一、保障性工程的基本概念
1.保障性工程的定義
能以較少的保障資源消耗保證裝備隨時執行作戰任務并在作戰過程中持續地發揮其作戰效能，是對現代武器裝備最基本的要求。為了能達到這一要求，裝備系統必須具有良好的保障性。20世紀80年代以來，繼可靠性工程及維修性工程之后，保障性已發展成為一門獨立的學科。這門學科稱為裝備保障性工程系統工程，簡稱為保障性工程。
保障性工程是研究為提高裝備的保障性在研制、生產與使用過程中所進行的各項工程技術和管理活動的一門學科。
裝備系統保障性是在可承受的壽命周期費用約束下，從可靠性、維修性等決定主裝備需保障及易保障的設計特性和保障資源的充足及適用程度這兩個方面描述裝備保障需求和保障能力的一個重要的綜合性設計特性。
因此，保障性工程必須從有關保障性的諸設計特性如可靠性、維修性與各種保障資源的特性、數量及其配置，以及兩者間的協調及配合關系上進行研究。
保障性工程作為一門工程學科，支撐它的理論基礎是系統理論，數學基礎是運籌學、數理統計與概率論等。
保障性工程在國外也有稱為后勤工程，美國后勤學會副會長布蘭恰德（B.S.Blanchard）所著的《后勤工程與管理》就是研究保障性工程的一本較經典的著作。在我國，由于術語“后勤”已有其特定的含義，稱保障性工程能比較準確地反映其研究的范疇，而又不易產生混淆。
2.保障性工程與綜合技術保障的關系
保障性工程和綜合技術保障是屬于兩個范疇的術語，有明顯的差別，但兩者的方法論是一致的，而且在裝備研制與生產過程中又是緊密相聯的，下面簡單地說明兩個術語的差別，與聯系：
（1）屬性上有差異
綜合技術保障是作為一項武器裝備采辦的策略措施而提出的，其本身是一種工程方法。雖然，國內有將綜合技術保障稱為“綜合保障工程”，但是，在國外還未見到有“綜合后勤工程”的提法。保障性工程是作為一個工程學科提出的，所以國外也常有保障性工程之稱。
（2）活動目標與內容上有差異
綜合技術保障在裝備采辦過程中的活動目標是圍繞著如何確保保障系統與其所保障的主裝備同步協調地設計，使部署的裝備能及時地獲得配套的保障資源和建成經濟有效的保障系統，從而以最低的壽命周期費用實現戰備完好性目標。從綜合技術保障要素的結構上也可以看出，其重點是解決保障資源與保障系統的設計問題，當然也要通過設計接口影響主裝備設計，使其與保障系統相匹配，但僅是影響而已。保障性工程在裝備采辦過程中的活動目標既要致力于有關保障性諸設計特性的設計，又要致力于保障系統的設計，對兩者無厚此薄彼之分。
綜合技術保障的活動內容包括管理與技術兩個方面，但側重于管理方面，主要是制定一個動態的綜合技術保障計劃，通過實施該計劃，協調與控制完成兩個方面的工作：一是利用保障性分析影響主裝備保障性設計特性的設計，包括制定保障性要求、進行設計方案、保障方案及使用方案的權衡分析、進行保障性評估等；二是利用保障性分析在裝備研制、生產過程中確定保障資源要求，并按要求與主裝備的研制同步設計、研制、籌措保障資源。其重點的工作內容在后者。
保障性工程活動的內容包括工程技術與管理兩個方面，但側重于工程技術方面，主要的工作內容包括：制定保障性要求；研究與制定保障系統方案；保障性指標要求的分配；進行保障性分析；進行保障性設計，包括主裝備保障性設計特性的設計與保障資源的設計：進行保障性評估，包括保障性試驗與評價。
（3）在裝備的研制與生產過程中兩者緊密相聯 保障性工程在裝備研制與生產過程全部活動的目標是提高裝備的保障性，由于兩者在方法論上是一致的，都是運用系統方法，因此，在研制與生產過程中通過對綜合技術保障計劃的管理與控制來實現保障性工程的目標，其中對保障性設計特性的設計與保障資源的設計的關系是通過設計接口來協調的。保障性分析既屬于保障性工程的工程分析方法，又是支撐綜合技術保障的分析性工具，將兩者緊密地聯系在一起。
3.保障性工程與可靠性、維修性等專業工程的關系
可靠性與維修性分別是主裝備的一種獨立的設計特性。保障性是既取決于諸多主裝備設計特性又取決于各種保障資源特性、數量及配置的裝備系統的一種設計特性。因此，保障性是較可靠性、維修性更為綜合、范圍更廣、層次更高的設計特性。由于可靠性是表征裝備無故障地完成任務的能力，維修性是表征裝備維修的難易程度，因此，它們成為關系到裝備系統保障性優劣的最主要的設計特性，即有關保障性的設計特性。就這個意義上，保障性涵蓋了可靠性與維修性。因此，可靠性與維修性的指標要服從保障性的要求，確定指標時，要從戰備完好性參數指標（如使用可用度）中分配可靠性與維修性指標：在預計指標時，可靠性與維修性的預計結果應滿足使用可用度的指標要求并參與使用可用度的權衡。所以，可靠性與維修性要求是一套協調的保障性要求中的主要組成部分。
可靠性、維修性與保障性在工程學科上分別構成既有聯系又各自獨立的可靠性工程、維修性工程與保障性工程。從三個專業工程的發展歷史來看，當20世紀80年代產生保障性工程時，可靠性工程與維修性工程在20世紀60～70年代就已建立了一套比較成熟、完整的包括工程設計、分析、試驗及管理的理論和工程實踐的方法，并建立了相應配套的軍用標準、規范、手冊與管理規定。因此，保障性工程只是從綜合技術保障和保障性的角度協調與處理保障性工程與可靠性工程、維修性工程等專業工程的接口關系，而不是代替可靠性與維修性工程。就是說，保障性工程所涉及的可靠性工程、維修性工程的任務，仍由它們各自專業工程來完成。保障性工程要協調與處理可靠性工程、維修性工程之間的接口關系的任務，則主要由保障性分析來承擔。從保障性要求出發，通過保障性分析協調可靠性工程、維修性工程的分析、設計與試驗。
二、保障性工程的目標與基本內容
1.保障性工程的目標
保障性工程的目標是在裝備的研制、生產及使用過程中通過各項工程與管理活動提高裝備系統的保障性。
壽命周期費用與戰備完好性是從經濟承受性和使用要求這兩個方面衡量裝備系統的保障性的優劣。由于要求高的戰備完好性水平，一方面，需要投入更多的資金來提高裝備的可靠性、維修性及測試性，使壽命周期費用中的研制費用增大；另一方面，可靠性、維修性與測試性的提高，可以因減少裝備的故障率而減少維修負擔使得壽命周期費用中最大費用單元-使用與保障費用下降，因此，以最低壽命周期費用作為保障性設計的準則。然而，最低的壽命周期費用不一定就能滿足戰備完好性的要求，因此，壽命周期費用還需與戰備完好性進行權衡，以求得壽命周期費用與戰備完好性的最佳平衡。所以，必須在裝備的研制、生產與使用過程中通過一系列的保障性分析、保障性設計、保障性試驗以及管理的活動，才能實現保障性工程的目標。
2.保障性工程的基本內容
保障性工程在裝備的研制、生產與使用過程中處理與保障有關的工程技術工作。這些工作的基本內容如下：
（1）制定保障性要求 保障性要求作為裝備系統戰術技術性能要求的重要組成部分，是設計裝備系統保障性的基本根據（標準）。保障性要求包括定量要求與定性要求，其中保障性定量要求也稱保障性指標要求。在研制的早期，根據裝備的任務范圍與使用要求、部隊現行的保障體制與保障制度、現役裝備的保障缺陷等提出新研裝備的保障性約束，然后在研制過程中，通過保障性分析逐步確定保障性要求，在工程研制之前確定出一套協調的保障性指標要求，作為裝備系統設計、研制、生產與保障性評估的依據。
（2）研究制定保障系統方案 保障系統方案包括保障方案與保障計劃。保障方案（support concept）是保障系統完整的系統級說明。它由滿足功能的保障要求并與設計方案及使用方案相協調的各綜合技術保障要素的方案組成。保障方案是在裝備系統方案設計時與裝備的設計方案和使用方案相應的保障系統的設計方案。因此，它是從總體上描述如何對裝備實施保障以及需要哪些保障要求。保障方案是制定保障計劃的基礎。
保障計劃是比保障方案更為詳細的保障系統的說明。它涉及綜合技術保障每個要素，并使各要素之間相互協調。其內容可涉及硬件的較低約定層次，并應提供比保障方案更具體的維修級別的任務范圍。隨著研制的進展和設計的深入，將保障方案進一步明確與具體化，制定出保障計劃。在裝備研制時，保障計劃用于指導裝備的保障系統的設計、保障資源研制與選取，并為制定綜合技術保障計劃提供依據；在部署使用時，用于指導建立保障系統和裝備的各項使用與維修保障工作，并為建立保障體制與保障制度提供基本依據。該文件說明如何實施保障方案，滿足每個綜合技術保障要素的方式，并涉及所有維修級別和裝備硬件及軟件的各種使用與維修工作。對于大型復雜裝備，保障計劃一般應包括所有綜合技術保障要素的計劃。保障計劃可以是一份單獨的文件，也可以將內容納入到綜合技術保障計劃。
由于維修是各類裝備保障工作的主體，所以維修方案是保障方案的主體部分。因此，對小型的或一般的裝備，可以只需制定維修方案。維修方案（maintenance concept）是對正在研制的裝備進行使用時的維修考慮因素、約束條件與維修保障計劃的概略描述。維修保障計劃是維修方案的進一步明確與細化后形成的一份用于指導裝備維修工作的文件。它比維修方案更加詳細地規定了壽命周期內裝備維修保障須遵循的方法、資源和程序。因此，維修保障計劃是實施維修工作的基本依據，也是保障計劃的主體。
（3）保障性要求的分配 保障性要求的分配是將裝備系統總體的保障性指標按裝備的結構層次分解到各約定層次，成為各部分具體的設計指標。需分配的保障性指標，一般包括戰備完好性（如使用可用度AO）、壽命周期費用、可靠性、維修性及保障系統與保障資源的主要參數指標。根據各部分的設計指標，確定相應的設計準則。
（4）保障性分析 保障性分析作為保障性工程和綜合技術保障的分析工具，貫穿于裝備壽命周期的各個階段，特別是在研制與生產階段是一個反復迭代的過程。保障性分析支持了保障性工程和綜合技術保障的各項工程技術與管理活動，為這些活動提供決策的依據。
（5）保障性設計特性的設計 按照保障性的定義，保障性設計包括主裝備保障性設計特性的設計和保障資源或保障系統的設計。保障性設計特性設計是指前者，包括可靠性設計、維修性設計、測試性設計、人素工程特性設計等。
（6）保障資源的設計與研制 保障資源的設計與研制是保障性設計的組成部分，它主要是通過保障性分析確定保障資源要求和對新的保障資源的設計與研制。一種新研裝備可能有相當一部分保障資源仍是使用現役裝備已有的保障資源。這樣可以縮短研制周期和減少研制費用。新的保障資源是指研制新裝備時需要重新設計與研制的保障資源，如新的測試設備、維修工具、保障設施、訓練器材等。
（7）保障性評估 保障性評估是對裝備系統在其壽命周期內為達到經濟而有效的保障，所必需的各種保障考慮的組合是否滿足規定的定量和定性的保障性指標要求的評價。為了檢驗和驗證保障性工程的各項工程技術與管理活動能否有效地實現提高保障性的目標，在裝備的各研制階段通過不斷地進行保障性試驗、評價與驗證，以及在部署使用后收集使用環境中有關裝備的使用與保障數據或進行必要的保障性補充試驗來評估保障性。
（8）保障性工程的管理 保障性工程的管理是通過各種計劃、組織、監督、控制的措施，保證保障性工程的各項工程技術活動能高效率地實現提高保障性的目標。由于保障性是一種綜合性設計特性，即涉及主裝備諸多有關保障性的設計特性的專業工程學科的合作，又涉及各種保障資源的專業的配合，其管理的任務艱巨而且難度又大，因此，采用綜合技術保障方法來進行保障性工程的管理及技術協調工作。
保障性工程的管理運用工程項目管理（program management）的方法。在裝備的采辦期間，除訂購方和承制方建立相應的綜合技術保障的管理機構外，還要成立綜合技術保障聯合小組，協調雙方的綜合技術保障工作。這些管理組織除有主管部門的領導參加外，還必須有各保障專業的工程技術人員參加。
保障性工程管理實施計劃管理。管理保障性工程的計劃是綜合技術保障計劃和綜合保障計劃。它們分別由訂購方和承制方編制，是綜合技術保障工作的指導性文件。
三、壽命周期各階段保障性工程的任務
1.裝備的研制程序、壽命周期與采辦周期
（1）裝備研制程序
我國現行的武器裝備的研制程序劃分為論證、方案、工程研制、設計定型與生產定型五個階段。各研制階段的工作任務如下。
①論證階段 該階段的主要工作是進行戰術技術指標、總體技術方案的論證及研制經費、保障條件、研制周期的預測，形成《武器系統研制總要求》。該階段由使用部門（訂購方）組織實施。
②方案階段
該階段的主要工作是根據批準的《武器系統研制總要求》進行武器系統研制方案的論證、驗證，形成《研制任務書》。方案論證與驗證工作由研制主管部門或研制單位組織實施。在該階段要進行系統方案設計、關鍵技術攻關和新部件、分系統的試制與試驗，根據裝備的特點和需要進行模型樣機或原理性樣機研制與試驗。
③工程研制階段
該階段的主要工作是根據批準的《研制任務書》進行武器裝備的設計、試制、試驗工作。研制單位負責武器裝備的設計、試制及科研試驗。除某些大型武器裝備如飛機、艦船外，一般要進行初樣機和正樣機的兩輪研制。
④設計定型階段
該階段的主要工作是對武器裝備性能進行全面考核，以確認其達到《研制任務書》和研制合同的要求。設計定型工作由相應的定型機構組織實施。設計定型試驗要在國家試驗場上進行。除試驗場試驗外，還可根據武器裝備的特點和需要進行部隊適應性試驗。
⑤生產定型階段
該階段的主要工作是對產品批量生產條件進行全面考核，以確認其符合批量生產的標準，穩定質量、提高可靠性。生產定型工作由相應的定型機構組織實施。
（2）裝備的壽命周期
裝備壽命周期定義為：“裝備從論證開始到退役為止所經歷的全部時期。壽命周期一般分為論證、方案、工程研制與定型、生產、使用及退役六個階段。”裝備壽命周期涵義，并不只是包含裝備出產后，經歷使用到報廢過程，還要包含整個設計與研制的過程。正是由于裝備壽命周期的設計與研制聯系在一起，因此，上述定義中壽命周期的劃分是將我國武器裝備研制程序中的設計定型、生產定型與工程研制階段合并，再向后延伸，加上生產、使用及退役階段。還有的壽命周期劃分，在論證階段前加上立項階段，主要工作是進行立項論證，通過需求與可行性分析確定是否進行新裝備的研制。
目前國際上流行的裝備或設備（含民用設備）的壽命周期劃分是，預先規劃與概念設計（advance planning and conceptual design）、初步系統設計（preliminary system design）、詳細設計與研制（detail design and development）、生產與（或）建造（production and/or construction）、使用與保障（operation and support）、淘汰（retirement）。也有的在預先規劃與方案設計前再加一個確定需求（identification of need）階段，它與立項階段對應。這種國際通用的裝備壽命周期與上述壽命周期階段的大致的對應關系見圖1。
圖1 三種壽命周期階段大致對應關系
（3）武器系統采辦壽命周期
美國及西方國家將“為滿足預期用于軍事任務或者保障軍事任務的國防部需求所進行的武器系統和其它的系統、供應品、裝置（包括建筑物）的方案構想、立項、設計、研制、試驗、簽訂合同、生產、部署和后勤保障的工作”稱為采辦（acquisition）。采辦武器系統與我國通常所說的武器裝備的研制、生產與訂購的概念相似。近年來，我國也已在正式文件中使用“采辦”一詞。
美國國防部定義的采辦壽命周期共分5個階段，每一個階段以里程碑決策點為起點，依次為：方案探索與定義（concept exploration/definition）、方案驗證與確認（concept demonstration/validation）、全面研制（full-scale development）、全額生產與部署（full rate production and deployment）、使用保障（operation support）。1996年美國國防部重新定義采辦壽命周期的4個階段為：方案探索、項目定義及降低風險（program definition&risk reduction）、工程與制造研制（engineering&manufacturing development）、生產與部署及使用保障（production，fielding/deployment，&operational support）。比較新、老的采辦壽命周期，其主要差別是工程與制造研制較原全面研制增加了初始小批量生產的內容，還有將原來的生產與部署階段和使用保障階段合并為一個階段。采辦壽命周期階段與我國裝備壽命周期階段的大致對應關系見圖1。在我國，目前論證階段所做的工作比起方案探索階段的工作在備選方案的評價與權衡分析方面要少。
2.裝備壽命周期各階段保障性工程的工作
裝備系統壽命周期過程的工作如圖2所示。
圖2 裝備系統壽命周期過程的工作
根據綜合設計方法，主裝備與保障系統同步研制，圖中主要是分兩路表示了研制過程。保障性分析作為分析工具，在整個壽命周期中對主裝備與保障系統的設計、研制、生產及使用保障起到了協調作用。
（1）論證階段的保障性工程的工作 該階段要根據裝備的任務需求，進行任務要求分析與可行性分析和戰術技術指標論證，確定使用要求、保障性約束、初定的保障性要求，以及提出初步的總體技術方案。初定的保障性要求，包括初定的保障性定量指標要求與定性要求。保障性定量指標，包括：戰備完好性參數、戰斗準備時間參數、壽命周期費用參數、有關保障性設計特性（可靠性、維修性等）參數以及保障系統與保障資源參數的指標。初步的總體技術方案，包括：初始的使用方案、設計方案與保障方案。
為確定初定的保障性要求和初步的總體技術方案要進行系統級的保障性分析，此外還要進行戰術技術指標審查、初步總體技術方案審查和制定初始的綜合技術保障計劃、初步的系統規范。
（2）方案階段的保障性工程的工作 該階段主要是裝備功能分析與保障性指標分配、系統優化、系統綜合以及模型樣機與原理性樣機的研制。通過功能分析，確定使用功能與分功能、維修功能與分功能，以及對使用可用度、可靠性、維修性、費用及主要的保障系統與保障資源的參數指標進行分配和確定設計準則。通過對總體技術方案中的備選使用方案、設計方案與保障方案進行評價與權衡分析，優化系統方案，確定最佳的使用方案、設計方案與保障方案，以及最后確定保障性指標。通過系統綜合確定主裝備各部分的初步設計以及初步確定配套的保障資源要求，主要是新研裝備特殊的（新的與關鍵的）保障資源要求和制定初始保障計劃。據此，進行模型樣機與原理性樣機的研制及樣機的試驗（包含保障性試驗）。
該階段的保障性分析主要是進行確定功能要求、備選方案的評價與權衡分析以及初步確定保障資源要求。此外，還要進行系統設計審查（評審），制定正式的綜合技術保障計劃與綜合保障計劃，制定研制任務書及正式的系統規劃與研制規范。
（3）工程研制與定型階段的保障性工程的工作 該階段主要是進行主裝備與保障系統的詳細設計與研制、裝備系統的設計定型、小批量試生產和生產定型。
主裝備的詳細設計與研制，要詳細設計主裝備的硬件與軟件，研制出初樣機與正式樣機。保障系統的詳細設計與研制，要詳細確定各保障要素和保障資源要求，研制、籌措與采購保障資源，以及修訂保障計劃，進行分系統與設備級的設計審查，對研制的初樣機進行研制試驗與評價、使用試驗與評價，其中包含保障性試驗與評價。
設計定型，要對正式樣機進行定型試驗與評價（包含保障性試驗與評價）和進行部隊適應性試驗，評定裝備是否符合定型的指標要求（含保障性）和作出的定型結論并確定裝備的定型技術狀態，對發現的問題提出糾正措施。
通過小批量試生產，制定材料規范、工藝規范，評價生產性，進行生產定型并作出定型結論。
該階段的保障性分析主要是繼續進行詳細確定保障資源（包括早期現場分析）的分析和根據保障性分析記錄制定綜合技術保障文件及修訂保障計劃，此外，還要修訂綜合技術保障計劃（包括制定部署保障計劃）和綜合保障計劃。
（4）生產與部署階段的保障性工程的工作 該階段主要是進行裝備的批量生產，經批量生產修訂材料規范與工藝規范：保障資源的生產、采購與供應；按部署保障計劃部署裝備與分發供應保障資源，建立與編配保障機構，以及對部署的裝備進行初始供應；進行必要的保障性分析如停產后保障分析，繼續進行保障性試驗與評價，收集使用與保障數據，評價是否形成初始作戰能力，對發現的保障性問題提出糾正措施；修訂綜合技術保障計劃（含停產后保障計劃）與綜合保障計劃等。
（5）使用階段的保障性工程的工作 該階段主要是按制定的保障計劃與保障制度對裝備進行使用與維修；保障資源的再生產、再采購與進行后續供應；收集使用與保障數據，修訂與補充保障性分析記錄數據庫，對發現的問題采取糾正措施：必要時對裝備進行技術修改與改進。
（6）退役階段的保障性工程的工作 該階段主要是裝備與保障資源的退役處理；收集使用與保障數據存入保障性分析記錄數據庫并歸檔。
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