陸軍裝備器材云保障模式探析

帆

（1.陸軍裝甲兵學(xué)院，北京 100072；2.北部戰(zhàn)區(qū)陸軍，山東 濟南 250000）

1 引言

目前，陸軍裝備器材保障建設(shè)還存在很多不足，主要表現(xiàn)為集中管控統(tǒng)合乏力，效益提升、能力轉(zhuǎn)化受到局限；功能用途簡單重疊，各自為戰(zhàn)、重復(fù)建設(shè)問題突出；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，條塊整合、系統(tǒng)融合困難重重；數(shù)據(jù)挖掘相對薄弱，深度整合、智能運用不夠深入。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，陸軍應(yīng)著眼智能化保障的建設(shè)發(fā)展，充分發(fā)揮軍民融合的優(yōu)勢，利用云計算架構(gòu)靈活、高效、可靠、智能等特點，輔以大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等信息集成、分析、處理技術(shù)，創(chuàng)新保障模式，優(yōu)化保障機制，滿足轉(zhuǎn)型需求，為促進新型陸軍的全面建設(shè)提供物質(zhì)保障和機制支撐。

2 云計算架構(gòu)

云計算的目標(biāo)是“像用電一樣地使用信息”，從提出概念到各行業(yè)大范圍實踐，僅用了十余年的時間。究其迅猛發(fā)展的原因，集中體現(xiàn)在云計算透明、高效、靈活、經(jīng)濟等優(yōu)勢。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，它的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶提供按需服務(wù)[1]。主要功能是能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件資源的虛擬化封裝共享、海量數(shù)據(jù)的存儲管理、復(fù)雜操作的并行運算、大數(shù)據(jù)的分布式運算、資源調(diào)度和負(fù)載均衡、安全訪問機制等。用戶通過電腦、筆記本、手持終端等移動終端接入云平臺，按需獲得IT資源。

如圖1所示，典型的云計算架構(gòu)由下至上分為3個層次[2]：基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS）、平臺服務(wù)層（PaaS）和軟件服務(wù)層（SaaS）。IaaS是利用虛擬化技術(shù)對底層軟硬件資源進行有效的協(xié)同和管理，可提供理論上無限的計算能力和存儲能力；PaaS是具有通用性和可復(fù)用性軟件資源的集合，將軟件平臺作為服務(wù)提供給用戶，通過統(tǒng)一的接口為用戶提供開發(fā)、運行、監(jiān)控和管理軟件的環(huán)境。SaaS是應(yīng)用軟件的集合，通過提供訪問標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的訪問接口經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交付給用戶。這些服務(wù)既可以獨立運行，又可以互相組合滿足不同用戶的需求，其優(yōu)點突出表現(xiàn)為用更少的時間成本和經(jīng)濟成本獲得更多的資源和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

圖1 典型的云計算架構(gòu)

3 器材云平臺技術(shù)架構(gòu)

3.1 技術(shù)架構(gòu)

器材云平臺的技術(shù)架構(gòu)分為“三橫三縱”，如圖2所示，“三橫”即基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層、數(shù)據(jù)資源服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層，“三縱”即標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運維管理和信息安全三大體系。

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層通過引入云操作系統(tǒng)，將底層分散、獨立的資源統(tǒng)一虛擬化為規(guī)格更大的邏輯資源池，并對外抽象為標(biāo)準(zhǔn)化、面向租戶的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，租戶可以按需定制資源服務(wù)。值得關(guān)注的是，底層資源除了常規(guī)的數(shù)據(jù)中心計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源外，還包含借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用射頻識別、傳感器采集、總線數(shù)據(jù)獲取等智能感知手段，實時記錄裝備技術(shù)狀況、裝備運行參數(shù)、管理保障活動等各種數(shù)據(jù)，通過自動讀取和無線安全信息傳輸?shù)燃夹g(shù)實現(xiàn)高效匯聚，將數(shù)據(jù)自動傳輸存儲到“云”端。針對傳統(tǒng)保障中普遍存在的采集記錄自動化程度不高、信息類型覆蓋不全等突出問題，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層能夠在硬件上和技術(shù)上提供解決方案，不但從根本上解決信息孤島問題，還能提高裝備設(shè)備各環(huán)節(jié)中技術(shù)狀態(tài)和保障信息的自感知能力，為精確按需保障和戰(zhàn)時保障決策提供準(zhǔn)確、全面、有效、及時的原始數(shù)據(jù)積累。

圖2 器材云平臺技術(shù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)資源服務(wù)層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。通過引入大數(shù)據(jù)引擎，將結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)的裝備信息進行統(tǒng)一匯總、匯聚存儲和有效處理，實現(xiàn)深度的數(shù)據(jù)資源整合；借鑒數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，針對器材保障各環(huán)節(jié)的特點和需求，進一步從裝備信息中迭代訓(xùn)練出有價值的數(shù)據(jù)信息，為大數(shù)據(jù)決策代替經(jīng)驗決策提供信息支撐，有利于開展基于數(shù)據(jù)的裝備保障決策、器材保障規(guī)律分析等數(shù)據(jù)挖掘研究工作，為成建制、成體系實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的器材精準(zhǔn)管理提供技術(shù)保障。

應(yīng)用服務(wù)層分為開發(fā)基礎(chǔ)環(huán)境和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)。開發(fā)基礎(chǔ)環(huán)境主要為業(yè)務(wù)中間件提供集成開發(fā)環(huán)境、開發(fā)庫以及運營平臺，支持在線、離線工具的快速開發(fā)，加快開發(fā)周期和效率，實現(xiàn)開發(fā)、測試、部署和運營一體化，避免傳統(tǒng)中間件開發(fā)過程中的成本和架構(gòu)方面的瓶頸問題，極大降低時間成本和經(jīng)濟成本?；A(chǔ)應(yīng)用服務(wù)主要包括基于云計算的機關(guān)綜合辦公系統(tǒng)和基層單位信息系統(tǒng)，提供裝備狀態(tài)監(jiān)控及更新、裝備信息管理、裝備態(tài)勢呈現(xiàn)等基礎(chǔ)應(yīng)用，同時為器材籌措管理、器材存儲管理、器材供應(yīng)管理提供信息管理服務(wù)等，為首長機關(guān)急需業(yè)務(wù)工作和基層單位日常工作提供信息化手段保障。

運維管理體系基于云計算結(jié)構(gòu)中應(yīng)用集群部署特點，結(jié)合數(shù)據(jù)庫同步、文件同步、負(fù)載均衡等技術(shù)，針對核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)跨中心部署，同時實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)、容災(zāi)備份和運維管理等功能。信息安全體系將自主可控和云計算等應(yīng)用模式相結(jié)合，建立基礎(chǔ)設(shè)施安全、信息服務(wù)安全、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用系統(tǒng)安全等多級安全保障體系。同時建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)基礎(chǔ)建設(shè)、數(shù)據(jù)集成、應(yīng)用管理、安全管控、運維管理等五個方面的管理，為云平臺的規(guī)劃建設(shè)提供保障和指導(dǎo)。

由此可見，器材云平臺能夠為器材保障工作全過程、全體系提供按需調(diào)度、自動伸縮、快速創(chuàng)建、安全可靠的云計算平臺，可隨時、隨地、隨需為裝備研發(fā)、裝備管理、器材保障和應(yīng)急任務(wù)等應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)來源和基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

3.2 器材云平臺保障優(yōu)勢

在現(xiàn)行的裝備器材保障系統(tǒng)中，存在各級部隊地理分散、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)集中，軟件部署和維護成本很高，且失泄密風(fēng)險大等問題。器材云平臺破除傳統(tǒng)逐級保障模式弊端，實現(xiàn)面向需求的主動式管理保障。借鑒云計算技術(shù)，將未來裝備保障領(lǐng)域新開發(fā)的應(yīng)用軟件以服務(wù)的形式部署在云平臺上。各總部、戰(zhàn)區(qū)、集團軍、師旅等各級用戶作為云端服務(wù)的使用者，可以通過計算機、PDA等終端設(shè)備通過軍用網(wǎng)絡(luò)連接云服務(wù)平臺注冊中心查詢自己所需要的服務(wù)，真正實現(xiàn)按需使用和快速部署，不僅降低了維護費用而且極大地提高了部署效率，且能實現(xiàn)無論何時、何地都能登錄平臺進行業(yè)務(wù)處理，可滿足多角色用戶的業(yè)務(wù)需求。器材云保障的優(yōu)勢具體表現(xiàn)為：

（1）信息采集直達末端。器材云平臺屬于私有云架構(gòu)，即允許范圍內(nèi)的開放平臺。IaaS利用云計算的核心技術(shù)—虛擬化技術(shù)對裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、動用記錄、出入庫信息等進行收集、整理、匯總、備份，使得裝備信息全面、準(zhǔn)確、統(tǒng)一地呈現(xiàn)給用戶，用戶不需要關(guān)心數(shù)據(jù)在哪里，只需要關(guān)注數(shù)據(jù)怎么用，根本上解決了數(shù)據(jù)孤島、牛鞭效應(yīng)等問題。

（2）應(yīng)用終端實現(xiàn)“瘦身”。云平臺同時將CPU、存儲器、服務(wù)器等硬件設(shè)備和專業(yè)應(yīng)用軟件進行組合封裝，為客戶提供傳統(tǒng)終端的所有功能?！笆萁K端”優(yōu)點有二：一是便捷，對于各級單位，大到總部級首長機關(guān)小到單兵作戰(zhàn)單元，僅使用便攜的移動終端就可以泛在接入獲取所需的資源和服務(wù)，例如，裝備維修過程中遠(yuǎn)程調(diào)閱技術(shù)手冊，應(yīng)急救援中遠(yuǎn)程確定器材方位等，直接實現(xiàn)裝備保障能力的提能增效；二是成本低，各級單位僅僅需要管理便攜終端設(shè)備，不必再關(guān)心常規(guī)終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級維護，大大降低了經(jīng)濟、人力成本。

（3）保障協(xié)同全面自主。云平臺的泛在接入允許地方力量的快速加入，允許多軍種的協(xié)同保障，為器材籌措、設(shè)備運輸、精確打擊等環(huán)節(jié)的默契配合提供了物質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)，在特定任務(wù)尤其是應(yīng)急和戰(zhàn)時保障過程中，為更深層次的軍民融合、多軍種的立體精確保障提供了軟硬件基礎(chǔ)。

（4）輔助決策科學(xué)智能。云平臺下，裝備數(shù)據(jù)大而全，及時有效的溝通方式為數(shù)據(jù)挖掘提供了良好素材，通過引入成熟的人工智能技術(shù)，在情報分析、遠(yuǎn)程指揮、設(shè)備維修、器材調(diào)度等方面加以利用，能夠為首長機關(guān)提供及時有效的價值情報，并作出迅速反應(yīng)。

4 裝備器材云保障模式

裝備器材云保障模式基于器材云平臺建立，借助廣而全的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和物聯(lián)網(wǎng)智能終端等設(shè)備，將總部機關(guān)管理部門、各類裝備服務(wù)廠家、各級部隊、第三方物流服務(wù)商等均聯(lián)入器材云平臺，依托云平臺中的大數(shù)據(jù)引擎實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理和互通，構(gòu)建總部和戰(zhàn)區(qū)兩級倉庫，同時建立總部、戰(zhàn)區(qū)和基層三級管理機構(gòu)，借助云平臺應(yīng)用服務(wù)層提供的器材籌措、存儲和供應(yīng)相關(guān)的信息管理服務(wù)，實現(xiàn)全域范圍內(nèi)的聯(lián)合器材保障。器材保障過程主要分為器材籌措體系、器材儲備體系、器材供應(yīng)體系。

4.1 經(jīng)濟可靠的籌措體系

器材籌措是器材保障工作的起點，是保障各級單位所需器材的重要前提。云保障模式中，器材籌措一般分為籌措決策、供需進貨兩個階段。

籌措決策階段，一改過去一年一度、層層上報、簡易統(tǒng)計、人工送達的方式，各需求單位只需聯(lián)入云平臺中的數(shù)據(jù)采報，即可實時直接向戰(zhàn)區(qū)管理部門上報申領(lǐng)需求，可以有效解決專業(yè)壁壘、任務(wù)重疊、牛鞭效應(yīng)等問題，戰(zhàn)區(qū)管理部門綜合利用往年申請數(shù)據(jù)和各單位上報需求，結(jié)合本級當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)外相關(guān)裝備信息（主要涉及裝備實力及技術(shù)狀況、經(jīng)費指標(biāo)、各單位庫存情況、供應(yīng)情況以及市場行情等）和下一階段保障任務(wù)，借助模擬仿真和智能化算法等技術(shù)，形成合理有據(jù)的戰(zhàn)區(qū)級器材需求計劃并通過云平臺匯總到總部管理部門，總部管理部門一方面可以根據(jù)訪問權(quán)限實時掌握各戰(zhàn)區(qū)及基層單位實際需求，也可以站在全局高度整理分析器材需求，獲得更多有價值的數(shù)據(jù)關(guān)系，支持籌措決策。

供需進貨階段，根據(jù)“簡政放權(quán)、利于保障”的原則，結(jié)合內(nèi)部統(tǒng)籌、市場采購、加工改制等多種途徑，合理分解總部、戰(zhàn)區(qū)及基層單位的統(tǒng)籌分工，制定出合理高效的統(tǒng)籌計劃；軍隊內(nèi)外多廠家通過聯(lián)入云平臺，其產(chǎn)品特點、性能參數(shù)、價格服務(wù)等信息實時呈現(xiàn)，結(jié)合拓寬的籌措渠道，各級可以制定出個性透明、有據(jù)可查的訂購合同，提高經(jīng)費利用率；充分利用在籌器材狀態(tài)跟蹤手段、智能傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)條件等先進技術(shù)，對合同的后續(xù)執(zhí)行情況進行實時更新、跟進調(diào)整、信息備份等監(jiān)督落實工作。

4.2 合理集約的儲備體系

器材儲備是器材流轉(zhuǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，是器材在流通領(lǐng)域中形成的暫時停留，其基本職能是彌合器材供需之間在空間上和時間上的不一致，以保證器材供應(yīng)的不間斷。云保障模式下儲備體系的研究重點是儲備結(jié)構(gòu)的確定，儲備布局的優(yōu)化以及庫存量的合理控制。

儲備結(jié)構(gòu)方面，除了遵循已經(jīng)確定的規(guī)律和方法外，利用云平臺實時便捷和全局信息廣而全的優(yōu)勢，結(jié)合各相關(guān)專業(yè)人員制定的結(jié)構(gòu)方案，引入大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和智能算法，對歷年裝備數(shù)據(jù)進行匯總整理分析，訓(xùn)練合理數(shù)據(jù)集，尋求儲備結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，挖掘潛在的器材品種比例關(guān)系，為制定出更加合理的儲備結(jié)構(gòu)方案提供數(shù)據(jù)信息，用數(shù)據(jù)觀點提高儲備結(jié)構(gòu)方案的合理性和有效性。

儲備布局方面，建立1個總部級保障中心，對器材云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)具有絕對管理權(quán)限，實時掌握全局各級單位的器材需求、儲備、分布及消耗情況。打破戰(zhàn)區(qū)和專業(yè)限制，綜合考慮各需求點的作戰(zhàn)方向、任務(wù)特點、編制規(guī)模及現(xiàn)有倉庫分布等因素，在全域范圍內(nèi)調(diào)整劃分為若干個保障區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)建立一個區(qū)域級保障基地，通過綜合分析區(qū)域內(nèi)的交通路線分布、需求點的位置布局以及供應(yīng)優(yōu)先級等情況，確定每個區(qū)域保障基地的位置。建立總部-區(qū)域一體化聯(lián)合庫存模式，在全域范圍內(nèi)統(tǒng)籌各戰(zhàn)區(qū)、各專業(yè)器材供應(yīng)關(guān)系，達到縮短供求方的時間距離和空間距離，提高保障響應(yīng)效率的目的。

庫存量控制方面，依靠云平臺定期籌措，及時跟進的統(tǒng)籌方案，綜合分析歷年器材消耗規(guī)律、近期任務(wù)需求等情況，借助強大的第三方物流力量，可以優(yōu)化裝備器材儲備規(guī)模，大大降低戰(zhàn)備器材的儲備定額，甚至實現(xiàn)周轉(zhuǎn)器材儲備的零庫存，極大降低庫存經(jīng)費。同時依靠采集終端的掃描識別功能和可視化手段，實時采集上報出入庫和消耗情況，實現(xiàn)對庫存的分布消耗情況的全局掌握、實時更新和可視化呈現(xiàn)。

4.3 及時高效的供應(yīng)體系

器材供應(yīng)是實現(xiàn)器材保障單位向需求點提供器材保障的過程。云保障模式中，器材供應(yīng)的重點是供應(yīng)方案的改進和配送能力的提高。

云保障模式采用面對需求點的供應(yīng)方案。其供應(yīng)策略是需求點在云平臺上向?qū)?yīng)的區(qū)域保障基地發(fā)出器材申請，該基地檢查本級庫存是否滿足需求，如果滿足則直接供應(yīng)。如果不能滿足，區(qū)域保障基地在云平臺上向其他區(qū)域保障基地發(fā)出聯(lián)合保障需求，其他區(qū)域保障基地根據(jù)自身情況決定是否響應(yīng)需求，如果響應(yīng)需求，那么將基地間的聯(lián)合保障方案上報總部級保障中心，總部級保障中心批準(zhǔn)備案后，即可執(zhí)行該方案。如果基地間的聯(lián)合保障未響應(yīng)，則由總部級保障中心在云平臺上發(fā)出工廠級保障需求，聯(lián)入云平臺的工廠得到保障需求后進行響應(yīng)，云平臺為總部級保障中心提供最佳供應(yīng)方案并監(jiān)督落實。面向需求點的供應(yīng)方案以需求點為核心，利用云平臺強大的信息共享能力和數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)跨域保障，總部級保障中心負(fù)責(zé)審核備案，避免層層審批的繁瑣工作，極大提高了器材供應(yīng)的響應(yīng)速度。

與靈活的供應(yīng)方案相對應(yīng)的是快速、高效的配送能力?？偛考壉Ｕ现行募訌娭鲃优渌湍芰?，依靠云平臺數(shù)據(jù)所制定的定期供應(yīng)方案，總部級保障中心對區(qū)域配送基地采取“短周期、多品種”的供應(yīng)方式，并對各區(qū)域的出入庫和消耗情況實時更新，基本上滿足各區(qū)域內(nèi)部的正常需求。依靠云平臺便捷、安全的信息共享能力，供應(yīng)方案可以在總部級保障中心和區(qū)域保障基地范圍內(nèi)共享，便于聯(lián)合配送，提高配送效率。依靠配套的末端感知定位手段，實現(xiàn)裝備器材信息的全程自動采集，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，加強對配送過程的全程動態(tài)調(diào)控。

5 結(jié)束語

掌握新時期陸軍裝備器材保障的實際需求，結(jié)合裝備器材保障的特點，利用云計算的彈性服務(wù)、低成本等優(yōu)勢，構(gòu)建基于云架構(gòu)的陸軍裝備器材云保障模式，對于改進陸軍裝備器材保障的運行機制，研究器材管理決策優(yōu)化，促進陸軍裝備器材保障能力的全面提升具有重要意義。