應用于多個型號，有力地促進了飛行器能力的提升。

筆者通過查閱國內外標準目錄，沒有發現有國外相關標準，而國內關于效能評估方面的標準規范也較少。國內僅發布了7項有關地地武器效能評估的國家軍用標準，且多為1999年制定，還需根據現有技術的發展情況進行修訂[4]。筆者認為，亟需開展戰術武器作戰效能標準規范的制定工作。

我國在飛行器領域已有幾十年的研究和發展歷史，相比之下，效能評估技術標準研究工作起步較晚。雖然在飛行器研制和生產方面制定了一些標準，但從查詢到的與效能評估相關的標準來看，在航天行業標準或國家軍用標準等上層標準中，僅有針對與戰術武器相關的研制或生產標準、總體術語等基礎標準，缺乏先進突防技術在戰術武器領域內通用的技術標準[2]。在效能評估、加固技術、任務規劃系統、協同技術等新興技術方面的航天行業標準仍為空白，雖然制定了一些關鍵技術參數測試方法方面的國家軍用標準，在技術研究過程中曾起到了一定的指導與支撐作用，但這些標準多是整個系統通用的規范，在針對特定目標如系統的設計、試驗、評估等過程，不能給出完整、適用的指導方法。

目前，我國已經研制了十幾個型號的飛行器，開展了十幾個型號的效能評估，積累了較為豐富的工作經驗，具備了制定效能評估流程、評估模型、評估指標、評估方法和評估試驗等方面標準／規范的能力，有能力也有條件制定更多的飛行器效能評估標準。

2 效能仿真試驗標準化管理是薄弱環節

效能仿真試驗是以數學模型或實物部件為試驗對象，以仿真為試驗手段，在給定的試驗條件下，進行大量的數字仿真或半實物仿真試驗，由此得到關于過程和結果的數據，直接或經過統計處理后計算、分析結果。效能仿真試驗能較詳細地考慮影響實際過程的諸多因素 （自然環境、對抗環境等），可以進行策略和計劃的試驗，檢驗策略和計劃的缺陷，預測決策的效果，評估系統的作戰效能，為飛行器的方案設計、指標優化等提供量化數據參考。飛行器的發展論證、技術評估、效能評估已經進行了大量的仿真試驗，型號的效能仿真試驗在質量管理和安全管理方面積累了一定的實踐經驗，但這些成效的取得是以付出巨大的人、財、物為前提條件的，即現行的試驗管理不是最佳的科學管理，還存有許多薄弱環節，其中標準化管理是目前試驗管理環節中的弱點。

目前，飛行器在研制過程中的大多數效能仿真試驗沒有明確的標準化要求，也沒有系統的標準化管理辦法和有效的監督機制，在試驗工作全過程中所開展的各種評審、審查都沒有標準化方面的內容和要求，這是效能仿真試驗工作在標準化方面存在問題的根源。效能仿真試驗的標準化管理薄弱是造成試驗中有章不循，試驗文件不完整、不規范，試驗設備 “三化”程度低等諸多問題的重要原因。

加強效能仿真試驗標準化工作的管理是我們面臨的一項重要任務。為此，制定必要的法規性文件和規章制度，明文規定型號研制效能仿真試驗要有明確的標準化要求并在研制過程中組織實施，以利于提高效能仿真試驗標準化管理的水平，促進試驗工作的科學化和規范化[4]。

3 效能評估標準體系及效能仿真試驗應用

3.1 效能評估系列標準層次劃分

根據飛行器效能評估發展現狀及特點，確定飛行器效能評估系列標準框架由4個部分組成。

a）基礎標準。飛行器效能評估基礎標準級別為國家軍用標準和行業標準，主要目的是統一效能評估過程中的參數符號、基本術語及數據格式，保證稱謂的一致性。

b）設計規范。設計規范用于保證研制過程中每一環節都有據可依，主要包括：效能指標體系與飛行器系統之間支撐關系，飛行器系統使用需求、技術指標與效能評估的約束條件，效能評估與總體設計之間的接口，效能仿真中所用到的各類模型的建模要求等。

c）試驗規范。效能仿真試驗是效能評估技術的發展方向，效能評估涉及技術的跨學科性、問題的跨部門性、建模方法和編程規范的多樣性,從本質上決定了采用效能仿真試驗評估飛行器效能的復雜度。試驗規范主要用于對仿真建模、試驗設計，試驗數據處理以及對其他系統的技術要求進行約束。

d）評估標準。評估標準分為三類：①飛行器系統中相關專業的效能評估方法和標準；②與特定目標相關的評估方法和標準；③綜合類效能評估標準。反映了效能評估與具體任務相關的特性，同時細化了具體專業對系統效能貢獻的評估方法。

3.2 編制效能評估標準體系

國內開展了多年的飛行器效能評估研究，效能評估成果已應用于工程研制，積累了很多研究成果與經驗。為將這些寶貴的經驗進行總結，解決效能評估過程規范化、統一化的急需；同時，順應效能評估的發展趨勢，解決型號迫切需要，且在一定時期內可以將工程應用的高新技術納入到系列標準框架中，以滿足今后相當長一段時間內的工程應用需要。在此基礎上，根據效能評估系列標準的編制原則，制定效能評估系列標準，編制效能評估標準體系框圖，如圖1所示。

3.3 編制效能仿真試驗流程和標準體系表

對于效能仿真試驗制定一套標準的試驗流程，如圖2所示，包括3個階段：仿真試驗前、試驗中和試驗后。在各個階段實施相應的標準規范，做到試驗的規范化、統一化。

在此試驗流程基礎上，通過深入研究各型號試驗的共性，根據效能評估標準體系，對各個試驗環節制定一系列標準，形成一套比較完備的效能仿真試驗標準體系表，見表1。在效能仿真試驗階段，需要建立效能仿真試驗流程標準、效能評估標準、效能仿真模型接口標準、效能仿真試驗評審標準等，進行試驗時按照這些標準實施。對型號所提的各項技術指標，很多已制定了相應的標準，因此，也就具備了在對某項指標提出具體的參數數值要求的同時，提出須實施相應標準要求的條件。

針對具體型號的特點、研制經費、使用方要求和設備、人員、環境的具體情況，按規定要求，編制相關效能仿真試驗標準化綜合要求及相關的標準化文件。文件中明確效能仿真試驗標準化工作的目標、標準化工作項目和內容以及實施標準的范圍、制定標準的項目、計劃及保障條件、實施措施等具體要求[1,4]。根據上述要求，制定相應的試驗標準化工作實施細則，便于實際試驗中實施，提高試驗工作的效率和效益及試驗質量。

表1 效能仿真試驗標準體系表

目前，這一標準體系已經成功應用于多個效能仿真試驗，使整個試驗過程依據各項標準／規范進行，節省開發時間至少3個月，在保證試驗質量的前提下提高了試驗工作效率。

在實施標準時，要認真組織協調，解決實施中的有關標準問題。尤其對新舊標準的過渡問題必須持慎重態度，提出過渡方案和措施。

除了實施已有的試驗標準外，還可根據型號試驗要求，將已有的試驗技術成果、管理工作經驗加以歸納升華，按規定的標準制定程序，編制相關的試驗技術標準、試驗管理標準和試驗工作標準，指導后續型號試驗高效、協調、有序進行，將試驗工作納入規范化、制度化軌道，使每項型號試驗工作都有 “法”可依，提高型號試驗工作效率，確保型號的試驗質量。

標準化工作是一項科學性、系統性工程，需要各部門、各專業的廣泛參與和共同推進。效能仿真試驗標準化建設是一個長期的、系統的工程，不是突擊一段時間就能夠標準化了。標準化建設更要注重長期效用，要把標準化工作與日常工作、信息化建設工程結合起來，以管理改進、效益提升為目標，健全標準化建設工作的常態機制和長效機制。同時，還要加快標準制定的速度，簡化程序，縮短制定周期，使其適應目前型號產品正在縮短的開發周期和生命周期。

效能仿真試驗是型號研制工作的重要組成部分，是考核型號的設計方案、制造質量及鑒定產品性能的重要環節。而試驗標準化是促進試驗工作科學化、規范化，保證試驗工作高質量、高速度、高效益開展的重要手段。應對效能仿真試驗的全過程運用系統工程的思想， 與研制工作同步，配合標準化大綱和試驗方案，提出效能仿真試驗標準化要求，最終確保效能仿真試驗的順利完成。

［1］李春田．標準化概論 ［M］．第五版．北京：中國人民大學出版社，2010．

［2］張劍.軍事裝備系統的效能分析、優化與仿真 ［M］．國防工業出版社,2000.

［3］楊峰，王維平，等.武器裝備作戰效能仿真評估 ［M］．北京：電子工業出版社，2010.

［4］中國標準化研究院．2006中國標準化發展研究報告 ［M］．北京：中國標準化出版社，2006.

文 摘：效能評估與仿真試驗標準化是飛行器論證研制過程中的重要環節，我國現已具備了制定效能評估的流程、模型、指標、方法與試驗等方面標準/規范的能力，針對效能仿真試驗標準化管理的薄弱環節，編制效能評估標準體系表和仿真試驗流程，分階段形成一套比較完備的效能仿真試驗標準體系表，以促進評估與試驗工作的科學化和規范化。

李培 （1987年—），男，碩士研究生，工程師，主要從事體系研究、效能仿真方面的工作。

涂震飚 （1977年—），男，碩士研究生，研究員，主要從事效能評估、體系設計方面的工作。

魏佳寧 （1984年—），男，碩士研究生，高級工程師，主要從事效能仿真、效能評估方面的工作。