美军武器装备试验与鉴定策略的发展演变
The following article is from 空天防务观察 Author 张宝珍
本篇供稿：系统工程研究所
转自：空天防务观察(ID:AerospaceWatch)
作者：中国航空工业发展研究中心 张宝珍
引子：在2018年5月美国国防工业协会举办的第33届国家试验鉴定年会上，美空军第53联队司令官登普西（Dempsey）将军针对“多域战”提出一种实施一体化试验鉴定的“Deep-End”理论。该理论强调3点：交付能力的综合方法；按照希望的最终状态度量性能，而非规范符合性；借助大数据仓库的一体化试验管理策略。
按照此理论重新定义的试验方法如下图1所示，它是一种一体化／混合试验方法。
图1 重新定义试验方法
如图2所示，该一体化试验/混合试验模式允许针对多重目标收集彼此的数据，它相对传统的研制试验可暴露于更多更复杂的多域环境。作战试验人员的持续早期参与有助于更早实现希望的最终性能。在此环境下识别的任务关键局限性问题，可以在专门的作战试验/部署前通过纠正严重缺陷的集中改进工作加以解决。此理念是显示系统“不能做什么”，与传统试验模式的证明系统“能做什么”恰好相反。
图2 一体化／混合试验
半个多世纪以来，美军武器装备试验与鉴定策略走过了传统的“分阶段”试验和“分类型”试验到一体化试验鉴定的演变过程；进入21世纪以来，为满足信息化战争一体化联合作战需求，美军提出“像作战那样进行试验和训练”的要求，基于能力的试验鉴定策略应运而生；2012年以来，美军为更早发现问题、改进装备研制试验与鉴定而进一步提出“左移”策略，并在大力推动其有效实施；近些年来,为满足未来多域战新要求，一体化试验、基于能力的试验及“左移”等多种试验鉴定策略的有效融合应用，形成更完善的基于能力的一体化试验鉴定策略，将代表了武器装备体系试验与鉴定的发展方向。
美空军是最早推行一体化试验的军种之一。作为美军试验体制变革的先行者，美空军的试验变革经历了一个由繁到简、由独立到综合的过程。
1.“分阶段”试验（上世纪50年代）
20世纪50年代美空军盛行的是“分阶段试验”（phase testing）体制。在这种体制下，飞机按照8个不同阶段依次接受试验，每个试验阶段由不同组织负责，在不同地点实施。这种试验策略的优点是分工明确，责任清晰，问题是多地、分散试验，重复过多，问题发现即反馈不及时，导致试验周期长、成本高，并经常导致需要实施代价昂贵的改型工作。
2.“三类别”试验（上世纪60年代）
为了克服这些问题，在50年代后期到60年代，美空军引入了分类试验（category testing）方法。该方法共包括三类试验。首先，承包商在他们的工厂进行研制试验，确保飞机满足设计要求；接着，空军让他们自己的飞行员在其试验场重复研制试验，以验证承包商的结果；最后，空军再开展作战试验，确保飞机满足作战使用要求。虽然这种新的方法在原来的基础上进行了改进，但由于作战试验仍放在最后进行，因此仍可能导致在项目后期需要进行重大的修改。
3.“组合”试验（1970年代初至1990年代初）
1970年代初，在分阶段试验和分类试验的基础上，美空军再次改革试验体制，将试验过程简单地分为研制试验与鉴定和作战试验与鉴定两部分。为避免重复工作，空军将原本分开进行的承包商和军方研制试验阶段合并到了一起，同时将作战试验与研制试验相结合。20世纪70年代面临预算削减和军职人员裁减的大环境，美空军首次在F-16采办项目中贯彻一体化试验策略，空军推行一体化试验的初衷是缩短试验时间、避免重复工作、降低试验成本。
4. “三综合”一体化试验（1990年代中期以后）
20世纪90年代，随着苏联解体、冷战结束和美国国防政策调整，美军大幅削减装备试验鉴定资金、人员，导致试验能力严重下滑。随着新型武器装备的不断发展，美军认识到装备试验鉴定能力难以满足装备发展的需要。为适应武器系统采办发展要求，更好地发挥试验资源潜力，节约试验鉴定经费，缩短研制周期，降低采办风险，提高试验鉴定效率，美空军阿诺德工程发展中心首次提出“一体化试验鉴定”的“三综合”理念，体现在航空装备研制各阶段试验的一体化、装备各分系统的集成试验和建模仿真、地面试验和飞行试验等研究手段的综合运用三方面（如图3）。一体化试验鉴定的基本思想是对各种试验活动和方法、各类试验资源实施统一管理和规划，实现试验信息综合利用，加速武器装备研制周期，降低研制风险和费用，提高装备试验效率和效益。
图3 一体化试验与鉴定中的“三综合”方案
就整个美军范围内，1971年前主要围绕装备的性能开展研制试验鉴定工作，属于单类型分散试验鉴定阶段。1971年以后，美军提出了作战试验的概念，在装备试验鉴定中开始采取研制试验鉴定、作战试验鉴定并行的机制。在1971年到1985年这一阶段，美国国防部设立了统一的研制试验鉴定监管机构，但没有设立全军统管的、独立运行的作战试验监管部门，作战试验由各主管军兵种部各自负责。
1985年至1999年属于研制试验与作战试验独立并行试验鉴定阶段。20 世纪80年代，美国国防部再次进行了大幅度改革。装备试验鉴定制度也随之进行了新一轮调整，国防部强化了对装备试验鉴定的管控力度，新成立的作战试验与鉴定局成为了重要的独立鉴定与决策机构。这一时期，研制试验、作战试验的监管从国防部层面完全分离成为两条管理线，呈现出双轨并行、互不统属的局面。
在21世纪初，美国防部总结各军种开展武器装备一体化试验实践的经验教训，在指令和指示中提出并逐步推行一体化试验与鉴定。2001年的美军防务采办指令（DODD5000.1）规定：“为了节省时间和费用应鼓励采用研制试验与作战试验综合的方法”，美军开始在全军范围内尝试实现研制试验与鉴定试验一体化试验鉴定策略，并于2003年起开始正式推行装备一体化试验与鉴定策略。各军种依据国防采办政策要求，规范各自试验鉴定法规，对试验鉴定机构进行适当改组，保障一体化试验鉴定思想的顺利实施。同时，美军多个型号贯彻和实施了一体化试验鉴定，取得了明显成效。据统计，采用一体化试验鉴定模式，使铜斑蛇激光制导炮弹少发射764发试验弹，节省经费230万美元。
进入21世纪后，随着现代战争理念越来越强调作战任务驱动和军事能力导向，而不是单一的技术性能指标越高越好，试验鉴定同样也需要从单纯的考核装备技术性能是否达标，转向考核装备的作战性能是否能够满足能力需求，作战效能是否能够可靠地的完成作战任务。因此，美军提出基于能力的策略（Capability Based Strategy, CBS）贯穿于武器装备需求论证、规划计划、研制开发和生产部署等各个阶段。基于能力的策略作为一种开放的、发展的顶层设计理念，已经深入存在于美军装备发展规划的机构制度和流程规范中，装备试验鉴定这块军方职能重点区域自然也不例外。美空军更是将基于能力的试验鉴定策略与一体化试验鉴定策略有机融合实施，将一体化试验策略作为落实基于能力的试验鉴定策略的主要途径。这从美空军的指导性文件AFI 99-103 《基于能力的试验鉴定》中就可以窥见一斑。2004年，首版AFI99-103《基于能力的试验与鉴定》废除了三个AFI文件，将它们合并为一个文件，被废除的三个文件：AFI 99–101，研制试验与鉴定；AFI 99–102，作战试验与鉴定；AFI 99–105，实弹试验与鉴定。AFI99-103反映了国防部5000系列、CJCSI 3170.01D、CJCSM 3170.01A，和AFI 10系列、16系列、33系列、63系列等文件中的重大变更。新政策强调：一体化试验规划的要求；试验方的早期参与；综合试验组（ITT）的组成；渐进式采办（EA）的螺旋式和递增式研制试验鉴定；试验人员在要求确定过程中的作用；重大司令部（MAJCOM）和外场使用局（FOA）的试验人员的作用和职责等。
美军颁布的各项指令指示与规章制度对于一体化试验鉴定思想的表述和理解不尽相同，思想内涵也极其丰富。在早期各军种的探索实践过程中，并没有形成明确的一体化试验鉴定概念，侧重于试验手段方法和类型的一体化。随着实践应用的逐步深入，一体化试验鉴定的思想内涵逐步扩大，形成了三综合的一体化试验鉴定概念。2008年以后，美军重点从试验组织运行机制、规划计划协调、试验设计方法等方面推进研制试验/作战试验的一体化。美国防部于2008 年12 月修订发布的顶层防务采办文件DoDI5000.02中明确要求开展一体化试验鉴定; 美国国防部主管采办、技术与后勤的副部长和作战试验与鉴定局局长2008年发布的一份联合备忘录中给出一体化试验鉴定的统一定义，即所有利益相关方，尤其是研制试验与鉴定组织（包括承包商和政府）和作战试验与鉴定组织，协同规划和实施各试验阶段的试验事件，为支持各方的独立分析、评估和报告提供共享数据。国防采办大学2012年版的《试验鉴定管理指南》特别强调了一体化试验鉴定，要求项目主任应与用户以及试验鉴定机构一起，将研制试验鉴定、作战试验鉴定、实弹射击试验鉴定、系统族互操作性试验、建模和仿真活动协调成为有效的连续统一体，并与要求定义、系统设计和研制紧密结合，采用单一的《试验与鉴定主计划》，形成统一和连续的活动，尽量避免在武器研制阶段进行单一试验和重复性试验，力争通过1 次试验获得多个参数，以显著减少试验资源的使用，缩短研制时间，提高试验效益。
一体化试验鉴定策略的提出，是继1971年国防采办与试验鉴定改革以来美军最为重要的创举。传统上"铁路警察、各管一段"的分工负责、各司其职的试验鉴定管理模式虽然能够使试验鉴定管理体制充分落实、顺利运转，但是也造成了机构间责任推读、资源内耗等一系列问题，一体化试验是以采办项目为基点，由政府、承包商、用户等相关各方共同将全寿命周期研制与作战鉴定试验一体规划、共同参与、共享数据的试验鉴定模式，实现全寿命周期、全流程、全体系共享事件、共享数据，同时保留各机构评估的独立性，从而有效缩短试验时间和节约成本。美军还将这种一体化试验鉴定策略作为落实基于能力的采办和基于任务的试验与鉴定的主要途径。如今，一体化试验鉴定策略已广泛应用于美三军各种类型装备试验鉴定领域，己经成为美军装备采办中的共识和普遍做法。
2009年以来，美军一体化试验鉴定策略呈现重新重视早期研制试验鉴定的趋势，并通过重新设立国防部研制试验鉴定管理机构，加强了对研制试验鉴定的监管。自一体化试验鉴定理论提出后，虽然极大程度改善了美军装备试验鉴定的面貌，但由于组织机构上和项目配套存在一些不完善的地方，特别对项目开发早期及时通过开展试验评估发现装备中存在的问题不够重视，导致装备隐患发现偏后。在美军作战试验鉴定局2013 年监管的130个重大项目中，有44个项目在作战试验鉴定阶段出现了存在不同程度的设计缺陷和不足，但是研制试验鉴定并没有发现。为此，美军在一体化试验鉴定策略的基础上，一方面重新加强了对研制试验鉴定的组织监管，另一方面强化了研制、作战试验向项目开发源头“左移”，以便及早发现需求不现实、技术不成熟的问题。
自2012年以来，美国防部正式开始实施改进武器装备研制试验鉴定的一项重要策略——“左移”。左移”策略由美国防部研制试验鉴定办公室提出，主要内容是在采办早期的研制试验阶段引入作战任务环境，将原先在装备采办后期才进行的互操作性、网络安全和可靠性等试验，提前至装备采办前期进行，尽早发现并解决装备存在问题，保证研制问题不会成为装备投产后的问题，更不会成为战场上的问题。从2012财年以来的实施情况看，“左移”策略正在改变美军防务采办的样式，它提前引入了任务背景，扩充了研制试验与鉴定的技术重点，更早地开展了互操作性试验和网络安全试验。
2004 年3 月，美国国防部在《转型规划指南》中指出，美军不仅要能“像作战一样训练”，而且要实现“像作战一样试验”，需要在联合任务环境下开展充分的、逼真的试验鉴定，国防部应为此提供新的试验能力。据此，美国国防部作战试验鉴定局于2004 年11 月发布了《联合任务环境试验路线图》，该路线图明确要求“在作战实验室、研制试验设施及部队的作战设备之间建立稳固的连接，形成LVC（ Live—真实的）、（ Virtual—虚拟的）、（ Constructive—构造的）联合任务环境，在此环境中进行实验、研制、试验或训练”。也就是说该路线图明确提出了两方面的建议，一是必须开发开放的、分布式网络基础设施，用于联合系统和装备体系的使用评估、研制试验鉴定和作战试验鉴定; 二是必须在联合任务环境下充分、逼真地验证武器装备或装备体系完成特定任务的能力。之后，美国国防部分别于2005年12月和2006年3月启动了联合任务环境试验能力（JMETC）计划和联合试验与鉴定方法（JTEM）联合试验与鉴定计划。联合任务环境试验能力的目标是把军方分散各地的试验设施设备、仿真资源和工业部门的试验资源连接起来，提供一种分布式的实时、虚拟、构造试验能力。而联合试验与鉴定方法则提供一种利用分布式实时、虚拟、构造试验环境完成联合任务环境中系统和系统体系（SoS）试验的方法和过程。联合任务环境试验能力和联合试验与鉴定方法相综合，将实现“联合任务环境试验与鉴定”。对于此，美军在近10年来的“综合火力07（IF07）”、“互操作性试验与鉴定能力（InterTEC）”、“广域海上监视系统环境集成”、“空海一体战能力开发”、“联合互操作性试验（JITs）”等一系列分布式试验与训练演习以及互操作性认证活动中已进行了验证，并加速推进这些分布式联合试验技术和能力的成熟。2013财年起，网络空间试验验证能力建设也被纳入该计划投资范围。2016财年，联合任务环境试验能力计划已连通了115个政府与工业客户站点，支持了70余项分布式真实－虚拟－构造（LVC）试验和训练活动；美国国家网络靶场试验台数量已增至6个，支持了58项重大国防采办项目的试验、训练和演习。
美国国防部在联合环境下的试验路线图
以“联合试验鉴定方法”（即能力试验方法）和“联合任务环境试验能力”为代表的能力试验和分布式试验是是美军为适应未来信息化战争一体化联合作战和多域战等新型作战样式而发展的新的试验与鉴定方法，其核心理念是“像作战一样进行试验和训练”。
一体化试验鉴定与基于能力的试验鉴定/基于任务的试验鉴定、“左移”策略和分布式试验方法的有效融合应用，实现更完善的基于能力的一体化试验鉴定，将代表武器装备体系试验与鉴定的未来发展方向。
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