在信息化的今天,美國作為世界頭號軍事強國,擁有大量先進的武器裝備和類型豐富的電子設備。它們都需要進行日常維護和應急維修,以確保滿足國家安全目標。武器裝備信息化程度及復雜性的提高,對裝備維修保障提出了新的要求。
一、信息化時代武器裝備保障的新特點
首先,武器裝備使用的強度大,保障要求高。美軍擁有種類繁多的武器裝備,隨著信息化程度的提高,武器裝備呈現出規模大、技術復雜等特點。相較于機械化時代,保障強度大為增加。以現代戰爭中的指控系統為例,其能否正常運轉已成為影響武器裝備整體效能發揮,甚至是戰爭勝敗的關鍵。針對信息化程度較高的指控系統,美國防部和三軍均設立了相應的計算機應急保障部隊,由計算機專家、電子工程師和通信工程技術人員組成。其中,國防部計算機應急反應部隊重點監控突發事件和潛在威脅,以阻止對信息系統的破壞并恢復網絡功能;各軍種的計算機應急反應部隊主要負責對付戰術層次的計算機威脅,緊急處理計算機系統運行中出現的故障。這些應急反應部隊有專門的應急調動機制,備有完善的應急處理預案,一旦需要,能夠在第一時間到達現場并迅速解決問題。
其次,信息化時代的武器裝備信息化程度高、可靠性要求高,保障難度大。隨著現代戰爭信息化程度的提高,很多武器裝備都是軟件密集型裝備,其效能的發揮在很大程度上取決于軟件能否正常工作。軟件保障既是武器裝備保障的重點,也是難點。由于絕大多數軟件,特別是直接采購的商用軟件,在研發過程中不可能充分考慮到戰時的所有要求。因此,為了滿足戰爭中特定的使用要求,經常需要調整軟件參數,重新編寫代碼,開發新的宏模塊,變更和擴展系統的功能等。在“沙漠風暴”行動中,美軍的E-3預警機就曾因電磁環境惡劣而無法充分發揮性能,但通過對其雷達軟件的及時修改,解決了這一問題。
再次,信息化時代的武器裝備集各種高新技術于一體,對裝備保障人員的素質要求高。武器裝備技術復雜,涉及眾多的技術領域和先進的裝備,要求軍事保障人才不僅應具有較高的科學文化知識及對保障的操作、維護技能,而且還應具備較高的裝備維護理論水平和組織管理能力。
二、美國目前采用的主要維修及保障策略和方式
隨著武器裝備的快速發展和信息化程度的不斷提高,美軍在裝備維修及保障領域推出了不少新的策略和方式。在武器裝備的維修保障策略上,美軍先后提出了基于性能的保障和基于狀態的維修。在具體的保障模式上,提出了自主式保障。
(一)基于性能的保障(PBL)策略
20世紀90年代,為適應新軍事變革,美軍積極推進PBL策略,目的是適應新的作戰環境和作戰樣式對裝備保障的要求,縮減后勤規模,降低使用和保障費用,提高經濟可承受性以及裝備的戰備完好性。目前已發展成國防部首選的保障策略。
PBL是美歐等國針對具體型號裝備提出的全新維修保障理念和模式,其核心是“項目辦公室”通過“裝備保障集成方”加強對裝備全壽命保障的管理,促進軍方與合同商的合作,實現優勢互補與風險共擔,從而在經濟可承受的條件下確保型號裝備在壽命周期內實現預定的戰備完好性目標。PBL的主要原則包括:(1)購買性能,而不是以交易為基礎的貨物和服務;(2)項目經理對全壽命周期系統管理負責;(3)簽訂以客觀的度量標準為基礎的基于性能的協議;(4)明確產品保障集成方將保障集成起來并實現性能/保障目標的“單一聯系點”;(5)公私合作。它將保障作為一個綜合的、可承受的性能包來購買,以便優化系統的戰備完好性。它通過以具有清晰的權力和責任界線的長期性能協議為基礎的保障結構來實現武器系統的性能目標。
美國實施PBL以來取得了顯著成效。阿富汗戰爭期間,有兩個項目的保障達到了歷史最高水平,它們是美國海軍的輔助動力裝置(APU)和空軍的聯合監視目標與攻擊雷達系統(JSTARS)。而這兩個項目都采用了PBL保障模式。在伊拉克戰爭中,實施PBL保障和全壽命周期系統管理的項目超過12個。所有這些作戰平臺的保障均超過了作戰需求。其中有幾個項目特別出色,如F-117和F/A-18E/F戰機、JSTARS和通用地面站、C-17戰術運輸機。
(二)增強型基于狀態的維修(CBM+)策略
基于狀態的維修(CBM)策略是美軍在20世紀末21世紀初開始大力推行的一種維修思想,目的是將以信息技術為代表的各種高新技術應用到維修的全過程,從而提高維修工作的效率與效益,實現維修方式的全面變革。CBM是在傳統狀態監控和故障診斷技術的基礎上,綜合了多種先進的技術,準確地判定部件實際狀態,并據此決定更換或維修的過程。CBM+是CBM的增強版,它將一些新的或改進的維修技術引入維修實踐中,更強調狀態的監控、故障的診斷。目前已成為美歐維修理論和應用研究領域的熱點。
推行CBM+是信息化裝備的必然選擇。各種信息化裝備技術先進、結構復雜,其故障模式與間隔無明顯規律可循,采用傳統的預防性維修無法奏效,只有采用以狀態信息采集、監控、處理為基礎的預測性維修才能準確預測、定位并解決此類故障。CBM+是一種預測性維修,可實時監控裝備的狀態,準確判定部件的實際狀態,預測設備的初始故障和剩余壽命,在出現維修需求時才開展維修,適應信息化裝備對高精度裝備保障的要求,能節約不必要的維修費用,降低武器裝備的壽命周期費用。此外,信息化裝備本身就具備實現CBM+的軟硬件條件,如在設計時就嵌入了高性能傳感器和嵌入式診斷能力,配備高性能的信息系統有利于數據的快速傳輸和高效處理等,為實現CBM+奠定了物質基礎。圖1為CBM+通常包含的基本要素。
(三)自主式保障(AL)模式
AL是美軍在開發第四代戰斗機F-35時提出的一種創新性維修保障模式,它是基于狀態的維修的具體實現形式。它通過一個實時更新的信息系統,將任務規劃、維修訓練和維修保障作業等各種要素集成起來,對武器系統的狀態進行實時監控,根據監控結果自主確定合適的維修方案,在裝備使用期間預先啟動維修任務規劃和維修資源調配,在最佳時機進行維修,確保武器平臺保持良好的狀態。其動機一是借助信息技術等高新技術,將基于狀態的維修和美軍整個信息鏈系統相結合,達到保障信息一體化;二是進一步規范和強化裝備自診斷、預測與維修保障能力,使裝備不僅僅是維修的客體,也是維修保障主體的重要組成,即將維修主體前伸到從裝備自身開始;三是進一步縮減裝備保障環節,優化保障體系和資源,達到精確、機動、快捷、經濟保障的目的。實現AL后,裝備的幾乎全部診斷測試、維修和保障活動都將實現自動化,從而最大程度地減少人力和消除人為差錯,高效保障裝備的作戰部署。
與傳統保障模式相比,AL能夠更好地滿足信息化裝備的整體保障需求。傳統保障系統是一種被動反應式系統,從狀態數據收集到故障診斷和預測整個過程的自動化、智能化水平較低,而且為維持高戰備完好率,必須要準備大量的維修備件、保障設備和人員,嚴重制約了保障效率和效益的發揮。
自主式保障是一種先導式的武器裝備保障模式。旨在借助現代信息技術等高新技術,將保障要素綜合起來形成一種無縫的后勤保障系統,使飛機能以最低的費用達到規定的戰備完好性,從而實現經濟可承受的全球持續保障構想。F-35的自主式保障系統由三部分組成。一是“聯合分布式信息系統”,由分布于平臺、部隊和保障基地的各種嵌入式計算設備和數據庫構成,能夠對各種事件(如“狀態預兆與健康管理系統”做出的故障預測)做出響應,制定裝備使用、維修和訓練日程,評估維修資源需求和任務要求的合理程度等。二是“狀態預測與健康管理系統”(PHM),由成員系統、區域管理器和平臺管理器組成。成員系統可通過嵌入各組件的監控程序自動檢測裝備故障,并報告給相應區域管理器。區域管理器匯總各分系統故障信息,融合后傳給平臺管理器。平臺管理器匯總整個平臺的故障信息和維修需求,并提交給基地保障信息系統。三是各種功能性管理系統,主要包括動態資源管理器、彈藥和供應系統、訓練管理和保障系統、維修管理系統、技術數據倉庫等。動態資源管理器主要用于飛行日程、訓練日程和維修日程的安排與協調;彈藥和供應系統主要用于對各種零備件進行申請、協調與管理;訓練管理和保障系統主要用于確定訓練需求,保留飛行員和維修人員訓練記錄并對訓練資產進行管理;維修管理系統主要用于生成維修命令,管理維修記錄;技術數據倉庫主要儲存各種數據并實時更新數據。
隨著自主式保障系統的成功使用,它在美軍其他武器裝備中也開始應用,如美國海軍提出的自動化后勤環境構想和相應的關鍵技術,并在海軍航空兵F/A-18、V-22等飛機上和海軍戰斗群上加以應用,對降低這些裝備的使用保障費用,提高其戰備完好性和機動部署能力成效顯著。美軍認為,自主式保障模式在一定程度上代表了21世紀武器裝備保障的發展方向。
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