美军装备试验鉴定技术发展需求生成问题研究

2021-09-28谢伟朋

测控技术 2021年9期

薛卫，耿琳，郑超，谢伟朋

(军事科学院系统工程研究院，北京 100089)

试验鉴定是通过规范化的组织形式和试验活动获取相应的试验数据信息，并对信息进行分析处理，以实现对装备的战术技术性能和作战使用效能做出评价的综合性活动[1-3]。试验鉴定是装备科研工作的重要组成部分，贯穿于装备发展的全过程。其主要作用是摸清装备战术技术性能底数，及时发现缺陷以降低装备研制风险，提供重要发展节点决策依据，确定作战使用效能和适用性，并为装备的改进升级提供反馈信息。作为检验装备性能效能的重要手段，试验鉴定得到了各国军方的普遍重视和优先发展。

在长期的装备试验鉴定实践和理论研究过程中，世界各国在开展军事装备研制和靶场测试过程中应用了一系列综合性技术，包括作为支撑的基础理论知识集合和长期实践形成的方法技术体系，逐步形成了装备试验鉴定技术，直接应用于装备试验鉴定领域。可以看出，试验鉴定技术是以维持和增强装备试验鉴定能力为目的，在基础理论、技术方法和管理科学等方面形成的技术。即在试验鉴定工作中，为验证、考核、评估武器装备的性能、效能等所使用的理论、方法和手段的统称。试验鉴定技术是试验鉴定能力的重要支撑与基础，也是试验鉴定水平的重要体现。它的发展基本反映了试验鉴定能力的发展，反之，试验鉴定能力的发展从本质上就是试验鉴定技术的发展。

当前，我军装备建设自主创新步伐不断加快，机械化、信息化、智能化“三化融合”发展特征更加明显[4]，装备实战化考核要求越来越高，试验鉴定技术发展面临严峻考验，亟需形成一套顺畅高效的试验鉴定技术发展制度机制，保证试验技术的发展需要。美军作为世界上装备现代化程度最高的军队，其成熟的管理机制、先进的试验理念和做法，促使试验鉴定技术始终适应其装备发展的需要，为保障装备试验鉴定任务完成发挥了至关重要的作用，值得关注研究。

1 美军试验鉴定技术发展历程

装备试验鉴定技术发展随着试验鉴定活动的产生而产生，随着试验鉴定活动的发展而发展。纵观美军装备试验鉴定发展过程，其试验鉴定的技术发展大致经历了3个阶段。

(1)初步形成时期(20世纪初至60年代末)。

20世纪初，美陆军首先把试验鉴定工作纳入装备采办过程中综合考虑，要求对装备技术性能进行测定，并将其作为装备研发项目取舍的依据。自此试验鉴定技术伴随试验鉴定活动的产生一并产生。40年代，针对缺乏专职试验机构的问题，美军开始在各军兵种建立装备发展研究机构，负责装备技术和试验鉴定技术研究工作。50年代开始，大批专业化程度较高的试验靶场不断涌现，进一步推动了试验鉴定理论技术的形成。这一时期，由于武器装备技术简单，试验还主要以研制试验为主，所以试验与靶场技术也相对简单。

(2)趋向成熟时期(20世纪70年代至90年代末期)。

20世纪70年代开始，美军开始对装备采办管理体制进行全面改革。在总结过去实践经验，特别是美军在越南战争中的作战教训的基础上，发布了大量有关试验鉴定的国防指令和指示，形成了国防部集中指导、各军种分散实施的试验鉴定管理体制；此外，在试验鉴定学科领域形成了具有代表性的试验鉴定概念内涵，并对试验鉴定的类型进行了科学界定。试验鉴定管理体制的形成与基础理论内涵的丰富完善，推动了试验鉴定技术的快速发展。这一时期，武器装备种类增多，技术日趋复杂，并且逐步向系统化方向发展，通过实装试验已不能穷尽各种复杂环境，建模与仿真技术应运而生，很好地解决了试验经费投入过高、试验环境难以构建的难题，在试验鉴定领域得到了广泛应用[5]。同时，美军从1990年开始通过实施“中央试验鉴定投资计划(CTEIP)[6]”,加强试验鉴定资源建设，试验鉴定技术开始向体系化发展，并逐步趋向成熟。

(3)快速发展时期(21世纪至今)。

新世纪以来，美军先后发动阿富汗、伊拉克与利比亚战争。这些以高技术局部战争为主要特征的联合作战，对装备试验鉴定提出全新要求。为应对高技术武器装备的试验鉴定要求，2002年美军推出“试验鉴定/科学技术计划(T&E/S&T)[7]”来加强新型武器试验技术发展。2004年，为加强对试验鉴定技术的发展的统筹管理，美军在国防部成立了试验资源管理中心(TRMC)[8]，来专门负责试验资源的鉴定管理、长远规划和试验项目投资，以保持和发展美军试验鉴定能力。这一时期，随着高新技术在武器装备的应用，武器装备技术极为复杂，且呈现网络化特点，试验系统高度复杂化、多样化，促使美军不得不采取各种措施保持试验鉴定技术与装备技术的同步发展。

2 美军试验鉴定技术管理体制

随着世界军事变革的蓬勃兴起，美国加快了军事转型步伐，大力发展信息化、智能化装备。尤其是近年来，美军不断调整其国防采办政策，对装备试验鉴定管理体制更是进行了多次调整，成立相应试验鉴定管理机构，实施试验鉴定技术投资计划，实现减少层级管理、强化统一的目的。

2.1 试验鉴定技术发展管理机构

国防部试验资源管理中心的主要职能是对美军靶场能力建设、试验基础设施、试验鉴定技术等进行协调与规划，对重点试验能力进行专项投资，统一协调管理各军种试验资源和能力建设，制定《国防部试验鉴定资源战略规划》[8-9]及管理试验鉴定投资计划。通过提前规划与合理布局，使得装备建设配套的试验能力得到快速发展，推动试验鉴定技术科学发展，为满足试验鉴定能力需求提供支撑。

试验资源管理中心由负责研究与工程的副国防部长领导，中心主任由负责样机与试验的助理国防部帮办兼任，直接向负责研究与工程的副国防部长汇报工作(组织机构如图1所示)。负责研究与工程的副国防部长同时兼任国防部首席技术官，这种人事任命有利于其履行超前发展先进试验鉴定技术的职能使命[10]。

图1 美军试验资源管理中心组织机构

2.2 试验鉴定技术发展管理计划

2.2.1 试验鉴定资源战略规划

作为美军最顶层的试验鉴定资源建设指导文件，《国防部试验鉴定资源战略规划》于2005年9月首次发布，每两年进行一次更新，以滚动发展的方式对未来试验技术研究进行长远规划，旨在满足未来7～10年试验对技术的需求[11]。具体目的包括：

① 提出能力和投资设想，支持未来武器系统试验的需要；

② 指导试验鉴定资源的规划、计划和预算拟制及执行；

③ 充分利用国防部重点靶场与试验设施基地、非国防部的政府试验设施、商业试验设施与国际试验设施等各种可以利用的试验鉴定能力；

④ 近期重点针对国防部重点靶场与试验设施基地，并扩展到更大的试验鉴定领域；

⑤ 推进军种需求与解决过程；

⑥ 管理“试验鉴定/科学技术”、“中央试验鉴定投资计划”和“联合任务环境试验能力计划(JMETC)”三大投资计划。

2.2.2 试验鉴定/科学技术计划

试验鉴定/科学技术计划是一项滚动的年度试验技术研究计划，旨在确保试验鉴定技术和装备技术同步发展，强化试验设施设备建设的技术基础，加强试验鉴定技术应用研究和先期技术开发，促进试验鉴定技术从实验室向靶场应用的转化；同时制定试验鉴定技术长期发展路线图，指导未来试验鉴定技术的资金投向，确保及时有效地满足关键试验鉴定能力的发展。该计划是美国国防部唯一致力于试验鉴定领域的科学技术计划，着重开展竞争性技术开发以向试验鉴定领域提供最佳可用技术，关注向所需试验能力转移技术，其最终目标是寻求超前、快速和灵活的试验鉴定技术。通过该计划的持续滚动实施，为先进技术向试验鉴定领域转化奠定基础[12-13]。

2.2.3 中央试验鉴定投资计划

该计划是一项多军种试验能力发展计划，旨在平衡各军种和国防业务局的试验设施建设计划与投资，实现试验资源在国防部范围内均衡发展，而不是仅针对某一军种的需求，有效减少了重复建设。该计划曾是国防部试验鉴定设施投资和试验技术开发的一项最为重要的计划，在美军试验设施设备研制和试验技术研发等试验能力发展过程中发挥了非常重要的支撑作用，有力地确保了美军武器装备试验活动的完成[14]。其与“试验鉴定/科学技术计划”都是针对美军试验鉴定总体能力进行技术储备和关键能力开发，项目的筛选和发起和美国国防战略指南、四年一度防务评审以及试验鉴定资源战略规划等密切相关。从技术成熟等级(TRL)来看，“试验鉴定/科学技术计划”主要针对的试验技术是3～6级，而“中央试验鉴定投资计划”主要针对的试验技术是6～9级[12]。

2.2.4 联合任务环境试验能力计划

联合能力环境试验能力计划于2006年正式启动，旨在建设一个稳固的试验基础设施，将各种“真实、虚拟、构造”(LVC)的试验资源和设施连接起来，构建联合分布式的试验环境，使国防部用户能够在联合任务环境中研发和试验装备能力。该基础设施包括永久性的连接设备、中间设备、标准接口和软件算法、分布式试验保障工具、数据管理方案和可重复使用的知识库等，对美军联合试验能力的提高起到了十分重要的作用。

2.2.5 试验鉴定主计划(TEMP)

“试验鉴定主计划”是美军规划管理试验鉴定全过程所有活动的纲领性文件，是美军武器系统试验鉴定工作的基本遵循和指导[15]。美军规定所有重大国防采办项目和国防部长办公厅监督的采办项目都必须制定《试验鉴定主计划》，以对采办项目全寿命周期所有试验鉴定活动和相关要素进行统筹规划。其主要内容包括4个部分：引言、试验计划管理与进度、试验鉴定策略与执行、资源概述[16]。其中第4部分资源概述主要描述试验条件、试验场所、试验设备、试验靶标、联合作战环境等资源需求，以及人员训练、经费需求等。美军在进行装备试验鉴定主计划的制定过程中，充分考虑试验任务对试验鉴定技术的需求，以便“试验鉴定/科学技术计划”进行投资发展。

2.3 试验鉴定投资计划产生过程

顶层输入《四年一度防务评审》和《战略规划指南》两份文件从战略角度分析了未来国家军事、作战需求。在其指导下，美国防部试验资源管理中心制定《国防部试验鉴定资源战略规划》，从基础设施、资金投入和人员队伍等方面对实现试验鉴定能力所需的资源进行全面审查并做出评定，确定弥补能力不足所需的解决方案及其优先顺序。在《国防部试验鉴定资源战略规划》的指导下，美军试验资源管理中心依据核准的年度试验鉴定预算，综合考虑各军种的试验需求和解决方法，按照程序筛选出最佳试验鉴定投资项目并纳入三大投资计划。三大计划相互协调配合，为满足试验鉴定能力需求提供技术支撑，确保新兴技术快速应用到试验鉴定领域(具体过程如图2所示)。

图2 美军试验鉴定技术投资计划产生过程

3 美军试验鉴定技术发展需求生成总体思路

美军注重需求牵引，拉动试验鉴定技术的发展[17]。在试验鉴定技术的需求生成上，从现有试验鉴定能力出发，通过对国家层面上的国家安全战略、国防战略和国家军事战略，国防部层面上的战略规划指南和国防采办与试验鉴定策略、目标，以及军种层面上的军事转型计划及路线图[18]等开展综合分析研究，确定作战能力需求，生成装备的采办计划，同时结合靶场自身能力建设，确定能够满足国防部要求的试验鉴定能力需求，最终得出需要重点发展的试验鉴定技术。

3.1 基于试验鉴定能力确定试验鉴定技术需求

美军试验鉴定能力需求生成过程主要包括：

① 从国家安全战略中分析出“当前的趋势和威胁是什么”；

② 从国家安全和作战等战略目标出发，确定需要的作战能力和要求，回答“需要部署哪些作战能力”；

③ 通过国防部利用综合优先顺序表(IPLS)、联合能力集成与开发系统(JCIDS)以及联合紧急作战需求(JUONS)程序对所需作战能力评估，确定应急和长期的装备采办计划，回答“需要采办哪些装备”；

④ 根据采办需求，确定试验鉴定需求，回答“针对采办的装备，需要进行哪些试验”；

⑤ 以完全满足试验鉴定需求为出发点，确定开展试验鉴定所需的资源，亦即所需的试验鉴定能力，回答“需要哪些资源和设施支持试验鉴定”；

⑥ 拆分当前的和所需的试验鉴定能力，详细规划试验鉴定资源及相关投资项目(三大投资计划以及军种投资计划)，预测投资效果，回答“需要哪些投资满足资源需求，实现所需试验鉴定能力”。

可见，试验鉴定能力需求是由国防战略、作战能力、采办要求等众多因素决定的，只有把当前现有的试验鉴定能力与所需的试验鉴定能力进行对比，才能得到哪些试验鉴定能力是当前不具备的，即“试验鉴定能力空缺”，并通过“空缺分析”确定优先发展的顺序列出“空缺清单”，也就决定了试验鉴定技术的发展需求重点(具体分析过程如图3所示)。

图3 美军试验鉴定技术需求生成过程示意图

3.2 依据装备发展计划确定试验鉴定技术需求

美军通过对现有和未来采办项目所形成军事能力的预测，针对未来武器装备性能和使用特点，确定试验鉴定能力的发展需求，进而确定试验鉴定技术近期和远期发展的目标与途径。其中，远期需求产生于国家和国防部高层的政策/指南、正在开展的研制试验鉴定项目或前沿科技工作。通过对当前关注的试验鉴定领域进行评估，确定若干个试验技术重点领域，作为“试验鉴定/科学技术计划”的投资方向，而“试验鉴定/科学技术计划”的成果为“中央试验鉴定投资计划”和各军种改进与现代化(I&M)计划提供输入。近期需求一般来自于正在进行的采办项目，通过对空战、陆战、海战、电子战、太空战、C4ISR、军械和弹药、靶标和威胁、试验环境和通用靶场设施等试验能力领域的评估，评价未来国防规划(FYDP)中各军种改进与现代化计划的投资活动，并识别已知的缺陷，该评估一般侧重于作战部队的试验鉴定战术需求[19]。美军正在发展的重点试验鉴定技术包括：高超系统试验技术、自主性和人工智能试验技术[20]、定向能试验技术、网络空间试验技术[21]、电子战试验技术[22]、C4I及软件密集系统试验技术、先进仪器系统技术、频谱效率技术等。

3.3 结合靶场体系发展规律和使命任务扩展确定试验鉴定技术需求

靶场的主要任务是为装备发展服务，针对装备发展需求建立和保持试验鉴定能力，但其自身体系的发展不容忽视，尤其是靶场基础设施的改造和基本试验手段的升级具有重要意义。美军针对靶场自身发展需求，强调要重点满足通用试验测量设备、计算机、存储能力、校准能力和失控位置信息获取能力等方面试验鉴定技术能力升级改造的需求，并规划了阶段发展目标和发展路线图。同时，信息技术的快速发展引发军事领域的深刻变革，未来信息化作战要求武器装备及其使用人员适应新的联合作战环境，从而需要装备试验与部队演练相结合。美国防部在2004年，《联合环境试验路线图》中首次强调在试验与训练体系结构(TENA)[23]的框架下通过真实、虚拟和构造(LVC)[24]仿真来搭建未来联合作战环境，使试验靶场的使命从装备试验扩展到部队训练和作战演练，从而对靶场的试验技术手段提出了更多、更高的要求。面对靶场任务的扩展，美军在试验鉴定技术手段方面，着重提出要发展分布式LVC试验环境、通用靶标与威胁表征、嵌入式测量、机动式测量等方面的试验鉴定技术，并确定了实现这些技术的目标和途径。

4 美军试验鉴定技术发展需求生成主要做法

美军针对军事战略、装备发展以及靶场自身能力建设的需求，采取多种措施综合发展试验鉴定技术。

(1)加强顶层战略牵引，全面统筹试验鉴定技术发展。

美国国防部的试验鉴定技术发展战略重点聚焦各军兵种通用、各军兵种无力或无意愿发展的先进性和超前性试验技术，以帮忙实现试验技术全军统一、协调发展，另一方面保证试验技术不滞后于装备的发展，甚至要超前装备的发展，从顶层设计上避免未来因试验能力的断层推迟装备的研发甚至作战能力的生成。美各军种则主要根据现有在研装备型号研制的需求，发展急需的试验鉴定技术能力，以确保装备研制的过程。为完整地覆盖试验鉴定技术的所有领域和所有方面，美军国防部试验资源管理中心将试验鉴定划分为空战、电子战、陆战、海战、天战、武器弹药、C4ISR、靶标与威胁系统、通用靶场测量设备、试验环境等10个领域[9]。2008年，美军对10个领域的22项重点技术能力的需求和发展趋势分近期(2008—2012)、中期(2013—2017)和远期(2018—2022)进行了能力路线图规划。22项重点技术能力是：通用试验测量设备、计算机更新升级、存储能力升级、雷达、全球定位系统、遥测、通信、传感器、建模与仿真、变换器、校准、环境试验能力、冲击与振动、一体化分布试验能力、多用途试验能力、气动热试验能力、吸气式发动机试验能力、非吸气式发动机试验能力、核武器效应试验能力、火箭撬滑轨、化学-生物、试验保障平台(车辆或飞机)，在每一项重点能力下还细分十几到几十项具体的技术能力[11]。

(2)设立试验鉴定能力发展项目，大力开展试验鉴定技术研究。

美军在《国防部试验鉴定资源战略规划》中，根据装备发展对试验鉴定能力的需求，在所划分的10个试验鉴定功能领域中，针对武器性能测试设施、系统综合试验室、半实物仿真设施、装机系统试验设施、野外试验场、建模与仿真设施、靶标与威胁表征等方面的试验能力，规划了大量的研究与发展项目，全面发展未来武器装备试验鉴定要求的试验技术与试验能力。其中，除前面提到的各方面需求确定的重点试验鉴定技术领域外，网络作战和网络中心战系统已经成为试验鉴定技术研究的重点。此外，靶场基础设施和试验保障平台(包括飞机和车辆)的改造升级也需要试验鉴定技术研究项目的支持。

(3)综合利用各种手段，保障试验鉴定技术研究顺利开展。

为保障试验鉴定技术研究的顺利进行，并最终实现既定目标，美军的具体做法大致有以下几点：

① 对需求进行分析，确定哪些是可以满足的，哪些是无法满足或在预期时限内无法实现的，以此来确定试验鉴定技术发展项目；

② 权衡各种试验鉴定技术发展的轻重缓急，设置技术发展项目的优先等级，分类实施；

③ 按照对试验鉴定技术发展近期、中期和远期的预测，设定阶段目标，在规划周期内划定开发、采购和保持某一项试验技术能力的时间段，即明确试验鉴定技术的发展路线图；

④ 相近功能领域试验鉴定技术项目之间的转化和衔接，保证试验鉴定技术发展的延续性；

⑤ 经费保障方面，三军在试验鉴定能力和试验鉴定技术发展上，政策经费投入占最大比例，国防部的试验鉴定计划投资主要在重点和通用试验鉴定技术上，此外，靶标和威胁模拟器方面的技术发展在美军有专项投资[25]。

5 启示

美军试验鉴定技术管理体制和发展规划计划的形成与完善，是其总结多年国防采办实践经验的结果[26]，对其装备现代化发展具有重要支撑作用。借鉴美军装备试验鉴定技术发展的经验做法，对探索新形势下装备试验鉴定技术发展途径具有一定启示[27]。

(1)加强统筹兼顾，保证试验鉴定技术发展的均衡性。

试验鉴定技术的发展受到国防战略和武器装备发展需求的牵引，受到试验鉴定技术和靶场建设自身发展的影响，受到靶场职能不断拓展的驱动。试验鉴定技术是新型装备顺利发展的必要保障，需要从顶层做好试验鉴定技术的发展规划，并合理配置试验鉴定资源。装备的发展对试验鉴定技术的要求具有多样性、全面性和系统性的特点，需要从顶层和全局角度研究与推动进行统一的战略性规划，以避免分散发展、各自为政、互不兼容、重复投资等问题的发生。美军从国防部试验鉴定资源战略规划，到试验鉴定技术投资规划，以及美三军制定的军种试验鉴定主计划，这些顶层规划及实施计划对试验鉴定技术发展提供蓝图与指导，对试验鉴定能力发展发挥了重要指导作用。我军试验鉴定技术战略规划在形成过程中，既要重视对国家安全战略的研究分析和未来作战装备发展的顶层需求，又要注重军兵种发展战略能力及其自身装备发展的特点要求，采取“自上而下”和“自下而上”相结合的方式，形成顶层指导与底层需求相适，兼顾未来长远和现实需要，把准试验技术的发展方向。

(2)转变试验理念，保证试验鉴定技术发展的前瞻性。

思想引导行动，试验的理念往往决定了试验鉴定技术的发展高度。美军长期致力于通过试验理念的创新带动试验鉴定技术的发展。2012年，美军提出“左移”倡议[28]，要求装备在研制早期进入作战场景和条件，将原先在研制后期才进行的可靠性、互操作性、网络安全等试验项目，提前至装备采办前期进行，鼓励研制试验与作战试验人员协同规划和执行试验事件，旨在尽早发现并解决装备存在的缺陷，保证研制中的问题不会成为装备投产后的缺陷，更不会成为战场上的隐患。这一理念势必要求相应的试验鉴定技术研究向设计源头建模仿真、内场试验室和外场试验并重转变。当前和今后一个时期是我军装备建设的战略机遇期，需要持续加强试验鉴定能力建设，试验鉴定技术不能再沿着原来的发展思路，而是必须紧跟装备技术发展步伐，借鉴美军“左移”、一体化试验[29-30]等先进试验理念，将试验鉴定贯穿于装备发展的全过程，根据试验理念对试验鉴定的发展要求，来决定需要发展的试验鉴定技术。

(3)强化技术研究管理，保证试验鉴定技术发展有序性。

美军通过“中央试验鉴定投资计划”和“试验鉴定/科学技术计划”对国防部确定的多个重点技术领域进行投资与规划。“中央试验鉴定投资计划”对试验鉴定设施进行投资的协调与规划，发展通用试验能力，“试验鉴定/科学技术计划”着重进行试验鉴定技术开发研究，确保关键试验鉴定能力发展，两者各有侧重。相比而言，我军在试验鉴定技术规划的形成、研究项目的确立、项目成果的转换与应用、试验经费的投入等方面的管理还不够规范具体。因此，通过理顺保障范围渠道、规范研究管理体制、搞好规划计划衔接、创新项目管理模式、发挥专家力量作用等手段来强化试验鉴定技术研究全过程管理十分必要。