張寶珍 ¦ 美軍裝備全壽命保障管理工具系列之一:持續保障成熟度

作者導讀:美軍武器裝備保障發展經歷了事後保障(20世紀70年代中期之前)和綜合後勤保障(20世紀70年代中期至90年代中期)階段後,於20世紀90年代後期開始進入全壽命保障(PBL)階段。

全壽命保障,是指在裝備的壽命週期內對裝備保障問題實施的“從搖籃到墳墓”的全壽命綜合產品保障,以經濟有效的方式保證裝備達到最佳的戰備完好性水平。美軍認為這種方法不僅能夠充分保障裝備的戰備狀態,而且是執行經濟可承受性發展戰略必不可少的途徑。這種全壽命保障機制使裝備的要求、採辦和保障實現了一體化。在保障策略上,壽命週期保障首選基於性能的全壽命產品保障模式(即下一代產品保障策略);在保障管理上,提倡全壽命全系統管理下的持續保障,實施全壽命產品保障管理。美軍全壽命保障的演變過程如下圖所示。

张宝珍 ¦ 美军装备全寿命保障管理工具系列之一:持续保障成熟度

美軍裝備保障的演變過程(美國防部圖片)

美軍下一代產品保障,即基於性能的全壽命保障,全稱為基於性能的全壽命週期綜合產品保障,以下簡稱基於性能的保障(PBL)(過去稱基於性能的後勤)。它將保障作為一個經濟上可承受的一體化產品保障包來購買,以優化武器系統的戰備完好性,降低壽命週期費用。產品保障包是指為部署和保持重大武器系統、子系統和部件(即各層次產品)的戰備完好性和作戰能力所要求的一系列產品保障功能。產品保障包提供的是產品保障策略詳細的實施方法。產品保障包的範疇由實現持續保障要求所需的綜合產品保障十二大要素來界定(如下圖)。

张宝珍 ¦ 美军装备全寿命保障管理工具系列之一:持续保障成熟度

產品保障包包含的綜合產品保障要素(作者漢化)

近十年來,美國國防部一直在不斷地改進其武器裝備全壽命產品保障工作,重點放在提高戰備完好性並實現更好的費用控制。2008年,負責後勤與裝備完好性的國防部助理部長(ASD(L&MR))成立了一個由政府、工業界和高校資深代表組成的產品保障評估組(PSAT)推進相關工作開展。經過一年努力,評估組最後提交了一份名為《武器系統採辦改革:產品保障評估》(WSAR-PSA)的研究報告。2009年12月負責採辦、技術與後勤的國防部副部長(USD(AT&L))簽發了WSAR-PSA報告。為貫徹該報告中的建議,2010年以來,負責後勤和裝備完好性(L&MR)的國防部助理部長辦公室完成了研製和實施一種產品保障業務模型(PSBM)的開創性工作,並出版了一系列輔助產品保障經理(PSM)開展綜合產品保障工作的指南,包括:“國防部(DoD)產品保障經理指南”、“DoD產品保障工作案例分析(BCA)指南”、《DoD後勤評估指南》和《綜合產品要素指南》等,這些指南充分吸收了《武器系統採辦改革:產品保障評估》的研究成果和建議,反映了美軍下一代產品保障策略的主要思想。在上述產品保障系列指南中包含了多種全壽命保障管理工具,如產品保障業務模型,持續保障成熟度(SML)、獨立保障評估(ILA)、持續保障四象限圖表、業務案例分析、供應鏈管理、壽命週期持續保障計劃(LCSP)等等,旨在大力推進下一代產品保障策略和全壽命保障管理的有效實施。下面將分四期連續介紹其中的四種主要工具,包括:持續保障成熟度、獨立保障評估、持續保障四象限圖表和業務案例分析(BCA)。這些管理工具可用於監督和評估全壽命產品保障質量、持續保障(保障性)規劃執行情況和有效性,或者協助產品保障經理來選擇確定恰當的產品保障策略。

美軍全壽命保障主要管理工具之一:持續保障成熟度

在美軍武器裝備研製過程中,產品保障包的開發和部署隨著時間而演變,保障包取決於一些變量,如作戰條例、技術變化以及民用和政府維修能力。因此,需要一個統一的指標來衡量實施過程的成熟度。持續保障成熟度(SML)概念被用於記錄項目執行產品保障策略(包括保障性設計和得到的產品保障包)以達到持續保障指標的狀態,提供一種通用的、統一的、可重複的表達產品保障包成熟度的方式。

一、持續保障成熟度的概念、模型及作用

持續保障成熟度等級(SML)概念是用來幫助產品保障經理(PSM)確定保障方案在每個里程碑應該達到的合適的成熟度等級,以及一個項目的產品保障實施工作“及時向作戰人員交付一定能力”的可能程度。持續保障成熟度概念涉及所有的保障方案,從傳統的建制保障到完全由民營界提供的產品保障。掌握實現的成熟度水平將有助於產品保障經理調整項目的產品保障手段以取得最好的保障解決方案。

持續保障成熟度模型共有12個等級,分佈於國防部採辦和持續保障壽命週期的各個主要階段。具體如下表所示。

1 持續保障成熟度說明

持續保障成熟度等級(SML)提供一組統一的產品保障性能度量,有助於在項目評審中對風險的分析

张宝珍 ¦ 美军装备全寿命保障管理工具系列之一:持续保障成熟度

持續保障成熟度是衡量和溝通預期的產品壽命週期保障成熟度的一個通用指標,為風險確定和在國防重大采辦項目評審期間支持國防部長辦公室的管理工作提供了根因分析的基礎。它重點是面向實現全面作戰能力來評估持續保障策略的開發和實施狀態,以及在適用情況下確定實現持續保障關鍵性能參數的相關風險。持續保障成熟度為產品保障經理提供一個基於性能的保障實施狀態的評估方法,並與被保障系統的設計進程兼容。

二、裝備壽命週期各階段的持續保障成熟度

裝備壽命週期各階段的SML如下圖示。

张宝珍 ¦ 美军装备全寿命保障管理工具系列之一:持续保障成熟度

SML與壽命週期關係示意圖(中國航空工業發展研究中心製圖)

1)裝備解決方案分析階段

在該階段,持續保障成熟度等級1~4要求確定作戰人員需求和作戰概念,確保得到所有參與人員的正確理解並一致同意。這通常是產品保障經理的責任,但在任命產品保障經理前可能會有一個不同的主體(如壽命週期保障師)來執行。作為備選方案分析(AoA)的一部分,應對持續保障能力和可能的維修方案進行評價。

這個階段的邊界條件應包括:

——作戰使用方案。開展一次“壽命週期中的一天”使用場景,以便了解如何在作戰環境下保障該系統。

——綜合產品保障要素。

評估綜合產品保障的各要素,為每個要素的實現建立初始基線。

持續保障成熟度等級1~3活動將使用這些邊界條件,而持續保障成熟度等級4的活動重點關注該項目的研製工作如何確認和定義持續保障KPP/KSA並將其定義為該項目綜合系統需求定義中的考慮。

2)技術開發階段

在該階段,持續保障成熟度等級5~6要求分析了初始的系統功能,定義了初始保障性目標和要求,制定了初始可靠性、可用性和維修性(RAM)管理策略並與系統工程過程集成。實現產品保障策略所需的設計功能,包括診斷和預測應該被納入系統性能規範。試驗與評價總計劃指出何時以及如何對持續保障設計特徵和持續保障指標進行驗證。全壽命週期保障計劃應當編寫好並獲得批准,包括供應鏈性能要求、人力、信息技術基礎設施、保障設備計劃、後勤風險和降低計劃、初步保障策略、初步的產品保障安排策略。

產品保障經理在這個階段利用質量衡量是否成功,而質量是以獨立後勤評估(ILA)流程來衡量,該流程用以下邊界條件開發並影響系統及其產品保障包的設計:

——作戰使用方案。擴大上節提到“壽命週期中的一天”使用場景,包括備件水平、機隊規模、操作人員和維護人員培訓、操作位置、人力、信息技術基礎設施、保障設備計劃和作戰節奏。

——影響設計實現保障策略的途徑。維修和後勤保障計劃必須緊密結合設計迭代流程,準確反映設計需求和當前的技術狀態,要使設計符合已經確定的產品保障策略,從作戰效能和壽命週期費用的角度進行優化。

——產品保障要素的壽命週期階段邊界條件。評估每個綜合產品保障要素,建立每個綜合產品保障要素的初始基線,並用於開發和建立初始業務案例分析框架和時間表。

——產品保障經理組織構建以及與項目管理團隊的集成。與項目經理合作確保項目管理辦公室包含一個跨綜合產品保障各要素和跨組織的團隊來幫助管理產品保障,重點是里程碑A決定的要求,然後將這些要求集成到系統工程流程中。

3)工程與製造研製階段

在該階段,持續保障成熟度7~8要求產品保障包主要需求被集成、完成,並反映已批准的系統設計和產品保障策略。用試驗驗證設計符合保障需求,邊界條件是合適的。此外,根據最新的技術狀態和試驗結果預估保障指標。要演示並驗證經批准的產品保障包的功能,包括相關供應鏈和其他後勤保障流程和產品,確保保障方案是適用的並且經濟上可承受。

4)生產及部署階段

在該階段,持續保障成熟度9~10要求產品保障包能夠支持初步的作戰能力。產品保障包部署在維護場站,產品保障能力在作戰環境中得到驗證。通過可用性、可靠性和成本指標衡量性能。試驗發現的所有問題或弱點通過補救計劃加以克服。最後,產品保障組織的評價標準是滿足作戰人員保障所需的裝備可用性、裝備可靠性、所有成本和其他保障性指標的能力。

在此階段,各軍種投資並實現邊界條件對資源的需求。產品保障經理必須執行的關鍵活動是:

——各軍種後續投資。完成必要的工作,如消除場站啟動差距、備件策略的執行、不斷減少的製造源和材料短缺(DMSMS)策略的執行、培訓選項、信息架構成熟計劃以及制定維護、修理和大修(MRO)方案。

——供應商可靠性性能。監督並管理產品保障組織得到所需結果的效能。

5)使用與保障階段

在該階段,持續保障成熟度11~12要求對照標準測量定期維修和產品保障的效果,並採取糾正措施。產品保障包已被細化並基於性能、作戰需求的發展和計劃做出調整,以實現經濟可承受的系統作戰效能。所有保障系統和服務都已交付,基地維修依照壽命週期持續保障計劃執行。

此外,分析結果提供了產品改進、改型和升級的機會,這些變化已經列入計劃。產品保障策略已被細化,通過充分利用針對綜合產品保障各個要素的建制保障和工業部門保障的最佳組合實現作戰人員要求的結果。最後,系統退役和處置計劃已經按照要求實現。

《空天防務觀察》後續將刊發張寶珍女士該系列文章續篇:《美軍裝備全壽命保障管理工具之二:保障評估/獨立保障評估》;《美軍裝備全壽命保障管理工具之三:持續保障四象限圖表》;《美軍裝備全壽命保障管理工具之四:業務案例分析(BCA)》,敬請各位讀者關注。

張寶珍女士已為《空天防務觀察》撰寫6篇專欄文章,如下表:

<table><tbody>

序號

篇名

發表日期

1

“向左移”——美軍改進武器裝備研製試驗與評價的重要策略

2016年9月12日

2

美軍通用自動測試系統技術“五步走”發展策略取得重大進展——美海軍eCASS系統進入批產階段

2017年3月6日

3

基於性能的全壽命保障——武器裝備保障模式的發展方向

2018年4月17日

4

美軍武器裝備“六性”(RMS)數據資源建設分析

12月12日

5

美軍武器裝備試驗與鑑定策略的發展演變

12月20日

6

美軍裝備全壽命保障管理工具系列之一:持續保障成熟度(即本篇)

2019年4月22日

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有興趣的讀者,可點擊相關文章的“篇名”閱讀原文。

(中國航空工業發展研究中心 張寶珍)

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本篇供稿:系統工程研究所

運 營:李沅栩


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