王嘉慧，侯興明，王夢雨

（航天工程大學(xué)航天保障系，北京 102200）

隨著大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)開始從信息化戰(zhàn)爭向智能化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)變，信息成為戰(zhàn)爭制勝的關(guān)鍵，戰(zhàn)場空間多維一體，科學(xué)高效的指揮決策，作戰(zhàn)單元看似分散實(shí)則聚合性強(qiáng)是智能化戰(zhàn)爭的典型特征。航天裝備是獲取、處理和傳輸戰(zhàn)場信息的關(guān)鍵，在戰(zhàn)爭中的應(yīng)用越來越廣泛，在遂行各類航天作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，各級指揮員需要針對任務(wù)中的航天裝備有一個(gè)總體和具體的質(zhì)量把控。傳統(tǒng)的航天裝備質(zhì)量監(jiān)測和控制方法已經(jīng)不能適應(yīng)快節(jié)奏的作戰(zhàn)任務(wù)，必須采取信息化智能方法，提高裝備質(zhì)量監(jiān)控和預(yù)測的自動(dòng)化水平。航天裝備質(zhì)量態(tài)勢要根據(jù)目標(biāo)任務(wù)和指揮決策的需要，主動(dòng)獲取質(zhì)量信息并進(jìn)行梳理分析，生成需要的質(zhì)量態(tài)勢信息。指揮員能夠通過更加直觀和精確的態(tài)勢信息迅速了解任務(wù)中裝備質(zhì)量的情況，迅速做出科學(xué)的裝備指揮決策，提高裝備質(zhì)量管理的效率，將航天裝備的作戰(zhàn)效能發(fā)揮到最大。

1 航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成系統(tǒng)需求分析總體思路

需求分析是指對要解決的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的需求分析就是對航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的必要性和可行性進(jìn)行分析，準(zhǔn)確理解用戶和質(zhì)量態(tài)勢的功能和能力，將用戶的需求轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，確定要做什么的過程。需求分析服務(wù)于航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成全過程，貫穿于質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取、處理分析、態(tài)勢信息預(yù)測及共享展現(xiàn)各個(gè)階段。在開展航天裝備質(zhì)量態(tài)勢需求分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的特點(diǎn)，圍繞航天裝備質(zhì)量態(tài)勢服務(wù)的任務(wù)，充分反映裝備質(zhì)量態(tài)勢在裝備質(zhì)量管理決策中的支撐作用。

2 航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的必要性與可行性

必要性就是不同任務(wù)對航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的需要，傳統(tǒng)的航天裝備質(zhì)量管理和質(zhì)量管控方法已經(jīng)無法適應(yīng)裝備的智能化、體系的融合化和戰(zhàn)爭的信息化發(fā)展趨勢，各類任務(wù)需要盡可能高效地獲取裝備質(zhì)量態(tài)勢信息。

可行性就是航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成內(nèi)部和外部能夠給予的資源和條件。

2.1 必要性

航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的必要性主要是不同任務(wù)中不同用戶掌握裝備質(zhì)量態(tài)勢的需求，即任務(wù)分析，主要從軍事航天任務(wù)、全壽命質(zhì)量管理、部隊(duì)建設(shè)三個(gè)方面分析（如圖1）。

圖1 不同任務(wù)對航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的需求

（1）軍事航天任務(wù)方面。未來戰(zhàn)爭作戰(zhàn)節(jié)奏快，作戰(zhàn)空間大，作戰(zhàn)人員密度小，戰(zhàn)場上雙方不僅是軍事力量的對比，更是高技術(shù)尤其是信息技術(shù)在軍事中運(yùn)用的對抗。未來戰(zhàn)爭中的裝備科技含量高，各種信息化裝備的監(jiān)測預(yù)警、情報(bào)偵察、精確制導(dǎo)、火力打擊、指揮控制、互通互聯(lián)等能力，航天裝備在導(dǎo)航定位、氣象觀測、軍事通信、電子偵察、導(dǎo)彈預(yù)警等方面發(fā)揮著重要作用。因此，在作戰(zhàn)任務(wù)中，航天裝備質(zhì)量要始終維持在一定的水平。在作戰(zhàn)任務(wù)中，各級指揮員更關(guān)注任務(wù)中航天裝備的質(zhì)量情況及發(fā)展趨勢，由于在作戰(zhàn)中，裝備容易受到敵方打擊、戰(zhàn)場惡劣環(huán)境的影響，突發(fā)性故障較多，在內(nèi)容上，指揮員需要清楚地掌握重要裝備的故障率和完好率、重大故障裝備、故障裝備能否完成作戰(zhàn)任務(wù)；故障修復(fù)情況等裝備質(zhì)量態(tài)勢信息。在能力上，任務(wù)中的航天裝備質(zhì)量態(tài)勢要具備快速、準(zhǔn)確、全面、突出重點(diǎn)地向各級指揮員展現(xiàn)出所需質(zhì)量態(tài)勢信息的能力。

（2）全壽命質(zhì)量管理方面。面向全壽命周期管理的航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的生成與展現(xiàn)，要根據(jù)裝備在全壽命周期的變化特點(diǎn)進(jìn)行態(tài)勢的構(gòu)建與生成展現(xiàn)。航天裝備從研制生產(chǎn)到投入使用的周期長，人力、物力、財(cái)力和技術(shù)投入較大，裝備一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成很大的損失。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和傳感器技術(shù)的應(yīng)用，在航天裝備全壽命管理中，裝備健康管理（PHM）、設(shè)備健康監(jiān)測與故障診斷技術(shù)早已得到廣泛應(yīng)用。盡管根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和相似型號裝備的歷史故障信息，可以推斷裝備發(fā)生故障的規(guī)律和壽命周期，但是仍無法科學(xué)預(yù)測裝備質(zhì)量的發(fā)展趨勢。在航天裝備全壽命周期，為了提高質(zhì)量管理效益，各級管理人員更加關(guān)注裝備信息數(shù)據(jù)庫的建立、裝備質(zhì)量狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)顯示、裝備故障預(yù)警、故障裝備定位以及預(yù)測裝備的壽命。航天裝備質(zhì)量態(tài)勢能夠?yàn)楹教煅b備全壽命質(zhì)量管理工作提供需要的信息，提高各級人員對航天裝備質(zhì)量的掌控能力，同時(shí)，能夠?qū)ρb備故障預(yù)測和精準(zhǔn)定位，延長裝備壽命期。

（3）部隊(duì)建設(shè)方面。航天部隊(duì)建設(shè)是國防建設(shè)在空間領(lǐng)域的延伸和發(fā)展。航天裝備是高新技術(shù)融合的產(chǎn)物，在未來的聯(lián)合作戰(zhàn)中發(fā)揮著不可替代的作用。航天裝備有著對先進(jìn)技術(shù)的依賴性強(qiáng)、研制生產(chǎn)周期長、耗資多等特點(diǎn)，為了不斷提高航天裝備的作戰(zhàn)效能，就必須提升航天裝備質(zhì)量。部隊(duì)建設(shè)對航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的需求是能夠掌握現(xiàn)在航天裝備質(zhì)量的問題和缺陷，具體體現(xiàn)在裝備質(zhì)量情況、裝備故障情況、技術(shù)缺陷以及裝備壽命預(yù)測等信息，為以后航天裝備質(zhì)量的提升提供方向。

2.2 可行性

根據(jù)SWOT法分析航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的內(nèi)部優(yōu)劣勢和外部機(jī)會(huì)及挑戰(zhàn)，分析其可行性。

內(nèi)部優(yōu)勢：軍地雙方都非常關(guān)注航天裝備質(zhì)量態(tài)勢；軍地雙方交流合作，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展給質(zhì)量態(tài)勢生成提供了可能；態(tài)勢感知、態(tài)勢生成、態(tài)勢可視化技術(shù)在軍事上的應(yīng)用；有充足的歷史數(shù)據(jù)作為態(tài)勢分析的基本依據(jù)；航天裝備質(zhì)量的監(jiān)測、評估和預(yù)測有一定的研究，為質(zhì)量態(tài)勢生成提供一定的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

內(nèi)部劣勢：軍隊(duì)的技術(shù)落后于地方；法規(guī)政策的制定不夠完善；質(zhì)量態(tài)勢生成與展現(xiàn)沒有標(biāo)準(zhǔn)；航天裝備分布較廣，裝備總體質(zhì)量情況難以把握。

外部機(jī)會(huì)：信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及態(tài)勢生成與可視化技術(shù)在軍事上的應(yīng)用越來越廣泛；掌握先進(jìn)技術(shù)的人才越來越多。國家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，有資金投入可以建立其覆蓋整個(gè)航天裝備體系質(zhì)量態(tài)勢的數(shù)據(jù)庫和顯示界面。

外部威脅：軍地雙方在航天領(lǐng)域的融合存在一定的壁壘，信息共享存在失泄密風(fēng)險(xiǎn)；先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于質(zhì)量態(tài)勢生成需要大量的時(shí)間；復(fù)合型人才短缺的現(xiàn)象在短時(shí)間內(nèi)難以解決。

將航天裝備質(zhì)量管理方面的內(nèi)部優(yōu)勢與政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)帶來的機(jī)會(huì)相結(jié)合，充分利用一切有利條件，研究航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的策略。一是充分利用政策優(yōu)勢，積極落實(shí)有關(guān)航天裝備發(fā)展的各項(xiàng)政策規(guī)范，航天裝備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，制定航天裝備質(zhì)量態(tài)勢相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；二是充分理解任務(wù)，對任務(wù)進(jìn)行分析、分解，把前期工作做細(xì)做實(shí)，梳理任務(wù)所需的裝備及其質(zhì)量情況，加強(qiáng)對航天裝備的研制數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、歷史故障數(shù)據(jù)的收集和整理，制定數(shù)據(jù)收集標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式規(guī)范化，以便質(zhì)量態(tài)勢生成；三是重視航天裝備質(zhì)量態(tài)勢，根據(jù)需要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和人才，在質(zhì)量態(tài)勢生成的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)把控標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求，提高態(tài)勢信息的質(zhì)量；四是建立數(shù)據(jù)分級分類保護(hù)制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，防止泄密。

3 基于OODA的航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成流程分析

OODA(Observation觀察、Orientation判斷、Decision決策、Action執(zhí)行)來源于軍事領(lǐng)域，在戰(zhàn)爭中建立OODA環(huán)作戰(zhàn)模型，取得良好的作戰(zhàn)效果。本文借鑒OODA循環(huán)理論，將“觀察-判斷-決策-執(zhí)行”四個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用于航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成過程。航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成過程同樣是一個(gè)循環(huán)，即態(tài)勢感知（質(zhì)量數(shù)據(jù)感知）、數(shù)據(jù)處理分析、態(tài)勢信息預(yù)測、態(tài)勢信息展現(xiàn)，由于裝備質(zhì)量的評估和預(yù)測需要根據(jù)裝備歷史故障規(guī)律進(jìn)行，每一個(gè)循環(huán)形成的態(tài)勢信息都可作為下一個(gè)循環(huán)中的歷史數(shù)據(jù)，為之后的裝備質(zhì)量態(tài)勢預(yù)測提供依據(jù)，因此，將“觀察-判斷-決策-執(zhí)行”轉(zhuǎn)化為“態(tài)勢感知-數(shù)據(jù)處理-態(tài)勢預(yù)測-態(tài)勢展現(xiàn)”四個(gè)環(huán)節(jié)。一是態(tài)勢感知。態(tài)勢感知這一環(huán)節(jié)主要是感知航天裝備質(zhì)量的變化情況，具體體現(xiàn)在裝備質(zhì)量關(guān)鍵參數(shù)的變化，以及裝備質(zhì)量影響因素的參數(shù)變化。二是數(shù)據(jù)處理。將獲取的質(zhì)量數(shù)據(jù)梳理、分類、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，進(jìn)一步篩選出與裝備質(zhì)量相關(guān)性高的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷裝備質(zhì)量現(xiàn)狀。 三是態(tài)勢預(yù)測。根據(jù)預(yù)設(shè)的裝備質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)和故障規(guī)律，結(jié)合裝備質(zhì)量影響因素的變化情況，對裝備質(zhì)量發(fā)展變化趨勢進(jìn)行合理的推斷和預(yù)測，形成態(tài)勢信息。四是態(tài)勢展現(xiàn)。將態(tài)勢信息按照用戶關(guān)注度和時(shí)間緊迫性綜合排序，清晰準(zhǔn)確的態(tài)勢信息展現(xiàn)給需要的用戶，為用戶提供最直接的態(tài)勢信息。

在航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成的各個(gè)環(huán)節(jié)中，每個(gè)環(huán)節(jié)都包含觀察、調(diào)整、決策、行動(dòng)的過程，通過分析建立基于OODA環(huán)的航天裝備質(zhì)量態(tài)勢模型如圖2所示。

圖2 航天裝備質(zhì)量態(tài)勢各環(huán)節(jié)OODA環(huán)模型

4 航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的需求

在OODA循環(huán)中，速度被認(rèn)為取得作戰(zhàn)勝利的核心因素，航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成過程同樣如此，循環(huán)速度越快，各級用戶對航天裝備質(zhì)量情況的掌握程度越精確，越能快速做出科學(xué)的裝備指揮決策。影響航天裝備質(zhì)量態(tài)勢各個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)速度的因素有很多，航天裝備質(zhì)量態(tài)勢對航天裝備管理決策的支撐度與其可信度成正比，可信度=質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取的全面性×數(shù)據(jù)分析的速度×態(tài)勢信息展現(xiàn)的精度。為了更好地實(shí)現(xiàn)航天裝備質(zhì)量態(tài)勢OODA循環(huán)，以圖2的模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的可信度為目標(biāo)，形成航天裝備質(zhì)量態(tài)勢需求框架如表1所示。

表1 航天裝備質(zhì)量態(tài)勢需求框架

（1）裝備質(zhì)量數(shù)據(jù)的高效獲取。戰(zhàn)場空間已經(jīng)延伸到陸?？仗祀娋W(wǎng)各個(gè)領(lǐng)域，航天裝備分布范圍廣，信息是未來戰(zhàn)場制勝的關(guān)鍵。航天裝備質(zhì)量態(tài)勢要提高自身的可信度，就要快速高效地獲取航天裝備質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，根據(jù)任務(wù)需求和任務(wù)分配，合理調(diào)整傳感器獲取質(zhì)量相關(guān)參數(shù)變化信號的范圍，提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)高效的捕獲能力。

（2）快速的數(shù)據(jù)處理分析和預(yù)測。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和分析技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，篩選失效數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)的有效性，建立數(shù)據(jù)和信息表征的統(tǒng)一規(guī)范，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分類、質(zhì)量等級劃分等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，形成數(shù)據(jù)處理邏輯，形成面向任務(wù)需求的態(tài)勢信息。

（3）清晰準(zhǔn)確的信息表達(dá)和展現(xiàn)。航天裝備體系種類繁多，且體系內(nèi)部各系統(tǒng)、各分系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性不同，將會(huì)生成大量、多源、異構(gòu)的質(zhì)量態(tài)勢信息，為了滿足不同任務(wù)各級指揮員直接獲取態(tài)勢信息的需求，對各用戶對態(tài)勢信息的關(guān)注度進(jìn)行分析，將態(tài)勢信息分類分級，統(tǒng)一態(tài)勢信息表達(dá)方法和展現(xiàn)方式，根據(jù)質(zhì)量態(tài)勢信息的優(yōu)先級，將抽象的態(tài)勢信息以直觀的方式展現(xiàn)處理，為指揮員的決策制定和各級單位的任務(wù)執(zhí)行提供有效支撐。

（4）平臺間高速信息共享。未來戰(zhàn)場是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、信息共享的統(tǒng)一體系，各個(gè)平臺都以信息為支撐，平臺間的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)都以信息為紐帶。航天裝備質(zhì)量態(tài)勢信息面向各平臺用戶的需求分發(fā)和展現(xiàn)，為了在制定決策時(shí)從全局出發(fā)、從細(xì)處入手，每個(gè)平臺都需要掌握盡可能多的質(zhì)量態(tài)勢信息和戰(zhàn)場上其他的情報(bào)信息，但是由于態(tài)勢展現(xiàn)界面有限和態(tài)勢信息的保密性要求，平臺不可能直接獲取全部的態(tài)勢信息，因此，需要各個(gè)平臺間建立安全快速的通信渠道，對信息進(jìn)行共享。

5 結(jié)語

本文通過分析航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的必要性和可行性，提出了質(zhì)量態(tài)勢生成的目標(biāo)和策略，借鑒OODA環(huán)理論，構(gòu)建了航天裝備質(zhì)量態(tài)勢生成各個(gè)環(huán)節(jié)的OODA環(huán)，分析了各個(gè)環(huán)節(jié)間達(dá)到快速循環(huán)需要的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，給出了航天裝備質(zhì)量態(tài)勢需求框架。為航天裝備質(zhì)量態(tài)勢的下一步研究工作奠定了基礎(chǔ)。