牛家威，蔣大勇

(武警工程大學(xué) 裝備管理與保障學(xué)院，陜西 西安 710086)

黨的二十大報(bào)告明確指出:“未來我們要堅(jiān)持科技強(qiáng)軍,堅(jiān)持機(jī)械化、信息化、智能化融合發(fā)展”。隨著科技不斷進(jìn)步,未來戰(zhàn)爭作戰(zhàn)時(shí)空將拓展到全時(shí)全域,戰(zhàn)爭形態(tài)由“以物釋能、以網(wǎng)聚能”向“以智馭能”轉(zhuǎn)變,智能化要素將滲透裝備保障各環(huán)節(jié),分布式部署于戰(zhàn)場全縱深,傳統(tǒng)保障模式也將隨之改變[1-2]?，F(xiàn)階段,無人化裝備保障已經(jīng)開始在無人值守、無人運(yùn)輸和輔助決策等領(lǐng)域展開。在世界軍事變革的大背景下,如何精準(zhǔn)分析我軍裝備保障任務(wù)需求,高效運(yùn)用無人化、智能化裝備開展裝備保障工作,對(duì)于更好遂行時(shí)代賦予我軍的任務(wù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來,以美國和俄羅斯為代表的世界軍事強(qiáng)國對(duì)本國無人化裝備保障體系建設(shè)的重視程度不斷增加。其中,2018年8月,美國防部發(fā)布《2017—2042財(cái)年無人系統(tǒng)綜合路線圖》,用于規(guī)劃本國無人化裝備的體系建設(shè),并且積極開展無人化裝備保障實(shí)戰(zhàn)化檢驗(yàn),其研發(fā)的K-MAX無人貨運(yùn)飛機(jī)已在阿富汗戰(zhàn)場投入使用,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的物資供給,保障作戰(zhàn)分隊(duì)的需求[3-4]。與此同時(shí),俄羅斯也十分重視自身無人化裝備的發(fā)展,通過建立國家機(jī)器人發(fā)展中心和出臺(tái)《2025年前未來軍用機(jī)器人技術(shù)裝備研發(fā)專項(xiàng)綱要》等措施全面指導(dǎo)規(guī)劃自身無人裝備的研發(fā)運(yùn)用,持續(xù)增加無人化裝備體系建設(shè)資源投入,現(xiàn)階段在役的保障無人機(jī)已多達(dá)1900架[5-6]。對(duì)比而言,歐洲各國雖然起步較晚,但重視程度不斷提高,積極發(fā)展適合本國軍隊(duì)的特色裝備,如法國“騎兵”輪式保障車可執(zhí)行監(jiān)視、掃雷、運(yùn)輸武器等任務(wù)[7]。

相較于國外而言,國內(nèi)對(duì)于無人化裝備的技術(shù)理論研究起步較晚,主要開始于上世紀(jì)80年代,研究范圍包括支撐無人化裝備使用的傳感技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)等。隨后,在國防和軍隊(duì)體制編制調(diào)整改革的大背景下,各高校及科研院所以新時(shí)期軍隊(duì)任務(wù)需求為牽引,積極開展相關(guān)應(yīng)用研究,一定程度上推動(dòng)了無人化裝備在軍隊(duì)后裝領(lǐng)域的發(fā)展。例如,空軍后勤部牽頭與順豐、京東物流進(jìn)行合作,利用無人機(jī)開展裝備物資補(bǔ)給綜合演習(xí),開創(chuàng)了我軍軍民聯(lián)合物資供給領(lǐng)域的先河;2017年,我國自主研發(fā)的AT-200無人貨運(yùn)飛機(jī)順利完成首飛任務(wù),標(biāo)志著我國擁有了自己的大型無人貨運(yùn)飛機(jī),該型號(hào)無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)海島機(jī)場、野戰(zhàn)機(jī)場環(huán)境下的裝備和物資輸送[8]。

總體來說,我軍一方面明確了無人化裝備保障發(fā)展方向的重點(diǎn),制定了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃;另一方面,在世界軍事變革和科技變革的大背景下,不斷深化無人化裝備保障建設(shè),積極探索無人化裝備保障的應(yīng)用途徑,力求無人化裝備在裝備保障領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。

1 理論分析框架

無人化裝備保障需求分析框架是裝備保障行為、裝備保障功能和裝備保障需求三者的有機(jī)統(tǒng)一。裝備保障需求指的是組成裝備保障體系的各個(gè)保障單元應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo),是開展所有無人化裝備保障活動(dòng)的起點(diǎn),各保障單元因其承擔(dān)的任務(wù)不同而存在一定的差異性。裝備保障行為本質(zhì)就是在需求引導(dǎo)下的,對(duì)人力、物力和信息等各類資源的整合操作過程,是完成裝備保障任務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)形式。因各類資源利用依賴于裝備保障需求開展,故而裝備保障行為具有一定穩(wěn)定性。單個(gè)保障單元具備履行保障能力的集合體現(xiàn)為整體的裝備保障功能,其主要原因在于保障單元以保障要素為基礎(chǔ)形成,每個(gè)保障要素都具有一定的功能屬性,其最終具象化為不同的行為和動(dòng)作。

綜上所述,面對(duì)不同的裝備保障任務(wù)需求,使用相應(yīng)的裝備保障功能,執(zhí)行具體的裝備保障行為,從而確保各個(gè)保障單元能夠順利完成任務(wù),三者關(guān)系如圖1所示。

2 無人化裝備參與保障環(huán)節(jié)的分析

2.1 裝備調(diào)配保障環(huán)節(jié)

2.1.1 裝備輸送與分配

裝備保障領(lǐng)域中的裝備分配和輸送環(huán)節(jié)可以引入無人化裝備。當(dāng)前,無人化技術(shù)發(fā)展迅速,無人自助設(shè)備已廣泛應(yīng)用在銷售等商業(yè)領(lǐng)域[9]。如將其引入火炮裝備保障領(lǐng)域中的彈藥、器材、設(shè)備的分發(fā),可有利于降低作戰(zhàn)成本,提高作戰(zhàn)效率,使我軍在實(shí)施裝備分配和調(diào)整時(shí)能夠有更多選擇。此外,傳統(tǒng)的裝備輸送環(huán)節(jié)消耗大量人力物力,在戰(zhàn)時(shí)或突發(fā)情況下極易遭到敵方攻擊。在自然環(huán)境惡劣地區(qū),也難以將小批量裝備高效率、低成本分發(fā)至各任務(wù)部隊(duì)。隨著無人自主駕駛技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)階段我軍用于執(zhí)行特殊場景裝備輸送任務(wù)的車輛未來有望轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魇綗o人駕駛平臺(tái),實(shí)施無人裝備與有人裝備混編,從而有效降低對(duì)保障人員的需求。如火炮分隊(duì)通過無人伴隨保障,更加靈活地應(yīng)對(duì)各種情況,保證在惡劣環(huán)境下對(duì)自身的運(yùn)輸補(bǔ)給。

2.1.2 裝備儲(chǔ)存與周轉(zhuǎn)

裝備儲(chǔ)備和周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)可以引入無人化裝備進(jìn)行保障。裝備庫室等設(shè)施是部隊(duì)裝備補(bǔ)給重要組成部分,需要持續(xù)地監(jiān)控和防衛(wèi)。裝備庫室一般要求采取防雷、防洪、防震等措施,避免自然災(zāi)害侵害,還要采取防火、防盜、防爆等措施,防止人為造成損失,更要采取警戒、防御、防護(hù)等防衛(wèi)措施,防止敵人襲擊和破壞,減少儲(chǔ)備裝備的破壞性損失。特別是針對(duì)炮彈庫和引信庫中火工品的安全管理場景,需要開發(fā)具備持續(xù)偵察能力和報(bào)警能力的無人化平臺(tái),用于對(duì)裝備庫室周圍的道路、管線等重要裝備設(shè)施進(jìn)行巡邏監(jiān)視,保證裝備庫室等設(shè)施的安全[10-11],確保炮彈、發(fā)射藥和引信等裝備處于良好的技術(shù)狀態(tài)。

2.1.3 裝備回收與報(bào)廢

裝備退役、報(bào)廢與處理環(huán)節(jié)可以引入無人化裝備進(jìn)行保障。對(duì)退役報(bào)廢裝備的處理,應(yīng)嚴(yán)格按照統(tǒng)一的規(guī)定,根據(jù)不同裝備具體情況,分別采取相應(yīng)的方式進(jìn)行處理,盡可能做到物盡其用。應(yīng)當(dāng)明確的是,確保安全是處理報(bào)廢裝備一項(xiàng)重要原則,在處理過程中要引起高度重視?，F(xiàn)階段,部隊(duì)在組織各種彈藥、爆破器材和火工品等危險(xiǎn)物品處理時(shí)極易發(fā)生事故。隨著激光誘爆等無人化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,部分危險(xiǎn)性強(qiáng)或者相對(duì)簡單的火工品可以實(shí)現(xiàn)報(bào)廢流程的無人化和流水線化,從而確保保障人員的安全。

2.2 裝備維修保障環(huán)節(jié)

2.2.1 武器裝備維修的指揮決策行為

無人化裝備保障一個(gè)重要標(biāo)志就是在裝備維修保障過程中的指揮決策是否能夠?qū)崿F(xiàn)無人化。具體而言,將無人化裝備引入裝備維修保障指揮體系之中,依托智能系統(tǒng)模擬戰(zhàn)場環(huán)境,對(duì)各類方案進(jìn)行對(duì)比。一方面,可以產(chǎn)生貼合實(shí)戰(zhàn)條件下的裝備維修方案;另一方面,可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的自適應(yīng)能力,開展深度學(xué)習(xí),不斷積累經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí),在得到最優(yōu)方案之后系統(tǒng)可以選擇自動(dòng)發(fā)出指令,針對(duì)故障火炮的具體情形及現(xiàn)場要求,開展諸如戰(zhàn)場搶修、搶救或后送等維修保障工作,也可以將結(jié)果提供給指揮員,由其進(jìn)行最終決策,從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的裝備維修保障活動(dòng)。

2.2.2 武器裝備的故障判斷

開展裝備保障工作最根本的落腳點(diǎn)就是解決故障,而解決故障的前提是要能夠快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障。無人化裝備的發(fā)展使用對(duì)故障判斷具有重要作用,尤其是對(duì)于火炮類復(fù)雜裝備而言,其系統(tǒng)集光學(xué)、機(jī)械、電子、電氣、液壓等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體,主體包含多個(gè)控制系統(tǒng)[12]。運(yùn)用無人化故障診斷系統(tǒng)對(duì)發(fā)生故障的火炮等武器裝備進(jìn)行檢查分析,通過裝備故障案例庫以及標(biāo)準(zhǔn)化的修理方法自動(dòng)生成裝備維修保障報(bào)告。相較于傳統(tǒng)依賴維修人員檢修的模式,其優(yōu)勢在于一定程度上減少了對(duì)維修人員主觀經(jīng)驗(yàn)判斷的依賴,可以相對(duì)客觀的進(jìn)行故障分析,能夠有效地避免因故障誤判而引起的重復(fù)維修問題。對(duì)于系統(tǒng)無法解決的問題,也可以通過信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的專家會(huì)診來解決。

2.2.3 武器裝備的功能修復(fù)

裝備維修保障的最終目的要使修復(fù)后的裝備盡可能恢復(fù)原有使用功能,將無人化裝備引入裝備修復(fù)保障環(huán)節(jié),對(duì)于在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下開展裝備搶修工作具有重要意義。具體而言,一方面,無人化裝備維修可以將維修機(jī)器人作為載體,依托虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)與混合現(xiàn)實(shí)(MR)和信息傳輸?shù)认冗M(jìn)技術(shù),對(duì)產(chǎn)生故障的裝備開展損傷檢查、拆卸、更換、組裝等工作;另一方面,可以結(jié)合自動(dòng)修復(fù)技術(shù),提高艦炮等裝備損傷后的隔離與自動(dòng)修復(fù)能力,較好地克服保障點(diǎn)分散、保障備件攜帶有限、裝備損壞難預(yù)測、過于依賴人工等問題,提高裝備維修效率[13]。

3 無人化裝備應(yīng)用構(gòu)想

3.1 特殊地區(qū)的無人裝備運(yùn)輸與伴隨保障

在新疆、西藏等自然條件較差的地區(qū),特戰(zhàn)分隊(duì)在遂行山地反恐任務(wù)時(shí)往往要保持較高的機(jī)動(dòng)性,而輕型火炮的裝備伴隨保障標(biāo)準(zhǔn)較高,傳統(tǒng)的輸送工具難以勝任。在裝備研發(fā)和配備上,可效仿美陸軍配備的“破碎機(jī)”無人運(yùn)輸車,攜帶必要的炮彈和維修設(shè)備器材對(duì)部隊(duì)實(shí)施伴隨保障,降低特戰(zhàn)隊(duì)員的負(fù)擔(dān)。在未來作戰(zhàn)和演練中,通過“引導(dǎo)-跟隨”的方式利用有人和無人車混合編隊(duì)完成裝備和物資運(yùn)輸任務(wù),保障前線部隊(duì)不間斷供應(yīng),提高裝備調(diào)配保障效率。保障人員也可運(yùn)用專門的近程無線電臺(tái)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)操控多輛無人車跟隨在有人駕駛車后面,從而避免大量保障人員過早深入戰(zhàn)區(qū),保證運(yùn)輸補(bǔ)給任務(wù)的快速組織和靈活調(diào)動(dòng)。與此同時(shí),針對(duì)“小遠(yuǎn)散”單位或?qū)辜ち业娜蝿?wù)區(qū)域,發(fā)展前送無人機(jī)是未來我軍裝備保障的發(fā)展趨勢[14]。根據(jù)距離遠(yuǎn)近、對(duì)抗激烈程度以及裝備需求量,可效仿美軍的K-MAX無人駕駛貨運(yùn)直升機(jī),開發(fā)不同型號(hào)的前送無人機(jī),載重從10～3 000 kg不等,重點(diǎn)解決裝備的平面吊掛能力。

3.2 無人化裝備助力裝備庫室的安全管理

裝備庫室是裝備保障的關(guān)鍵區(qū)域,其安全管理可以借助無人值守系統(tǒng)進(jìn)行完善。具體而言,通過架設(shè)監(jiān)控設(shè)備對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)整、遠(yuǎn)程測試等管理功能,一定程度上達(dá)到少人或者無人值守的目的[15]。與此同時(shí),未來可利用自主警戒地面無人車在各級(jí)裝備庫室巡邏并采集視頻、音頻和環(huán)境數(shù)據(jù),提高安全威懾能力,保護(hù)人員、資產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全。此外,也可開發(fā)具有長時(shí)間續(xù)航能力的無人機(jī),可配合持久監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行持續(xù)監(jiān)視和偵察。

3.3 無人監(jiān)管平臺(tái)輔助日常裝備維修決策

可積極依托全軍維修管理信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)保障需求實(shí)時(shí)可知,保障過程動(dòng)態(tài)可控,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測裝備技術(shù)狀態(tài),推行基于狀態(tài)的維修保障模式。

以火炮裝備為例,可以通過預(yù)先安裝不同種類傳感器的方式,動(dòng)態(tài)監(jiān)測火炮關(guān)鍵零部件的使用狀態(tài),如振動(dòng)幅度、炮管溫度、膛壓等技術(shù)指標(biāo)[16],從而不斷積累形成武器數(shù)據(jù)庫,結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)火炮裝備故障預(yù)測和使用狀態(tài)把控,將武器裝備故障出現(xiàn)率降到最低[17]。因此,通過借助人工智能算法進(jìn)行故障分析,自主制定維修方案,可改變以往基于管理人員經(jīng)驗(yàn)的決策模式,逐步向智能化決策方向轉(zhuǎn)變。

3.4 虛擬裝備維修訓(xùn)練提升故障判斷準(zhǔn)確率

虛擬裝備維修系統(tǒng)是遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的重要組成部分,引入VR、AR與MR等新技術(shù),實(shí)現(xiàn)裝備虛擬維修教學(xué)訓(xùn)練與實(shí)操、裝備虛擬維修仿真與分析,打造一個(gè)沉浸式裝備故障診斷與維修服務(wù)技術(shù)平臺(tái),并利用遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)與服務(wù)共享[18]。未來可利用虛擬拆裝實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)訓(xùn),使所屬人員全面了解火炮等內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜裝備的各部件及總體結(jié)構(gòu),掌握零部件的拆卸方法、拆卸要點(diǎn)等基本拆裝規(guī)范。尤其可以通過虛擬拆裝系統(tǒng)對(duì)火炮的炮管、半自動(dòng)裝填機(jī)構(gòu)、搖架、反后坐裝置托架、平衡機(jī)、方向裝置等內(nèi)部組件進(jìn)行展示,使操作人員身臨其境,充分了解其工作原理與機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)過程,提高操作人員的裝配技能,有效降低教學(xué)成本和時(shí)間成本。

4 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展,未來的裝備保障必將建立在海量的信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。研究無人化裝備在裝備保障領(lǐng)域的需求,構(gòu)建無人化裝備保障體系,提升武器裝備總體作戰(zhàn)效能,實(shí)現(xiàn)裝備保障水平的跨越式提升,既是加快建設(shè)現(xiàn)代化軍隊(duì)的現(xiàn)實(shí)需要,也是有效履行軍隊(duì)職責(zé)使命、高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)新時(shí)代強(qiáng)軍目標(biāo)的實(shí)踐要求。在未來國際競爭加速的背景下,發(fā)展裝備保障領(lǐng)域的特色無人化裝備勢在必行,將有力支撐和推動(dòng)我軍裝備保障的創(chuàng)新和發(fā)展。