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航空装备保障新理念及发展趋势

作者:董慧茹


 摘  要 
随着以信息技术为核心的科学技术的迅猛发展及其在军事领域的应用,航空装备保障模式发生了很大变革。论文在明确装备保障概念、历史演变的基础上,重点探讨了'精确保障'、'敏捷保障'、'基于性能的保障'以及'自主式保障'等若干装备保障新理念,分析了装备保障的发展趋势。这些新理念和趋势代表了 21 世纪装备保障的发展方向 。


21 世纪科学技术空前发展。以信息技术为核心的高新技术的迅速发展及其在军事领域的广泛应用,引发了世界范围内的新军事变革。'合作战'、'网络中心战'等新的作战概念层出不穷,战争形态正由机械化信息化转变〉武器装备日益先进,装备对保障的依赖性越来越大。传统的装备保障理论已经难以适应 21 世纪环境下的军事需求。装备保障的内涵及外延在这种新需求下悄然地发生着改变,同时出现了许多有关装备保障的新理念、新技术。掌握装备保障的涵义,理解装备保障的新特点,跟踪装备保障的新技术、新理念、新趋势,对于做好我军装备保障工作具有重要的指导意义。



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装备保障概念探究


装备保障作为概念和实践,发展了许多年,已经成为一门较成熟的学科。世界上基本形成了两类代表'性的装备保障组织体制模式:一类是以美军为代表的、将装备保障与后勤保障融为一体的保障体系,即后勤保障的概念中含有装备保障的内容,欧美等西方国家大都采用这种体系;另一类是以俄军为代表的装备保障与后勤保障分离的保障体系,与前苏联社会制度相似的一些国家采用这种体系。我国采用的是后勤与装备分离的体系,认为装备保障直接以装备本身及其使用为保障对象,而后勤保障指的是物资、军需、卫生、车辆、场务等内容。


早期的装备保障概念是指装备部署到部队使用现场后,为使装备完成规定的任务而实施的技术和管理活动,主要是使用和维修保障。现在人们逐渐认识到:装备保障是为了使装备保持完好状态而在装备立项、研制、生产、服役直到退役报废的全寿命过程中,规划和实施装备必需的维修、训练和物资供应等所有活动。为了使装备在整个寿命周期内具有良好的战备完好性,不仅需要在装备使用过程中开展有效的维修和保障活动,而且还需要在装备研制阶段充分考虑保障问题。装备研制过程中的保障活动,包括明确使用方的保障要求、开展保障性设计、研究装备的保障方案、规划保障系统等。装备使用过程中的保障活动就是根据确立的保障方案并利用保障资源,对装备实施保障。


装备保障存在于装备的整个寿命周期中。


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装备保障历史演变


装备保障随着航空装备的发展而演变。到目前为止,主战飞机已经历了四代的发展。不同时期的飞机其装备保障呈现出不同特点。


二次世界大战之前,飞机机械故障产生的严重后果使人们对地面维修重视起来,飞机维修者逐渐与设计者、使用者分离,航空维修成为一门独立的专业。但总的说来,这一时期飞机结构和功能简单,不需要多少保障装备,对于保障考虑得很少,此时的装备保障主要是事后维修。


二战后的第一、二代作战飞机,速度有了很大提高,机载武器和设备增多,此时人们的认识是:飞机使用中会有耗损,耗损能引起故障,故障必然影响飞行安全,飞机的安全可靠与使用时间直接相关。此时的装备保障活动主要是定时维修。


随着飞机及其设备的日益复杂,大量的定时维修导致维修保障费用过高,同时大量的定时维修并没有保证飞机的安全可靠。于是'以可靠性为中心的维修' (RCM) 理论诞生了。 RCM 理论认为并不是所有的部件都需要进行预防性维修,而应该按照以最小的维修资源消耗来保证装备固有可靠性。


水平和安全性的原则,应用逻辑决断的方法确定装备的预防性维修要求。 此时,可靠性工程、维修性工程理论得到极大发展。


第三代作战飞机具有很高的机动性、良好的气动布局和操纵性,以美国的 F-15 、俄罗斯的 Su-27 为代表。此时,人们已经认识到装备是否易于保障与装备的设计密切相关,需从装备研制阶段开始,考虑保障要求,进行保障性设计,规划保障方案,研究保障系统等。此时保障性工程得到发展。


第四代战机是现在各军事强国正在积极发展的战斗机,为应对未来信息化战争的需要,第四代战机要求具备隐身、超声速巡航、高机动、综合航电系统、良好保障性等特性,如美国的 F -22 、 JSF(The Joint Fighter) 等,此时自主式保障、敏捷保障等一些新的保障概念应运而生。人们已经认识到,应该把保障性作为装备性能的一部分来考虑。


从航空装备及其保障的发展历程可以看出,每一次装备的更新换代,都推动着装备保障活动和理论的进步,而科学技术的发展又为这种进挂提供了可能。



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装备保障新理念


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精确保障


通过海湾战争中保障暴露出的一系列问题,美军深切意识到数量型、被动补给型保障方式的弊端,在 20 世纪 90 年代初提出了精确保障的概念。21 世纪初开始,美军陆续颁布 {2020 年联合设想》、《四年一度审查报告》、 《转型计划指南》、《联合作战概念》等一系列文件,把军事转型作为21 世纪美军建设的核心,明确了'机动主宰、精确打击、聚焦后勤、全维防护'的联合作战原则。将聚焦后勤(实质上就是精确保障)作为四大作战原则之一,其目的就是为了具备与军事转型后相匹配的保障能力。


精确保障理念及做法在伊拉克战争中的成功运用,使得日本、法国、俄罗斯、澳大利亚等国家纷纷调整其保障发展战略,向'精确化'方向发展。我军根据'保障有力'的总要求,也提出了'精确保障'的理念。精确保障就是充分运用信息技术为核心的高科技手段,高效而准确地筹划和使用各种保障力量,在正确的时间、正确的地点、为部队提供准确的物资和技术保障,使装备保障适时、适地、适量、快速、高效。


在未来装备保障中,大规模流动的不仅是物资、人员,还有信息,因此实现精确保障的首要要求是准确、及时、必要的保障信息的获取和利用;其次能够将保障要素快速运送到预定位置的技送能力;用主动配送型物资供应方式代替被动补给型方式;从数量型保障转变为速度型保障。只有做到以上几点,才能真正减小保障规模,提高保障效率,做到保障的精确化[4] 精确保障涉及到信息网络系统、自动识别技术、移动眼踪技术及远程支援技术等大量高新技术。


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敏捷保障


为了满足在全世界范围内快速部署的需要,美军组建了 '21 世纪航空航天远征部队'。敏捷的部队需要同样敏捷的保障,美军提出了'敏捷保障'的保障理念,认为 21 世纪的装备保障中,保障速度比保障规模更重要。


敏捷保障就是借助高速发达的信息技术和运输技术,缩短保障反应时间,减小保障规模,保证保障信息和物资在作战方和保障方之间密切传递,从而提高作战单位的作战能力。


'敏捷保障'的关键是全资可视化。全资可视化 (Total Asset Visihility , T AV) ,是通过为保障过程中的决策和管理人员提供有关位置、运动和状况的准确信息,使之随时掌握部队、人员、装备和补给等全部资源,从而提高保障工作的整体效能。全资可视化是一个基于网络平台的多数据源的数据集成系统,本质上是信息共享。部队、修理机构等资源使用方通过全资可视化系统进行资源申请、资源申请跟踪、资源状态跟踪、资源数据更改等活动;负责资源分配和部署的机关部门的资源管理人员通过全资可视化系统可以查询和汇总各种需求,查询资源配置情况,重新配置资源等;工厂、仓库等资源生产和储存管理人员通过全资可视化系统可以进行申请标识、数据更新等活动。美军在伊拉克战争中运用全资可视化系统对运抵科威特的数万只器材集装箱实施了快速分发和配送,配送时间缩短了66%。


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基于性能的保障


基于性能的保障 (performance - based logistics , PBL) 是一种部队建制保障与民用保障相结合的综合保障模式,主要目的是以较低的寿命周期费用实现装备战备完好性,是美军在 21 世纪所做的保障转型。


PBL 就是军方将装备系统的性能要求写入性能协议文件中,通过招标,从民间选择最佳的保障承包商。承包商对装备系统的完好性负责。为了达到合同中要求的装备完好性指标,承包商会以使用方需求为核心,将保障策略作为采办策略的有机组成部分,注重系统的持续改进,关注装备整体性能的实现。


基于性能的保障改变军方传统的购买备件和管理库存的保障方式为购买性能和管理结果,因为承包商对系统性能最终负责,因此为了盈利承包商会积极投资改进产品的可靠性、维修性和保障性,改进供应链管理。 PBL 中风险由政府和承包商共同分担,这种方式充分利用了政府和工业部门的资源。


F/A -18E1F 是美国国防部第一个实施基于性能保障的项目 (FIRST 项目) ,目的是满足机队战备完好性要求,通过商业运作降低海军的总寿命周期费用,改善后勤保障过程。美海军称实施新的保障策略后,在综合保障费用方面节约了 7400万美元。


1996 年 C17 型号办公室对建制维修和合同维修及之间的权衡进行了费用分析,提出了'灵活保障'策略,实质上就是基于性能的维修。 C17 的PBL 合同中包含了六项性能指标:度量整个机群可用度的飞机可用度、度量基地级维修方渠经济性和有效性的基地计划、表示战时能力的可达飞行小时、度量供应系统及时程度的备件效率、度量关键备件可用性的任务能力备件管理以及用户满意度。波音公司与空军合作,签署了为期 10 年的 C17'全球霸王' 111 持续保障合作伙伴项目 (GSP) 0波音公司作为 C17 的总承包商,承担着全系统保障责任,普惠公司作为波音的分承包商承担着发动机 F117 - PW - 110 的保障。 GSP 项目到期后,美国空军又授予波音公司一份新的三年合同,这份合同意味着 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 项目中提出来的。美国在为其空军、海军、海军陆战队以及其盟国研制的新型第四代战斗机 JSF 项目中首次提出了经济可承受性的要求即'各种性能指标要与订购方的支付能力和使用方的需求相适应'并将保障性视为与作战性能同等重要。为了实现经济可承受性和保障性目标,美军创造性地提出了自主式保障的飞机保障方案。自主式保障,顾名思义就是主动、自觉的保障,即一种提前预知可能出现的问题、尽早实施保障的保障方式。自主式保障是通过自主式保障系统来实现,这个系统由智能飞机、联合分布式信息系统、维修人员、一体化训练环境以及保障基础设施等五部分组成。


首先,飞机必须具备易于自主保障的特性,这是通过预测与健康管理 (Prognostics and HealthManagement , PHM) 技术来实现的。 PHM 技术通过设置在飞机内传感器的工作,来感知零部件、设备、分系统的状态,做出故障预测、故障隔离、维修方案等判断。通过 PHM 技术,飞机能够在系统故障发生之前预知系统部件出现的缺陷,减少飞机对测试及诊断设备的需要,缩小保障规模。


联合分布式信息系统是自主式保障的核心。当飞机还在空中时, PHM 收集到的有关故障及维修信息就传到联合分布式信息系统,信息系统根据这些信息,准备好需要的备件、资料、人员和保障设备,当飞机着陆后立即对其进行维修。从此缩短了飞机再次出动准备时间,提高了飞机的出动架次率。据预计自主式保障方案的有效实施能够使得维修人力减少 20 -40% ,保障规模减小 50% ,出动架次率提高 25% ,保障费用降低 50%。



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装备保障发展趋势


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实行全系统全寿命管理,将保障性视为装备性能的有机组成部分


我国倡导的全系统全寿命管理或美军称之为的全寿命系统管理,实质上都是用系统的观点对待装备保障,即将保障分系统与主装备视为一个整体,应用系统工程原理,统筹管理从系统论证到退役的全寿命过程。将保障性与费用、进度、作战性能视为装备同等重要的属性,已成为装备保障界的共识。美国国防部用采办后勤代替综合后勤保障,也是为了突出保障性在装备采办中的地位和系统工程过程。以 JSF 项目为例,在其联合使用要求文件中规定的 6 个关键性能参数(隐身性能、作战半径、出动架次率、保障规模、任务可靠性、互用性)中就有 3 个是有关保障性的。再比如 A400M,A400M 是欧洲自行设计、研制和生产的新一代军用运输机,在研制阶段就提出了'具有 15 天的无需维修使用期, 150 天的部署时间内不需要定检,A检为500小时或5-8月,C检为24月、3000飞行小时或 1 800飞行循环,腐蚀检查间隔为6年'等具体维修保障要求。


装备的全系统全寿命管理,大多通过型号办公室具体实施。型号办公室存在于装备寿命过程,从用户的需要出发,通过由与装备相关的各类人员组成的'综合产品组'管理、监督、研制、生产、采购、保障和部署有关的所有活动,确保向用户交付满足要求的装备并保证装备在寿命周期内得到及时有效的保障。


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高新技术得到广泛应用


随着科学技术的进步与发展,高新技术在航空装备及其保障上得到越来越广泛的应用。射频识别技术应用于物资供应中,极大提高了供应保障的高效和精确;虚拟维修性设计分析技术在装备设计中的采用极大缩短了维修性设计周期,减小了研制费用;交互式电子技术手册 (IETM) 、便携式维修辅助设备 (PMA) 、维修专家系统等用于装备维修,提高了装备维修的效率;远程支援技术为前方装备的维修和战伤抢修提供及时的技术指导和辅助决策;能够用于多种武器系统全寿命周期测试和诊断的自动测试系统提高了测试资源使用率、降低测试成本、减少维修时间、降低虚警率。这些新技术的应用是装备保障新理念得以实现的基础。


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保障装备向通用化、综合化、模块化、小型化发展


保障装备是航空装备保障的物质基础,影响着装备保障的效能和航空装备系统战斗力的发挥。当前,装备保障中一方面积极开发研制适应 21 世纪战争环境的新型高技术保障装备,如模块化四站保障系统 (MASS) 、用于保障 JSF 航空电子设备的自动测试系统'洛马之星'等;另一方面积极改造升级现役保障装备使之满足新需要。保障装备正向着通用化、综合化、模块化及小型化发展。通用化的保障设备能够用于多种航空装备的保障,综合化的设备能够完成多项保障任务,模块化使得设备可以根据任务随意组合、提高利用率,小型化使得设备易于机动,这些特性极大提高了保障装备的机动保障能力、快速保障能力以及多机种保障能力等,减小保障规模,提高保障效率。


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采取灵活的保障模式


进入 21 世纪,航空装备进入跨越式发展阶段,机械化装备与信息化装备并存的局面在较长的一段时间内存在,采用灵活的保障方式和维修体制已成为趋势。


首先,仅靠部队保障力量难以满足 21 世纪信息化环境下快速、准确、及时的保障要求。美军采用的社会化保障、我军提出的军民一体化保障,其实质都是广泛动员社会可用力量,发挥地方技术优势,构建生产厂家、部队和民间力量为一体的多元化保障方式,从而提高装备保障能力。


其次,尝试精简维修机构。美空军从 20 世纪90 年代初就开始尝试取消中继级维修,目前现役飞机的发动机和电子设备已经采用两级维修;新研飞机要求完全采用两级维修方案进行设计。我军也在积极进行维修体制改革的探索。


根据作战任务特点采用不同的维修作业体制。美国空军维修作业体制一直在集中与分散、标准与灵活的变化中。据报道,美空军在 2008 年对飞机维修体制进行重大调整,一是调整一线维修保障人员的隶属关系,从 2008 年 7 月开始,将战斗机、轰炸机和救援飞机部队的一线维修人员从目前的维修中队调整到飞行中队,运输机和特种作战部队暂不进行调整,空军国民警卫队在 5 个基地进行试点后实施;二是建立 9 个中心修理厂,分别承担飞机发动机、吊舱和电子设备的修理任务。将联队(类似于我军的航空师)的维修职能向中心修理厂集中,联队只保留一线维修和飞机出动保障任务,用集中的中继级维修代替分散式中继级维修,缩减了部队的部署规模、减少了部队保障设备的投入,提高了效率。


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结束语


21世纪是一个充满变革的世纪。'聚焦保障'、'敏捷保障'、'基于性能的保障'、'自主式保障'等保障新理念正是为适应未来战争条件下作战而提出来的,这些保障理念也将随着科技进步和政治、军事形势变化而改变。我军目前正处于现代化战略空军的转型阶段,'要用科学的理论为转型导航,用创新的知识为发展铺路,用先进的学说为跨越拓展空间'探索出适应信息化环境和我军未来需要的装备保障模式。


来源:空军工程大学学报 

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