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美军武器装备维修与保障现状及启示

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美军武器装备维修与保障的现状及其启示
在信息化的今天,美国作为世界头号军事强国,拥有大量先进的武器装备和类型丰富的电子设备。它们都需要进行日常维护和应急维修,以确保满足国家安全目标。武器装备信息化程度及复杂性的提高,对装备维修保障提出了新的要求。

一、信息化时代武器装备保障的新特点

首先,武器装备使用的强度大,保障要求高。美军拥有种类繁多的武器装备,随着信息化程度的提高,武器装备呈现出规模大、技术复杂等特点。相较于机械化时代,保障强度大为增加。以现代战争中的指控系统为例,其能否正常运转已成为影响武器装备整体效能发挥,甚至是战争胜败的关键。针对信息化程度较高的指控系统,美国防部和三军均设立了相应的计算机应急保障部队,由计算机专家、电子工程师和通信工程技术人员组成。其中,国防部计算机应急反应部队重点监控突发事件和潜在威胁,以阻止对信息系统的破坏并恢复网络功能;各军种的计算机应急反应部队主要负责对付战术层次的计算机威胁,紧急处理计算机系统运行中出现的故障。这些应急反应部队有专门的应急调动机制,备有完善的应急处理预案,一旦需要,能够在第一时间到达现场并迅速解决问题。

其次,信息化时代的武器装备信息化程度高、可靠性要求高,保障难度大。随着现代战争信息化程度的提高,很多武器装备都是软件密集型装备,其效能的发挥在很大程度上取决于软件能否正常工作。软件保障既是武器装备保障的重点,也是难点。由于绝大多数软件,特别是直接采购的商用软件,在研发过程中不可能充分考虑到战时的所有要求。因此,为了满足战争中特定的使用要求,经常需要调整软件参数,重新编写代码,开发新的宏模块,变更和扩展系统的功能等。在“沙漠风暴”行动中,美军的E-3预警机就曾因电磁环境恶劣而无法充分发挥性能,但通过对其雷达软件的及时修改,解决了这一问题。

再次,信息化时代的武器装备集各种高新技术于一体,对装备保障人员的素质要求高。武器装备技术复杂,涉及众多的技术领域和先进的装备,要求军事保障人才不仅应具有较高的科学文化知识及对保障的操作、维护技能,而且还应具备较高的装备维护理论水平和组织管理能力。

二、美国目前采用的主要维修及保障策略和方式

随着武器装备的快速发展和信息化程度的不断提高,美军在装备维修及保障领域推出了不少新的策略和方式。在武器装备的维修保障策略上,美军先后提出了基于性能的保障和基于状态的维修。在具体的保障模式上,提出了自主式保障。

(一)基于性能的保障(PBL)策略

20世纪90年代,为适应新军事变革,美军积极推进PBL策略,目的是适应新的作战环境和作战样式对装备保障的要求,缩减后勤规模,降低使用和保障费用,提高经济可承受性以及装备的战备完好性。目前已发展成国防部首选的保障策略。

PBL是美欧等国针对具体型号装备提出的全新维修保障理念和模式,其核心是“项目办公室”通过“装备保障集成方”加强对装备全寿命保障的管理,促进军方与合同商的合作,实现优势互补与风险共担,从而在经济可承受的条件下确保型号装备在寿命周期内实现预定的战备完好性目标。PBL的主要原则包括:(1)购买性能,而不是以交易为基础的货物和服务;(2)项目经理对全寿命周期系统管理负责;(3)签订以客观的度量标准为基础的基于性能的协议;(4)明确产品保障集成方将保障集成起来并实现性能/保障目标的“单一联系点”;(5)公私合作。它将保障作为一个综合的、可承受的性能包来购买,以便优化系统的战备完好性。它通过以具有清晰的权力和责任界线的长期性能协议为基础的保障结构来实现武器系统的性能目标。

美国实施PBL以来取得了显著成效。阿富汗战争期间,有两个项目的保障达到了历史最高水平,它们是美国海军的辅助动力装置(APU)和空军的联合监视目标与攻击雷达系统(JSTARS)。而这两个项目都采用了PBL保障模式。在伊拉克战争中,实施PBL保障和全寿命周期系统管理的项目超过12个。所有这些作战平台的保障均超过了作战需求。其中有几个项目特别出色,如F-117和F/A-18E/F战机、JSTARS和通用地面站、C-17战术运输机。

(二)增强型基于状态的维修(CBM+)策略

基于状态的维修(CBM)策略是美军在20世纪末21世纪初开始大力推行的一种维修思想,目的是将以信息技术为代表的各种高新技术应用到维修的全过程,从而提高维修工作的效率与效益,实现维修方式的全面变革。CBM是在传统状态监控和故障诊断技术的基础上,综合了多种先进的技术,准确地判定部件实际状态,并据此决定更换或维修的过程。CBM+是CBM的增强版,它将一些新的或改进的维修技术引入维修实践中,更强调状态的监控、故障的诊断。目前已成为美欧维修理论和应用研究领域的热点。

推行CBM+是信息化装备的必然选择。各种信息化装备技术先进、结构复杂,其故障模式与间隔无明显规律可循,采用传统的预防性维修无法奏效,只有采用以状态信息采集、监控、处理为基础的预测性维修才能准确预测、定位并解决此类故障。CBM+是一种预测性维修,可实时监控装备的状态,准确判定部件的实际状态,预测设备的初始故障和剩余寿命,在出现维修需求时才开展维修,适应信息化装备对高精度装备保障的要求,能节约不必要的维修费用,降低武器装备的寿命周期费用。此外,信息化装备本身就具备实现CBM+的软硬件条件,如在设计时就嵌入了高性能传感器和嵌入式诊断能力,配备高性能的信息系统有利于数据的快速传输和高效处理等,为实现CBM+奠定了物质基础。图1为CBM+通常包含的基本要素。

(三)自主式保障(AL)模式

AL是美军在开发第四代战斗机F-35时提出的一种创新性维修保障模式,它是基于状态的维修的具体实现形式。它通过一个实时更新的信息系统,将任务规划、维修训练和维修保障作业等各种要素集成起来,对武器系统的状态进行实时监控,根据监控结果自主确定合适的维修方案,在装备使用期间预先启动维修任务规划和维修资源调配,在最佳时机进行维修,确保武器平台保持良好的状态。其动机一是借助信息技术等高新技术,将基于状态的维修和美军整个信息链系统相结合,达到保障信息一体化;二是进一步规范和强化装备自诊断、预测与维修保障能力,使装备不仅仅是维修的客体,也是维修保障主体的重要组成,即将维修主体前伸到从装备自身开始;三是进一步缩减装备保障环节,优化保障体系和资源,达到精确、机动、快捷、经济保障的目的。实现AL后,装备的几乎全部诊断测试、维修和保障活动都将实现自动化,从而最大程度地减少人力和消除人为差错,高效保障装备的作战部署。

与传统保障模式相比,AL能够更好地满足信息化装备的整体保障需求。传统保障系统是一种被动反应式系统,从状态数据收集到故障诊断和预测整个过程的自动化、智能化水平较低,而且为维持高战备完好率,必须要准备大量的维修备件、保障设备和人员,严重制约了保障效率和效益的发挥。

自主式保障是一种先导式的武器装备保障模式。旨在借助现代信息技术等高新技术,将保障要素综合起来形成一种无缝的后勤保障系统,使飞机能以最低的费用达到规定的战备完好性,从而实现经济可承受的全球持续保障构想。F-35的自主式保障系统由三部分组成。一是“联合分布式信息系统”,由分布于平台、部队和保障基地的各种嵌入式计算设备和数据库构成,能够对各种事件(如“状态预兆与健康管理系统”做出的故障预测)做出响应,制定装备使用、维修和训练日程,评估维修资源需求和任务要求的合理程度等。二是“状态预测与健康管理系统”(PHM),由成员系统、区域管理器和平台管理器组成。成员系统可通过嵌入各组件的监控程序自动检测装备故障,并报告给相应区域管理器。区域管理器汇总各分系统故障信息,融合后传给平台管理器。平台管理器汇总整个平台的故障信息和维修需求,并提交给基地保障信息系统。三是各种功能性管理系统,主要包括动态资源管理器、弹药和供应系统、训练管理和保障系统、维修管理系统、技术数据仓库等。动态资源管理器主要用于飞行日程、训练日程和维修日程的安排与协调;弹药和供应系统主要用于对各种零备件进行申请、协调与管理;训练管理和保障系统主要用于确定训练需求,保留飞行员和维修人员训练记录并对训练资产进行管理;维修管理系统主要用于生成维修命令,管理维修记录;技术数据仓库主要储存各种数据并实时更新数据。

随着自主式保障系统的成功使用,它在美军其他武器装备中也开始应用,如美国海军提出的自动化后勤环境构想和相应的关键技术,并在海军航空兵F/A-18、V-22等飞机上和海军战斗群上加以应用,对降低这些装备的使用保障费用,提高其战备完好性和机动部署能力成效显著。美军认为,自主式保障模式在一定程度上代表了21世纪武器装备保障的发展方向。

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