舰船装备综合保障工程顶层设计初步研究

引 言

目前，世界各国对武器装备的认识，已从传统的以性能为中心的质量观，转变到以效能和寿命周期费用为中心的质量观。装备采购如果片面重视战术技术指标和一次性采购费用，往往导致装备复杂化、维修时间长、装备出勤率下降、全寿期费用负担沉重、新研装备无法及时形成战斗力、优越的战技性能无法有效发挥等问题。

我国在武器装备，尤其是舰船装备保障性方面的研究和应用还刚刚起步，装备研制中对保障性的考虑不足和相对滞后，在涉及装备发展的思想观念、政策法规、编制体制、运行机制以及相关技术的综合性应用等方面发展不平衡。在这样的背景条件下，结合我国国情，梳理舰船装备保障性方面的顶层工作体系和内容，对于促进把保障性作为性能要素之一纳入到舰船装备的研制，保证舰船装备稳定发展具有重要的现实意义。

1 舰船装备综合保障工程的需求分析

1.1舰船装备保障性的特点

舰船装备是一种可维修、长寿命、多任务的超大型复杂产品，与其他武器装备相比，保障性工作具有自身的特点，主要表现在：

1)结构复杂，既是作战平台，又是人员生活空间大型舰船主装备由船体、动力、有效负载、生活设施等组成，系统与设备种类复杂，功能相互交错，保障性设计与分析工作复杂，多种协同保障问题突出。舰船执行任务时，远离基地，不仅要考虑使用与维修保障问题，人员生存保障也是装备保障性要考虑的内容，对舰船主装备战备完好性影响很大。

2)寿命长、全寿期费用高

日常维护、维修的工作量多，需要大量人员，对保障工作的计划性和保障工作执行效果的可检查性要求高。航行期间，一般故障允许边航行边进行基层级维修，舰上配有大量的备品备件和维修保障设施。保障资源需求多，保障费用高。

3)保障难度与要求日益提高

大型舰船装备执行任务的范围广、时间长、条件恶劣，而保障需求往往不允许延误，必须严格按计划时间表进行。除了要按要求时间、要求地点、要求的内容提供必须的装备、零件、器材、消耗品外，还要求技术保障部门对保障内容快速提出分析和判断，并在最短的时间内提出符合任务需要的最佳解决方案。

4)保障工作涉及面广

由于舰船装备技术复杂，保障的对象、内容、方法不断扩大。保障对象有国产和引进装备，保障内容有恢复性维修和根据需要改造或经过调整变通使用，保障方法有保障人员亲临现场解决与利用现代技术手段通过远程服务排除故障。设备类型多，设备状况多，如设备更新换代、国外引进设备、国外设备改换装等产品的保障问题各不相同。

1.2保障问题已成为制约舰船装备发展的瓶颈之一

随着科学技术的飞速发展及在军事上的广泛应用，舰船武器装备迅速向信息化、智能化、精确化方向发展。随着大型、复杂舰船装备的不断投入使用，高技术战争中舰船装备的出动强度与战损率、故障率也相应提高，保障难度加大、保障任务加重。

由于新技术的引入使得舰船装备的复杂程度空前提高，保障问题逐步成为制约舰船发展的瓶颈问题之一，表现在：

1)寿命周期费用显著增长

技术复杂程度的提高，武器装备的研制费、购置费、使用与保障费大幅上升。更突出的是，由于舰船装备系统本身构成的复杂性，其使用与保障费的急剧增长，在全寿期费用中的比例越来越高。有限的国防经费与大幅增长的装备费、尤其是使用与维修费用之间的矛盾日益突出，甚至形成“买得起、养不起”的局面。

2)战备完好性下降

舰船装备技术复杂程度提高以后，如果没有良好的保障性设计措施，将直接导致可靠性、维修性水平的下降，从而出现故障率高、维修频繁、维修困难、等待保障与保障所需时间长等现象，能工作时间与不能工作时间的此消彼长，导致战备完好性(典型的使用可用度、在航率、能执行任务率等)明显下降。

3)新研舰船装备形成保障能力与作战能力周期长

新型舰船装备的研制周期漫长，由于在研制初期没有综合考虑保障问题和研制配套的保障系统，新型舰船装备服役后无配套的保障设备与设施、缺乏零备件与使用维修手册，同时研制时没有考虑人员编制、技术水平及训练，使得新研舰船装备长期不能形成保障能力与作战能力。

1.3 目前保障性研究在舰船装备发展中存在的问题

由于我国舰船装备工业体系正处于不断发展和完善的过程中，不可避免地存在一些体制与发展方面的问题，主要表现在：

1)大部分新型舰船主装备的发展与保障性的研究不同步

目前，在传统的舰船装备研制中，首先研制出满足作战性能要求的主装备，然后再考虑研制和购置所需的保障系统。这种状况使得舰船主装备的设计与保障系统设计分开进行，互不联系，保障系统只能服从舰船主装备设计，从而不能及时发现与改进舰船影响主装备保障性的设计缺陷，进而使得主装备难以与以后配套的保障系统匹配，无法达到满意的保障性能，增加了使用和保障费用。

2)基础研究不足

我国舰船装备保障性研究不仅起步晚，其指导思想的研究大部分还停留在系统级别，甚至停留在单机设备或部件上，研究方向分散杂乱，缺少针对特定舰船装备总体特点的保障性研究，符合我国舰船装备发展需求的装备保障体系的建立也还处于起步阶段。同时，舰船装备保障性技术先期基础预研不足，相关保障性数据信息无法收集，技术储备不够，设计规范缺乏。现役技术装备的信息来源只能靠舰员提供，并且受通信、交通手段、信息载体的制约。

1.4 及早开展综合保障工程顶层设计的需求

科技的发展提高了现代舰船武器装备的作战性能，但技术复杂程度的提高使得保障问题成为制约作战效能发挥和装备发展的突出问题。舰船装备是典型的系统工程对象，随着现代科学技术的发展，传统的以总体工程(包括总布置、水动力性能、结构等专业工程)为基础、以标准规范为指导、以人工经验为主要决策手段的序贯设计体系无法满足现代舰船快速发展与变化的需求。及早开展舰船装备综合保障工程顶层设计，除了对全寿命周期费用产生重要影响外，对舰船装备系统的方案确定、关键技术分解、可靠性、研制周期等均有非常重要的影响。

另一方面，我国新型舰船装备立项前一般都要经过数个五年计划的预先研究，以标志性技术为主题的新技术群所占比例较高，使得其总体方案与在役舰船装备明显不同，也就导致基于现役装备的保障资源无法满足新型舰船装备的保障需求。综合保障工程是一个动态过程，在不同阶段对装备研制影响如图1所示。

因此，及早开展综合保障工程工作，确保把保障性作为舰船装备的一项性能要求纳入到舰船装备的研制中，具有重要的意义。

2 综合保障工程基本概念

2.1 综合保障工程与综合技术保障、保障性工程的关系

1)综合技术保障与保障性工程

为解决由于装备技术复杂程度提高后引起的装备保障问题，美国国防部1964年首次发布指令DoDD4100.35《系统与设备综合后勤保障要求》，明确提出综合后勤保障(Integrated Logistics Support)的概念，规定要在装备设计中同步开展后勤保障的管理和技术活动，并相继发布了一系列指令、指示、条例及标准与规范，规定了综合后勤保障的政策、程序、职责、组成部分及采办各阶段工作内容。1996年以后，国防部在DoDD5000.1《防务采办》和国防部条例DoD5000.2-R《重大防务采办项目和重大自动化信息系统采办项目必须遵循的程序》中，提出了“采办后勤”的概念，但其主要内容没有实质性变化。从这些指令、条例、标准与规范的内容来看，综合后勤保障实际是一种装备采办策略，并不是一个工程学科。

我国20世纪80年代引入综合后勤保障的概念，英文logistics一词虽翻译成“后勤”，但其实际含义与我国的一般理解有所不同。由于我军采用的是后勤保障与装备保障分离的体制，装备保障的职能实际不由后勤部门承担，而是由装备部门承担。

为了与传统的后勤观念相区别，我国曾将综合后勤保障改称为“综合保障”，但同时我军很多军事部门又将“综合保障”定义为作战保障、技术保障及后勤保障等诸多保障的综合，这样保障性相关的概念和研究内容很容易混淆。因此，为了避免引起歧义，在讨论涉及到装备采办的策略措施有关问题时，本文以“综合技术保障”来概括与美国“综合后勤保障”对应的一系列管理与技术活动。

自20世纪80年代以来，继可靠性工程与维修性工程之后，装备的保障性作为一项设计特征，对其工程实现的研究已发展成为一门独立的工程学科，称为装备保障性工程系统工程，简称为保障性工程。因此，从工程技术角度出发，本文以“保障性工程”来概括装备保障性专门设计工程的一系列技术与管理活动。

综合技术保障确保保障系统与被其保障的主装备同步协调设计，使部署的主装备能及时获得配套的保障资源和建成经济有效的保障系统，从而以最低的寿命周期费用实现战备完好性目标。而保障性工程的重点在于完成有关保障性诸设计特性的设计。前者侧重于管理，后者侧重于工程技术。在装备研制与生产过程中，通过对综合技术保障活动的管理与控制来实现保障性工程的目标。

2)综合保障工程

舰船装备保障性工作涉及到装备管理部门、使用部门、论证部门、总体研制部门、建造部门以及相关分系统和设备的承研单位，各部门分工明确，保障性的内涵远远超出了单纯的管理或工程技术的范畴。同时，随着对保障性认识的深入以及应用，舰船装备保障性的研究也逐渐超出了原来的仅限于可靠性与维修性等设计特性研究的范畴。

因此，考虑到舰船装备研制过程中各部门有明确的分工，为了理顺管理层次，明确工程研制重点，便于开展舰船装备保障性的相关研究工作，本文以对工程采办策略和工程学科的界定为基础，提出涵盖这2个领域研究的顶层概念，即“综合保障工程”，定义如下：

综合保障工程是指为了使装备处于战备完好状态、战时能持续完成任务和降低全寿期总费用所需的一切活动，它包括综合技术保障和保障性工程2个领域的研究。

2.2保障性与可靠性、维修性的关系

保障性与可靠性、维修性等都是为降低寿命周期费用、满足系统战备完好性要求而开展的，它们的不同与联系体现在：

1)设计特性

可靠性、维修性是主装备众多设计特性中相对独立的设计特性。可靠性表征装备无故障完成任务的能力，维修性表征装备维修的难易程度，而保障性则集中反映了装备的战备完好性与费用约束之间平衡关系。保障性的研究不仅取决于可靠性、维修性、可用性等各种主装备设计特性，而且致力于这些设计特性的综合平衡，同时还取决于保障资源特性、数量与配置。从这个意义上讲，保障性的研究范围比可靠性、维修性等设计特性更广，综合性更强。

2)指标层次

可靠性、维修性等要求是保障性要求中的重要组成部分。衡量保障性优劣的一个综合指标就是战备完好性。要从战备完好性参数指标(如使用可用度)中分配可靠性、维修性等指标，可靠性、维修性的预计结果应满足使用可用度的指标要求并参与使用可用度的权衡。

3)工程任务

保障性工程涉及到的可靠性、维修性等任务，仍由各自的专门设计工程完成。通过保障性分析，协调、处理保障性工程与可靠性、维修性工程等之间的接口关系。

4)主装备研制时间

保障性的研究比可靠性、维修性等主装备设计特性的研究更早进入装备的寿命周期。

2.3 寿命周期

保障性研究是典型的全寿命周期活动，因此为便于研究与比较，有必要对寿命周期进行说明。我国武器装备发展的寿命周期与国外的寿命周期的大致划分如表1所示。

根据我国有关标准的规定，我国装备寿命周期阶段中的工程研制与定型阶段实际上是工程研制(设计、试制、试验)、设计定型与生产定型几个阶段的统称。

参考有关标准、规范的规定，考虑到新型舰船装备的研制是在我国舰船研制体系未作变动的情况下进行的，同时如果新型舰船装备的建造批量不超过2艘的话，则不存在定型问题，只有鉴定。因此考虑新型舰船装备寿命周期阶段划分如下：

1)论证阶段

包括战术技术指标、总体技术方案论证及研制经费、保障条件、研制周期预测。

2)方案阶段

包括方案论证、设计、验证。

3)工程研制与定型阶段

如果新型舰船装备的建造批量不超过2艘，则本阶段定义为工程研制阶段，包括初步设计、技术设计、施工设计、建造、试验试航。如果新型舰船装备的建造批量超过2艘，则本阶段定义为工程研制与定型阶段，除包含以上的工程研制阶段内容外，还包括设计定型和生产定型。

4)生产阶段

本阶段的划分是在新型舰船装备的建造批量超过2艘的情况下制定的。

如果新型舰船装备的建造批量不超过2艘，则寿命周期不包含本阶段。

5)使用阶段

新型舰船装备形成战斗力并承担战备值班任务。

6)退役阶段

该型舰船装备退出现役。

3 舰船装备综合保障工程顶层体系

3.1 舰船装备综合保障工程的总体思路

新型舰船装备综合保障工程实施的总体思路是把保障性性能作为舰船装备总体性能的一个要素(保障性性能)，明确一条主线(系统保障性要求)，规划2个重点领域的研究(综合技术保障和保障性工程)，建设3类技术基础(标准体系、软件体系、信息化体系)。

1)确立一个总体性能要素

从舰船装备型号系统工程研制的角度出发，总体性能可分为装备特征性能(包括排水量、快速性与续航力、自持力等战术技术性能)和通用性能(包括保障性、可靠性与维修性、安全性等)。综合保障工程的研究，就是要把保障性作为总体性能中的一个要素，与其他性能并行开展研究。

2)明确一条主线

在舰船装备全寿期内的各个阶段，与型号系统装备的研制、设计、生产和部署使用等管理与技术活动一起，以新型舰船装备系统的系统保障性要求为主线，以保障性分析为主要工具，以全寿命期内有力的保障性管理措施为保证，把各项技术活动与管理活动有效地组织起来，开展综合保障工程研究，保证保障性研究与型号系统、设备研制的进度一致，协调舰船主装备设计与保障性研究，使得服役后的舰船装备与保障系统匹配。

3)规划2个重点领域

结合新型舰船装备的方案背景，围绕保障性性能要求，从装备采办策略和专门工程研制的角度，规划综合技术保障和保障性工程2个领域的研究。

对综合技术保障的研究，通过制定并实施动态的综合技术保障计划，协调与控制完成两方面的工作：利用保障性分析影响舰船主装备保障性设计特性的设计，以及利用保障性分析在舰船装备研制、建造过程中确定保障资源要求，并按要求规划保障资源。

对保障性工程的研究，通过实施保障性工程的系统工程过程，把保障性工程活动纳入舰船装备寿命周期各个阶段，以解决保障性问题为线索逐步展开，最终实现保障性目标。

4)建设3类技术基础

为了在新型舰船装备的研制过程中能有效地把科学研究、技术应用和技术管理集成起来，从而贯彻实施综合保障工程，应大力建设标准体系、软件体系和信息化体系这3类技术基础。

按照以上思路，新型舰船装备综合保障工程工作总体框架如图2所示。

3.2 顶层体系构成

1)综合技术保障

在新型舰船装备的发展过程中，综合技术保障作为一项重要的装备采购策略，包括一系列管理与技术活动，全过程侧重于管理。综合技术保障的规划与管理活动主要是按照综合技术保障计划实施。其前期活动集中于设计舰船装备及其保障系统，使之符合保障性特性以及保障的要求，后期集中于保障资源的获取、评估和投入使用。综合技术保障实施方案顶层主干体系如图3所示。

2)保障性工程

在综合技术保障的规划与影响下，新型舰船装备的保障性性能最终通过保障性工程的一系列技术与管理活动实现，全过程侧重于技术。保障性工程作为一门独立的工程学科，在新型舰船装备的研制、建造与使用过程中，主要围绕保障性设计特性的研究，处理与保障有关的工程技术工作。保障性工程实施方案的顶层主干体系如图4所示。

3)技术基础的建设

技术基础体系以资源共享、手段保障、规范化运行为导向，是实现标准化、信息化管理的重要基础，同时还是构建保障性研究平台的基础。通过综合保障工程基础条件建设，不仅为全寿期的综合保障工程提供技术支撑，同时也推动保障性的研究。技术基础的建设可归结为建立3个体系，体系主干如图5所示。

4)综合保障工程管理

综合保障工程研究涉及的学科专业面宽，其活动贯穿整个寿命周期，需要有力的组织和管理措施的支持。需要建立与其职能相适应的管理机构和有效的信息交流渠道，并正确规划、相互协调和实施有效控制。管理方面的主干体系如图6所示。

5)保障性分析

保障性分析主要应用于以下2个方面：

①提出有关保障性设计因素

根据新型舰船装备的任务需求，确定战备完好性目标与保障性目标，提出与确定可靠性、维修性、测试性等有关保障性的涉及要求，以影响新型舰船装备的总体设计。

②确保建立优化的保障系统与保障体制根据新型舰船装备系统总体战备完好性目标与 保障性目标，确定保障要求和制定保障方案，制定保障计划和确定保障资源要求，确保建立经济有效的保障系统。

保障性分析贯穿于舰船装备寿命周期的各个阶段，既是支撑综合技术保障的分析性工具，又属于保障性工程的工程分析方法，对舰船装备综合技术保障、保障性工程以及技术基础等方面的的各项工程技术与管理活动起到支撑，并为这些活动提供决策依据。

4 舰船综合保障工程在全寿命周期中的工作内容

根据新型舰船装备建造批量的不同，其寿命周期阶段的划分略有不同。以新型舰船装备首舰为背景，对寿命周期各阶段的综合保障工程工作分布作简要规划，如表2。表中各条目所处位置大致表示了各项工作内容对应的时间阶段。

5 结语

我国海军新型舰船装备引入新技术的比例日益增大，对装备保障的依赖性越来越强，保障难度加大、保障任务加重，因而装备保障也成为影响新型舰船装备研制的关键因素之一。有必要实施综合保障工程，提高装备战备完好性和降低全寿命周期费用。综合保障工程的活动范围涵盖了舰船装备的整个寿命周期，与整个装备工作的装备发展与装备部署分段相适应，装备发展中(寿命周期前期)的保障性工作是在装备系统建立过程中，赋予装备系统以要求的保障性水平;而装备部署(寿命周期后期)的保障性工作是在舰船装备服役过程中，通过主装备及保障系统的改进，保持和提高系统保障性水平。