美军装备保障新理论新技术发展趋势_栗琳

6 中 国 表 面 工 程 2007年 美军装备保障新理论新技术发展趋势 栗 琳，王绪智 （中国国防科技信息中心，北京 100036） 摘 要：研究了美军为强化全系统全寿命保障、实现装备优生、提高物资管理与供应水平和维修效率、增强故障隔离效果而推出和应用的各种新理论、新技术的发展趋势，重点阐述了寿命周期费用、加速试验、国家库存管理策略、以网络为中心的维修、基于状态的维修、便携式维修辅助设备、交互式电子技术手册等基本内容，结合我军装备保障的当前水平，提出了我军加强保障理论和技术发展的对策建议。 关键词：装备保障；维修技术；发展趋势 中图分类号： TJ05; TJ07 文献标识码：A 文章编号：1007–9289(2007)01–0006–05

The Study on the Development Trend of New Equipment Sustentation Theories and Technologies of American Army

LI Lin, WANG Xu-zhi (Defense Science & Technology Information Center, Beijing 100036 China)

Abstract： This paper summarized and analyzed a plenty of information about the development trend of equipment sustentation theories and technologies, including guarantee of service life, optimization of equipment, improvement of handling of goods and materials, and repairing efficiency etc. Based on this report, referring the current situations of PLA’s equipment sustentation, some advices on how to strengthen the sustentation theories and technologies were suggested. Key words：equipment sustainment; maintenance tcchnologies

0 引 言 随着高新技术，特别是信息技术在现代武器装备中的广泛应用，战争的力量构成、作战样式和战争形态发生了巨大变化，对现代装备保障理论、保障技术、保障手段和保障体系的发展提出了新的挑战。传统的保障理论和技术已经不能适应现代陆、海、空、天、电(磁)“五维一体”数字化战场环境的要求，不能有效保障全纵深、全立体、全时空作战的信息化部队，发展符合信息化战争所需的保障理论和技术，已经成为世界各国迫切需要解决的问题。 从20世纪80年代末期以来，以美军为代表的发达国家军队在现代战争装备保障需求的牵引，以及现代高新技术发展的推动下，提出并发展了大量创新性的装备保障理论和技术，并在局部战争中进行了实战检验。研究美军装备保障新理论新技术的发展趋势对积极推进中国特色的军事变革，

收稿日期：2006−12−11；修回日期：2007−01−08 作者简介：栗琳(1964−)，女(汉)，石家庄市人，研究员，博士生。

努力实现国防和军队建设全面协调可持续发展、对加紧构建适应信息化战争需要的保障体制以及统领和促进包括表面工程在内的各种先进维修技术都有重要的借鉴意义。

1 强化全寿命全系统保障思想，提高装备保障效费比

过去各国军方在武器系统发展过程中，由于研制部门通常只关注开发费用，没有从降低寿命周期总费用的角度出发开展装备研制，导致武器系统服役后的使用和维护费用居高不下，报废处理费用越来越高。此外由于主战装备和保障装备的配套发展没有得到足够重视，导致装备服役后不能得到及时保障，影响了战斗力的形成。为解决这一问题，以美军为代表的发达国家军方在武器装备发展中，开始全面贯彻落实全寿命全系统思想，先后推出了“寿命周期费用”、“全拥有费用”等新的思想[1]。

寿命周期费用是指装备论证、研制、生产、使用、保障和退役处理费用的总和。据美军的研究，在大型装备的寿命周期费用中，方案论证阶段的费

第20卷 第1期 中 国 表 面 工 程 Vol.20 No.12007年2月 CHINA SURFACE ENGINEERING Feb. 2007第1期 栗琳等：美军装备保障新理论新技术发展趋势 7

用约占3 %，研制阶段的费用约占12 %，两者合计仅占15 %，但这两个阶段的决策却对90 %～95 %的寿命周期费用具有决定的影响。因此，在装备立项论证阶段强调开展寿命周期费用分析，已经成为外军装备发展的普遍做法。寿命周期费用是装备发展和使用中直接涉及的费用，而全拥有费用还涉及到一些间接的费用。强调全拥有费用比强调寿命周期费用更有意义。如对于某一特定的武器系统，可能开发自己独有的保障设备，建设独有的保障基础设施，其寿命周期费用最低，而使用现有的保障设备和设施却费用较高，但对于全军而言，为其专门建造保障设备和设施不一定有利于对全部资源的最合理利用。

2 发展新的可靠性维修性保障性设计理念和技术，实现装备优生

随着高技术在武器装备中的广泛应用，新装备的使用、维护与保障日趋复杂，提高装备的可靠性、维修性、保障性(以下统称保障特性)等指标的重要性越来越高。为此，世界各国军队都十分重视武器装备的优生问题。进入90年代以来，外军为提高新研装备的保障特性，开发和应用了很多新技术，如加速试验技术和虚拟维修技术等。 加速试验是一种在更短的试验时间内获得比正常条件下更多信息的方法。外军当前使用的加速试验主要分为两类：一类是用来估计寿命的加速寿命试验(ALT)，一类是用来确定(或证实)和纠正薄弱环节的加速应力试验(AST)。加速寿命试验是使用与可靠性(或者寿命)有关的模型，在超过正常使用应力的条件下度量可靠性和/或寿命。加速应力试验是使用加速环境应力，使潜在的缺陷迅速发生失效，以确定在使用中可能导致失效的设计或制造问题。加速试验的产品层次(级别)包括设备级和零部件级，有些加速方法只适用于零部件级的试验，有的方法只能用于较高的设备级，只有少数方法同时适用于零部件级和设备级。 虚拟维修技术是采用虚拟现实技术进行武器装备保障特性设计和验证，以及开展维修训练的先进技术。它突破了空间、时间的限制，可以实现逼真的装备装配和故障维修操作，提取任何关于装备的已有资料和状态数据，检验装备的性能。虚拟维修技术具有如下主要特点：第一，虚拟维修能提供

更加有效地评价和影响新设计的能力；第二，不必建造昂贵的实物模型，大大降低了研制费用，节约了研制时间；第三，可将保障特性分析中使用的核对表和程序合成到虚拟维修系统中，有助于实现保障特性分析的标准化；第四，虚拟维修可实现更强的信息交换，使共享信息所需的费用显著降低。

3 充分利用信息技术，提高物资管理与供应水平

在信息技术飞速发展的时代，为提高物资供应的效率与效益，以美军为代表的西方发达国家军队提出和发展了国家库存管理策略、全资可视化、分布式保障系统等全新概念和技术，显著提高了保障信息的收集、传输和处理速度，优化了供应链，减少了物资供应体系的人员数量，提升了物资管理效率[2]。

“国家库存管理策略”是美国国防后勤局主导并与各军种联合创建的一种新的库存管理策略，是将国防后勤局的消耗品库存和各军种的消耗品库存结合成一个单一的国家库存，由国防后勤局对库存物资的供应过程进行独家控制，取消中间环节，直接将供应品提供给最终用户，从而节约成本，提高供应保障的响应能力。该策略可在多个方面节约成本。首先，库存物资实现国防部统一管理后，各军种不再需要维持大规模的物资供应队伍，可节约物资供应队伍的日常维持费用；其次，在物资的供应者和使用者之间建立了直接的供应通道后，消除了供应品的多次运输和处理；第三，由于实现了库存物资的单一管理，各军种不再使用互不兼容的大量供应系统，从而节省了信息的转发和共享费用。 分布式保障系统是指借助迅猛发展的信息技术，把各军种相互独立的保障机构转变为一种分布式的、联合的保障体系，从而在保障领域里实现集中控制和分散实施相结合的目标。分布式保障系统必须由各军种通用的一体化保障信息系统和强大的运输网络来支持，要用“保障速度”来取代“保障规模”[3~4]。此外，分布式保障系统的运作在很

大程度依赖于对运输途中物资的动态观察、管理和控制能力。 美国国防部对全资可视的定义为“实时、准确地向用户提供有关部队、人员、设备和补给品的所在位置、运输情况、本身状况和特性等信息的能力，8 中 国 表 面 工 程 2007年 以及为了提高国防部后勤工作的总体效能，而对这些信息进行加工的能力”。目前美军各军种、各部门都在发展各自的全资可视化系统。全资可视化系统主要是以自动识别技术为基础获取资产信息方面的数据，然后用一些数据库和后勤信息系统来保证各种后勤保障功能的实现。与之相连接的每个服务器都能够根据用户需求来存取和积累数据。目前美军已经开发出一些能够提供一定资产可视化能力的自动化信息系统，如“物资库存控制点自动化信息系统”、“高级跟踪与控制(ATAC)系统”、“空军高级跟踪和控制(ATAC- AF)系统”、“民用资产可视化(CAV)系统”、“陆军资产可视化系统”等。 4 发展新一代维修技术和思想，提高装备维修效率和效能 近年来，美军为了开拓维修保障的新途径，提高维修保障的效果，不断将计算机技术、人工智能技术以及网络技术等现代高新技术应用于维修领域，形成了以“以网络为中心的维修”、“基于状态的维修”等现代维修思想，以及以“智能维修技术”等为代表的现代维修技术，极大地提高了维修保障的效率和效能[5]。 美国海军在2002年提出了“以网络为中心的维修”思想，并计划于2008年首先在潜艇上付诸实施。“以网络为中心的维修”的实质是最大程度地利用互联网和军用通信网络，使维修机构和维修人员能够通过安全的网络化设施直接进行维修工作，实现真正意义上的远程直接维修。美国海军规划的“以网络为中心的维修”系统将具备远程诊断、预防性维修的远程准备、远程测试和鉴定、远程下载软件和提取装备数据和远程获取武器装备配置数据的能力。 “基于状态的维修”是在传统的状态监控和故障诊断技术基础上，综合多种先进的技术，如传感器技术、人工智能技术、计算机技术、通信技术、网络技术等，准确地判定部件的实际状态，并据此决定对其进行更换或维修的过程。 5 开发新型故障检测与诊断能力，提高故障隔离效果 现代武器装备的复杂性不断增加，传统的故障检测和诊断方法越来越难以满足要求，因此，外军非常重视发展先进的故障诊断与检测能力[6]，近年来开发并应用的故障检测与诊断能力包括：便携式维修辅助设备、嵌入式诊断技术和交互式电子技术手册。 便携式维修辅助设备是一种配备给现场维修点使用的、可移动的计算机设备，通常包括一台小型计算机和显示器。其典型功能包括：技术数据显示，故障隔离和修理指导，零部件查询和订购，维修文件编制和分析，状态监控和故障预测，以及工作数据输入和下载。美国海军和海军陆战队已有多项便携式维修辅助设备的发展项目，但大都是近年才启动的，其应用目前仅限于新型武器系统，如F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机和先进的两栖突击车。 嵌入式诊断是将诊断设备嵌入到武器装备内部，在系统运行中或基本不拆卸的情况下，掌握系统当前的运行状态，查明产生故障的部位和原因，预知系统的异常和故障动向，以声、光和显示屏等多种形式进行信息输出，并辅助操作人员和维修人员采取必要对策。 交互式电子技术手册是将技术手册的内容以数字化的格式储存，并以交互方式进行查阅，通过计算机控制的电子显示系统，将信息精确地展现在使用者面前。美国防部1992年提出开展IETM项目的研究与开发。目前制定了一系列通用标准和专用标准，规范交互式电子技术手册的开发，初步实现了交互式电子技术手册在不同计算机平台、不同部门、不同军种间的互操作。