未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS的RMS要求的形成

未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)（FCS）可靠性、維修性和保障性（RMS）要求的形成

摘要：本文介紹了未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)（FCS）關(guān)鍵RMS要求的形成及其在陸軍實(shí)現(xiàn)目標(biāo)部隊(duì)（OF）目的中的重要性。
文章還指出了未來(lái)在項(xiàng)目推進(jìn)到下一步采辦階段時(shí)實(shí)現(xiàn)這些關(guān)鍵FCS RMS要求的途徑。美國(guó)陸軍是世界上最強(qiáng)大的軍隊(duì)。伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)再一次證明了這一事實(shí)。但是這支軍隊(duì)的響應(yīng)能力還不能滿(mǎn)足美國(guó)國(guó)家軍隊(duì)?wèi)?zhàn)略目前和未來(lái)的要求。為解決這一問(wèn)題，美國(guó)軍隊(duì)開(kāi)始了歷史上最為激進(jìn)的轉(zhuǎn)型工作，即所謂的“目的部隊(duì)”（OF），而未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)（FCS）項(xiàng)目是轉(zhuǎn)型工作的主要實(shí)現(xiàn)途徑。FCS項(xiàng)目是一項(xiàng)數(shù)十億美元的工作，目的是建立起比以往更有能力、部署能力更強(qiáng)和更有保障能力的新一代作戰(zhàn)系統(tǒng)。它是OF基本目標(biāo)的主要構(gòu)成因素，OF的基本目標(biāo)是：提高作戰(zhàn)能力和在聯(lián)合多部門(mén)多國(guó)（JIM）環(huán)境中對(duì)這些能力進(jìn)行快速估計(jì)的能力。減少后勤規(guī)模——戰(zhàn)場(chǎng)上的后勤單元——是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵所在。我們?yōu)镕CS項(xiàng)目設(shè)定了非常激進(jìn)的RMS要求，它將降低這些系統(tǒng)的后勤需求，由此而減少后勤規(guī)模（與當(dāng)前作戰(zhàn)系統(tǒng)相比）。本文將重點(diǎn)討論我們是如何制定這些要求的，這些要求又是如何成為FCS關(guān)鍵性能參數(shù)（KPP）的，最后說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這些要求的未來(lái)途徑。

1 FCS要求——如何形成
FCS要求的確定過(guò)程通過(guò)眾多的“學(xué)術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)游戲”或CG TRADOC領(lǐng)導(dǎo)的SWG于2002年夏秋逐漸成熟。這一過(guò)程表明，保障性要求對(duì)于實(shí)現(xiàn)更有響應(yīng)能力的目標(biāo)部隊(duì)非常關(guān)鍵。其中有一個(gè)小組更多地參與支持OF“UAMBL”和HQ TRADOC，確定能維持FCS作戰(zhàn)效能、同時(shí)減少后勤規(guī)模的合理保障性要求。這一方法基本上是重大作戰(zhàn)系統(tǒng)研制的新基礎(chǔ)，而在過(guò)去，保障性總是被當(dāng)作
位于殺傷力和生存性之后的次要考慮因素。
許多保障性要求是根據(jù)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)后勤的深入分析、結(jié)合不受以往做法約束的前提條件而提出的。提出的要求包括使用可用性（Ao）、可靠性、維修性、嵌入式診斷/預(yù)測(cè)診斷、最低工具要求、模塊式部件、燃料效率、機(jī)載水生成、平臺(tái)級(jí)的自動(dòng)材料處理等。所有這些要求都得到了有理有據(jù)分析的支持，雖然企業(yè)和采辦界對(duì)此有質(zhì)疑，但在SWG過(guò)程中得到了確認(rèn)。當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)陸軍要求確定TRADOC CG的GEN Abrams認(rèn)可了大部分的要求，這些要求成了FCS使用要求文件（ORD）的一部分。他還決定，至少一個(gè)FCS關(guān)鍵性能參數(shù)（KPP）——DoD政策規(guī)定的FCS要求中必須完成的一部分——必須應(yīng)對(duì)保障/后勤規(guī)模問(wèn)題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，他提出這一指標(biāo)應(yīng)為使用可靠性。他要求陸軍兵器參謀長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)確定最佳保障性KPP。而后勤人員則感覺(jué)已經(jīng)贏得了重大勝利，獲得了有潛力的FCS保障性KPP，雖然那時(shí)還不清楚這一指標(biāo)的內(nèi)容。
2 產(chǎn)生保障性KPP
根據(jù)GEN Abrams的指示，我們開(kāi)始把可靠性作為KPP來(lái)分析。在過(guò)去，使用可靠性要求幾乎總是得到任務(wù)需要的證明，而不是減少后勤規(guī)模。我們咨詢(xún)了許多RAM專(zhuān)家，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在后勤規(guī)模和使用可靠性之間缺乏一個(gè)有完善定義的關(guān)系，雖然我們同樣清楚，可靠性對(duì)后勤規(guī)模有巨大的影響。實(shí)際上，要用目前的設(shè)備設(shè)計(jì)來(lái)保持和維持高使用可用性，要求有一個(gè)較大的后勤規(guī)
模。高使用可用性目前是靠高維修投入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。縮小后勤規(guī)模的關(guān)鍵是提高固有的系統(tǒng)可靠性和維修性，以更少的資源費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)較高的使用可用性。另外，在整個(gè)過(guò)程中，采辦專(zhuān)家都表示了他們對(duì)不夠靈活的可靠性指標(biāo)的關(guān)注。他們希望有更靈活的要求，從而可盡量減少項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)這一研究，我們對(duì)所有FCS保障性要求在OF目標(biāo)中的作用進(jìn)行了重新評(píng)估。Ao——使用可用性——明顯是評(píng)價(jià)維持平臺(tái)級(jí)使用效能的最佳指標(biāo)。它比可靠性的范圍更寬，因此可給采辦領(lǐng)域帶來(lái)一定的靈活性，可把潛在的投標(biāo)人都包括在內(nèi)。這一量度非常簡(jiǎn)單——一個(gè)平臺(tái)在總時(shí)間上的正常運(yùn)行時(shí)間；在假設(shè)條件下，要建立作戰(zhàn)環(huán)境中的模型也較容易。與FCS Ao有關(guān)的停機(jī)是“任務(wù)中止”（即重大）可靠性故障的結(jié)果，而不是作戰(zhàn)損壞。為每個(gè)FCS變種要求選定的實(shí)際值都以每個(gè)變種的TRADOC支持者所接受的損失為基礎(chǔ)，這種方法稱(chēng)為“N中取K”，即在一個(gè)單元"中國(guó)可靠性網(wǎng) kekaoxing.com"中N個(gè)系統(tǒng)有K個(gè)損失是可接受的。這一方法還需要在建模過(guò)程中考慮作戰(zhàn)損失的影響，以確保裝置可承受造成Ao下降的可靠性損失和預(yù)想行動(dòng)中的作戰(zhàn)損失。在FCS支持者可接受損失的基礎(chǔ)上，最終的結(jié)果是95%~99%的非常激進(jìn)的Ao要求。
Ao要求涉及到了保障性最重要的一個(gè)方面，即維持長(zhǎng)期的作戰(zhàn)能力，但沒(méi)有直接涉及后勤規(guī)模。需要有另一個(gè)量度來(lái)涵蓋我們的政策——在維持長(zhǎng)期作戰(zhàn)能力的同時(shí)縮小后勤規(guī)模。
維修率（MR）是系統(tǒng)維修性的一個(gè)關(guān)鍵量度，是最全面最直接影響后勤規(guī)模的量度。MR定義為維修時(shí)間與使用時(shí)間的比。允許的維修時(shí)間越多，裝置需要的維修人員（包括其設(shè)備）就越
多，因而后勤規(guī)模就隨著MR的上升而大幅度增長(zhǎng)。我們還引入了“維修組長(zhǎng)”的概念，即在維持系統(tǒng)中居首要位置的FCS管理員。對(duì)維修組長(zhǎng)設(shè)定了一個(gè)要求，即實(shí)施所有現(xiàn)場(chǎng)（系統(tǒng)）維修任務(wù)的80%，每天不超過(guò)一小時(shí)。這一要求大大減少了美國(guó)陸軍需要的維修人員數(shù)量，而且只有通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，使維修容易進(jìn)行，盡量減少故障排除工作——這是進(jìn)行修理的主要挑戰(zhàn)——才有可能實(shí)現(xiàn)這一要求。0.05維修人工小時(shí)數(shù)每使用小時(shí)（MMH/OH）是維修組長(zhǎng)每天用一小時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)維修的飽和點(diǎn)。所有附加的工作都必須由專(zhuān)職的維修人員進(jìn)行。根據(jù)這一分析，我們鎖定0.05為FCS MR要求閾值。這一閾值與當(dāng)前的系統(tǒng)相比又是一個(gè)激進(jìn)的要求；最新版的Abrams坦克其MR約為0.85MMH/OH，幾乎是我們要求的20倍。
我們得出結(jié)論，F(xiàn)CS保障性KPP必須是多個(gè)量度的組合，Ao用于確保我們?yōu)榫S持使用效能而設(shè)計(jì)FCS，MR用于確保我們?cè)O(shè)計(jì)的FCS能夠縮小戰(zhàn)場(chǎng)上的后勤規(guī)模。我們還考慮其他兩個(gè)關(guān)鍵的保障性要求——比當(dāng)前作戰(zhàn)系統(tǒng)更少的燃料和機(jī)載水生成。水和燃料是必須向正常輸送的兩類(lèi)體積和重量最大的供應(yīng)品。在任一方面取得進(jìn)展都可減小后勤規(guī)模。（中國(guó)可靠性網(wǎng)）我們對(duì)這兩個(gè)領(lǐng)域都進(jìn)行了技術(shù)評(píng)估，并得到了陸軍實(shí)驗(yàn)室的大力支持。然后根據(jù)技術(shù)成熟度及其對(duì)減小后勤規(guī)模的影響設(shè)立了閾值。對(duì)彈藥也進(jìn)行了考慮，但根據(jù)后勤參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行限制有太大風(fēng)險(xiǎn)。

3 未來(lái)
下一個(gè)重大挑戰(zhàn)是把ORD要求轉(zhuǎn)換到FCS設(shè)計(jì)工作中。為此我們正在對(duì)FCS設(shè)計(jì)工作進(jìn)行合同授予。我們的保障性要求是FCS要求中首要的部分，要根據(jù)費(fèi)用、重量、尺寸和可生產(chǎn)性進(jìn)行設(shè)計(jì)“權(quán)衡”。我們估計(jì)在說(shuō)服FCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員相信能夠?qū)崿F(xiàn)保障性的顯著改進(jìn)方面存在較大的困難。我們也希望能呈現(xiàn)不實(shí)現(xiàn)這一要求所帶來(lái)的后果。為此我們建立了一個(gè)模型來(lái)說(shuō)明這一影響。例如，美國(guó)陸軍前線(xiàn)保障營(yíng)（FSB）維修排，如果FCS實(shí)現(xiàn)其0.05MR的要求，目前估計(jì)是37名士兵。如果FCS MR只實(shí)現(xiàn)了0.10的KPP閾值，維修團(tuán)隊(duì)會(huì)超過(guò)150名士兵。但重要的是要注意0.10MR仍然比其他目前FCS所要代替的系統(tǒng)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
在權(quán)衡過(guò)程中的另一個(gè)重要之處是實(shí)現(xiàn)保障性要求的費(fèi)用。無(wú)疑在SDD階段需要增加投入，但在FCS的壽命周期中會(huì)有加倍的回報(bào)。陸軍裝備系統(tǒng)分析活動(dòng)中心（AMSAA）通過(guò)努力從壽命周期費(fèi)用（LCC）的觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)建立我們的要求與費(fèi)用節(jié)約之間的關(guān)系，研制了分析工具，體現(xiàn)FCS可靠性值與使用和保障費(fèi)用的關(guān)系。這些工具目前估計(jì)在改進(jìn)FCS可靠性方面在研發(fā)中需要增加5000萬(wàn)到1億美元，但在7年的時(shí)間內(nèi)可帶來(lái)100到200億美元的保障費(fèi)用節(jié)約，更不要說(shuō)還有后勤規(guī)模縮小的益處。
未來(lái)的挑戰(zhàn)包括對(duì)設(shè)計(jì)者的教育、進(jìn)行必要的投入，當(dāng)然還包括對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)。這項(xiàng)工作對(duì)于陸軍實(shí)現(xiàn)高度響應(yīng)的目標(biāo)軍隊(duì)這一目的、隨時(shí)準(zhǔn)備滿(mǎn)足國(guó)家未來(lái)防御的需要，其重要性是不言
而喻的。