反艦導彈武器系統軟件鑒定測評策略研究

賀英杰，李海浩, 馬曉龍

(中國人民解放軍 91404部隊，河北 秦皇島 066000)

0 引言

反艦導彈武器系統是一種技術先進、設備精密的武器裝備，內部運行的軟件作用重大，直接影響導彈的飛行控制、精確制導甚至目標毀傷等能力的發揮，因此反艦導彈武器系統軟件質量極其重要[1]，需要通過驗證測試特別是鑒定測評來把控軟件質量、提高使用效能。分析證明，反艦導彈武器系統在試驗鑒定、軍事演習中暴露出的嚴重問題大多與軟件相關，而軟件缺乏近似實戰環境和作戰運用背景下的考核是這些問題未能被及時發現的主要原因，因此軟件實戰化測試對反艦導彈作戰使用有著重要的作用和意義[2]。傳統的反艦導彈武器系統軟件測試以實驗室仿真條件下的工程化驗證為主，對標對表，按照研制方的需求開展軟件測試，滿足功能性能要求即可，不考慮實際使用，缺乏實戰化要求的牽引，很難發現深層次的作戰需求問題；但在練兵備戰的背景下和新的裝備試驗鑒定體系的要求下[3]，軟件測試標準進一步提高，突出面向實戰，著重檢驗軟件在近似實戰條件下的主要功能性能和運行情況。

目前，裝備試驗鑒定工作完成了轉型發展，進入新的歷史時期，軟件鑒定測評的內涵和要求也隨之發生巨大變化，從單純的技術規格驗證上升為全面的實戰化考核，但實際的測試工作仍處于低層次徘徊狀態，存在思維定勢、重點不突出、測試質效低等問題，達不到鑒定測評的要求。要做好反艦導彈武器系統軟件的鑒定測評工作，除了需要從底層掌握系統軟件運行流程和處理邏輯外，更需要從頂層的總體策劃進行研究設計，按照貼近實戰、把握重點的原則，研究軟件作戰運用，摸清軟件邊界條件，制定合理測評策略，指導鑒定測評工作深入開展，實現全面考核反艦導彈武器系統軟件的目的。

1 系統軟件組成

從反艦導彈武器系統的組成來說，系統軟件主要包括導彈軟件、武器控制系統軟件、發射系統軟件以及保障系統軟件。導彈軟件一般由制導系統軟件、引信軟件、導航軟件組成，主要實現導彈的精確制導和控制戰斗部引爆功能；武器控制系統軟件一般由武器控制軟件、任務規劃軟件組成，主要實現導彈發射控制、作戰行動和飛行任務規劃[4]功能；發射系統軟件一般由箱蓋開關軟件、發控軟件組成，主要實現發射箱蓋啟閉及導彈從裝載平臺發射的功能；保障系統軟件主要用于對導彈的日常存貯或發射前進行檢查，確保導彈運行狀態良好。系統軟件的主要組成如圖1所示。

圖1 反艦導彈武器系統軟件主要組成圖

整個系統軟件為一級軟件產品，系統軟件的測試工作在各級軟件完成配置項/分系統測試的基礎上開展，重點驗證各分系統軟件協調工作的正確性、可靠性[5]及作戰適應性。

2 鑒定測評新要求

近幾年，我國裝備試驗鑒定領域發生了重大的變化和調整，重塑了裝備試驗鑒定體系，初步建立了新的裝備試驗鑒定管理體制。新的管理體制將全壽命周期的裝備試驗統一規范為性能試驗、作戰試驗和在役考核三大階段[6]，其中性能試驗又細分為性能驗證試驗和性能鑒定試驗，而軟件鑒定測評則屬于性能鑒定試驗的一部分。每一階段有不同的軟件測試內容和要求，各階段軟件測試關系如表1所示。

驗證測試主要是為了提高軟件質量，特別是保證發現代碼實現的正確性，促使軟件功能完整、運行穩定。鑒定測評與驗證測試在技術手段上有一定的相似性，但不是驗證測試的簡單重復，鑒定測評更加注重全系統全流程測試，從需求規格驗證和指標符合性測試擴展到驗證軟件設計是否符合作戰邏輯、戰術思想，并明確提出開展軟件性能底數測試。在作戰試驗階段，軟件如發生修改，應進行鑒定測評補充測試，同時完成用戶試用、專項評估后開展定版，在軟件定版后，可進行改進升級并開展相應的測試活動。

表1 裝備試驗鑒定不同階段軟件測試關系表

新體制下裝備試驗鑒定的主要任務是通過全方位、緊貼實戰的試驗考核，把住“關口”，摸清“底數”；同時最基本也是是最重要的一條原則就是面向實戰，堅持戰斗力標準，緊貼實戰化考核需求。軟件鑒定測評作為試驗鑒定的重要組成部分，也要按照這個任務和原則開展測試工作，除了考核軟件的功能性能指標是否滿足相關規定需求和發現糾正軟件問題缺陷外，還要求驗證軟件是否符合作戰使用的要求以及在典型任務剖面和近似實戰環境下的適應性。因此開展反艦導彈武器系統軟件鑒定測評工作時，不能再像以前一樣局限于傳統的對標對表，滿足研制總要求和系統規格說明的指標要求即可，必須打破慣性思維，聚焦軟件戰斗力生成，從作戰運用角度深入挖掘系統軟件的作戰使用問題，保證反艦導彈走上戰場好用管用。

3 測試重點及難點分析

3.1 鑒定測評重點分析

新體制下軟件鑒定測評為反艦導彈武器系統的實戰化運用提供支撐和保障，需要重點驗證系統軟件是否符合作戰使用要求以及在近似實戰環境下的適應性，一般可以從兩個方面進行實戰化考核。一方面按照反艦導彈作戰使用過程進行全系統、全流程的測試[7]，制定作戰想定，設計任務剖面，覆蓋系統軟件的典型功能、主要性能、運行強度等測試內容；另一方面以反艦導彈制導系統軟件為突破口，研究作戰對象水面艦艇(編隊)的軟殺傷能力和制導系統軟件的末制導處理邏輯，構建典型和復雜的電子干擾場景和關鍵功能驗證場景，開展實戰化的半實物仿真測試。

3.1.1 面向作戰任務的系統測試

目前反艦導彈武器系統軟件測試以配置項測試為主，不重視系統測試的開展。配置項測試主要檢查軟件底層功能實現的正確性[8]，無法驗證配置項軟件之間的協調性，發現不了系統互聯互通的問題，對于各配置項軟件之間相互配合、協調工作完成的功能，只能通過系統測試來驗證正確性和適用性。即使進行系統測試的，測試的思路內容也不符合當前鑒定測評的目的要求，只是對照系統規格說明的指標完成規定的功能性能操作，未按照貼近實戰的要求檢驗軟件能力，無法驗證系統軟件是否符合作戰使用要求。

新試驗鑒定體制下，反艦導彈武器系統軟件測試貼近實戰的意義在于，這是建設強大海軍、提高備戰打仗能力的現實需要[9]，根本目的是促進反艦導彈戰斗力生成，實現“仗怎么打，軟件怎么測”的鑒定目的，有助于打破反艦導彈武器系統軟件系統測試長期低層次徘徊的困境，為提升軟件作戰能力提供強有力的抓手。

長期以來，研制總要求是軟件鑒定測評的最高遵循與要求，反艦導彈武器系統軟件測試只回答與軟件相關的功能性能指標即可，但試驗鑒定轉型之后研制總要求已不是軟件測試的唯一依據。美軍根據多年試驗鑒定的教訓得出結論，裝備鑒定僅關注關鍵性能參數是不夠的，還不足以回答很多關鍵作戰問題，也無法保證裝備在戰場上的適應性。實際中，隨著裝備交付部隊后的實際使用，逐漸暴露出不滿足作戰使用要求的問題[10]，尤其是在信息化時代，裝備軟件的作用日漸重要，但不好用不實用、實際使用效率不高的弊端導致部分裝備長期不能形成有效的作戰能力，這些問題充分說明了對照功能性能指標開展測試的局限性。今后的反艦導彈武器系統軟件鑒定測評，除了要關注系統軟件的基本性能，更要關注系統軟件的作戰能力，加強軟件性能底數、典型作戰任務滿足度等關鍵能力指標的考核，完成從“發現問題”到“適應作戰”的提升。這就要求梳理作戰需求，設計海戰場景，按照反艦導彈的作戰使用流程覆蓋相關的功能操作[11]，系統測試流程見圖2。

圖2 面向作戰任務的系統測試流程圖

反艦導彈武器系統軟件的系統測試關鍵在于貼近實戰，設計一個逼真的海戰場景，內容涵蓋不同的作戰任務，包括打擊不同數量的艦艇、使用不同的反艦戰術[12]等，從偵察指示[13]、作戰指揮、發射準備、導彈發射等多方面對系統軟件進行綜合驗證，檢驗系統軟件作戰能力和短板弱項，重點對戰術應用相關功能進行考核[14]；同時按照系統軟件運行流程設置突發和異常情況，檢驗系統軟件的應急處理能力。

3.1.2 實戰化的半實物仿真測試

制導系統軟件作為反艦導彈的大腦和眼睛，對導彈的命中精度起著至關重要的作用，是反艦導彈軟件考核的重點和關鍵。現在掛飛試驗和實彈飛試等試驗方式對制導系統軟件的考查范圍有限，不能覆蓋軟件復雜的處理情形，而軟件測試具有模擬復雜情況檢驗軟件應對能力的優勢。但傳統的軟件測試中制導系統軟件以工程化驗證為主，局限于單獨的配置項測試，末制導功能方面未做過專項測試，且測試環境逼真度低，不滿足在近似實戰條件下檢驗軟件功能的要求，需利用半實物仿真環境進行充分驗證[15]。

海戰場環境中，反艦導彈雖然是打擊航母、驅逐艦等水面艦艇的主要利器，但也面臨著一系列的威脅和挑戰[16]，目前作戰艦艇主要采取兩種方式對反艦導彈進行抗擊。一種是硬殺傷，通過不同射程的防空導彈和近防炮攔截來襲導彈；另一種是軟殺傷，是利用電子干擾的方式使導彈偏離目標[17]。從軟件測試的角度看，軟殺傷對于制導系統軟件的影響比較大，其抗干擾能力直接影響反艦導彈的作戰效能，是當前迫切需要解決的測試技術問題，具有重大的軍事意義和應用價值。軟殺傷以電子干擾設備為主，一般分為艦載有源干擾、舷外有源干擾、角反干擾、箔條干擾等4類。以美軍為例，其裝備了AN/SLQ-32系列艦載有源干擾系統、Nulka舷外誘餌、MK-59角反射體、MK36箔條干擾系統等大量電子干擾設備[18]，類型齊全、技術先進，在對抗反艦導彈末制導過程中發揮了不同的作用。

對于半實物仿真測試來說，實戰化考核的關鍵點包括兩個：一是貼近實際使用場景進行仿真測試；二是模擬復雜干擾情況摸清軟件的性能底數。為了檢驗制導系統軟件在近似實戰環境中運行情況及應對電子干擾的能力，首先要獲取作戰對象電子干擾設備的參數和性能，其次掌握電子干擾的作戰過程和末制導功能的運行流程，從而為設計典型和復雜的測試場景提供支撐。反艦導彈軟件的半實物仿真測試場景可以從兩個方面考慮設計，分別是頂層的使用角度和底層的設計角度，測試場景設計如圖3所示。

圖3 實戰化半實物仿真測試場景

3.2 存在的問題

軟件鑒定測評是一種內在要求更高的軟件測試工作，具有一定的實戰化屬性，對于提高反艦導彈武器系統軟件的質量意義重大。在反艦導彈武器系統軟件鑒定測評實踐中發現，軟件鑒定測評工作在需求文檔、測試人員、仿真環境等多個方面都存在一定的問題，下面針對上述問題進行詳細的分析。

3.2.1 文檔問題

反艦導彈武器系統軟件的系統規格說明編寫質量不高，系統測試設計不充分。系統規格說明是系統測試的基礎，如果系統需求不明，則系統測試不全面并很難發現深層次的問題[19]，因此理解描述反艦導彈武器系統軟件的使用甚至作戰需求是軟件研制過程中最基礎的環節。因認識不深、經驗不夠、試用不足等種種原因，系統需求文檔往往存在不完整、不準確、不適合的問題[20]，許多任務需求和性能指標成為了“隱藏”、“未知”；系統設計文檔也存在認識誤差和需求傳遞誤差，難以做到充分完善、形成廣泛共識，持續迭代升級方面也存在困難。這些問題可能導致反艦導彈武器系統軟件測試不充分、不完全，甚至是偏離鑒定測評的目標。

3.2.2 人員問題

測試人員實戰化測試經驗不足，缺乏對反艦導彈作戰使用的整體認識，不了解作戰對象主要的防抗手段。從鑒定測評的要求來說，反艦導彈武器系統軟件測試的最終目的是提高導彈武器系統的作戰效能，無論是系統測試還是半實物仿真測試，都需要具備一定的軍事基礎，熟悉海戰的作戰原則和方式。目前測試人員不掌握反艦導彈武器的作戰使用，回答不了“何時使、如何用、抗什么”的基本問題，特別是對作戰對象抗擊反艦導彈的作戰樣式和措施不甚了解，無法設計真實的系統測試情景，不能構建逼真的電子干擾場景，難以從實戰角度開展軟件測試，發現不了作戰需求問題，達不到實戰檢驗的目的。

3.2.3 環境問題

半實物仿真測試條件有限，部分測試場景無法完全實現，實戰化考核不充分。在現有的半實物仿真測試環境中，最突出的問題是信號模擬器數量少，僅能模擬有限的目標和干擾信號，對于單目標仿真測試來說，尚且無法模擬復雜的電子干擾場景，對于多目標多干擾以及大型復雜水面艦艇編隊等場景來說，更是無法實現模擬仿真，從而制約了對制導系統軟件應對復雜情況等能力的檢驗。針對上述情況，部分無法實現的測試場景通常以代碼走查的形式進行補充測試，但也存在一定的問題，包括代碼走查標準不嚴格、沒有按照相關規定要求執行，主要表現為由于進度、經費等條件限制[21]，往往以代碼審查來代替代碼走查，而二者概念機理不一樣，方法效果也不盡相同，勢必影響關鍵軟件的測試質量。

4 鑒定測評總體策略

總體策略作為鑒定測評工作的方向指南，關系到任務能否順利完成，需要全方位、多角度地思考籌劃，關注重難點問題，針對反艦導彈武器系統軟件的使命任務，可以按照“總體籌劃、分級考核、突出重點、貼近實戰”的基本原則制定實施。反艦導彈武器系統軟件鑒定測評策略示意圖如圖4所示。

圖4 反艦導彈武器系統軟件鑒定測評策略示意圖

具體的策略內容包括：

1)設置測評總體單位，籌劃反艦導彈武器系統軟件測試與試驗一體化實施。對多個測評機構承擔的鑒定測評任務，要明確鑒定測評總體單位，編制測評總體方案，統一技術要求，統籌大綱編制、測試設計與執行、報告編寫等工作，協調測試資源，組織開展準入審查，審查通過后方可正式開展鑒定測評工作。鑒定測評以內場實驗室環境為主，充分考慮軟件各種正常工作/異常處理流程，模擬各類并行復雜操作，探索軟件運行極限，充分檢驗軟件性能指標及其邊界條件；某些測評項目由于內場測試條件不具備，無法在內場環境中實施，需要結合或利用外場的試驗資源，要求測試與試驗統籌考慮，提前謀劃一體實施，必要時可以采信試驗數據，實現對反艦導彈軟件全面考核的目的。

2)反艦導彈武器系統一般包含多個產品，根據不同的產品級別逐級開展軟件測評工作，即從下級產品到上級產品逐步開展集成測試，按照先局部后整體的原則，區分配置項→分系統→系統等不同層次，分別執行配置項測試和系統測試。其中系統包含多個軟件配置項的應進行配置項和系統測試，系統只包含一個軟件配置項，則合并配置項測試和系統測試的測試類型，單獨開展配置項測試。測試內容以黑盒測試為主，白盒測試為輔，注重發揮代碼走查在系統測試中的作用，重點驗證分系統或配置項交互配合的正確性，通過研析代碼整理系統軟件的處理邏輯，按照一定的原則設計典型輸入，發現深層的邏輯或編碼問題；對于代碼規模較大的軟件，為提高測試效率，可選取關鍵核心模塊進行代碼走查。

3)反艦導彈武器系統軟件測試要以作戰使用為主，強化面向作戰任務的系統測試。首先，掌握系統軟件的作戰使用流程，這是實戰化測試的基礎，就是熟悉不同階段軟件的操作使用或運行流程，一般包括發射準備、導彈發射和飛行攻擊等階段；其次，研究海戰樣式，了解反艦作戰的基本原則，設計典型任務剖面或實際使用場景，在任務場景中覆蓋作戰使用流程。也就是說，系統測試不是機械式地按照系統規格說明的要求，重復性地對軟件進行簡單的操作，而是根據想定的作戰場景開展全流程測試，在各類反艦攻擊場景中按照作戰使用流程逐步操作測試；在反復使用中不斷深化對任務需求和軟件產品的認識，推動任務需求持續完善，牽引軟件產品持續升級。此外，我們還要對軟件的使用情況進行摸邊探底，設計一些邊界、極限和復雜的條件來考核軟件的適應性。

4)在半實物仿真條件下對制導系統軟件進行實戰化考核，關鍵是構建不同類型的場景。半實物仿真測試場景主要包含兩個方面內容：一方面，從底層設計的角度研究制導系統軟件末制導功能的運行流程，結合軟件代碼和需求文檔，梳理處理邏輯，確定關鍵功能驗證場景內容，驗證末制導功能的正確性；另一方面，從頂層使用的角度研究作戰對象艦艇(編隊)的軟殺傷能力，構建實戰化測試場景，包括典型干擾場景、復雜干擾場景、邊界干擾場景等，考核軟件的抗干擾能力。加強半實物仿真條件建設，完善仿真環境，提高仿真能力[22]，特別要注重加強與半實物仿真試驗的統籌協調，充分利用試驗資源和數據，推動半實物仿真測試順利完成。

5 結束語

當代海戰中，反艦導彈武器系統是影響戰爭勝負的重要一環，軟件在整個系統中發揮了關鍵性作用，甚至是決定性的因素，因此軟件鑒定測評責任重大，必須確保反艦導彈武器系統軟件功能正確、適應作戰。反艦導彈武器系統軟件鑒定測評的核心是貼近實戰、全面充分，二者相輔相成、缺一不可。為深入考核軟件的作戰能力，需根據海戰場不同的作戰樣式和反艦導彈面臨的軟殺傷手段，設計典型復雜的海戰使用場景和干擾制導系統軟件場景，全面檢驗軟件對反艦作戰使用的符合性和適應性。反艦導彈武器系統軟件鑒定測評策略不是一成不變、停止不前的，測略研究是一個不斷完善的動態過程，伴隨反艦導彈武器系統技術體制進步和對海作戰理論變更，海戰樣式也會不斷發生變化，同時隨著對新要求的深入認識、實戰化測試能力的逐步提高，需要不斷總結經驗、改進測試策略，持續提升反艦導彈武器系統軟件實戰化測試能力。