新时代装备保障领域无人化装备应用需求研究.pdf

第 卷 第 期 年 月火炮发射与控制学报 :./.收稿日期:作者简介:牛家威()男 硕士 助教 研究方向为装备保障通信作者:蒋大勇()男 博士 副教授 研究方向为装备保障新时代装备保障领域无人化装备应用需求研究牛家威 蒋大勇(武警工程大学 装备管理与保障学院 陕西 西安)摘 要:无人化装备保障的应用需求分析对装备保障力量建设与完善起着导向作用 对装备保障效能的发挥具有重要意义 在梳理装备保障领域无人化装备发展现状的基础上 从装备保障行为、装备保障功能和装备保障需求三方面构建理论分析框架 结合火炮等装备的重点保障环节及其任务场景 对无人化装备参与的具体保障行为进行探究 如装备调配环节的分配输送、储存管理、退役报废和装备维修环节的故障判断、功能修复等 基于上述分析 从无人化装备参与特殊地区装备输送、助力装备库室安全管理、辅助维修决策、参与维修训练等方面提出应用构想 为无人化装备在我军装备保障领域的发展提供理论支撑关键词:装备保障 无人化 保障环节 应用构想中图分类号:文献标志码:文章编号:()():.:党的二十大报告明确指出:“未来我们要坚持科技强军坚持机械化、信息化、智能化融合发展”随着科技不断进步未来战争作战时空将拓展到全时全域战争形态由“以物释能、以网聚能”向“以智驭能”转变智能化要素将渗透装备保障各环节分布式部署于战场全纵深传统保障模式也将随之改第 期牛家威等:新时代装备保障领域无人化装备应用需求研究变 现阶段无人化装备保障已经开始在无人值守、无人运输和辅助决策等领域展开 在世界军事变革的大背景下如何精准分析我军装备保障任务需求高效运用无人化、智能化装备开展装备保障工作对于更好遂行时代赋予我军的任务具有重要的现实意义近年来以美国和俄罗斯为代表的世界军事强国对本国无人化装备保障体系建设的重视程度不断增加 其中 年 月美国防部发布 财年无人系统综合路线图用于规划本国无人化装备的体系建设并且积极开展无人化装备保障实战化检验其研发的 无人货运飞机已在阿富汗战场投入使用能够实现对偏远地区的物资供给保障作战分队的需求 与此同时俄罗斯也十分重视自身无人化装备的发展通过建立国家机器人发展中心和出台 年前未来军用机器人技术装备研发专项纲要等措施全面指导规划自身无人装备的研发运用持续增加无人化装备体系建设资源投入现阶段在役的保障无人机已多达 架 对比而言欧洲各国虽然起步较晚但重视程度不断提高积极发展适合本国军队的特色装备如法国“骑兵”轮式保障车可执行监视、扫雷、运输武器等任务相较于国外而言国内对于无人化装备的技术理论研究起步较晚主要开始于上世纪 年代研究范围包括支撑无人化装备使用的传感技术、运动控制技术等 随后在国防和军队体制编制调整改革的大背景下各高校及科研院所以新时期军队任务需求为牵引积极开展相关应用研究一定程度上推动了无人化装备在军队后装领域的发展 例如空军后勤部牵头与顺丰、京东物流进行合作利用无人机开展装备物资补给综合演习开创了我军军民联合物资供给领域的先河 年我国自主研发的 无人货运飞机顺利完成首飞任务标志着我国拥有了自己的大型无人货运飞机该型号无人机可以实现海岛机场、野战机场环境下的装备和物资输送总体来说我军一方面明确了无人化装备保障发展方向的重点制定了相应的发展规划另一方面在世界军事变革和科技变革的大背景下不断深化无人化装备保障建设积极探索无人化装备保障的应用途径力求无人化装备在装备保障领域发挥更大作用 理论分析框架无人化装备保障需求分析框架是装备保障行为、装备保障功能和装备保障需求三者的有机统一 装备保障需求指的是组成装备保障体系的各个保障单元应该达到的目标是开展所有无人化装备保障活动的起点各保障单元因其承担的任务不同而存在一定的差异性 装备保障行为本质就是在需求引导下的对人力、物力和信息等各类资源的整合操作过程是完成装备保障任务的具体实现形式 因各类资源利用依赖于装备保障需求开展故而装备保障行为具有一定稳定性 单个保障单元具备履行保障能力的集合体现为整体的装备保障功能其主要原因在于保障单元以保障要素为基础形成每个保障要素都具有一定的功能属性其最终具象化为不同的行为和动作综上所述面对不同的装备保障任务需求使用相应的装备保障功能执行具体的装备保障行为从而确保各个保障单元能够顺利完成任务三者关系如图 所示 无人化装备参与保障环节的分析.装备调配保障环节.装备输送与分配装备保障领域中的装备分配和输送环节可以引入无人化装备 当前无人化技术发展迅速无人自助设备已广泛应用在销售等商业领域 如将其引入火炮装备保障领域中的弹药、器材、设备的分发可有利于降低作战成本提高作战效率使我军在实施装备分配和调整时能够有更多选择此外传统的装备输送环节消耗大量人力物力在战时或突发情况下极易遭到敌方攻击 在自然环火炮发射与控制学报第 卷境恶劣地区也难以将小批量装备高效率、低成本分发至各任务部队 随着无人自主驾驶技术的发展现阶段我军用于执行特殊场景装备输送任务的车辆未来有望转变为自主式无人驾驶平台实施无人装备与有人装备混编从而有效降低对保障人员的需求 如火炮分队通过无人伴随保障更加灵活地应对各种情况保证在恶劣环境下对自身的运输补给.装备储存与周转装备储备和周转环节可以引入无人化装备进行保障 装备库室等设施是部队装备补给重要组成部分需要持续地监控和防卫 装备库室一般要求采取防雷、防洪、防震等措施避免自然灾害侵害还要采取防火、防盗、防爆等措施防止人为造成损失更要采取警戒、防御、防护等防卫措施防止敌人袭击和破坏减少储备装备的破坏性损失特别是针对炮弹库和引信库中火工品的安全管理场景需要开发具备持续侦察能力和报警能力的无人化平台用于对装备库室周围的道路、管线等重要装备设施进行巡逻监视保证装备库室等设施的安全 确保炮弹、发射药和引信等装备处于良好的技术状态.装备回收与报废装备退役、报废与处理环节可以引入无人化装备进行保障 对退役报废装备的处理应严格按照统一的规定根据不同装备具体情况分别采取相应的方式进行处理尽可能做到物尽其用 应当明确的是确保安全是处理报废装备一项重要原则在处理过程中要引起高度重视 现阶段部队在组织各种弹药、爆破器材和火工品等危险物品处理时极易发生事故 随着激光诱爆等无人化技术的广泛应用部分危险性强或者相对简单的火工品可以实现报废流程的无人化和流水线化从而确保保障人员的安全.装备维修保障环节.武器装备维修的指挥决策行为无人化装备保障一个重要标志就是在装备维修保障过程中的指挥决策是否能够实现无人化具体而言将无人化装备引入装备维修保障指挥体系之中依托智能系统模拟战场环境对各类方案进行对比 一方面可以产生贴合实战条件下的装备维修方案另一方面可以充分发挥系统的自适应能力开展深度学习不断积累经验 与此同时在得到最优方案之后系统可以选择自动发出指令针对故障火炮的具体情形及现场要求开展诸如战场抢修、抢救或后送等维修保障工作也可以将结果提供给指挥员由其进行最终决策从而实现科学高效的装备维修保障活动.武器装备的故障判断开展装备保障工作最根本的落脚点就是解决故障而解决故障的前提是要能够快速准确发现故障 无人化装备的发展使用对故障判断具有重要作用尤其是对于火炮类复杂装备而言其系统集光学、机械、电子、电气、液压等多学科先进技术于一体主体包含多个控制系统 运用无人化故障诊断系统对发生故障的火炮等武器装备进行检查分析通过装备故障案例库以及标准化的修理方法自动生成装备维修保障报告 相较于传统依赖维修人员检修的模式其优势在于一定程度上减少了对维修人员主观经验判断的依赖可以相对客观的进行故障分析能够有效地避免因故障误判而引起的重复维修问题 对于系统无法解决的问题也可以通过信息通信技术实现远程的专家会诊来解决.武器装备的功能修复装备维修保障的最终目的要使修复后的装备尽可能恢复原有使用功能将无人化装备引入装备修复保障环节对于在复杂战场环境下开展装备抢修工作具有重要意义 具体而言一方面无人化装备维修可以将维修机器人作为载体依托虚拟现实()、增强现实()与混合现实()和信息传输等先进技术对产生故障的装备开展损伤检查、拆卸、更换、组装等工作另一方面可以结合自动修复技术提高舰炮等装备损伤后的隔离与自动修复能力较好地克服保障点分散、保障备件携带有限、装备损坏难预测、过于依赖人工等问题提高装备维修效率 无人化装备应用构想.特殊地区的无人装备运输与伴随保障在新疆、西藏等自然条件较差的地区特战分队在遂行山地反恐任务时往往要保持较高的机动性而轻型火炮的装备伴随保障标准较高传统的输送工具难以胜任 在装备研发和配备上可效仿美陆军配备的“破碎机”无人运输车携带必要的炮弹和维修设备器材对部队实施伴随保障降低特战第 期牛家威等:新时代装备保障领域无人化装备应用需求研究队员的负担 在未来作战和演练中通过“引导 跟随”的方式利用有人和无人车混合编队完成装备和物资运输任务保障前线部队不间断供应提高装备调配保障效率 保障人员也可运用专门的近程无线电台和相应的控制系统操控多辆无人车跟随在有人驾驶车后面从而避免大量保障人员过早深入战区保证运输补给任务的快速组织和灵活调动 与此同时针对“小远散”单位或对抗激烈的任务区域发展前送无人机是未来我军装备保障的发展趋势 根据距离远近、对抗激烈程度以及装备需求量可效仿美军的 无人驾驶货运直升机开发不同型号的前送无人机载重从 不等重点解决装备的平面吊挂能力.无人化装备助力装备库室的安全管理装备库室是装备保障的关键区域其安全管理可以借助无人值守系统进行完善 具体而言通过架设监控设备对各个区域进行实时监测实现远程监控、远程调整、远程测试等管理功能一定程度上达到少人或者无人值守的目的 与此同时未来可利用自主警戒地面无人车在各级装备库室巡逻并采集视频、音频和环境数据提高安全威慑能力保护人员、资产和基础设施的安全 此外也可开发具有长时间续航能力的无人机可配合持久监视系统对某一区域进行持续监视和侦察.无人监管平台辅助日常装备维修决策可积极依托全军维修管理信息平台实现保障需求实时可知保障过程动态可控运用物联网、人工智能等技术实时监测装备技术状态推行基于状态的维修保障模式以火炮装备为例可以通过预先安装不同种类传感器的方式动态监测火炮关键零部件的使用状态如振动幅度、炮管温度、膛压等技术指标从而不断积累形成武器数据库结合大数据分析实现火炮装备故障预测和使用状态把控将武器装备故障出现率降到最低 因此通过借助人工智能算法进行故障分析自主制定维修方案可改变以往基于管理人员经验的决策模式逐步向智能化决策方向转变.虚拟装备维修训练提升故障判断准确率虚拟装备维修系统是远程故障诊断系统的重要组成部分引入、与 等新技术实现装备虚拟维修教学训练与实操、装备虚拟维修仿真与分析打造一个沉浸式装备故障诊断与维修服务技术平台并利用远程故障诊断系统实现技术与服务共享 未来可利用虚拟拆装实验和仿真实训使所属人员全面了解火炮等内部结构复杂装备的各部件及总体结构掌握零部件的拆卸方法、拆卸要点等基本拆装规范 尤其可以通过虚拟拆装系统对火炮的炮管、半自动装填机构、摇架、反后坐装置托架、平衡机、方向装置等内部组件进行展示使操作人员身临其境充分了解其工作原理与机构联动过程提高操作人员的装配技能有效降低教学成本和时间成本 结束语随着信息技术不断发展未来的装备保障必将建立在海量的信息数据的基础上 研究无人化装备在装备保障领域的需求构建无人化装备保障体系提升武器装备总体作战效能实现装备保障水平的跨越式提升既是加快建设现代化军队的现实需要也是有效履行军队职责使命、高标准实现新时代强军目标的实践要求 在未来国际竞争加速的背景下发展装备保障领域的特色无人化装备势在必行将有力支撑和推动我军装备保障的创新和发展参考文献 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