苗學問，袁志芳，邢海波

（1.空軍研究院系統(tǒng)工程所，北京 100076；2.空軍裝備部，北京 100038）

航空裝備保障體系的建設，國內(nèi)外都遵循相同的五大原則。一是部署和機動能力強，需要機上測試診斷能力強，以及較小的地面測試設備規(guī)模；二是平時戰(zhàn)備完好性高，需要配套測試診斷要素與主裝備匹配，能夠快速測試、精確診斷故障；三是戰(zhàn)時出動能力強，需要測試流程簡捷、高效，故障診斷精確；四是壽命周期費用低，具有良好的測試性保障性設計，實現(xiàn)精益維修、精確保障；五是編制體制精干。這五項原則與裝備的測試保障都直接相關。以部署和機動能力為例，空軍的天然優(yōu)勢是機動轉(zhuǎn)場作戰(zhàn)，航空裝備必須具備良好的機上測試診斷能力，縮減地面測試設備規(guī)模，這樣才能便于部署和轉(zhuǎn)場機動。因此，對航空裝備的測試保障體系建設，我們應該從保障體系的角度來分析研究。

1 現(xiàn)狀分析

近年來，隨著空軍裝備的發(fā)展建設，裝備綜合保障工作取得了顯著成效。但從空軍轉(zhuǎn)型建設全局的角度看，航空裝備保障仍然面臨如下挑戰(zhàn)：一是戰(zhàn)備完好水平不高，距離實戰(zhàn)化作訓要求有差距；二是空軍從“看家護院”到“走出去”，轉(zhuǎn)場保障規(guī)模大的問題日益凸顯；三是壽命周期保障費用劇增，影響裝備規(guī)模結構。

1.1 戰(zhàn)備完好水平不高

從部隊外場數(shù)據(jù)看，導致航空裝備不完好的因素主要可歸納為質(zhì)量可靠性不高、預防性維修頻繁、備件供應保障難、大修周期長等四個方面。這些因素實際上都受測試保障體系建設的影響。

裝備質(zhì)量可靠性不高，主要是受可靠性、維修性設計問題以及耐久性等問題影響。具體到測試性設計，主要是飛機機載系統(tǒng)故障檢測隔離水平不高。由于大量故障需要人工排查、串件維修，使得外場排故時間長，導致裝備處于待修狀態(tài)。

由于大量的故障需要通過定檢、特檢式排查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)役裝備安排了大量的預防性維修工作，導致裝備有相當長的時間處于定檢狀態(tài)。

備件供應保障難，同樣也受飛機測試性設計影響。根據(jù)修理工廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)，軍機航材返廠維修，故障不能復現(xiàn)率過高。而民機電子系統(tǒng)產(chǎn)品，故障不能復現(xiàn)率不到8%。新機航材昂貴，難以大量購置存儲，而無故障返廠周轉(zhuǎn)，會導致航材供應更加短缺，直接導致空軍飛機缺件待修的問題突出。

大修周期長，與定檢類似，同樣也受飛機測試性設計制約。會導致相當一部分的飛機處于大修狀態(tài)，在隊飛機總數(shù)不高。

1.2 轉(zhuǎn)場保障規(guī)模大的問題日益凸顯

空軍以快速反應、快速機動著稱。如美軍在發(fā)展F-22飛機時，提出了著名的“快速猛禽”作戰(zhàn)概念：一個特遣分隊由1架C17和4架F22組成，24小時內(nèi)，可以完成全球范圍內(nèi)部署與機動，做到快速出動、快速抵達、快速攻擊。

與外軍相比，我空軍轉(zhuǎn)場保障規(guī)模居高不下，轉(zhuǎn)場攜行保障物質(zhì)、保障人機比往往是美軍多倍以上。影響保障規(guī)模的因素有管理因素，但主要還是設計水平不高，保障裝設備“三化”程度低導致。如機內(nèi)自檢測水平低，自然需要大量的保障設備和人員。再如，現(xiàn)役主戰(zhàn)飛機一線測試設備配套的綜合航電測試設備、射頻類測試設備等種類繁雜、缺乏統(tǒng)型。

1.3 壽命周期保障費用劇增

壽命周期保障費用劇增，就有可能出現(xiàn)裝備買得起、用不起的現(xiàn)象。從長期來看，勢必影響空軍裝備的整個規(guī)模結構和建設。研制和采購費用只是水面上的“冰山”，使用保障費用才是隱藏在水面下“冰山”主體，占比達60%～70%。根據(jù)近年來統(tǒng)計數(shù)據(jù)，空軍航空裝備保障費用呈指數(shù)增長。從使用保障費用的構成看，修理費和航材費高達90%以上，這兩項因素均受測試保障的直接影響。

以上的分析表明，測試保障能力在平時，將直接影響裝備完好性、保障規(guī)模和保障費用等。在戰(zhàn)時，裝備測試保障則直接影響作戰(zhàn)任務執(zhí)行能力。我們設定30天高強度出動的作戰(zhàn)方案，以現(xiàn)役裝備水平為基準，進行保障效能仿真推演，分析可靠性、維修性、測試診斷能力等的影響，結果表明，提升飛機的綜合診斷能力，可以消減預防性維修，提高備件滿足率，縮短故障診斷時間，進而可以顯著提升任務期間飛機留空時間比例（提高15%以上）。

總之，測試保障能力是裝備保障體系建設的重要環(huán)節(jié)。目前，機載測試性水平低、地面測試設備缺乏統(tǒng)型，直接影響了裝備綜合保障能力。我們必須以裝備高效率、低費用為目標牽引，全面提升空軍裝備測試保障能力。

2 建設構想

2.1 外軍做法

美國空軍同樣經(jīng)歷過我們空軍當前測試保障面臨的問題。20世紀70—80年代，美軍三代機早期機型暴露出測試性差、故障診斷時間長、BIT虛警率高等問題，“診斷”問題成為綜合保障的瓶頸。美軍及工業(yè)界分別針對機內(nèi)自檢測、ATE、技術資料各診斷要素相繼獨立地采取了很多措施，結果不理想。問題的根源在于各診斷要素彼此獨立工作，缺少綜合診斷。為解決上述問題，美國國防工業(yè)協(xié)會于1983年提出了“綜合診斷”的設想，通過考慮和綜合飛機測試性設計、自動和人工測試、技術資料、人員和培訓等所有測試診斷要素，最有效地檢測、隔離裝備的所有故障。綜合診斷在F-22飛機等裝備研制中得到貫徹，取得了良好的效果。美軍20世紀90年代末，在F35型號中，進一步提出了預測與健康管理系統(tǒng)，目標是大幅提升機上測試診斷能力、壓縮配套保障資源，依托預測能力實現(xiàn)自主是保障，以提高裝備的可用度和任務可靠性水平、降低保障規(guī)模。美軍測試保障發(fā)展歷程如圖1所示。

圖1 美軍測試保障發(fā)展歷程

為此，美軍在F35飛機研制中，規(guī)劃了圖2所示的以PHM系統(tǒng)為基石的自主式保障系統(tǒng)。通過發(fā)展PHM系統(tǒng)大幅提升保障效能。與F16飛機相比，F(xiàn)35飛機保障效能大幅提高：使用可用度提高15%以上，出動架次率提高25%，維護人員/人力減少20%～40%，保障規(guī)?？s小50%，使用保障費用減少50%，如圖3所示。

2.2 空軍航空裝備測試保障體系建設規(guī)劃

美軍的做法我們可以借鑒。但是，由于基礎產(chǎn)品測試性設計水平低，系統(tǒng)集成水平不高，總體基礎較差，我國空軍航空裝備測試診斷體系建設，不能直接照搬美軍F35的做法。總體而言，我們與美軍還是有一定差距。我們應采用綜合診斷體系架構，總體規(guī)劃、逐步推進測試保障體系建設，重點通過地面診斷要素補充機上測試診斷系統(tǒng)能力，以滿足裝備保障對測試診斷能力的需求。要在綜合診斷的框架下，抓好系統(tǒng)測試性設計、機上PHM系統(tǒng)研制及技術攻關熟化、配套測試設備規(guī)劃與研制、用戶技術資料研制，從體系建設角度解決航空裝備測試保障的問題，提升航空裝備測試保障的總體能力。

圖2 F35飛機自主式保障系統(tǒng)

圖3 F35與F16飛機保障效能對比

測試診斷體系應采用嚴格、標準的信息規(guī)范，使診斷相關信息在飛機全壽命周期內(nèi)、全系統(tǒng)、所有測試診斷過程中得到共享。應統(tǒng)籌考慮部隊級和基地級兩個級別的建設；應分析和綜合機上PHM系統(tǒng)、地面自動和人工測試、PMA、人員與培訓等。全部診斷要素如圖4所示，實現(xiàn)對預期發(fā)生的所有故障100%檢測和隔離，滿足保障對測試能力的要求。

測試診斷體系應對飛機上測試診斷系統(tǒng)、地面配套的測試保障資源一體化考慮，以測試診斷需求為總目標，通過技術熟化，遞增機上PHM能力，逐步縮減地面保障設備、測試設備規(guī)模，減少測試診斷對人工測試的依賴。

3 對策措施

圖4 航空裝備測試診斷體系組成要素

圖5 測試診斷數(shù)據(jù)管理新模式

一是要突出一體化系統(tǒng)管理，推進實現(xiàn)機上PHM、地面診斷要素綜合。做好綜合診斷架構下的測試保障體系建設，首先要進行管理創(chuàng)新。要構建總師系統(tǒng)牽頭的工作系統(tǒng)和IPT團隊，在綜合診斷目標下，按照系統(tǒng)工程方法，將測試診斷的需求在飛機的各個系統(tǒng)和產(chǎn)品，以及測試設備、用戶技術資料、訓練保障等方面，逐級向下分解。

應將綜合診斷研制過程納入型號研制過程，制定綜合診斷工作計劃和實施方案，明確在研制各階段應開展的綜合診斷工作項目、里程碑節(jié)點與目標，與飛機系統(tǒng)、產(chǎn)品、測試設備、技術資料等一體化考慮。應確保底層產(chǎn)品設計落實，奠定裝備測試診斷能力的基礎。

二是要在綜合診斷體系下，做好測試設備需求分析、統(tǒng)型建設，既要與主裝備同步設計、同步研制，又要避免與主裝備完全捆綁發(fā)展，逐步解決測試設備型號繁雜、規(guī)模龐大的問題。重點要加強測試設備頂層規(guī)劃、建立一、二線測試設備的型譜；要創(chuàng)新采辦機制，跨越主裝備型號進行測試設備的建設與采購；要發(fā)展技術標準，推動測試設備“三化”。

三是加強綜合驗證考核。沒有嚴格的考核驗證，所有目標就是建立在沙灘上。必須對綜合診斷體系建設涉及到的飛機型號綜合診斷方案、飛機機內(nèi)自檢測水平、PHM系統(tǒng)、測試設備、用戶技術資料、人員培訓等所有診斷要素，進行嚴格的綜合驗證與考核。

四是強化數(shù)據(jù)閉環(huán)管理和綜合應用。數(shù)據(jù)是測試診斷系統(tǒng)研制和考核的核心，必須完善流程、方法手段，使得數(shù)據(jù)在研制全過程、軍方和地方各家單位間實現(xiàn)共享共用，持續(xù)提升裝備系統(tǒng)測試診斷能力。測試診斷數(shù)據(jù)管理新模式如圖5所示。