軍機維修保障互操作性評價技術研究

■ 張二虎 黃丙寅/中國飛行試驗研究院

0 引言

按照空軍建設要求，應建立與國家地位相適應的“攻防兼備、空天一體”現代化部隊，適應“空海一體戰”背景下的大規模作戰以及多樣化軍事任務，重點應對多個戰略方向部署，實現“全國部署、全疆到達、全域反應”的作戰任務需求。試驗鑒定改革中作戰適用性評估被提到了新的高度。未來，聯合作戰、全域作戰將成為常態，戰場節奏快、變化快，準備和響應時間短，除武器的先進程度外，在最短時間內組織起有效的攻防力量和保障力量將占據有利位置，不同裝備、不同保障系統間的互操作性作用逐漸凸顯。新形勢下互操作性成為了作戰適用性評估的重要內容，其重要性越來越高。

互操作性作為一種特性，一般可以理解為各種各樣的系統和組織在一起工作時體現出的能力。工程領域更多關注的是技術對系統的作用，但從廣義上看也應考慮社會、政治和組織機構等各方面的因素對系統及其性能的影響。早期的互操作性主要指設備之間的互聯互通和相互兼容，互操作性和互聯性是同一概念，簡單而言是指兩個系統之間交互數據的過程。隨著C4ISR、軍事信息系統、網絡信息體系的發展，互操作性不再局限于數據和信息的交互，還包含兩個或多個系統相互協同完成任務的要求。目前，關于互操作性缺乏統一的定義。美國國防部指令DoDI 8330.01 將互操作性定義為系統、單元或軍事力量之間相互提供和接收數據、信息、資料和服務，并利用這些交換的數據、信息、資料和服務共同有效運行的能力。我軍對互操作性的定義是兩個或兩個以上系統或應用之間交換信息并相互利用所交換信息的能力?；ゲ僮餍园夹g互操作性和作戰互操作性，不僅涵蓋底層系統的互聯互通以及信息和服務的交互，還涉及作戰系統之間的協作協同，內涵不斷拓展。

作戰互操作性以技術互操作性為基礎，要求參與者具有共同的理解和處理信息的背景，了解彼此如何做出決策并開展互相一致性確認。建立在互理解、互遵循之上的相互協同是一個復雜問題，不僅與系統的技術屬性有關，也與編制體制、人員構成、人員素質等組織管理有關。蘭德公司在研究美國與北約的聯合空中作戰的互操作性時發現，部隊條令、規劃和執行系統、各自武器系統的能力等因素都會影響互操作性問題。

互操作性是裝備體系化聯合作戰中的重要能力要求，已成為聯合作戰的基礎和關鍵，在美軍裝備試驗鑒定中的地位越來越重要。美國國防采辦手冊定義“體系工程……強調通過發展和實現某種標準來推動成員系統間的互操作性”。美國國防部要求：所有的信息化武器系統和國家安全系統必須進行互操作性試驗；必須在裝備批量生產決策前完成對裝備的互操作性評估并給出相關遺留問題及其影響的分析報告；所有重大防務采辦項目以及需要共同使用的項目與系統，均應對其整個生命周期內的互操作進行評估。美軍對互操作性的研究全面、系統、深入，包括國防部（研制試驗鑒定辦公室）和參聯會（聯合互操作性試驗司令部）的系列政策指令，以及實施層面的聯合技術體系結構（JTA）、信息系統互操作性等級（LISI）模型、信息系統體系結構標準（DoDAF、TAFIM、DII COE、JTA）等。

1 軍機維修保障互操作性評價需求

近年來，美軍為解決近半數采辦項目在初始作戰試驗鑒定中作戰效能和作戰適用性不達標的問題，持續實施一項改進武器裝備研制試驗鑒定的重要策略——“向左移”。推進“左移”倡議，即研制試驗鑒定應適當考慮作戰問題，將采辦周期“右邊”階段（進入生產與部署階段之后）由作戰試驗開展的部分試驗內容提前至采辦周期“左邊”階段。2012 年，美軍研制試驗鑒定辦公室首次提出該計劃，在研制試驗中開展互操作性試驗和網絡安全試驗，以加強研制試驗的作戰真實性，如圖1 所示[1]。

圖1 美軍研制試驗鑒定“向左移”策略的啟示

伴隨試驗鑒定改革，我軍在作戰試驗中明確提出了互操作性考核要求，參考美軍試驗鑒定“向左移”策略，在性能試驗階段開展互操作性試驗與評價有著現實和迫切的需求，有利于盡早暴露互操作性缺陷，對于促進優化改進、提升體系作戰和保障能力、降低生命周期費用具有重大意義。當前，我軍互操作性評價的關注重點放在網絡信息和指揮控制領域。但是，互操作性的本質是滿足操作者的互聯互通、信息交換、有效對話和服務支持等需求，操作者是系統的核心，一個作戰體系中除了飛行員、情偵人員、指揮員外，維修保障人員也是非常重要的角色。關注維修保障人員的互操作需求，將互操作需求拓展至維修保障領域，對于應對突發性高、時效性強的未來戰爭，提升保障效能，縮小保障規模，支持聯合作戰，具有十分重要的意義。

以下面的作戰保障任務想定為例進行說明：

1）A 型戰斗機飛行過程中，無法在預定機場降落，需在臨近的P 機場臨時補給后投入戰斗。

2）A 型戰斗機接到命令，要求3h內部署到P 機場，并且次日可開展戰備值班任務。

3）A 型戰斗機接到命令，要求立即開展長途奔襲，需要在P 機場過站補充燃料和彈藥。

P 機場并未部署A 型戰斗機，與其最相似的是B 型戰斗機，即便讓A 型戰斗機維修人員立刻奔赴P 機場進行保障，也是第二天才能到達，所需維修保障設備要第三天才能到達，無法滿足“快速補給，快速出動”的需要。但是，假如兩型戰斗機的保障系統具有高度互操作性，B 型戰斗機維修人員能夠快速掌握A 型戰斗機的保障要求，具備任務保障技術能力，能夠快速構建起相應的保障組織體系，同時B 型戰斗機各類保障資源能夠與A 型戰斗機兼容，那么作戰保障的模式將發生新變化。B 型戰斗機維修保障人員將能直接代替A 型戰斗機維修保障人員完成相關保障任務，實現飛機間“同型互保、異型同?！蹦繕?，極大提升遂行“全國部署、全疆到達、全域反應”的作戰能力。

關于軍機維修保障的互操作性，國內尚未找到明確定義，除了關于保障設備“三化”、統型等研究外，尚未查到相關研究文獻。為了界定本文的研究范圍，特對軍機維修保障互操作性進行定義。軍機維修保障互操作是指不同軍機型號的維修保障系統能夠實現互聯互通，主裝備能夠融入彼此的保障系統，實現數據和信息的高效交互，維修保障人員的技術能力、保障模式、組織體系等能夠通過快速轉化或兼容來滿足保障需求，保障系統中的保障資源、保障接口等滿足相互協同保障的需求。

2 軍機維修保障互操作性評價指標

2.1 軍機維修保障互操作性評價內容

GJB/Z144—2015《軍事信息系統互操作性等級與評估》借鑒美軍信息系統互操作性等級模型，提出了我軍指揮自動化系統互操作性評估等級模型及方法。在該模型中，將影響互操作性的因素分為規程（P）、應用（A）、基礎實施（I）和數據（D）4 種密切相關的屬性，簡稱PAID[2]。維修保障互操作性評價的目的是評估不同型號飛機在彼此的維修保障體系中的兼容性，即體系融合度。參照PAID 模型思路，基于軍機保障系統構成要素，將維修保障互操作性評價內容劃分如下：

1）保障模式。不同型號飛機維修保障的組織體系、運行機制和法規制度（質量管理）等是否相互匹配，專業設置、工作分工、任務系統、配備人數等是否滿足彼此保障需求，指揮調度相關的通信用語、手勢等信息是否實現準確、高效銜接。

2）人員技能。人員的操作技能是否能夠覆蓋不同機型特定保障任務需求，是否能夠通過臨時遠程培訓或自我學習達到相應的操作技術要求。

3）裝備各類保障接口。不同型號飛機的充填加掛、任務加載、飛參數據下載、維修檢測等接口是否與彼此的保障系統兼容。

4）保障設備通用化。不同保障系統固有的保障設備，其類型、數量、功能、性能等是否滿足彼此主裝備的保障需要，保障系統缺失的保障設備能否通過常規渠道快速補充或協調。

5）保障設施滿足度。不同系統的停機坪、試車場、機庫等保障設施能否滿足彼此裝備相應的保障需求。

6）技術資料滿足度。對不同的保障系統，與保障相關的隨機技術資料（如維護規程、維修手冊等）是否能夠快速獲取，技術資料的可讀性、易理解性是否滿足使用需求以使具有相應維護經驗的維修人員通過自學可理解可掌握，技術資料不允許出現難以理解之處或歧義。

7）培訓保障。不同保障系統是否開展常態化互操作演練、要求宣貫和人員技術提升，以保障戰時互操作性的高效協同推進。

8）信息化保障的兼容性。不同保障系統相關的信息化保障系統及通信協議是否滿足特定保障任務需求。

9）遠程支援保障。是否規劃安全高效遠程通信及指揮保障網絡，滿足遠程語音、視頻通信、海量數據傳輸等遠程支持保障需求，以實現遠程保障任務規劃和技術指導的高效協同。

10）裝備互操作性設計。不同裝備的維修保障操作流程、標識、標準、要求、用語等是否統一。

2.2 軍機維修保障互操作性評價指標

基于維修保障對象、內容和深度，對軍機維修保障互操作性評價指標從互保機型、維修深度、互操作等級等維度進行劃分，如圖2 所示?！熬S修深度—互保機型”象限體現了不同機型間的聯合保障能力；“維修深度—互操作性等級”象限體現了跨域持續作戰能力；“互保機型—互操作性等級”象限體現了適應不同機場的快速機動部署能力。

圖2 軍機維修保障互操作性評價指標

各類互操作性評價指標內容如下：

1）互保機型?；ケC型分為“殲—殲、殲—轟、殲—運、殲—直、殲—無……”等形式，表示不同類型的戰斗機、戰斗機和轟炸機、戰斗機和運輸機、戰斗機和直升機、戰斗機和無人機等之間的維修保障互操作性，機型差異越大，保障需求差異越大，互操作性難度也越大。

2）維修深度。按照維修的復雜程度和對人員技能要求的嚴格度，將維修深度簡單劃分為過站保障（充填加）、戰斗補充（彈藥掛裝）、短期停放（7天以內）、短周期檢查+常規維護、戰場搶修及常見故障排除、A 檢級別定檢及發動機換裝、C 檢維修及重大故障排除等?；ゲ僮餍缘淖罡呔辰绾屠硐霠顟B是涵蓋所有外場級維修保障內容，即完全等效保障，長期駐扎無須轉場攜行，無須額外人員配屬，接機即交付，真正做到“同型互保，異型同保”。

3）互操作性等級。GJB/Z144 中對信息互操作系統的5 個劃分等級依次為互聯、互通、信息交換、合作行動、完全互操作。參照劃分方法，基于維修保障系統特點，互操性能力等級由低到高依次為互有、互聯、互通、互保、完全互操作，如圖3 所示。其中，互有指彼此的保障系統設置中有裝備保障需要的保障要素，如耳機話筒組；互聯指相關的軟硬件接口能夠實現有效連接，如耳機話筒組的插孔滿足需求；互通指能夠實現有效的數據交換、信息共享等，如耳機話筒組能夠實現地面與座艙的高質量通話；互保指借助相關指導或其他支持能夠建立暢通的溝通、協作，準確無誤地執行相應操作，如經過臨時培訓并借助維護規程能夠使用耳機話筒組與飛行員準確溝通，實現飛機狀態檢查與報告；完全互操作指不需要借助額外的支援保障，現有的保障系統相關要素和能力完全兼容彼此保障需求，如兩型機使用耳機話筒組與飛行員溝通的要點、要求和標準一樣，因而不需額外培訓或技術支援就能夠實現完全互操作保障。

圖3 軍機維修保障互操作性層級關系

3 軍機維修保障互操作性評價設計

3.1 美軍互操作性試驗類型和方法

美軍互操作性試驗包括互操作性等級評估和互操作性認證試驗。

互操作性等級評估基于互操作性等級模型（如PAID 模型），通過對比法、試驗法等進行評估。我軍互操作性試驗主要采用互操作性等級評估法。對比法是將信息采集階段獲得的系統互操作實現技術與信息系統特征細節進行對比，即將系統的PAID 值與模型中的各互操作性等級對應的PAID 值進行對比分析，確定互操作性水平后，選擇最低的PAID 性能等級作為系統的互操作性等級。試驗法是對待評估系統進行性能試驗，根據試驗結果評估互操作性，過程中需要搭建相應的試驗環境。

互操作性認證試驗的目的是驗證系統互操作性符合相關標準規范以及相關指標要求。美軍驗證階段的互操作性認證試驗分為標準合規性試驗和聯合互操作性試驗兩類，如圖4 所示[1]。

圖4 互操作認證試驗類型和試驗環境

3.2 軍機維修保障互操作評價方法

參考美軍互操作性試驗類型和方法，將軍機維修保障互操作評價分為分析評價和試驗驗證評估兩類。

分析評價包括保障流程分析、保障項目分析、保障資源分析、危險源與關鍵過程識別與評價、保障活動建模及仿真推演等。基于保障流程和項目，對照互操作性評估內容、評價指標，評價不同維修下的互操作等級，識別出各環節互操作性缺陷。

試驗驗證評估重點驗證研制要求達標情況、標準符合性、實際保障需求的滿足情況等，需進行實際操作驗證，搭建相應保障任務想定下的試驗環境，配置各保障系統所需的保障資源，由保障機組利用自己的保障系統分別保障對方的機型，以評價對方機型融入自身保障系統的體系融合度，并進一步評價兩個保障系統的互操作性?；诎踩紤]，試驗驗證評估應依次開展模擬操作評估、監控操作、背靠背評估驗證等。

在實際實施過程中應先開展分析評價后再進行試驗驗證評估，在分析評估過程中持續暴露問題并尋找等效替代方案，直至形成可完成互操作性試驗的替代方案。

3.3 互操作性評價與驗證流程設計

軍機維修保障互操作性評價與驗證流程包括保障任務想定、保障需求分析、保障體系融合度互評、維修保障互操作性綜合分析、形成維修保障互操作性評價報告等主要環節，如圖5 所示。其中，保障體系融合度互評為核心環節，包括評價初始方案設計、基于任務想定的體系融合度（互操作性）分析評價、替代措施的落實、試驗環境及資料規劃、試驗驗證安全評估、試驗任務布置及信息收集培訓、模擬操作—監控操作—背靠背驗證、形成保障體系融合度評價報告。

圖5 體系融合度-互操作性評價與驗證流程

4 軍機維修保障互操作性評價思考建議

試飛院擁有全譜系試驗機、全要素保障資源，維修人員齊備、試驗條件齊全，是開展維修保障互操作性評價這類跨機型聯合試驗的最佳陣地。在試驗鑒定改革強化推進作戰試驗的機遇下，互操作性試驗“左移”需求明確，資源、能力、資質齊備，應抓緊開展維修保障互操作性評價試驗技術體系構建和能力體系建設，順應新需求、開辟新領域。思考與建議如下：

1）強化互操作性早期評估，基于全譜系試驗機及專業化機務保障、維修評估隊伍優勢，推動試驗鑒定“左移”，作為性能試驗重點考核內容。

2）統一保障技術與管理標準，強化飛機主裝備層面統一保障接口及相關操作要求，實現保障設備統型。

3）規劃高于型號保障的聯合出版物，規定各型號聯合保障基本要求，將多機型的基本維護技能納入技能考核要求。

4）在專項保障資源的儲備和規劃方面，對于無法實現統型的特種保障資源，建議從戰備角度要求相應機場進行最低限度的儲備。

5）人員能力需要應基于多機型保障要求，開展常態化的實操培訓考核及輪訓、輪保。

6）強化飛機自保障性設計，飛機自保障能力的提升將有效降低對對方保障系統的依賴，從而間接提升互操作性水平。

7）以信息化技術手段實現互聯、互通，規劃跨域遠程保障技術資源，強化互操作性技術指導。