基于能力基线的军工电子装备多状态管理研究与实践

射频等离子体1概述
伴随着近海国土防御向深海远洋战略转变,武器装备迎来大发展。大型武器作战平台建设是实现战略转变的重要支撑点,电子装备作为武器作战平台信息探测、感知、处理、交互和综合运用主要载体,更是战斗力形成与保障的重要标志。其中,武器作战平台载体本身相对状态稳定,武器作战平台状态的变化主要发生在电子装备上,由于不同系列平台、差异化作战需求、不同的部署区域和使命任务的差异,电子装备的状态呈现多变性、复杂性和差异性,同一型号的电子装备在立项、研制、列装、使用和保障过程延伸出多个状态,不同状态之间相关交叉耦合,其主要表征如下:
钋①同一个型号装备,存在多种研制状态并存,立项一个型号产品在其研制装备过程中,由于装备研制不同时期的技术水平、配套器件和保障环境变化,装备的状态也会有相应的变化;
②同一个状态,研制和生产并存,由于用户对装备列装的迫切性,为了保障产品研制周期,存在同一个状态的装备研制状态与批产状态交叉并行开展研制;
③同一个装备,在寿命周期不同阶段,因作战需求不同,状态也不一致,电子装备工作寿命一般在15~30年,由于作战环境等的不断变化,装备在研制定型时状态不能够很好的适应新作战需求,必然涉及到已服役的电子装备的升级改造,而导致技术状态的变化。
④同一功能原理的电子装备配套器件,随着快速更新,其状态特性也不一致,电子装备(技术)快速更新与军事装备长期稳定使用矛盾状态下的全寿命保障,商用电子装备发展周期为18个月,但是电子装备需要6至8年才能实现从立项、研制到获得初始作战能力,由于电子装备快速发展,不断的更新升级换代,使得电子装备在其服役工作周期内,面临着维修保障问题,特别是电子装备的配套器件,经过不断的产品升级其原理级的并未发生变化,但是产品物理形态、功能特性会有较大的变化,在装备进行维修保障时,也会带来状态变化;
⑤由于开放式技术或系统的引入,电子装备研制理念趋向于设备集成化、硬件模块化、模块标准化和功能软件化方向转变,传统的电子装备功能、性能与装备的软硬件密切关联的,装备一旦定型技术固化,其功能升级改造引起的技术状态变化,往往同时牵扯到硬件与软件的同时变化,然而在开放式技术体系架构下,功能状态的变化主要在依靠软件状态的调整,而非硬件层面的变化,这种依赖
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—作者简介:韩如明(1988-),男,江苏扬州人,工程师,硕士,研究方
向为通信与信息系统;丁国胜(1982-),男,江苏宿迁人,高级工程师,硕士,研究方向为电子与通信工程;钱思霖(1993-),男,云南昆明人,工程师,硕士,研究方向为工业工程。
基于能力基线的军工电子装备多状态管理
研究与实践
Research and Practice of Military Electronic Equipment Multi-state Management
Based on Capability Baseline
韩如明HAN Ru-ming ;丁国胜DING Guo-sheng ;钱思霖QIAN Si-lin
(南京电子技术研究所,南京210039)
(Nanjing Research Institute of Electronics Technology ,Nanjing 210039,China )
摘要:由于平台和作战需求的差异,军工电子装备的技术状态往往具有多变性、复杂性和差异性,同一型号的电子装备在立项、研道格拉斯
制、列装、使用和保障过程延伸出多个状态。本文首先分析了国内军工电子装备特点和技术状态管理面临问题、现状,并回顾美军电子装备采办制度、流程和发展趋势,进而在此基础上提出基于能力基线的多状态管理内涵、原则和实施方案。最后,结合某型雷达研制模式,探讨了多状态能力基线管理流程,实践结果表明:通过采用基于能力基线的状态管理模式,该型雷达实现“一代平台、多代电子”的系列化发展模式和装备全生命周期作战能力不断提高。
Abstract:Due to the differences in platforms and combat requirements,the technical status of military electronic equipment is often variable,complex,and differentiated.Electronic equipment of the same type extends to multiple states in the process of project approval,development,installation,use,and support.This paper first analyzes the problems and current situation of domestic military electronic equipment technical status management,and reviews the US military electronic equipment procurement system,process and development trend,and then proposes the connotation,principles and implementation plan of multi-state management based on capability baselines on this basis.Finally,combined with a certain type of radar development model,the multi-state capability baseline management process is discussed.The practical results show that by adopting the capability baseline-based state management mode,this type of radar achieves the serialized development of "one generation platform,multiple generations of electronics",and its effectiveness continues increased year-on-year.
关键词:电子装备;状态管理;能力基线Key words:electronic equipment ;state management ;capability baseline 中图分类号:TP3文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2021)11-0001-05
租借法案软件状态升级改变装备的状态的模式是一种全新的方式,装备状态管理如果从以前的基于物理、功能特性对象转变为基于软件能力的模式是当前新的挑战。
2电子装备状态管理现状
状态管理理念起源于西方国家航空行业,主要经历了输入需求与输出产品一致性,产品使用全过程状态管控两个阶段,在航空行业发展完善后状态管控逐渐延伸运用到军事装备领域,在军事领域得到进一步的发展从基于物理、功能性能的状态管控转变为基于能力螺旋循环迭代的全寿命周期的状态管理。
国内航空、航天行业由于国家发展战略的重视、投入的倾斜和资源的保障等原因,在一批批重点型号项目的研制带动下,率先在工业部门开展状态管理,例如航空行业的飞机构型管理,航天行业的技术状态管理,积累了经验,形成了一些标准规范等成果。
电子装备的状态管理主要参照航空、航天行业状态管理方法开展工作,但由于电子装备平台与航空航天平台在载体研制方式、承载装备、电磁环境和使用保障上存在一定差异,故电子装备技术状态管理有其特殊性。电子装备技术状态管理现状如下:
2.1贯彻标准
电子装备状态管理工作总体是贯彻GJB3206A-2010《技术状态管理》,在具体装备贯彻标准剪裁时,主要侧重于装备研制阶段工作项目开展和贯标。
2.2职责分工
在具体实践上,传统的电子装备状态管理由装备研制主管机关、承研/制单位和装备使用单位分段实施执行,装备研制主管机关主要负责装备立项阶段和产品研制方案状态确认和把关,承研/制单位负责研制过程中的各阶段转状态管控,设计定型后装备的状态管理由使用单位负责,这种分段管理的模式能够保证装备全寿命周期的各阶段状态的责任主体明确清晰,适用于串行、开环、单一线性推进的装备状态管理,不支持不同寿命周期和责任主体之间状态复杂迭代更新,调整。
2.3状态管理主要工作内容
①以更改管理代替全面的技术状态管理,全面的技术状态管理应是装备全寿命周期的状态标识、控制、纪实和审核,现阶段电子装备的状态管理主要侧重状态更改管理,特别是基于功能性能的状态更改管理,主要工作围绕更改控制开展,忽视技术状态标识、纪实和审核工作项目,在军工装备研制单位质量体系审查等各项工作中,检查、核实和审定状态管理时,主要抓手都是更改控制,在技术状态项确定的准确性、合理性,状态纪实和审核手段、方法和具体工作开展情况,整体上装备状态控制在项目完整性和全寿命周期覆盖性不够;2011浙江高考语文
②软/硬件状态管理相对脱节,软件状态与装备整体关联衔接松散,电子装备产品有别于纯软件的信息系统软件状态管理,其软件特性属于嵌入式系统,功能实现与硬件组成关系紧密,目前电子装备的软
件按照工程化要求进行研制过程中状态管控,装备硬件部分按照物理状态审查管控,软件状态的审查只能结合最终装备的功能状态审查间接验证,软件和硬件在研制过程状态控制相对脱节,软/
硬件之间状态只能在定型中通过功能状态审查、验证确认,在装备交付使用后软件状态的控制与硬件之间同样也是相对独立管理;
③单个型号装备状态管理按照时间续时直行式管控模式开展,单个型号电子装备在其立项、研制、装备和使用全寿命周期过程中,通常会经历多次状态变更,按时间续时方式只记录最新的状态,状态发生变化的部分采用纪实的方式记录保存,这种模式只记录最近的状态,其余的全状态记录需要进行人工状态拼接恢复,并没有历史完整状态的全纪录,装备状态回滚追溯难度较大。
3美军信息装备采办和状态管理
3.1美军信息装备采办流程
美军信息系统归于国防部指令5000系列法规规定采办流程[1],美国国防采办全寿命周期分为装备解决方案分析、技术开发、工程与制造开发、生产与部署和使用保障5个阶段[2-4],主要的技术审查有:初步技术审查、备选系统审查、系统需求审查、系统功能审查初步技术审查、关键设计审查、试验装备审查、系统验证审查、功能技术状态审计、生产准备审查、物理技术状态审计和服务审查11个审查,
基线包括:产品功能基线、分配基线、初始产品基线和生产基线4条基线,里程碑节点:里程碑A在解决方案与技术开发转阶段时实施,里程碑B在技术开发和工程与制造开发转阶段时实施,里程碑C在工程与制造开发和生产与部署转阶段时实施。
图1为美军信息系统采办流程图[5]。
汽车使命
3.2信息系统项目采办改革与发展趋势
美军装备采办制度经历了多次改革,1996年之前装备采办主要遵循《布鲁克斯法》(the Brooks Act of1965/ Public Law89-306)和相关的国防部8000系列流程,由于上述两个法规规定的采办流程过于繁琐和缓慢,1996年美国国防部,对信息技术和非信息技术采办政策调整行程国防部指令5000系列法规,旨在为所有类型的项目提供一个更加灵活和敏捷的架构,2008年美国政府针对装备采办领域严重的“拖进度、降指标、涨费用”问题颁布了《武器系统采办改革法》,并酝酿对信息系统采办的管理体制与运行程序实施改革[6,7]。
奥巴马政府对武器装备采办法规体系进行了全面审查评估,发现国防部5000系列流程存在以下问题[8]:
①研制周期:5000系列指令流程相对繁琐,大大增加了提供解决方案的时间,尤其是那些可作为商用现货供应(COTS)的解决方案的时间;
②研制经费:增加了文件档案要求和支持团队的规模,增加管理成本;
③技术成熟度:开始系统开发之前技术成熟度评估不充分;在持续多年的设计和开发阶段政府审查与监督不足;作战测试准备和执行不足。
针对以上问题美军提出装备采办程序新的改革思路:
①改变装备开发模式,由“瀑布式”改变为“渐进式”,“瀑布式”模式,即根据既定的程序,按照顺序进行设计、开发与部署,持续采办相应的装备。这种模式强调对采办过程的严格控制与评审,如果偏离规定的顺序就需要制定新的项目基线,导致重新对项目进行从上到下的全面审查,
图1美国国防部5000系列采办流程图
最终导致项目延期。“渐进式”采办模式,将装备项目分为多个批次,而且在批次采办内部,进入型号研制以后,强调进行多次技术更迭,将最新的信息技术应用于装备;②精简装备采办流程,将图1中装备采办5个阶段调整为采办过程分为业务情况分析与开发、体系结构开发和降低风险、开发与演示验证以及使用与保障4个阶段,突出信息技术的特点,将体系结构设计与开发直接纳入采办程序;
③减少里程碑审查节点,原5000系列指令包含A、B
C共3个里程碑节点,只保留三大里程碑节点中的里
建立型号状态需求牵引为主,技术推动为辅;标准指导为前提,文物相符为基础;军方定能力基线,地方理状态基线;强化能力基线描述,简化状态管理路径;全寿命动态覆盖,多状态完整共存。
4.3能力基线管理方案
基于能力基线的状态管理设想在GJB3206A-2010技术状态管理要求基础上,再加强装备全寿命周期需求管理与跟踪(研制阶段的机关主管机关提出的装备能力需求,装备使用与保障阶段使用方的使用需求)基础上,全面规范完善技术状态管理标识、控制、纪实和审核等各项工
图2技术状态变化与对应基线映射关系
图3多批次能力基线研制流程
难题,对产品的技术状态管理提出了新的挑战。通过基于能力基线的设计理念,建立紧跟发展需求的能力基线,最终实现了雷达“一代平台、多代电子”的系列化发展模式和装备全生命周期作战能力不断提高。
针对该型雷达定位,在产品能力基线的基础上,全面梳理产品技术状态并最大限度进行固化,按阶段实现雷达技术状态准确记实,后续更改过程中准确识别和记录受影响对象,实现多状态差异化管理和研制过程技术状态的有效管控,现阶段发展为为“同一系列、三个状态”,在需求研究、周期管控、风
险释放和成本控制等方面都取得了巨大成效。
5.3.1需求快速迭代,能力持续提升此类技术状态变化,
保持。批产和保障阶段应特别重视用户的试用和反馈意见,由专门的部门收集整理后,
改优化。
复杂军工电子装备对风险控制要求严格,
线的管理模式,提前规划能力目录,
输入,能力升级可落实,确保军工装备研制过程完备、晰、一致和可追踪性以及技术状态的可控性,
性能的基础上,大幅缩短研制周期,
参考文献:
[1]李晓松,吕彬,
飞航导弹,2012(10)

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