裝備試驗(yàn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

付朝博 段莉

摘要：分析了傳統(tǒng)裝備試驗(yàn)面臨的挑戰(zhàn)，指出了五個(gè)不相適應(yīng)的問(wèn)題，對(duì)比分析了實(shí)裝試驗(yàn)、仿真試驗(yàn)和虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)的特點(diǎn)，提出了平行試驗(yàn)是虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)的最高應(yīng)用模式，闡述了平行試驗(yàn)的理論起源和概念內(nèi)涵，分析了平行試驗(yàn)的應(yīng)用前景，為研究裝備體系試驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)和方法支撐。

Abstract： This paper analyzes the challenges faced by the traditional equipment test， points out five incompatible problems， and compares and analyzes the characteristics of the real loading test， the simulation test and the virtual-real combination test. This paper puts forward that parallel test is the highest application mode of virtual-real combination test， expounds the theoretical origin and concept connotation of parallel test， and analyzes the application prospect of parallel test， to provide theoretical guidance and method support for the research of equipment system test.

關(guān)鍵詞：裝備試驗(yàn);體系試驗(yàn);平行系統(tǒng);平行試驗(yàn)

Key words： equipment test;system test;parallel system;parallel test

中圖分類(lèi)號(hào)：E917? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）27-0157-03

0? 引言

傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)與信息化條件下體系作戰(zhàn)對(duì)裝備建設(shè)和體系試驗(yàn)的需求不相適應(yīng)，亟須試驗(yàn)理論和方法的創(chuàng)新。平行試驗(yàn)是為適應(yīng)裝備體系效能檢驗(yàn)的需求而提出的，是平行系統(tǒng)方法在裝備試驗(yàn)領(lǐng)域的一個(gè)創(chuàng)新，為裝備體系試驗(yàn)研究提供了理論和方法支撐，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1? 傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)以信息技術(shù)為主導(dǎo)，體系作戰(zhàn)特征明顯，客觀上要求裝備體系化發(fā)展。裝備體系建設(shè)需求，推動(dòng)裝備試驗(yàn)由傳統(tǒng)的單裝戰(zhàn)技性能測(cè)試和作戰(zhàn)適應(yīng)性檢驗(yàn)向體系試驗(yàn)轉(zhuǎn)變。而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)以軍種和武器為中心的各靶場(chǎng)獨(dú)立試驗(yàn)?zāi)Ｊ綖橹鱗1]，難以反映裝備體系試驗(yàn)的系統(tǒng)性、復(fù)雜性、對(duì)抗性等特征，主要表現(xiàn)在五個(gè)方面：

①信息化戰(zhàn)爭(zhēng)注重裝備體系作戰(zhàn)效能的整體發(fā)揮，而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)側(cè)重單裝單系統(tǒng)戰(zhàn)技性能檢驗(yàn)，對(duì)裝備體系的整體作戰(zhàn)能力難以做出有效檢驗(yàn)。裝備體系是由功能上相互關(guān)聯(lián)的各種類(lèi)各系列裝備構(gòu)成的整體，通常由戰(zhàn)斗裝備、綜合電子裝備系統(tǒng)、保障裝備構(gòu)成。近年來(lái)，我軍一批性能先進(jìn)的裝備相繼定型列裝，雖然技術(shù)性能達(dá)標(biāo)，但列裝后暴露出不好用、不適用的問(wèn)題，融入不了體系、在體系中發(fā)揮不了應(yīng)有作用。問(wèn)題在于傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)仍然停留在以技術(shù)性能考核為主的裝備型號(hào)單項(xiàng)性能試驗(yàn)，難以對(duì)體系對(duì)抗條件下的裝備作戰(zhàn)適用性、作戰(zhàn)效能、體系貢獻(xiàn)率進(jìn)行科學(xué)客觀的檢驗(yàn)和評(píng)估。

②信息化戰(zhàn)爭(zhēng)注重武器裝備短周期研制模塊化靈活改進(jìn)，而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，難以適應(yīng)信息化條件下裝備快速研制定型列裝的發(fā)展趨勢(shì)。信息化條件下，武器裝備釋能效應(yīng)明顯，殺傷力、破壞力驟增，部隊(duì)機(jī)動(dòng)能力、打擊能力和保障能力大幅提升，作戰(zhàn)節(jié)奏明顯加快。在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍“諾曼底特遣隊(duì)”從接敵到完成任務(wù)僅用4分半時(shí)間就徹底摧毀了伊軍的2座雷達(dá)站，為多國(guó)部隊(duì)“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)開(kāi)辟了空中走廊。美軍2017年引入了“M17模塊化手槍系統(tǒng)”，通過(guò)一把手槍結(jié)合不同配件組裝成4把不同尺寸和口徑的手槍，達(dá)到了一槍四用的效果，做到了模塊化設(shè)計(jì)和按需組裝應(yīng)用。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)節(jié)奏快，對(duì)裝備的小型化、模塊化、“個(gè)性化”定制有著較高的需求，客觀上要求較短的試驗(yàn)周期和靈活的試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑鴤鹘y(tǒng)的裝備試驗(yàn)需要嚴(yán)格按照試驗(yàn)階段和程序步驟進(jìn)行，在應(yīng)對(duì)裝備小批量生產(chǎn)、模塊化設(shè)計(jì)、“個(gè)性化定制”、快速定型列裝方面靈活性不足。

③信息化戰(zhàn)爭(zhēng)注重裝備全壽命過(guò)程試驗(yàn)論證，而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)在定型列裝后即行結(jié)束，難以適應(yīng)裝備“狀態(tài)鑒定-定型列裝-改進(jìn)升級(jí)”循環(huán)迭代的發(fā)展趨勢(shì)。信息化條件下，武器裝備技術(shù)含量越來(lái)越高，各型之間的關(guān)聯(lián)度、耦合度越來(lái)越強(qiáng)，體系運(yùn)用特點(diǎn)越來(lái)越突出。武器裝備的實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)用對(duì)提高研制水平具有重要反向帶動(dòng)作用。傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)關(guān)注研制定型多、關(guān)注作戰(zhàn)運(yùn)用少，特別是在裝備交付部隊(duì)使用對(duì)裝備的適用性、適編性、適配性、經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量穩(wěn)定性和作戰(zhàn)（保障）效能等方面缺乏試驗(yàn)論證，導(dǎo)致近些年武器裝備規(guī)模偏大，集成度和兼容性不高，主戰(zhàn)裝備、信息系統(tǒng)裝備、保障裝備比例不夠合理等問(wèn)題比較突出。

④信息化戰(zhàn)爭(zhēng)注重裝備實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下的體系對(duì)抗能力，而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)側(cè)重標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的單方試驗(yàn)，難以適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)全維立體高強(qiáng)度對(duì)抗條件裝備建設(shè)需求。比如，基于對(duì)抗環(huán)境的檢驗(yàn)性演習(xí)和實(shí)戰(zhàn)化考核已經(jīng)成為部隊(duì)常態(tài)化的演訓(xùn)活動(dòng)，跨軍兵種的聯(lián)合戰(zhàn)役演習(xí)也逐漸唱響主角，這些新情況對(duì)裝備試驗(yàn)提出了新要求，但囿于思維定勢(shì)、固有模式和路徑依賴，傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)往往設(shè)定“標(biāo)準(zhǔn)條件”，搞“自我設(shè)計(jì)”，“自導(dǎo)自演”，對(duì)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)全維一體、高強(qiáng)度體系對(duì)抗特點(diǎn)研究不深不透，與實(shí)戰(zhàn)環(huán)境貼合不緊密，對(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)和在役考核關(guān)注比較少，與部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練和裝備建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。

⑤信息化戰(zhàn)爭(zhēng)注重裝備大規(guī)模組網(wǎng)環(huán)境中的集團(tuán)化作戰(zhàn)能力，而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)側(cè)重小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能試驗(yàn)，對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境裝備互聯(lián)互通及網(wǎng)絡(luò)抗毀能力難以檢驗(yàn)。信息化條件下的裝備體系是由具備信息感知、指揮控制和機(jī)動(dòng)、打擊、防護(hù)、保障等功能的裝備構(gòu)成的裝備作戰(zhàn)體系，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各作戰(zhàn)平臺(tái)、作戰(zhàn)要素、作戰(zhàn)系統(tǒng)、作戰(zhàn)單元等實(shí)體高度融合，各類(lèi)武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互操作，形成整體對(duì)抗力量，以大規(guī)模復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的指揮信息系統(tǒng)為體系作戰(zhàn)提供了有力支撐。軍事信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是規(guī)模宏大的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括信息柵格系統(tǒng)、戰(zhàn)場(chǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)以及各種嵌入式信息系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓叨葎?dòng)態(tài)、網(wǎng)絡(luò)路由復(fù)雜多變、網(wǎng)絡(luò)終端種類(lèi)多樣，具有顯著的復(fù)雜性特征。而傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)往往只對(duì)少數(shù)網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成的小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試，割裂甚至忽視了局部網(wǎng)絡(luò)同全局系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系，難以反映出網(wǎng)絡(luò)阻塞、路由重構(gòu)等大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)特征，存在著短板和弱項(xiàng)。

2? 平行試驗(yàn)的提出

由于傳統(tǒng)的裝備試驗(yàn)面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，促使裝備試驗(yàn)向體系試驗(yàn)轉(zhuǎn)變。裝備體系試驗(yàn)從方法上可分為實(shí)裝試驗(yàn)、仿真試驗(yàn)和虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)。實(shí)裝試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可靠性高、實(shí)戰(zhàn)貼合度好，但試驗(yàn)代價(jià)高昂;仿真試驗(yàn)安全性高、易于組織、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)并且可重復(fù)，但模型的可信度不高;虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)是兼具實(shí)裝試驗(yàn)和仿真試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)而又避免各自缺陷，是裝備體系試驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)。平行試驗(yàn)是虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)的最高運(yùn)用模式，是復(fù)雜性科學(xué)理論、系統(tǒng)工程理論與方法、計(jì)算機(jī)建模仿真技術(shù)和裝備試驗(yàn)理論相結(jié)合的產(chǎn)物，是裝備體系試驗(yàn)的最新研究方向。

2.1 平行試驗(yàn)的理論起源

平行試驗(yàn)的思想源于平行系統(tǒng)理論。中科院自動(dòng)化所王飛躍科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)控制與管理問(wèn)題，提出了將人工社會(huì)（Artificial Societies）、計(jì)算實(shí)驗(yàn)（Computational Experiments）和平行執(zhí)行（Parallel Execution）相結(jié)合的ACP平行系統(tǒng)理論[2]。ACP方法通過(guò)復(fù)雜系統(tǒng)建模、多Agent仿真技術(shù)、智能控制等理論方法構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的虛擬的或理想的人工系統(tǒng)，在人工系統(tǒng)中利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行各類(lèi)實(shí)驗(yàn)，研究與設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的行為，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行模擬、試驗(yàn)、分析與控制，ACP方法將虛擬復(fù)雜系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行在線同步執(zhí)行，對(duì)二者的行為狀態(tài)進(jìn)行控制與管理并對(duì)其發(fā)展演化做出預(yù)測(cè)與優(yōu)化，從而完成學(xué)習(xí)與培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)與評(píng)估、控制與管理等功能[3]。

平行系統(tǒng)理論已經(jīng)在交通物流系統(tǒng)[4]、農(nóng)業(yè)制造系統(tǒng)、人口動(dòng)態(tài)管理和控制系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)[5-6]等民用領(lǐng)域得到應(yīng)用。將復(fù)雜系統(tǒng)理論與方法引入到軍事領(lǐng)域，通過(guò)建立與實(shí)際軍事組織對(duì)應(yīng)的平行軍事系統(tǒng)體系，使平行軍事分析、實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練、作戰(zhàn)、評(píng)估成為常態(tài)化的軍事行動(dòng)，是研究軍事復(fù)雜性問(wèn)題的有效途徑[7]。

2.2 平行試驗(yàn)的概念內(nèi)涵

平行試驗(yàn)是借鑒平行系統(tǒng)理論，構(gòu)建一個(gè)與現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)（或物理靶場(chǎng)）同步運(yùn)行的人工靶場(chǎng)，將現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)中的實(shí)際裝備實(shí)時(shí)地映射到人工靶場(chǎng)，在人工靶場(chǎng)中構(gòu)建要素齊全、功能完備的裝備試驗(yàn)體系及對(duì)抗環(huán)境，由人工靶場(chǎng)同步處理現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)中物理試驗(yàn)的行動(dòng)及狀態(tài)信息，并將計(jì)算試驗(yàn)的結(jié)果反饋到現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)，從而實(shí)時(shí)控制裝備試驗(yàn)的行為和過(guò)程，評(píng)估裝備體系試驗(yàn)效能。由于現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)試驗(yàn)因受試驗(yàn)條件、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)周期、試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等因素制約，裝備體系難以構(gòu)建、試驗(yàn)難以開(kāi)展，而人工靶場(chǎng)不受物理?xiàng)l件制約，可以對(duì)實(shí)際對(duì)象進(jìn)行抽象和建模，在數(shù)字物理環(huán)境平行狀態(tài)下構(gòu)建一個(gè)完備的體系試驗(yàn)環(huán)境，使裝備試驗(yàn)體系構(gòu)建得以完備、體系對(duì)抗條件得以形成、作戰(zhàn)效能得以檢驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝備的技術(shù)性能測(cè)試向體系對(duì)抗效能評(píng)估拓展。

3? 平行試驗(yàn)?zāi)Ｊ降膽?yīng)用前景

平行試驗(yàn)是一種新的裝備試驗(yàn)理論，為改進(jìn)傳統(tǒng)裝備試驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)和方法支撐，能夠解決現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)試驗(yàn)中裝備體系難以完整構(gòu)建、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和對(duì)抗體系難以“逼真”呈現(xiàn)、試驗(yàn)評(píng)估難以實(shí)時(shí)進(jìn)行、導(dǎo)調(diào)控制和現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)試驗(yàn)難以融合一體等難題。

①平行試驗(yàn)環(huán)境能夠構(gòu)建功能要素齊全完備的體系試驗(yàn)條件。現(xiàn)實(shí)的試驗(yàn)靶場(chǎng)由試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)環(huán)境、指揮通信系統(tǒng)、測(cè)量測(cè)控系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)等要素構(gòu)成，在面向體系作戰(zhàn)的試驗(yàn)需求方面存在著裝備體系難以完整構(gòu)建、復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境難以真實(shí)呈現(xiàn)、作戰(zhàn)對(duì)手行動(dòng)難以有效模擬等問(wèn)題，而虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間能夠?qū)Π袌?chǎng)對(duì)象進(jìn)行抽象和建模，在數(shù)字物理環(huán)境平行狀態(tài)下構(gòu)建一個(gè)包含裝備體系、物理空間、復(fù)雜電磁網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境等在內(nèi)的要素齊全、功能完備的虛擬空間，既能開(kāi)展單裝單系統(tǒng)試驗(yàn)，又能進(jìn)行對(duì)抗環(huán)境下的全要素全系統(tǒng)作戰(zhàn)試驗(yàn)。

②平行試驗(yàn)?zāi)軌蜻m時(shí)靈活地對(duì)試驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行控制與優(yōu)化。平行試驗(yàn)是將現(xiàn)實(shí)靶場(chǎng)中的物理試驗(yàn)與虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間中的計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的試驗(yàn)，物理試驗(yàn)主要以檢驗(yàn)裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)為主，計(jì)算試驗(yàn)主要以發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證規(guī)律為主，通過(guò)不同試驗(yàn)規(guī)則組合認(rèn)識(shí)和把握系統(tǒng)涌現(xiàn)行為，在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間可以處理現(xiàn)實(shí)的靶場(chǎng)難以處理的火力打擊、裝備戰(zhàn)損、效能評(píng)估等動(dòng)作和狀態(tài)信息，并將體系對(duì)抗試驗(yàn)的結(jié)果反饋到真實(shí)的試驗(yàn)靶場(chǎng)，從而可以實(shí)時(shí)控制試驗(yàn)行動(dòng)和進(jìn)程，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程按需進(jìn)行規(guī)劃和靈活的優(yōu)化調(diào)整。

③平行試驗(yàn)?zāi)軌蚬?jié)約試驗(yàn)資源和降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)代化裝備特別是大型裝備科技含量高、造價(jià)高，對(duì)該型裝備在體系中的作戰(zhàn)能力做出檢驗(yàn)是裝備試驗(yàn)的重要內(nèi)容，但該型裝備往往難以反復(fù)進(jìn)行實(shí)裝試驗(yàn)，代價(jià)大、風(fēng)險(xiǎn)高，組織實(shí)施難度大，采用平行試驗(yàn)的方法，對(duì)部分實(shí)裝部件可以采取半實(shí)裝模擬，對(duì)該型裝備可以建立仿真模型，在平行層進(jìn)行映射和疊加，這樣組織試驗(yàn)可以在滿足試驗(yàn)要求的情況下，有效減少實(shí)裝試驗(yàn)的次數(shù)，降低試驗(yàn)組織的難度，節(jié)約試驗(yàn)資源和試驗(yàn)成本。

4? 結(jié)束語(yǔ)

平行試驗(yàn)是基于復(fù)雜系統(tǒng)理論，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展、人工智能和計(jì)算科學(xué)進(jìn)步的基礎(chǔ)上探索提出來(lái)的，是解決裝備體系效能評(píng)估問(wèn)題的有效途徑。目前關(guān)于平行試驗(yàn)的理論與方法仍處在研究探索中，學(xué)者關(guān)于平行試驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解也不盡統(tǒng)一，但構(gòu)建平行靶場(chǎng)研究解決裝備體系試驗(yàn)問(wèn)題的思路和方法是可行的，是裝備體系試驗(yàn)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：付朝博（1983-），男，陜西興平人，碩士研究生，研究方向?yàn)檐娛卵b備需求論證和裝備試驗(yàn);段莉（1976-），女，山東德州人，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)檐娛滦畔⑼ㄐ拧?/p>