基于數(shù)字化的戰(zhàn)場(chǎng)搶修關(guān)鍵技術(shù)研究

李旭東 兆爾波 劉震磊 崔瑞軒 段長(zhǎng)超

摘? 要：戰(zhàn)場(chǎng)搶修是指在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)中損壞的武器或系統(tǒng)迅速修理，使其恢復(fù)戰(zhàn)斗能力的過程。而戰(zhàn)損評(píng)估是進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)搶修決策和資源配置優(yōu)化的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科技及軍事科學(xué)的發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)搶修技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用越來(lái)越突出，對(duì)武器裝備進(jìn)行維修保障成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)能否取得勝利的重要因素之一。傳統(tǒng)的維修方式和檢測(cè)方法受各方面因素影響導(dǎo)致維修速度較慢，數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)搶修方式將會(huì)給戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)新的變化，有效提高部隊(duì)的作戰(zhàn)能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;戰(zhàn)場(chǎng)搶修;數(shù)據(jù)庫(kù);大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：E91? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前，美國(guó)的戰(zhàn)場(chǎng)維修水平處于世界頂尖水平，這是由于美軍擁有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，象耳熟能詳?shù)囊晾藨?zhàn)爭(zhēng)，阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)等。美軍首先在加強(qiáng)專職的搶修力量——戰(zhàn)斗后勤保障中隊(duì)CLSS建設(shè)的同時(shí)，著手加強(qiáng)了航空部隊(duì)裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修力量建設(shè)，特別是對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)專業(yè)，因?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的戰(zhàn)損率最高。

在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)空軍派出4個(gè)CLSS維修分隊(duì)對(duì)6個(gè)中隊(duì)的144架A-10攻擊機(jī)進(jìn)行維修保障，保證機(jī)隊(duì)在任何時(shí)間都有充足的戰(zhàn)機(jī)能夠作戰(zhàn)，且能夠隨時(shí)對(duì)70架戰(zhàn)損的飛機(jī)進(jìn)行搶修。

其次美軍十分重視戰(zhàn)場(chǎng)搶修技術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)。2006年他們就利用3D技術(shù)對(duì)維修部隊(duì)的士兵進(jìn)行了定期培訓(xùn)，并以陸軍軍網(wǎng)和移動(dòng)式培訓(xùn)教室等方式為士兵提供虛擬教室入口。而以色列等國(guó)也對(duì)搶修技術(shù)進(jìn)行了大量研究，制定了完善的搶修大綱，組織了大量的戰(zhàn)場(chǎng)搶修培訓(xùn)，同時(shí)建立了一套良好的戰(zhàn)時(shí)動(dòng)員機(jī)制，其所形成的修理技術(shù)和方法現(xiàn)如今被世界上許多國(guó)家效仿。象英國(guó)皇家空軍成立了專門的訓(xùn)練搶修小組，對(duì)結(jié)構(gòu)、電氣、航空電子和武器系統(tǒng)等4類專業(yè)人員進(jìn)行ABDR技術(shù)和程序培訓(xùn)。

美軍對(duì)中東戰(zhàn)爭(zhēng)中獲取的豐富數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究，象把計(jì)算機(jī)病毒當(dāng)作武器來(lái)使用。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍利用網(wǎng)絡(luò)攻擊，在戰(zhàn)斗還沒有開始前就使敵方幾乎所有與電腦有關(guān)的系統(tǒng)都陷入癱瘓狀態(tài)，使自己在戰(zhàn)爭(zhēng)中處于有利地位，這也讓網(wǎng)絡(luò)信息戰(zhàn)成了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的一個(gè)重要組成部分。

為了提高維修效率及質(zhì)量，美軍還研制了大量專用工具箱。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)“沙漠盾牌”行動(dòng)中，美軍坦克自動(dòng)車司令部及航空界緊急將1 050套維修工具箱和大量的成套工具箱運(yùn)往海灣地區(qū)，其在實(shí)際戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了重要作用。此外，美軍還在研究新武器的損傷機(jī)理及相關(guān)搶修技術(shù)。

從20世紀(jì)90年代開始，美國(guó)空軍就開始對(duì)飛機(jī)綜合維修信息系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，其主要目的是通過使用機(jī)載設(shè)備故障診斷、交互式電子技術(shù)手冊(cè)以及航材申定等方式，加強(qiáng)對(duì)航空設(shè)備損壞信息的收集、計(jì)算航空設(shè)備可靠性及設(shè)備失效分析和預(yù)測(cè)，其中便攜式維修計(jì)算機(jī)是該系統(tǒng)的重要組成部分。

2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

在理論研究方面，空軍工程大學(xué)曾制訂《空軍飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修研究規(guī)劃》，組織開展理論與技術(shù)研究，編制有關(guān)規(guī)程、文件，進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)搶修實(shí)兵演練?？哲姷谝缓娇展こ虒W(xué)院在《飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修研究》課題中，分別進(jìn)行“飛機(jī)戰(zhàn)傷評(píng)估研究”“飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修工藝”“戰(zhàn)傷搶修系列工具”等方面的研究，并建立了飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修實(shí)驗(yàn)中心，成立了飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修研究所。第二炮兵工程學(xué)院編寫《某型地空導(dǎo)彈的3種主戰(zhàn)裝備維修手冊(cè)》，軍械工程學(xué)院配發(fā)了輕型搶修車、應(yīng)急修理分隊(duì)搶修車、自行火炮搶救搶修車并研制了軍械裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修器材箱。第二炮兵工程學(xué)院研制了某型彈武器戰(zhàn)場(chǎng)搶修工具及戰(zhàn)場(chǎng)搶修微機(jī)咨詢系統(tǒng)等。

2005年陶貴明等人在《導(dǎo)彈發(fā)射車便攜式戰(zhàn)場(chǎng)搶修輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)》一文中提出了一種便攜式戰(zhàn)場(chǎng)搶修輔助系統(tǒng)，通過分析裝備威脅機(jī)理、戰(zhàn)損模式及影響，可以提供裝備損傷評(píng)估、診斷推理、應(yīng)急修復(fù)等方面的信息。

2008年李傳梁在《裝備的戰(zhàn)場(chǎng)搶修》一文中介紹了裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位與作用，分析了裝備的戰(zhàn)場(chǎng)損傷包括戰(zhàn)斗損傷、隨機(jī)故障、耗損性故障、人為差錯(cuò)、維修供應(yīng)不足和裝備不適于作戰(zhàn)環(huán)境等，探討了戰(zhàn)場(chǎng)搶修中經(jīng)常使用的修理方法，并在此基礎(chǔ)上提出了提高裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修能力的設(shè)計(jì)方法，以期達(dá)到提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的目的。

2010年，潘耀華等人在《信息化條件下的裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修》一文中探討了信息化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修的要求，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)如何提高戰(zhàn)場(chǎng)武器裝備的應(yīng)急搶修能力進(jìn)行分析。

2011年，李田科等人在《導(dǎo)彈發(fā)射車戰(zhàn)場(chǎng)搶修研究》中利用基本功能項(xiàng)目分析、損傷模式及影響分析、損傷樹分析及損傷定位分析等方法，對(duì)發(fā)射車的戰(zhàn)場(chǎng)損傷進(jìn)行分析，建立了基本功能項(xiàng)目樹和主要功能部件的損傷樹，確定了最低約定層次的損傷模式及最終影響。

2015年張遼寧等人提出利用SD方式對(duì)我國(guó)陸軍主戰(zhàn)裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修能力進(jìn)行評(píng)估，研究了裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修能力對(duì)作戰(zhàn)結(jié)果的影響，建立了一種基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（system dynamic，SD）的戰(zhàn)場(chǎng)搶修能力評(píng)估模型。2016年何國(guó)良等人發(fā)表了《基于效能仿真的數(shù)字化部隊(duì)裝備保障方案多層次評(píng)價(jià)》一文，以數(shù)字化部隊(duì)作戰(zhàn)對(duì)抗仿真系統(tǒng)為支撐，從整體保障效能、專業(yè)作業(yè)效能2個(gè)維度入手，提出了基于效能仿真的數(shù)字化部隊(duì)裝備保障方案多層次評(píng)價(jià)框架，構(gòu)建了整體保障效能與專業(yè)作業(yè)效能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出了綜合考慮整體保障效能與專業(yè)作業(yè)效能評(píng)價(jià)結(jié)果的評(píng)價(jià)方法，并以3種典型的數(shù)字化部隊(duì)裝備保障方案為例，驗(yàn)證了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的合理性及評(píng)價(jià)方法的可行性。

利用其他系統(tǒng)科學(xué)中的自適應(yīng)、自協(xié)同理論方法，提出了基于信息系統(tǒng)的各種裝備保障體系運(yùn)作的關(guān)系規(guī)則、指揮規(guī)則、應(yīng)用規(guī)則和行動(dòng)規(guī)則，為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中各種裝備保障體系的運(yùn)作提供參考，然而該研究?jī)?nèi)容卻偏重戰(zhàn)術(shù)，缺少對(duì)戰(zhàn)略的綜合考慮。另外，國(guó)內(nèi)研究工作大體上以宏觀判斷為主，計(jì)算機(jī)輔助診斷與修復(fù)為輔，但由于工作起步較晚，缺乏有力的數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致其只能依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作，這種狀況只會(huì)導(dǎo)致重復(fù)投資和資金價(jià)值的削減。綜上所述，在戰(zhàn)場(chǎng)搶修體系和過程管理及技術(shù)創(chuàng)新上與美國(guó)相比還存在巨大的差距。

鑒于戰(zhàn)場(chǎng)維修在實(shí)戰(zhàn)中的重要意義，利用數(shù)字化平臺(tái)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)裝備的損壞以及維修人員、維修力量的分配進(jìn)行分析，建立一個(gè)數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)維修平臺(tái)。其能有效利用資源，提高部隊(duì)作戰(zhàn)能力，建立完善的培訓(xùn)機(jī)制，并對(duì)士兵進(jìn)行培訓(xùn)。建立強(qiáng)大的專家咨詢系統(tǒng)，對(duì)維修人員的問題進(jìn)行徹底解答，如圖1所示。

以數(shù)字化中央處理器為核心，在裝備上安裝“戰(zhàn)損檢測(cè)”裝置，在設(shè)備損壞后將戰(zhàn)損情況及時(shí)傳回中央處理器，數(shù)據(jù)庫(kù)分析出最優(yōu)的維修方案，象所需工具、所需材料、所需人員數(shù)量、技術(shù)類型以及維修地點(diǎn)等內(nèi)容，并將此前數(shù)據(jù)庫(kù)中未貯存的問題傳送給相關(guān)專家進(jìn)行解答，以上信息傳送到搶修指揮中心后，指揮中心做出相應(yīng)的決定。在每次維修結(jié)束后將以上數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，作為大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)支撐。在此基礎(chǔ)上開發(fā)專用工具，提高維修效率。在人員貯備方面，招募新兵時(shí)可挑選一些急需人才，并加強(qiáng)培養(yǎng)。在強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持之下，定期對(duì)維修人員的疑難、常見問題進(jìn)行解答，并可將維修和使用過程中出現(xiàn)的問題反饋給設(shè)計(jì)制造部門，以便后續(xù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳希林，肖明，王學(xué)奇.國(guó)內(nèi)外戰(zhàn)場(chǎng)搶修研究的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].西安：武器裝備自動(dòng)化，2006（9）：14-17.

[2]高紅星，左洪福.面向未來(lái)的民航數(shù)字化維修[J].南京：江蘇航空，2015（2）：8-10.

[3]陶貴明，李洪儒.導(dǎo)彈發(fā)射車便攜式戰(zhàn)場(chǎng)搶修輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].石家莊：武器裝備自動(dòng)化，2005（2）：9-11.

[4]李傳梁.裝備的戰(zhàn)場(chǎng)搶修[J].北京：四川兵工學(xué)報(bào)，2008（4）：102-104.

[5]潘耀華，王立武，黃忠衛(wèi).信息化條件下的裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修[J].重慶：四川兵工學(xué)報(bào)，2010（10）：60-74.

[6]李田科，于仕財(cái)，于樂，等.導(dǎo)彈發(fā)射車戰(zhàn)場(chǎng)搶修研究[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2011（7）：27-31.

[7]張遼寧，張政，趙師，等.基于SD方法的陸軍主戰(zhàn)裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修能力評(píng)估模型[J].裝甲兵學(xué)院：兵工自動(dòng)化，2015（6）：48-51.

[8]何國(guó)良，蒲瑋，樊延平，等.基于效能仿真的數(shù)字化部隊(duì)裝備保障方案多層次評(píng)價(jià)[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（1）：14-20.