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航空裝備保障新理念及發展趨勢

作者:董慧茹

摘 要

隨著以信息技術為核心的科學技術的迅猛發展及其在軍事領域的應用,航空裝備保障模式發生了很大變革。論文在明確裝備保障概念、歷史演變的基礎上,重點探討了"精確保障"、"敏捷保障"、"基於性能的保障"以及"自主式保障"等若干裝備保障新理念,分析了裝備保障的發展趨勢。這些新理念和趨勢代表了 21 世紀裝備保障的發展方向 。

21 世紀科學技術空前發展。以信息技術為核心的高新技術的迅速發展及其在軍事領域的廣泛應用,引發了世界範圍內的新軍事變革。"合作戰"、"網路中心戰"等新的作戰概念層出不窮,戰爭形態正由機械化信息化轉變〉武器裝備日益先進,裝備對保障的依賴性越來越大。傳統的裝備保障理論已經難以適應 21 世紀環境下的軍事需求。裝備保障的內涵及外延在這種新需求下悄然地發生著改變,同時出現了許多有關裝備保障的新理念、新技術。掌握裝備保障的涵義,理解裝備保障的新特點,跟蹤裝備保障的新技術、新理念、新趨勢,對於做好我軍裝備保障工作具有重要的指導意義。

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裝備保障概念探究

裝備保障作為概念和實踐,發展了許多年,已經成為一門較成熟的學科。世界上基本形成了兩類代表"性的裝備保障組織體制模式:一類是以美軍為代表的、將裝備保障與後勤保障融為一體的保障體系,即後勤保障的概念中含有裝備保障的內容,歐美等西方國家大都採用這種體系;另一類是以俄軍為代表的裝備保障與後勤保障分離的保障體系,與前蘇聯社會制度相似的一些國家採用這種體系。我國採用的是後勤與裝備分離的體系,認為裝備保障直接以裝備本身及其使用為保障對象,而後勤保障指的是物資、軍需、衛生、車輛、場務等內容。

早期的裝備保障概念是指裝備部署到部隊使用現場後,為使裝備完成規定的任務而實施的技術和管理活動,主要是使用和維修保障。現在人們逐漸認識到:裝備保障是為了使裝備保持完好狀態而在裝備立項、研製、生產、服役直到退役報廢的全壽命過程中,規劃和實施裝備必需的維修、訓練和物資供應等所有活動。為了使裝備在整個壽命周期內具有良好的戰備完好性,不僅需要在裝備使用過程中開展有效的維修和保障活動,而且還需要在裝備研製階段充分考慮保障問題。裝備研製過程中的保障活動,包括明確使用方的保障要求、開展保障性設計、研究裝備的保障方案、規劃保障系統等。裝備使用過程中的保障活動就是根據確立的保障方案並利用保障資源,對裝備實施保障。

裝備保障存在於裝備的整個壽命周期中。

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裝備保障歷史演變

裝備保障隨著航空裝備的發展而演變。到目前為止,主戰飛機已經歷了四代的發展。不同時期的飛機其裝備保障呈現出不同特點。

二次世界大戰之前,飛機機械故障產生的嚴重後果使人們對地面維修重視起來,飛機維修者逐漸與設計者、使用者分離,航空維修成為一門獨立的專業。但總的說來,這一時期飛機結構和功能簡單,不需要多少保障裝備,對於保障考慮得很少,此時的裝備保障主要是事後維修。

二戰後的第一、二代作戰飛機,速度有了很大提高,機載武器和設備增多,此時人們的認識是:飛機使用中會有耗損,耗損能引起故障,故障必然影響飛行安全,飛機的安全可靠與使用時間直接相關。此時的裝備保障活動主要是定時維修。

隨著飛機及其設備的日益複雜,大量的定時維修導致維修保障費用過高,同時大量的定時維修並沒有保證飛機的安全可靠。於是"以可靠性為中心的維修" (RCM) 理論誕生了。 RCM 理論認為並不是所有的部件都需要進行預防性維修,而應該按照以最小的維修資源消耗來保證裝備固有可靠性。

水平和安全性的原則,應用邏輯決斷的方法確定裝備的預防性維修要求。 此時,可靠性工程、維修性工程理論得到極大發展。

第三代作戰飛機具有很高的機動性、良好的氣動布局和操縱性,以美國的 F-15 、俄羅斯的 Su-27 為代表。此時,人們已經認識到裝備是否易於保障與裝備的設計密切相關,需從裝備研製階段開始,考慮保障要求,進行保障性設計,規劃保障方案,研究保障系統等。此時保障性工程得到發展。

第四代戰機是現在各軍事強國正在積極發展的戰鬥機,為應對未來信息化戰爭的需要,第四代戰機要求具備隱身、超聲速巡航、高機動、綜合航電系統、良好保障性等特性,如美國的 F -22 、 JSF(The Joint Fighter) 等,此時自主式保障、敏捷保障等一些新的保障概念應運而生。人們已經認識到,應該把保障性作為裝備性能的一部分來考慮。

從航空裝備及其保障的發展歷程可以看出,每一次裝備的更新換代,都推動著裝備保障活動和理論的進步,而科學技術的發展又為這種進掛提供了可能。

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裝備保障新理念

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精確保障

通過海灣戰爭中保障暴露出的一系列問題,美軍深切意識到數量型、被動補給型保障方式的弊端,在 20 世紀 90 年代初提出了精確保障的概念。21 世紀初開始,美軍陸續頒布 {2020 年聯合設想》、《四年一度審查報告》、 《轉型計劃指南》、《聯合作戰概念》等一系列文件,把軍事轉型作為21 世紀美軍建設的核心,明確了"機動主宰、精確打擊、聚焦後勤、全維防護"的聯合作戰原則。將聚焦後勤(實質上就是精確保障)作為四大作戰原則之一,其目的就是為了具備與軍事轉型後相匹配的保障能力。

精確保障理念及做法在伊拉克戰爭中的成功運用,使得日本、法國、俄羅斯、澳大利亞等國家紛紛調整其保障發展戰略,向"精確化"方向發展。我軍根據"保障有力"的總要求,也提出了"精確保障"的理念。精確保障就是充分運用信息技術為核心的高科技手段,高效而準確地籌劃和使用各種保障力量,在正確的時間、正確的地點、為部隊提供準確的物資和技術保障,使裝備保障適時、適地、適量、快速、高效。

在未來裝備保障中,大規模流動的不僅是物資、人員,還有信息,因此實現精確保障的首要要求是準確、及時、必要的保障信息的獲取和利用;其次能夠將保障要素快速運送到預定位置的技送能力;用主動配送型物資供應方式代替被動補給型方式;從數量型保障轉變為速度型保障。只有做到以上幾點,才能真正減小保障規模,提高保障效率,做到保障的精確化[4] 精確保障涉及到信息網路系統、自動識別技術、移動眼蹤技術及遠程支援技術等大量高新技術。

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敏捷保障

為了滿足在全世界範圍內快速部署的需要,美軍組建了 "21 世紀航空航天遠征部隊"。敏捷的部隊需要同樣敏捷的保障,美軍提出了"敏捷保障"的保障理念,認為 21 世紀的裝備保障中,保障速度比保障規模更重要。

敏捷保障就是藉助高速發達的信息技術和運輸技術,縮短保障反應時間,減小保障規模,保證保障信息和物資在作戰方和保障方之間密切傳遞,從而提高作戰單位的作戰能力。

"敏捷保障"的關鍵是全資可視化。全資可視化 (Total Asset Visihility , T AV) ,是通過為保障過程中的決策和管理人員提供有關位置、運動和狀況的準確信息,使之隨時掌握部隊、人員、裝備和補給等全部資源,從而提高保障工作的整體效能。全資可視化是一個基於網路平台的多數據源的數據集成系統,本質上是信息共享。部隊、修理機構等資源使用方通過全資可視化系統進行資源申請、資源申請跟蹤、資源狀態跟蹤、資源數據更改等活動;負責資源分配和部署的機關部門的資源管理人員通過全資可視化系統可以查詢和匯總各種需求,查詢資源配置情況,重新配置資源等;工廠、倉庫等資源生產和儲存管理人員通過全資可視化系統可以進行申請標識、數據更新等活動。美軍在伊拉克戰爭中運用全資可視化系統對運抵科威特的數萬隻器材集裝箱實施了快速分發和配送,配送時間縮短了66%。

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基於性能的保障

基於性能的保障 (performance - based logistics , PBL) 是一種部隊建制保障與民用保障相結合的綜合保障模式,主要目的是以較低的壽命周期費用實現裝備戰備完好性,是美軍在 21 世紀所做的保障轉型。

PBL 就是軍方將裝備系統的性能要求寫入性能協議文件中,通過招標,從民間選擇最佳的保障承包商。承包商對裝備系統的完好性負責。為了達到合同中要求的裝備完好性指標,承包商會以使用方需求為核心,將保障策略作為採辦策略的有機組成部分,注重系統的持續改進,關注裝備整體性能的實現。

基於性能的保障改變軍方傳統的購買備件和管理庫存的保障方式為購買性能和管理結果,因為承包商對系統性能最終負責,因此為了盈利承包商會積極投資改進產品的可靠性、維修性和保障性,改進供應鏈管理。 PBL 中風險由政府和承包商共同分擔,這種方式充分利用了政府和工業部門的資源。

F/A -18E1F 是美國國防部第一個實施基於性能保障的項目 (FIRST 項目) ,目的是滿足機隊戰備完好性要求,通過商業運作降低海軍的總壽命周期費用,改善後勤保障過程。美海軍稱實施新的保障策略後,在綜合保障費用方面節約了 7400萬美元。

1996 年 C17 型號辦公室對建制維修和合同維修及之間的權衡進行了費用分析,提出了"靈活保障"策略,實質上就是基於性能的維修。 C17 的PBL 合同中包含了六項性能指標:度量整個機群可用度的飛機可用度、度量基地級維修方渠經濟性和有效性的基地計劃、表示戰時能力的可達飛行小時、度量供應系統及時程度的備件效率、度量關鍵備件可用性的任務能力備件管理以及用戶滿意度。波音公司與空軍合作,簽署了為期 10 年的 C17"全球霸王" 111 持續保障合作夥伴項目 (GSP) 0波音公司作為 C17 的總承包商,承擔著全系統保障責任,普惠公司作為波音的分承包商承擔著發動機 F117 - PW - 110 的保障。 GSP 項目到期後,美國空軍又授予波音公司一份新的三年合同,這份合同意味著 PBL 在C17保障上的成功。

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自主式保障

自主式保障 (Autonomic Logistics , AL) 概念是在 JSF 項目中提出來的。美國在為其空軍、海軍、海軍陸戰隊以及其盟國研製的新型第四代戰鬥機 JSF 項目中首次提出了經濟可承受性的要求即"各種性能指標要與訂購方的支付能力和使用方的需求相適應"並將保障性視為與作戰性能同等重要。為了實現經濟可承受性和保障性目標,美軍創造性地提出了自主式保障的飛機保障方案。自主式保障,顧名思義就是主動、自覺的保障,即一種提前預知可能出現的問題、儘早實施保障的保障方式。自主式保障是通過自主式保障系統來實現,這個系統由智能飛機、聯合分散式信息系統、維修人員、一體化訓練環境以及保障基礎設施等五部分組成。

首先,飛機必須具備易於自主保障的特性,這是通過預測與健康管理 (Prognostics and HealthManagement , PHM) 技術來實現的。 PHM 技術通過設置在飛機內感測器的工作,來感知零部件、設備、分系統的狀態,做出故障預測、故障隔離、維修方案等判斷。通過 PHM 技術,飛機能夠在系統故障發生之前預知系統部件出現的缺陷,減少飛機對測試及診斷設備的需要,縮小保障規模。

聯合分散式信息系統是自主式保障的核心。當飛機還在空中時, PHM 收集到的有關故障及維修信息就傳到聯合分散式信息系統,信息系統根據這些信息,準備好需要的備件、資料、人員和保障設備,當飛機著陸後立即對其進行維修。從此縮短了飛機再次出動準備時間,提高了飛機的出動架次率。據預計自主式保障方案的有效實施能夠使得維修人力減少 20 -40% ,保障規模減小 50% ,出動架次率提高 25% ,保障費用降低 50%。

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裝備保障發展趨勢

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實行全系統全壽命管理,將保障性視為裝備性能的有機組成部分

我國倡導的全系統全壽命管理或美軍稱之為的全壽命系統管理,實質上都是用系統的觀點對待裝備保障,即將保障分系統與主裝備視為一個整體,應用系統工程原理,統籌管理從系統論證到退役的全壽命過程。將保障性與費用、進度、作戰性能視為裝備同等重要的屬性,已成為裝備保障界的共識。美國國防部用採辦後勤代替綜合後勤保障,也是為了突出保障性在裝備採辦中的地位和系統工程過程。以 JSF 項目為例,在其聯合使用要求文件中規定的 6 個關鍵性能參數(隱身性能、作戰半徑、出動架次率、保障規模、任務可靠性、互用性)中就有 3 個是有關保障性的。再比如 A400M,A400M 是歐洲自行設計、研製和生產的新一代軍用運輸機,在研製階段就提出了"具有 15 天的無需維修使用期, 150 天的部署時間內不需要定檢,A檢為500小時或5-8月,C檢為24月、3000飛行小時或 1 800飛行循環,腐蝕檢查間隔為6年"等具體維修保障要求。

裝備的全系統全壽命管理,大多通過型號辦公室具體實施。型號辦公室存在於裝備壽命過程,從用戶的需要出發,通過由與裝備相關的各類人員組成的"綜合產品組"管理、監督、研製、生產、採購、保障和部署有關的所有活動,確保向用戶交付滿足要求的裝備並保證裝備在壽命周期內得到及時有效的保障。

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高新技術得到廣泛應用

隨著科學技術的進步與發展,高新技術在航空裝備及其保障上得到越來越廣泛的應用。射頻識別技術應用於物資供應中,極大提高了供應保障的高效和精確;虛擬維修性設計分析技術在裝備設計中的採用極大縮短了維修性設計周期,減小了研製費用;互動式電子技術手冊 (IETM) 、攜帶型維修輔助設備 (PMA) 、維修專家系統等用於裝備維修,提高了裝備維修的效率;遠程支援技術為前方裝備的維修和戰傷搶修提供及時的技術指導和輔助決策;能夠用於多種武器系統全壽命周期測試和診斷的自動測試系統提高了測試資源使用率、降低測試成本、減少維修時間、降低虛警率。這些新技術的應用是裝備保障新理念得以實現的基礎。

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保障裝備向通用化、綜合化、模塊化、小型化發展

保障裝備是航空裝備保障的物質基礎,影響著裝備保障的效能和航空裝備系統戰鬥力的發揮。當前,裝備保障中一方面積極開發研製適應 21 世紀戰爭環境的新型高技術保障裝備,如模塊化四站保障系統 (MASS) 、用於保障 JSF 航空電子設備的自動測試系統"洛馬之星"等;另一方面積極改造升級現役保障裝備使之滿足新需要。保障裝備正向著通用化、綜合化、模塊化及小型化發展。通用化的保障設備能夠用於多種航空裝備的保障,綜合化的設備能夠完成多項保障任務,模塊化使得設備可以根據任務隨意組合、提高利用率,小型化使得設備易於機動,這些特性極大提高了保障裝備的機動保障能力、快速保障能力以及多機種保障能力等,減小保障規模,提高保障效率。

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採取靈活的保障模式

進入 21 世紀,航空裝備進入跨越式發展階段,機械化裝備與信息化裝備並存的局面在較長的一段時間內存在,採用靈活的保障方式和維修體制已成為趨勢。

首先,僅靠部隊保障力量難以滿足 21 世紀信息化環境下快速、準確、及時的保障要求。美軍採用的社會化保障、我軍提出的軍民一體化保障,其實質都是廣泛動員社會可用力量,發揮地方技術優勢,構建生產廠家、部隊和民間力量為一體的多元化保障方式,從而提高裝備保障能力。

其次,嘗試精簡維修機構。美空軍從 20 世紀90 年代初就開始嘗試取消中繼級維修,目前現役飛機的發動機和電子設備已經採用兩級維修;新研飛機要求完全採用兩級維修方案進行設計。我軍也在積極進行維修體制改革的探索。

根據作戰任務特點採用不同的維修作業體制。美國空軍維修作業體制一直在集中與分散、標準與靈活的變化中。據報道,美空軍在 2008 年對飛機維修體制進行重大調整,一是調整一線維修保障人員的隸屬關係,從 2008 年 7 月開始,將戰鬥機、轟炸機和救援飛機部隊的一線維修人員從目前的維修中隊調整到飛行中隊,運輸機和特種作戰部隊暫不進行調整,空軍國民警衛隊在 5 個基地進行試點後實施;二是建立 9 個中心修理廠,分別承擔飛機發動機、吊艙和電子設備的修理任務。將聯隊(類似於我軍的航空師)的維修職能向中心修理廠集中,聯隊只保留一線維修和飛機出動保障任務,用集中的中繼級維修代替分散式中繼級維修,縮減了部隊的部署規模、減少了部隊保障設備的投入,提高了效率。

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結束語

21世紀是一個充滿變革的世紀。"聚焦保障"、"敏捷保障"、"基於性能的保障"、"自主式保障"等保障新理念正是為適應未來戰爭條件下作戰而提出來的,這些保障理念也將隨著科技進步和政治、軍事形勢變化而改變。我軍目前正處於現代化戰略空軍的轉型階段,"要用科學的理論為轉型導航,用創新的知識為發展鋪路,用先進的學說為跨越拓展空間"探索出適應信息化環境和我軍未來需要的裝備保障模式。

來源:空軍工程大學學報

轉自:保障前沿

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