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摘 要：當前世界范圍內軍事轉型正在深入開展，武器裝備試驗鑒定也相應地在理念、方法與組織等方面呈現(xiàn)出新的特點。文中總結了美軍武器裝備試驗鑒定領域近年來在機構完善、理念變革和方法創(chuàng)新等方面的最新發(fā)展動態(tài)，分析了新時期我軍武器裝備試驗鑒定應該具備的“實戰(zhàn)化、一體化、多樣化和全周期”等四個方面的特點，提出了進一步加強試驗統(tǒng)籌、推進試驗鑒定技術創(chuàng)新和做好基于聯(lián)合作戰(zhàn)的實戰(zhàn)化考核等建議。
關鍵詞: 軍事轉型； 試驗鑒定； 作戰(zhàn)試驗； 建模仿真； 網(wǎng)絡信息體系
引言
世界范圍內新軍事變革持續(xù)迅猛發(fā)展，武器裝備信息化、無人化和智能化趨勢日漸突出，基于網(wǎng)絡信息體系的聯(lián)合作戰(zhàn)和全域作戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭的基本形態(tài)，我軍武器裝備建設進入百年未有的新時期。且在當前形勢下，武器裝備試驗鑒定作為武器裝備研制的重要階段[1-2]，必將在理念、方法與組織等方面呈現(xiàn)出新的特點，做好新時期武器裝備試驗鑒定工作空前重要。
1 美軍近年來武器裝備試驗鑒定發(fā)展情況
1.1 不斷調整組織機構，推動完善監(jiān)管模式[3-4]美軍較早就意識到，作戰(zhàn)試驗鑒定必須設置獨立的作戰(zhàn)試驗鑒定部門，以保證作戰(zhàn)試驗鑒定客觀、公正和不受其他部門利益影響，因此在20世紀80年代，美國會通過立法，要求國防部成立獨立于研制部門和作戰(zhàn)部門且直接向國防部長報告工作的作戰(zhàn)試驗鑒定局，局長由總統(tǒng)任命。此后，陸、海、空三軍分別成立了獨立的作戰(zhàn)試驗鑒定機構。
21世紀前后，國防部和各軍兵種圍繞進一步加強試驗鑒定地位和處理好研制試驗與作戰(zhàn)試驗的關系，進一步探索并完善組織機構。在各軍兵種試驗鑒定機構設置方面，陸軍試驗鑒定司令部既負責研制試驗鑒定又負責作戰(zhàn)試驗鑒定，研制試驗也獨立于裝備研制和使用方，既有助于研制試驗和作戰(zhàn)試驗的一體化計劃與實施，也保障了研制試驗鑒定具有一定獨立性，從而保證試驗鑒定整體工作的客觀與公正，但其試驗鑒定機構層級較低，需要通過參謀部主任向副參謀長匯報，副參謀長再向參謀長匯報，由于需要層層上報才能到軍種參謀長，不利于加強軍種領導對試驗鑒定工作的直接監(jiān)管；空、海軍研制試驗鑒定則與陸軍不同，都分散在裝備研制部門內，但其作戰(zhàn)試驗鑒定部門級別相對較高，均由直屬軍種參謀長（或相當于參謀長的領導人員）領導。在國防部方面，2018年將采辦、技術與后勤副部長職位拆分為研究與工程副部長和采辦與保障副部長，并將研制試驗鑒定職責從采辦與保障副部長轉移至研究與工程副部長，研制試驗在承擔檢驗技術狀態(tài)性能指標的主責基礎上，也將更多承擔推動技術向作戰(zhàn)能力轉換的作用，以期保證裝備缺陷不帶入小批量生產(chǎn)階段和作戰(zhàn)試驗階段，加快作戰(zhàn)能力生成。
美軍國防部及三軍試驗鑒定組織機構設置的一脈相承而又各有特點，反映了美軍對試驗鑒定的深刻認識和方法探索。1.2 不斷改進試驗手段，及時適應軍事轉型
美軍是世界軍事轉型的引領者，長期注重針對武器裝備形態(tài)演變而加強試驗鑒定技術研究與環(huán)境建設，搶占未來戰(zhàn)爭先機。
針對網(wǎng)絡武器、高超聲速武器和第五代戰(zhàn)斗機等新型裝備，提出開展快速反應試驗、聯(lián)合試驗和特殊試驗等三類試驗概念，改進網(wǎng)絡試驗能力和電子戰(zhàn)試驗靶場基礎設施，并開發(fā)專用低成本、可重用和高性能的真實試驗平臺[5]。
針對2017年提出的馬賽克戰(zhàn)等新型作戰(zhàn)樣式，美軍認為，由于此前的試驗鑒定主要針對單裝開展，由于馬賽克戰(zhàn)裝備功能分布、數(shù)量眾多，體系特征更為突出，需要加強試驗鑒定方法研究，并將此視為推進馬賽克戰(zhàn)的四類顛覆性技術體系之一[6]。
同時針對自主系統(tǒng)，明確提出應該采用新的試驗鑒定模式[7]，例如建立新的軟件測試模式、建設真實和綜合性試驗環(huán)境、開發(fā)用于評估自主系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)庫并加強鑒定全過程的實際數(shù)據(jù)維護等。
在不斷完善實裝鑒定環(huán)境的同時，美軍大力推廣建模與仿真在試驗鑒定中的應用[8]，將建模仿真成為裝備全壽命周期各個階段都唯一的一類主要試驗鑒定資源和手段（圖1）。通過基于物理原理和先驗數(shù)據(jù)驅動的仿真建模結果與實際的試驗鑒定結果進行對比（圖2），一方面校核和修正仿真模型并優(yōu)化試驗安排，另一方面，如果仿真正確，則形成作戰(zhàn)評估報告，指出裝備缺陷和提出改進建議。此外，美軍在國防部層面和軍兵種層面多年來一直不斷建設建模仿真資源庫，并且注重裝備試驗鑒定中使用統(tǒng)一的裝備仿真模型，避免重復開發(fā)和不一致使用。
圖1 建模仿真在美軍試驗鑒定中的使用比例
圖2 美軍在試驗鑒定中使用建模仿真的基本流程
1.3 不斷前移試驗關卡，有效控制研制風險
2012年，美國防部研制試驗鑒定辦公室提出“左移”計劃，通過在裝備研制早期引入作戰(zhàn)任務環(huán)境、進行互操作性試驗和網(wǎng)絡安全試驗，從而在裝備研制階段盡早發(fā)現(xiàn)并解決采辦項目存在的問題，保證研制問題不會成為裝備投產(chǎn)后的問題，更不會成為戰(zhàn)場上的問題，而這正是裝備研制過程的最大風險。
2014年，研制試驗鑒定辦公室又提出“左移”擴展計劃，旨在促使研制試驗鑒定進一步介入裝備需求生成階段和備選方案分析，幫助在采辦早期發(fā)現(xiàn)并解決需求不現(xiàn)實、技術不成熟等問題。2015年至今，通過在裝備生產(chǎn)之前開展更為嚴格的研制試驗鑒定，進一步掌握裝備的性能、可靠性、互操作性和網(wǎng)絡安全特性。
2019年，美軍發(fā)布公告提出發(fā)展“馬賽克實驗”能力，提出對“馬賽克戰(zhàn)”進行實驗、試驗和鑒定，標志著美軍繼續(xù)前移試驗關卡，將試驗鑒定能力發(fā)展同步于作戰(zhàn)概念開發(fā)。雖然馬賽克戰(zhàn)概念提出時間不久，且馬賽克實驗仍然處在概念發(fā)展階段，但這種前移反映了美軍超前的試驗鑒定發(fā)展理念，構成其裝備長期保持世界先進水平的重要支撐。
1.4 不斷強化科學試驗，充分保證鑒定質量
早在1998年，美國國家研究委員會統(tǒng)計學分會就應美國國防部邀請，成立了面向國防系統(tǒng)試驗鑒定的統(tǒng)計學小組，并提交了《統(tǒng)計、試驗和國防采辦：新方法和方法論改進》研究報告。2013年，美國國防部發(fā)布《試驗科學路線圖》報告，以期進一步提升試驗設計的科學性、試驗資源的有效性和評估的準確性，并在多項試驗鑒定相關指南中明確必須通過科學的試驗設計，嚴格地規(guī)劃和執(zhí)行作戰(zhàn)試驗。
為了在有限的試驗資源、試驗次數(shù)和環(huán)境下，獲得科學的、最優(yōu)的試驗結果，美軍使用基于統(tǒng)計學的“試驗設計”方法制定試驗鑒定計劃、詳細設計實驗活動，實現(xiàn)以有限的試驗信息和試驗結果分析出盡可能接近真實情況的裝備性能。美軍在《試驗鑒定主計劃指南》中提出，“針對從不同資源中獲取的信息作為預先試驗分析來預測裝備戰(zhàn)術技術指標，能夠有力支持試驗鑒定活動，而貝葉斯試驗鑒定理論正是這樣的一種可靠理論。”（圖3）
圖3 貝葉斯分析技術在美軍試驗鑒定中的應用
雖然美軍高度重視建模仿真技術的使用，但美軍強調，對于仿真數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)，不能僅靠視覺上的對比就確定兩者足夠接近，而應引入嚴謹?shù)慕y(tǒng)計學和分析原理，將“試驗設計方法”作為確定模型驗證所需試驗數(shù)據(jù)及其真實程度的一種方式，對子系統(tǒng)、全系統(tǒng)和環(huán)境的每個要素的建模與仿真進行充分的驗證與統(tǒng)計分析。2017年，為推動科學試驗與分析技術在試驗鑒定中的應用，成立“卓越”中心，為美軍37個試驗項目提供了科學和統(tǒng)計學專業(yè)知識，同時，研制試驗鑒定辦公室聯(lián)合“試驗鑒定建模仿真工作小組”對國防采辦大學有關試驗鑒定建模仿真的繼續(xù)教育內容進行更新。1.5 不斷加強職業(yè)認證，著力提升專業(yè)水平美軍高度重視試驗鑒定相關人才隊伍建設[5]，長期以來堅持開展試驗鑒定資格認證和教育培訓，將分布在試驗鑒定職能機構、作戰(zhàn)試驗機構和重點靶場的相關崗位均納入采辦隊伍體系并開展培訓，如在國防采辦大學開辦了面向試驗鑒定的概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程，在空軍科技學院開辦了3種不同的試驗科學課程，在佐治亞理工學院和艾格林空軍基地開辦了多種試驗設計方法與運用課程。
2013年，國防部研制試驗辦公室制定了試驗鑒定人員三級認證標準，要求在兩年內通過認證的職業(yè)人員達到總人數(shù)的90%。2014年，國防部對三個等級的認證要求進行修訂，要求2015財年達到認證的比例應為95%，并與國防采辦大學的試驗鑒定業(yè)務知識主任和課程主管一起，對試驗鑒定課程進行了年度評估，對《試驗鑒定基礎》、《中級試驗鑒定》和《高級試驗鑒定》三門課程的內容進行了更新。
此外，美軍大力推進試驗鑒定關鍵領導崗位的資格認證與評審。美軍對國防重大采辦項目和重要自動化信息系統(tǒng)設立首席研制試驗官制，并要求獲得試驗鑒定職業(yè)領域認證。2015財年，美軍要求建立更高的關鍵領導崗位標準和資格要求，并先后于2014年12月和2015年12月，兩次開展了資格評審會，累計從70名獲選人中挑選出43名擔任試驗鑒定關鍵領導崗位。
2 我軍新時期武器裝備試驗鑒定特點分析
我軍高度重視武器裝備試驗鑒定在研制過程中的“指揮棒”作用。近年來，為避免裝備實戰(zhàn)化考核不足導致交付部隊后可能出現(xiàn)的“高分低能”以及部隊對裝備的使用感受與試驗鑒定結果不一致等問題，并適應未來網(wǎng)絡信息體系條件下聯(lián)合作戰(zhàn)和全域作戰(zhàn)能力生成需要，結合作戰(zhàn)指揮體制與機構變革，采用新型試驗鑒定理念，構建新型試驗鑒定組織，推行新型試驗鑒定要求，使得新時期武器裝備試驗鑒定正在形成“三化一全”的重要特點。（1）實戰(zhàn)化實戰(zhàn)化試驗鑒定的根本出發(fā)點是“能打仗、打勝仗”的戰(zhàn)斗力標準，這是裝備試驗鑒定的最高標準，也是唯一標準。其內涵有四點。
1）體系環(huán)境。未來單件裝備一定是在體系中與其他裝備聯(lián)動與協(xié)同作戰(zhàn)的，因此，裝備試驗鑒定必須要充分覆蓋網(wǎng)絡信息體系支持下聯(lián)合作戰(zhàn)與全域作戰(zhàn)中可能的裝備組合。通常，我們通過單一剖面設計可以讓裝備性能檢驗做分解動作，檢驗出裝備的單一指標，打好“一招一式”的基本功，但實戰(zhàn)化檢驗一定是完成裝備性能的組合動作，這種組合動作的含義，既包括單裝條件下完成自身的多功能檢驗，比如相控陣雷達完成對配試目標的多模式探測與跟蹤；更包括與其他裝備的協(xié)同與聯(lián)動，比如特種飛機完成戰(zhàn)斗機引導或與地面指揮所的指揮協(xié)同，甚至是完成火力系統(tǒng)的交戰(zhàn)管理。
2）復雜環(huán)境。包括復雜電磁環(huán)境、地理環(huán)境和氣象環(huán)境，特別是復雜電磁環(huán)境，在未來作戰(zhàn)中一定是一種常態(tài)，僅將裝備的抗復雜電磁環(huán)境能力以一種工作模式設計，從而也僅以一種工作模式去考核，不符合裝備設計與考核的實戰(zhàn)化要求。
3）性能底數(shù)。裝備實際使用條件通常會超出設計與考核所針對的典型環(huán)境、典型剖面與典型目標，裝備試驗鑒定需要在摸清基本性能的基礎上，掌握裝備的最大、最小能力與潛力，即性能、邊界甚至是超限使用，美軍在海軍協(xié)同防空與火控（NIFC-CA）系統(tǒng)中設置標準-6防空導彈打擊艦船目標就是超限使用的例子。
4）人在環(huán)路。現(xiàn)代武器裝備的自動化水平越來越高，在裝備性能試驗中，由于主要完成分解動作和單一指標考核，通常會以設備的自動處理為主。但實戰(zhàn)中，人是裝備使用最具有能動性的因素，人在各種條件下可能怎么使用裝備，能達到的水平如何，應該通過實際使用和考核研究清楚。即使是目前人工智能技術已經(jīng)逐步應用于裝備研制，也只有把“人工”的問題研究充分，“智能”的問題才可能較好解決。（2）一體化現(xiàn)代武器裝備試驗鑒定可以從多個維度考察。
從時間維度，通常安排研制（性能）試驗和作戰(zhàn)試驗兩大類，研制試驗先于作戰(zhàn)試驗。
從空間維度，對于某些空基裝備，涉及飛行試驗和地面試驗，其中地面試驗通常開展通用質量特性試驗，包括可靠性、環(huán)境適應性、電磁兼容和軟件測試等內容，此外對于某些難以通過飛行試驗驗證的能力，也可以在地面條件下開展驗證。無論是飛行試驗還是地面試驗，一般在時間維度上也有先后關系，但部分加嚴試驗項目（如通用質量特性中的耐久振動試驗）以及不具備空中驗證條件的試驗，也可以空地同步開展。
武器裝備試驗的一體化特點，要求前后拉通、空地統(tǒng)籌。其中，前后拉通首先是盡早暴露問題的需要，涉及不同階段試驗的統(tǒng)籌安排問題，本質上是要及早化解需求符合性風險。研制試驗主要解決功能性能的逐條驗證，作戰(zhàn)試驗主要解決功能性能的綜合驗證。如果綜合驗證開展過晚，針對暴露問題再開展裝備技術狀態(tài)更改，一是改動可能較大，二是周期可能較長，再加上無論是研制試驗還是作戰(zhàn)試驗，都仍然是以裝備實物為主開展，而未來裝備復雜度可能進一步提升，如果完全串行驗證和過度依賴實物驗證，裝備實物與用戶需求不一致的風險將更加嚴重。隨著基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）和數(shù)字孿生技術的發(fā)展，裝備驗證將更加前移和虛擬化，這也是美軍不斷推行左移計劃并提出在作戰(zhàn)概念開發(fā)階段就開展試驗鑒定理念的根本原因。
前后拉通也是提高試驗效率的需要。性能驗證和性能鑒定等研制試驗所要求的某些剖面、環(huán)境與配試目標等，均可能在該階段難以滿足或代價巨大，將作戰(zhàn)試驗提前至研制階段開展，可以為性能驗證和性能鑒定提供必要數(shù)據(jù)；類似地，性能試驗和性能鑒定也可能拉通，在性能試驗階段應該掌握但沒有掌握的某些數(shù)據(jù)，也可以利用性能鑒定數(shù)據(jù)補足，從而減少重復試驗并提高資源利用效率。
為進一步提高試驗效率和試驗的科學化水平，對于某些空基裝備，特別要求做好空地試驗項目統(tǒng)籌。長期以來，通過完成包括可靠性和環(huán)境等在內的多項地面專項試驗，有效暴露了裝備問題，并成為開展飛行試驗的前提和基礎，但也存在兩類不足。一是地面專項試驗總體偏向于從難從嚴，容易造成過設計而降低產(chǎn)品效費比；二是即使在地面試驗從難從嚴的情況下，裝備交付部隊后暴露問題仍然較多，很多問題都未在地面試驗中暴露出來，嚴重影響了用戶體驗。
究其原因，一是在于地面試驗未能充分結合空中實際使用環(huán)境與剖面而開展籌劃，二是空中與地面試驗的內容安排在強調一致性的同時缺乏有效區(qū)分，三是缺乏對地面試驗籌劃有效性的考核機制，從而未能形成對地面試驗籌劃的正確導向，以為一味從難從嚴就可以了。（3）多樣化裝備試驗鑒定方法有計算、仿真、地面半實物/實物驗證、全實物地面驗證以及飛行驗證（對于空基裝備）等多種方式，而強化建模與仿真在裝備實物試驗鑒定中的應用，則是裝備試驗鑒定多樣化的最主要特征。
裝備試驗鑒定方法應該實現(xiàn)多樣化的原因有三。
首先，對所有威脅場景、裝備編配策略與戰(zhàn)場環(huán)境的可能組合，進行全數(shù)遍歷試驗是極其昂貴和不現(xiàn)實的，特別是在聯(lián)合作戰(zhàn)與全域作戰(zhàn)條件下，這些組合會越來越多、越來越復雜，相當多的場景、策略與環(huán)境只有通過仿真才能實現(xiàn)；
其次，在強化裝備實戰(zhàn)化考核的大背景下，即使是對某些重點能力在特定的場景、策略與環(huán)境下考核，受限于空域、可參與的兵力資源以及時間等原因，實戰(zhàn)化考核剖面仍然會與真實作戰(zhàn)環(huán)境有偏差，完全通過真實配試兵力完成考核，仍然是不現(xiàn)實的；
第三，隨著技術的進步，建模與仿真水平逐年提升，原來無法實現(xiàn)仿真的，或者仿真程度不足的，如今已經(jīng)具備實現(xiàn)可能。以空基預警探測裝備為例，“仿真百遍不如實飛一遍”的觀點長期存在，一個重要原因是雜波對探測性能的影響難以有效仿真。
在新時期武器裝備試驗鑒定實踐中，如果加大對仿真試驗技術攻關的經(jīng)費投入力度及使用比重，就有可能使得相關部門產(chǎn)生足夠的積極性去突破當前仿真存在的各類技術瓶頸。美空軍在F-22戰(zhàn)斗機的初始作戰(zhàn)試驗鑒定中，通過建模仿真和試驗大綱優(yōu)化，將原定700多試飛架次縮減到200多架次，多樣化試驗鑒定帶來的效益得以彰顯。
此外，進一步重視在地面條件下依托專用測試設備與環(huán)境開展實裝的相關試驗驗證，也是空基裝備多樣化試驗鑒定的重要體現(xiàn)。（4）全周期長期以來，武器裝備考核時間段僅集中在設計定型之前，裝備交付部隊后便不再計入考核周期。新時期武器裝備試驗鑒定要求新增“在役考核”，將強化武器裝備試驗鑒定的全壽命周期特性，標志著武器裝備試驗鑒定理念的重要改變。
將在役考核納入試驗鑒定，裝備沒有退役，考核就沒有結束，首先，有助于完成對裝備的全面檢驗。無論是性能試驗、作戰(zhàn)試驗還是在役考核，其考核目標、考核環(huán)境、時間約束和考核重點等要素均有所不同，特別是由于部隊使用的長期性、剖面的綜合性以及操作人員對裝備的認識深化與個體差異，部分問題難以在前期試驗中暴露。
其次，有助于深化對裝備研制規(guī)律的認識。基于長時間積累的數(shù)據(jù)，針對前期試驗沒有暴露、只有在在役考核階段才能暴露的各類問題，開展設備故障與失效機理的深入分析，進一步發(fā)現(xiàn)設計缺陷，不斷提高裝備研制水平。
第三，有助于真正形成并加速需求-設計/改進-驗證的全程閉環(huán)。部隊使用是發(fā)現(xiàn)裝備能力與問題的重要環(huán)節(jié)，但如果不將部隊使用納入在役考核，一是可能導致問題閉環(huán)速度相比研制試驗和作戰(zhàn)試驗明顯減緩，二是導致部分問題（如聯(lián)合作戰(zhàn)條件下跨軍兵種使用問題），難以反饋至裝備研制主管部門形成改進輸入，從而使一次暴露的問題長期得不到解決。通過在役考核，在同一試驗鑒定機構的組織下，意味著不同試驗鑒定階段暴露的問題，都能被統(tǒng)一掌握、同等對待和及時響應，從而真正形成并加速需求-設計/改進-驗證的全程閉環(huán)。
結 語
我軍新時期武器裝備試驗鑒定呈現(xiàn)出的“實戰(zhàn)化、一體化、多樣化和全周期”特點。建議在后續(xù)武器裝備試驗鑒定實踐中，針對現(xiàn)有各類試驗由不同單位分頭實施的現(xiàn)狀，探索設置試驗鑒定總體單位或強化總師系統(tǒng)在試驗鑒定中的統(tǒng)籌作用，綜合考慮地面試驗和飛行試驗、專項試驗和主要功能性能試驗以及實物試驗和仿真試驗等各類試驗，并持續(xù)推動試驗鑒定的技術探索與方法創(chuàng)新，以支撐裝備承制軍兵種試驗鑒定主管機構，更好地落實新時期武器裝備試驗鑒定的各項要求。同時，強化裝備跨軍兵種聯(lián)合使用的頻率與強度，充分暴露問題并暢通問題解決機制，為實戰(zhàn)條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)與全域作戰(zhàn)打下堅實基礎。
【參考文獻】
[1]李阿楠、廖學軍. 我軍開展武器裝備作戰(zhàn)試驗鑒定的思考[J]. 裝備學院學報，2016,27(1)：107-110.
[2]王凱，趙定海，閆耀東，等. 武器裝備作戰(zhàn)試驗[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2012.
[3]楊俊嶺、張灝龍.2018年美軍試驗鑒定動向分析[EB/OL].(2019-02-02)[2020-11-05]. http://www.yidianzixun.com/article/0LEOIYrQ.
[4]石實, 曹裕華. 美軍武器裝備體系試驗鑒定發(fā)展現(xiàn)狀及啟示[J]. 軍事運籌與系統(tǒng)工程, 2015, 000(003):46-51.
[5]李加祥. 美軍電子戰(zhàn)試驗與鑒定及其啟示[D]. 長沙：國防科學技術大學, 2004.
[6] 李玉龍, 張強. 美軍戰(zhàn)略導彈武器系統(tǒng)試驗與鑒定的啟示[J]. 兵器裝備工程學報, 2019(1):23-26.
[7] 張寶珍, 尤晨宇. 美國防部提升績效的兩項重要改革—試驗鑒定和后裝保障改革[C]// 第十六屆中國航空測控技術年會論文集. 北京：中國航空學會，2019：8-15..
[8]漢斯-彼得 霍夫曼.基于模型的系統(tǒng)工程最佳實踐[M]. 北京: 航空工業(yè)出版社，2017.
