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摘要：從保障體系建設的角度分析航空裝備測試保障需求，重點從戰備完好水平低、轉場保障規模大和壽命周期保障費用高三個方面進行論述，通過對比外軍做法和我軍實際情況，提出應采用綜合診斷體系架構，總體規劃、逐步推進測試保障體系建設的設想，并從突出一體化系統管理、加強綜合驗證考核、強化數據閉環管理和綜合應用等方面實施對策措施。

關鍵詞：一體化；綜合診斷；測試性設計；機上PHM系統

航空裝備保障體系的建設，國內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模；二是平時戰備完好性高，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，空軍的天然優勢是機動轉場作戰，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模，這樣才能便于部署和轉場機動。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現狀分析

近年來，隨著空軍裝備的發展建設，裝備綜合保障工作取得了顯著成效。但從空軍轉型建設全局的角度看，航空裝備保障仍然面臨如下挑戰：一是戰備完好水平不高，距離實戰化作訓要求有差距；二是空軍從“看家護院”到“走出去”，轉場保障規模大的問題日益凸顯；三是壽命周期保障費用劇增，影響裝備規模結構。1.1戰備完好水平不高。從部隊外場數據看，導致航空裝備不完好的因素主要可歸納為質量可靠性不高、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。由于大量的故障需要通過定檢、特檢式排查發現，現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。備件供應保障難，同樣也受飛機測試性設計影響。根據修理工廠統計數據，軍機航材返廠維修，故障不能復現率過高。而民機電子系統產品，故障不能復現率不到8%。新機航材昂貴，難以大量購置存儲，而無故障返廠周轉，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，在隊飛機總數不高。1.2轉場保障規模大的問題日益凸顯。空軍以快速反應、快速機動著稱。如美軍在發展F-22飛機時，提出了著名的“快速猛禽”作戰概念：一個特遣分隊由1架C17和4架F22組成，24小時內，可以完成全球范圍內部署與機動，做到快速出動、快速抵達、快速攻擊。與外軍相比，我空軍轉場保障規模居高不下，轉場攜行保障物質、保障人機比往往是美軍多倍以上。影響保障規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。如機內自檢測水平低，自然需要大量的保障設備和人員。再如，現役主戰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，就有可能出現裝備買得起、用不起的現象。從長期來看，勢必影響空軍裝備的整個規模結構和建設。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%。根據近年來統計數據，空軍航空裝備保障費用呈指數增長。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、保障規模和保障費用等。在戰時，裝備測試保障則直接影響作戰任務執行能力。我們設定30天高強度出動的作戰方案，以現役裝備水平為基準，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節。目前，機載測試性水平低、地面測試設備缺乏統型，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。美軍及工業界分別針對機內自檢測、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，美國國防工業協會于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，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、降低保障規模。美軍測試保障發展歷程如圖1所示。為此，美軍在F35飛機研制中，規劃了圖2所示的以PHM系統為基石的自主式保障系統。通過發展PHM系統大幅提升保障效能。與F16飛機相比，F35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%，保障規模縮小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劃。美軍的做法我們可以借鑒。但是，由于基礎產品測試性設計水平低，系統集成水平不高，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，抓好系統測試性設計、機上PHM系統研制及技術攻關熟化、配套測試設備規劃與研制、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。測試診斷體系應采用嚴格、標準的信息規范，使診斷相關信息在飛機全壽命周期內、全系統、所有測試診斷過程中得到共享。應統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、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，實現對預期發生的所有故障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、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、測試設備規模，減少測試診斷對人工測試的依賴。

3對策措施

一是要突出一體化系統管理，推進實現機上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，首先要進行管理創新。要構建總師系統牽頭的工作系統和IPT團隊，在綜合診斷目標下，按照系統工程方法，將測試診斷的需求在飛機的各個系統和產品，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、里程碑節點與目標，與飛機系統、產品、測試設備、技術資料等一體化考慮。應確保底層產品設計落實，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展，逐步解決測試設備型號繁雜、規模龐大的問題。重點要加強測試設備頂層規劃、建立一、二線測試設備的型譜；要創新采辦機制，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、飛機機內自檢測水平、PHM系統、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。四是強化數據閉環管理和綜合應用。數據是測試診斷系統研制和考核的核心，必須完善流程、方法手段，使得數據在研制全過程、軍方和地方各家單位間實現共享共用，持續提升裝備系統測試診斷能力。測試診斷數據管理新模式如圖5所示。

作者:苗學問 袁志芳 邢海波 單位:空軍研究院系統工程所