于斌 蘇峰 馬濤 丁廣威 孫媛媛

摘要：本文分析了美軍裝備維修保障中人工智能應(yīng)用情況，其保障具有通用性、主動(dòng)性、遠(yuǎn)程性和自主性等特點(diǎn)。啟示我軍需要在信息系統(tǒng)建設(shè)、通用型維修系統(tǒng)建設(shè)、主動(dòng)保障模式建設(shè)和現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程綜合分析系統(tǒng)建設(shè)等方面進(jìn)行研究，從而為提高裝備維修能力、提高戰(zhàn)斗力服務(wù)。

關(guān)鍵詞：美軍;裝備維修;人工智能;啟示;我軍

引言

人工智能是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、 思維科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和牛物科學(xué)等多學(xué)科的綜合型技術(shù)學(xué)科，能充分利用知識(shí)處理、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、博弈、 自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、專家系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)、智能機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域的成果，在各種場(chǎng)合嶄露頭角[1]。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，軍隊(duì)裝備高度精密化、智能化，對(duì)可靠性要求越來(lái)越高，其維修現(xiàn)狀也存在現(xiàn)場(chǎng)條件有限、備件運(yùn)輸不便、維修工具落后等問題。如何利用人工智能解決上述問題，成為當(dāng)前裝備維修智能化研究的熱點(diǎn)。而美軍已經(jīng)把人工智能技術(shù)運(yùn)用到了最小作戰(zhàn)單元上[2]，是最早在裝備保障領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)的軍隊(duì)，因此其裝備維修保障中人工智能應(yīng)用情況具有典型性和代表性，值得我軍思考與借鑒。

1.美軍裝備智能化維修保障情況及特點(diǎn)

早在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值就以開始凸顯[3]。這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)也標(biāo)志著人工智能在美軍裝備維修中開始發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。實(shí)際上，自上世紀(jì)80年代開始，美軍就已經(jīng)將人工智能應(yīng)用作為一個(gè)重要的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，呈現(xiàn)出如下幾個(gè)特點(diǎn)。

1.1利用人工智能技術(shù)，使維修裝備趨向通用性。

針對(duì)個(gè)別型號(hào)的維修保障設(shè)備，種類繁多，且相互間一般不兼容，造成保障隊(duì)伍陣容龐大，運(yùn)行效率低下，并且運(yùn)輸、保養(yǎng)等開支較大。上世紀(jì)80年代，美軍意識(shí)到了問題的嚴(yán)重性，開始研制基于公共測(cè)試資源的，能針對(duì)多種武器平臺(tái)和系統(tǒng)的通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，研制了5大系列標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)。2017年，洛瑪公司受美國(guó)海軍委托，建造了63套電子綜合自動(dòng)化保障系統(tǒng)（eCASS）。該系統(tǒng)充分運(yùn)用通信電子、模式識(shí)別、智能決策等技術(shù)，能針對(duì)七百余種航空電子部件以及航母、艦船或海濱維修基地的絕大部分裝備提供維修保障，大幅降低了所需測(cè)試設(shè)備總量，有效提升了作戰(zhàn)飛機(jī)的戰(zhàn)備完好性，每年可以節(jié)省超過10億美元軍費(fèi)。通用型強(qiáng)的特點(diǎn)，提升了美軍裝備維修保障的效率，減少了經(jīng)費(fèi)支出。

1.2由被動(dòng)維護(hù)向主動(dòng)維護(hù)發(fā)展

傳統(tǒng)保障系統(tǒng)是被動(dòng)反應(yīng)式的系統(tǒng)，即只有裝備出現(xiàn)故障后，才進(jìn)行故障狀態(tài)數(shù)據(jù)收集、診斷和預(yù)測(cè)等工作，自動(dòng)化和智能化水平較低。而且為保證裝備能正常工作，必須要預(yù)先準(zhǔn)備大量備件、維修設(shè)備及專業(yè)技術(shù)人員，保障效率不高。針對(duì)傳統(tǒng)保障模式存在的問題，美軍在開發(fā)第四代戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)，結(jié)合新型信息技術(shù)，對(duì)維修保障模式進(jìn)行了創(chuàng)新。AL系統(tǒng)是其研究成果，它能更好地適應(yīng)信息化裝備的整體維修保障需求。實(shí)際上，AL是一個(gè)綜合信息系統(tǒng)，它能主動(dòng)跟進(jìn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控武器狀態(tài)，將任務(wù)規(guī)劃、維修訓(xùn)練、維修保障等信息集成處理，自主確定維修計(jì)劃與方案，對(duì)維修資源等進(jìn)行最優(yōu)化調(diào)配，從而使裝備保持良好狀態(tài)。

1.3由現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)向現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程相結(jié)合的保障方式發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了一種先進(jìn)的裝備保障手段----遠(yuǎn)程支援技術(shù)[4]。傳統(tǒng)模式的裝備維修保障，都在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，隨著信息技術(shù)發(fā)展，美軍開展了由現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)向現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程相結(jié)合的保障方式發(fā)展的研究，先后研制了交互式電子技術(shù)手冊(cè)（IETM）、嵌入式傳感器故障檢測(cè)診斷設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)等軟硬件設(shè)備。這些系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，利用二維碼、條形碼和射頻識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)⒀b備從生產(chǎn)線到送達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)指定位置全過程進(jìn)行可視化，并通過地理信息系統(tǒng)了解裝備所處的位置的環(huán)境信息。裝備保障態(tài)勢(shì)由系統(tǒng)自動(dòng)生成，并通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給保障指揮機(jī)構(gòu)或人員共享[5]。遠(yuǎn)程技術(shù)專家通過先進(jìn)的通信手段，分析研究裝備保障態(tài)勢(shì)，作出結(jié)論，并依托遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)保障工作進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行維修。現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程相結(jié)合的維修模式，使得現(xiàn)場(chǎng)維修人員可以及時(shí)得到遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)，加快受損裝備的維修過程，極大提高了維修效率。

1.4向自主式保障模式發(fā)展

自主式保障是一種綜合維修保障系統(tǒng)。它使用現(xiàn)代信息技術(shù)等高新技術(shù)，能夠?qū)⒓夹g(shù)、備件、人員、計(jì)劃、方案等保障要素進(jìn)行綜合分析。美軍已經(jīng)在武器裝備中開始廣泛應(yīng)用自主式保障系統(tǒng)，例如在海軍航空兵F/A18等飛機(jī)、海軍戰(zhàn)斗群等作戰(zhàn)單元中使用，顯著降低了裝備的維修費(fèi)用、提高了維修效率。在一定程度上，21世紀(jì)武器裝備保障的發(fā)展方向，就是自主保障模式。

2.對(duì)我軍裝備維修保障智能化的啟示

當(dāng)前我軍正處在新時(shí)代的發(fā)展機(jī)遇期，正在全面進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)，武器裝備也越發(fā)精良，在裝備維修保障智能化方面，美軍的做法，給予了一些啟示。

2.1加強(qiáng)裝備維修保障領(lǐng)域信息系統(tǒng)建設(shè)

世界新軍事變革的本質(zhì)、核心和基礎(chǔ)是信息化，維修保障的發(fā)展也必然離不開信息技術(shù)的推動(dòng)。隨著軍事裝備信息化程度的不斷提升，要把信息技術(shù)放在軍事保障變革的核心重要位置，加速保障信息化步伐，不斷完善軍隊(duì)裝備保障的信息化體系。

2.2由保障型號(hào)單一型向通用型方向發(fā)展

當(dāng)前我軍裝備維修保障，還處在就事論事的階段，整體上，裝備維修保障系統(tǒng)能服務(wù)的型號(hào)單一，不具有通用性。需要充分運(yùn)用人工智能方法，利用知識(shí)處理、模式識(shí)別、專家系統(tǒng)等技術(shù)，建立一機(jī)多型的通用型專家測(cè)試維修系統(tǒng);利用自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)，提高維修效率，減少人為因素，降低維修經(jīng)費(fèi)。

2.3向主動(dòng)保障模式發(fā)展

利用大數(shù)據(jù)分析、診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)，結(jié)合專家系統(tǒng)，對(duì)裝備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，通過周期性或自動(dòng)預(yù)警報(bào)告，提前預(yù)測(cè)裝備可能出現(xiàn)的故障，并做好預(yù)防措施。由此使裝備失效后恢復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉乐?裝備失效 ，由存貨供應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨蠊?yīng)，由被動(dòng)式維護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式維護(hù)，達(dá)到準(zhǔn)確、快速、靈活、有效保障的目的。

2.4由現(xiàn)場(chǎng)保障向現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程綜合分析保障方向發(fā)展

當(dāng)前我軍的裝備維修保障還是以現(xiàn)場(chǎng)保障為主，一旦現(xiàn)場(chǎng)保障因技術(shù)或者配件問題不能繼續(xù)進(jìn)行，將影響裝備的恢復(fù)使用。為提高裝備的檢修效率，裝備生產(chǎn)廠家必須要全壽命跟進(jìn)。通過采用先進(jìn)的通信技術(shù)、智能輔助決策技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、圖像處理技術(shù)等手段，建立綜合的遠(yuǎn)程輔助診斷維修系統(tǒng)，并通過3D打印等技術(shù)，完成現(xiàn)場(chǎng)配件補(bǔ)給，盡可能快的使受損裝備恢復(fù)作戰(zhàn)能力。

3.小結(jié)

在人工智能的影響下，美軍的維修方式雖然發(fā)生了重大變化，但它始終在圍繞著作戰(zhàn)需要，以部隊(duì)需求與實(shí)際需要為依據(jù)，主動(dòng)進(jìn)行變革。將高新技術(shù)的應(yīng)用貫穿到整個(gè)保障過程中。在人工智能應(yīng)用方面，還有很多技術(shù)需要我軍去開發(fā)研究應(yīng)用，為戰(zhàn)斗力的提升做好保障服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒蕾，張先鋒.人工智能及其發(fā)展應(yīng)用[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全， 2012（02）：11-13

[2]Austin Tate， Peter Jarvis ， Jeffrey Dalton.Using AI Planning Technology for Army Small Unit Operations[M].Proceedings of the Fifth International Conference on Artificial Intelligence Planning Systems，2000（03）：104-109

[3]賈順，徐運(yùn)濤.伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍裝備維修保障的特點(diǎn)及對(duì)我軍的啟示[J].現(xiàn)代軍事通信，2003（09）：18-22

[4]王緒智.外軍裝備保障發(fā)展趨勢(shì)[M].中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)修船技術(shù)學(xué)術(shù)委員會(huì)年會(huì)，2003（05）：284-290