原标题：美军通用自动检测系统技术“五步走”发展策略取得重大进展——美海军eCASS系统进入批产阶段

  现代战争是是多层次、全方位、全纵深、快节奏的立体战争，众多的高技术装备、复杂的作战方式、日益提升的战斗强度对保障能力提出了更高的需求，对于通常在远离本土区域作战的航母编队来说更是如此。在舰上相对来说还是比较狭小的空间内使用的通用自动测试系统，能够同时满足舰上多种装备电子科技类产品的故障诊断需求，在保障舰载机等航母作战装备的战备完好性方面发挥着及其重要的作用，因而受到以美国为首的西方军事强国的高度重视。

  2017年2月中旬，美海军与洛马公司签署一份价值1.66亿美元的四年期合同，委托洛马公司建造63套电子综合自动化保障系统（eCASS）大批量生产设备，这标志着eCASS系统开始步入批产阶段。eCASS使海军修东西的人可以在舰上/岸上使用该系统对海军多种飞机电子部件进行故障检查与维修，使飞机快速高效地恢复作战状态。eCASS能为750多种航空电子部件以及航母、其他舰船或海滨维修基地的大量电子设备提供保障，从而大幅度减少部署所需测试设备总量，预期每年能节约超过10亿美元，同时将能极大地提高作战飞机的战备完好性。eCASS进入批产标志着美军发展通用自动检测系统技术的“五步走”策略已获得成功实施。

  作为武器装备的重要保障设备，自动检测系统（ATS）经历了从专用型向通用型发展的过程。早期的军用自动检测系统是针对具体武器型号开发的，且不同系统间互不兼容，不具有互操作性，导致专用检测系统数量快速繁殖，维护保障费用高昂，美国仅上世纪80年代用于军用自动检测系统的开支就超过510亿美元。为此，美军自20世纪80年代中期开始研制针对多种武器平台和系统、由可重用公共测试资源组成的通用自动测试系统，形成了5大系列标准测试系统。美国防部（DoD）在ATS系列新产品方面虽然已经取得了一些成效，但仍然面临着ATS领域里存在的传统问题。随着这些系统的老化，过时问题和满足先进电子需求等问题慢慢的变突出。此外，各军种ATS系统间缺乏互操作性，无法适应多兵种联合作战和网络化作战的要求。于是，DoD成立了集中统一的ATS管理机构，并制订了一项“五步走”策略来发展下一代自动测试系统，力图从长远考虑，完全解决ATS出现的问题，使其ATS能够紧跟武器装备体系发展的新需求，永不落伍。

  为了最大限度地减少专用ATS的使用，以减少重复投资和ATS自身的长期保障费用，1994年，美国防部成立了集中统一的ATS执行机构——ATS执行局（ATS EA）（现改称ATS执行理事会），并为ATS的发展制定了四项目标：降低国防部ATS的总拥有费用；通过具有军种互操作性的ATS，为作战部队实现体系化的联合作战提供更大的灵活性；缩小后勤保障规模；提高测试质量。为实现以上描述的目标，国防部ATS执行局制定了一项“五步走”的ATS发展策略，即：①使用国防部指定的标准ATS产品族（图1），包括：海军/海军陆战队航空部分 ——“综合自动保障系统”(CASS)产品族（中继级、基地级）；海军陆战队地面部分——“第三梯队” 检测系统(TETS)（中继级、基地级）和虚拟仪器便携式设备修理/测试仪(VIPER/T)(基层级)；陆军——“综合测试设备系列”(IFTE)（中继级、基地级）；海军、空军——“联合军种电子对抗系统测试设备 ”(JSECST)（基层级）；2007年9月11月DoD ATS管理委员会批准通用基地级自动测试系统（VDATS）作为美空军首套自动测试设备系列，使VDATS成为DoD ATS家族的一名新成员；②为ATS定义一种技术体系架构；③各军种联合开发与引进下一代测试技术（NxTest）；④各军种共同投资NxTest技术的演示验证；⑤各军种将各自原有的ATS现代化。近几年来，美国防部从始至终坚持按此五步策略来发展其通用自动检测系统（IATS），使其紧跟时代步伐，不致过时淘汰。美国防部2015年1月发布的防务采办顶层文件DoDI5000.02最新版规定，国防部外场和大修基地使用的所有自动测试设备（ATE）硬件和软件，都应当使用指定的国防部自动测试系统族，以最好能够降低专用ATE。

  2004年，美国防部和各军种采办执行部门签署了一份“联合协议备忘录”，提出了“在整个国防部范围内实施一项ATS采办和研发（R&D）计划”的ATS政策。DoD授权ATS执行理事会（ATS ED）来落实该计划。

  ED成立了自动检测系统管理委员会（AMB），来协调各军种间的工作。此外，ED和AMB还建立了若干技术综合产品组（IPT）（这中间还包括NxTest IPT）来解决ATS采办和研发环境下的具体问题。在NxTest IPT之下成立了ATS架构工作组（FWG），负责定义ATS开放式技术体系架构以及对框架持续做出评估，并与工业界和标准组织合作开发和演示验证相关的规范和标准，以满足ATS架构要求。

  构建DoD ATS开放式技术体系架构是DoD ATS“五步”策略的核心工作。该架构建立在行业范围内公认的标准和规范基础上。通过在ATS的采办中采用和遵守架构中定义的要素和相应的标准，可以产生美军各军种和联盟伙伴可互操作且能支持其各自特别的条件和策略的通用检测系统。该架构1996年开始制定，并随着测试技术的发展而一直更新。美国防部2015年3月公布的最新ATS架构包括25个关键元素，其中有13个要素及其相关的标准被推荐在适当时纳入到未来所有ATS采办和现代化项目中。

  美陆军、空军、海军和海军陆战队使用的自动测试设备基本上配备于上世纪90年代初，面临现代化改进或更新。基于这种共同的现状，1996年，在美国防部支持下，各军种联合起来，由海军（NAVAIR PMA260）主持，组成NxTest综合产品组（IPT），合作开发供下一代ATS使用的技术，统称NxTest。从1996－2003年，为NxTest计划的技术演示验证阶段，2001-2004年为原理样机设计阶段，2004－2008年，为系统级演示验证（ARGCS）阶段。

  NxTest是基于新兴技术和商用标准的一类新型ATS。它具有下述几个关键特征：其软、硬件建立在商用ATS开放系统体系结构基础上；满足DoD联合技术体系结构（JTA）要求和NxTest IPT新提出的要求；适度地应用已有的测试程序；运用新技术，大幅度减少需要保障的硬件数量（减少70%）；降低过时淘汰风险。新系统将依靠当代具有更高精确度、更方便使用的新技术，采用可互换虚拟仪器结构，以降低系统单位成本，增加作战适应性。

  为了降低NxTest具体实现中的风险，量化新技术的效益，DoD对NxTest新技术进行了系统级演示验证。NxTest第一个系统级演示验证项目是国防部长办公室2004至2008财年期间投资的名为“灵活快速全球作战保障”（ARGCS）的先期概念技术演示验证（ACTD）项目，它不仅对构成NxTest系统网络中心诊断能力的一些新技术进行演示验证，还对DoD ATS架构中的一些要素标准（如CTI and ATML）进行了实际演示验证，助其成熟。

  ARGCS由美国诺斯罗普·格鲁曼公司为主承包商，项目投资是2670万美元。该系统将美海军的CASS、陆军的IFTE、海军陆战队的TETS和电子设备标准检测系统JSECST测试标准统一，开发一种在空军、陆军、海军陆战队和海军间通用的、规模可扩／剪裁的通用测试平台，能够很好的满足检测系统内部各组件间、不同检测系统之间、检测系统与外部环境间信息的共享与无缝交互。验证平台链接的主战装备有F-15战斗机、海军陆战队轻型装甲车、陆军的M-1主战坦克、“阿帕奇”直升机、“帕拉丁”火炮、海军的F/A-18和E-2C飞机等，它的目标是实现不同武器平台检测系统之间的互联、互通、互操作，是实现横向测试集成的典型范例。ARGCS采用了并行模拟测试、可编程串行总线测试、合成仪器、通用测试接口、可变尺寸模块化组装等先进的技术，ARGCS还可支持多种应用软件运行环境，支持ATML语言编程。 图2示出ARGCS ACTD要素。

  ARGCS测试平台演示验证了有史以来规模可扩充性和重构性最好的检测系统体系结构。该平台将支持工厂、大修基地、中继级和基层级的所有测试；支持简单和复杂的系统配置。ARGCS带来的行业领先的灵活性允许美空军、陆军、海军陆战队和海军，甚至北约部队和其他联军在共享相同核心硬件和软件模块的同时，可独立地购买适合自身情况的系统配置，实现前所未有的跨军种的互操作性。

  2007年底，美军制定了ARGCS转化策略、转化计划和时间表，计划按照渐进递增的升级方式在各军种ATS在册项目（POR）和国防部标准ATS系列的原始设备制造商（OEM）的产品中逐步纳入ARGCS能力，使其成为三军通用ATS。

  美军已经或即将投入到正常的使用中的通用ATS典型系统是美空军的自动检测系统LM-STAR、陆军的NGATS和海军的eCASS。其中，eCASS是美军各军种引入ARGCS已验证的新技术和ATS架构标准、落实标准ATS现代化升级的一个成功范例。美海军现役的“综合自动化保障系统”（CASS）是美海军投资12亿美元，从1986年开始委托主承包商洛马公司牵头研制的。作为系统设备的承包商，泰瑞达企业来提供数字测试装置，安捷伦科技公司提供射频测试设备，诺斯罗普·格鲁曼公司提供光电模块。CASS于1991年开始生产，1994年开始服役，设计寿命约为20年。表1为CASS和以前使用的25种专用自动测试设备的对比。

  至今，美海军航空部队已使用了713套CASS工作站测试飞机电子设备。美海军海上系统司令部(NAVSEA)和其他9个国家也在使用CASS。CASS较好地解决了以前自动测试设备存在的问题，并降低了航电系统的拥有费用。CASS测试站的平均故障间隔时间是776小时，可用度是87.9％，远优于传统的自动测试设备，并为。但进入21世纪后，CASS陆续出现了老化、技术能力不够、基础设施耗损等问题，美海军认为CASS已不足以满足测试需求，需要开发新的系统来进行替换。因此，美海军在2002年完成了最后一批CASS的采购工作后，随即启动了CASS现代化改进的论证工作，思路是“使所有的CASS采用相同的体系结构与配置，测试程序集可在所有配置间相互移植，CASS和其他军种系统相互兼容，能方便地嵌入新测试技术，能方便地通过测试站升级去满足特定的被测单元测试需求，且确保升级成本最小”。

  美海军委托洛马公司将CASS升级为eCASS，升级成本为8330万美元。海军计划用下一代eCASS系统代替现有的5种CASS主机系统（混合、射频、高功率、CNI和光电）。eCASS包括基本型、射频型、通信/导航/应答识别型、高功率雷达型、光电型、基地型六种型别，其主体是4机柜核心测试站，见图5。为满足未来武器系统测试需求，eCASS引入了新型测试技术，如相位噪声测量、矢量信号发生器，光纤通道等。eCASS包括CASS原有的ATLAS测试程序环境，并增加了更现代化的LabWindows/CVI测试程序环境。此外，eCASS系统的软件设计预计基于洛马公司LM-STAR的标准测试操作和运行时管理器，使其能够支持F-35飞机的先进航电系统测试。

  ●成本效益分析表明，研制设计常规使用的寿命为30年的eCASS比零散地对CASS测试站分别开展现代化改进可节约20亿美元的费用。

  ●eCASS和CASS拥有相似的底座和相同的工作环境要求，将节省舰船改造费用。

  ●eCSS测试程序集运行要比CASS快，或者和CASS一样快，增加了相同时间内的测试工作量。

  ●eCASS将能再利用CASS高功率和光电模块，再利用CASS设备的电、空气、冷却水接口，后勤保障规模不超过CASS。

  eCASS项目于2010年3月24日进入工程研制，2013年12月16日通过里程碑C审查，洛马丁公司获得1.03亿美元eCASS初始小批量生产合同，要生产36套eCASS和相关的保障设备。现有的CASS测试站被集成到eCASS测试站中，这是eCASS系统实际部署到舰队上的关键一步。2014年9月开始了CASS TPS向eCASS的移植工作，大约有550套TPS被移植。2015年1月，洛马公司向美海军交付第一套生产型eCASS，2017年2月16日，洛马公司宣布获得eCASS批产合同。美海军最终计划建设341套eCASS测试站。

  从美军ATS技术的发展历史能够准确的看出，在20世纪60、70年代，美军各种武器型号独立发展专用的自动测试设备（ATE），造成ATE品种繁多，价格昂贵，而不一样的种类的ATE之间虽具有85-95%的通用测试能力却不具有互操作性，美军多次为类似的重复设计花冤枉钱；到20世纪80年代中期，美军开始发展军种内部通用的ATS产品族，在降低费用和提高军种内部各武器装备ATS之间的通用性方面取得了一定的成效，但由于缺乏开放性，仍然面临着传统的老化过时问题和难以满足先进电子发展需求等问题。此外，各军种ATS系统间缺乏互操作性，无法适应现代多兵种联合作战和网络中心战的要求；于是，到90年代中期以后，美国防部吸取了ATS开发前期各自为政、重复开发、浪费资源的教训，成立了集中统一的管理机构——国防部ATS执行局。执行局可以站在全军统一的高度，以大系统的观念来规划测试技术设备的发展。首先构建ATS开放式体系框架，并把ATS框架纳入武器装备体系，使其成为国防部联合技术体系结构（JTA）的一个子域，ATS框架标准在型号采办中必须强制执行，从而从管理层面上保证测试设备和武器装备并行论证，同步建设，并且在设计阶段便确定武器装备全寿命各阶段的测试和诊断策略，便于武器装备的设计、研制、试验、生产和维护使用各阶段的测试技术和测试设备实现纵向一体化，从而为武器装备的全系统、全寿命管理提供保障条件。

  集中统一的管理体制既可克服“ 多头、分散、分段”管理的弊端，又在各军种原有“ 测试计划”的基础上，充分的利用已取得的成果，取长补短，有效地组织各军种的资源，在更高的层面上启动统一的“下一代测试计划”（NxTest）。美国防部ATS执行局还牵头，并联合IEEE SCC20标准分会、测试仪器厂商组成的VXI联盟、PXI联盟以及测试与诊断联盟等工业组织通过一系列民用标准构建了ATS技术体系框架，并根据应用要求和有关技术的发展不断地加以补充、改进和完善。这样做充分的发挥了军方和工业部门的积极性和各自优势，不但可以有效地降低ATS的费用，而且按照通用化、综合化的要求，促进ATE、TPS及诊断信息的资源共享，实现检测系统互换、互操作的目标。

  张宝珍女士此前已为本号提供1篇专栏文章，即：“”。有兴趣的读者，可点击与之相类似的文章的“篇名”阅读原文。