自主式保障的發(fā)展分析

1、自主式保障的發(fā)展分析孟慶均摘 要：自主式保障（AL）是高新技術(shù)在裝備保障領(lǐng)域應(yīng)用的必然結(jié)果，也是21世紀(jì)裝備 保障發(fā)展的必然趨勢，其良好的軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益必然對保障模式的變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影 響。本文從理論上分析了裝備保障策略的發(fā)展歷程，以及裝備保障模式的演化的內(nèi)在原因; 提出了自主式保障未來發(fā)展中可能存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢;進(jìn)而提出了自主式保障發(fā)展的合 理化建議。關(guān)鍵詞：自主式保障；保障策略；演化1引言自主式保障系統(tǒng)在美軍F-35戰(zhàn)機(jī)上的成功應(yīng)用標(biāo)志著自主式保障模式的形成，其良好 的軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益必然對保障模式的變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。顯然，自主式保障模式是高 新技術(shù)在裝備保障領(lǐng)域應(yīng)用的必然結(jié)果

2、，也是21世紀(jì)裝備保障發(fā)展的必然趨勢。與傳統(tǒng)的 被動(dòng)的反應(yīng)式武器裝備保障相比，自主式保障是一種全新的保障理念，它是一種先導(dǎo)式的武 器裝備保障模式。自主式保障的出現(xiàn)既是需求牽引的結(jié)果，也是技術(shù)推動(dòng)的結(jié)果，其產(chǎn)生有 其深層理論原因。其發(fā)展過程中也必然會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)。2裝備保障模式的演化2.1裝備保障策略隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，裝備技術(shù)性能在不斷的提高，同時(shí)裝備維修保障策略，也在不 斷的進(jìn)步。從最初根據(jù)經(jīng)驗(yàn)維修，到現(xiàn)在比較成熟的系統(tǒng)科學(xué)理論，在較短的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了 較大較快的發(fā)展。總體來看，國內(nèi)外對裝備的維修策略，大體經(jīng)歷了以下數(shù)個(gè)階段：1）故障維修（20世 紀(jì)50年代以前），故障維修又稱事后維修也叫修復(fù)

3、性維修，這是指在裝備發(fā)生故障后，再 進(jìn)行維修；2）定期維修（20世紀(jì)50-60年代），定期維修又叫計(jì)劃維修，屬于預(yù)防性維修， 是在故障發(fā)生前實(shí)施維修，其前提是了解裝備的故障特性并熟悉其零部件的磨損狀態(tài)；3） 基于狀態(tài)的維修（20世紀(jì)70年代），基于狀態(tài)的維修（CBM）也稱作狀態(tài)維修、視情維修， 是一種預(yù)測性維修方式，也屬于預(yù)防性維修，是基于實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，在裝（設(shè)） 備出現(xiàn)了明顯劣化后實(shí)施的維修策略。4）增強(qiáng)型基于狀態(tài)的維修（進(jìn)入21世紀(jì)以來），增 強(qiáng)型基于狀態(tài)的維修（Condition Based Maintenance plus， CBM+）是CBM基礎(chǔ)上的擴(kuò)展， 將一些新的和

4、改進(jìn)的維修技術(shù)、方法與程序引入到維修實(shí)踐中，它更加注重狀態(tài)的監(jiān)控、故 障的預(yù)測，強(qiáng)調(diào)更強(qiáng)的維修和保障能力。與傳統(tǒng)維修方式相比，CBM+在制定維修策略時(shí)考慮了系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及由于制造過程、 使用保障過程等造成的差異，并盡可能在故障前進(jìn)行維修。由于掌握了裝備的現(xiàn)行技術(shù)狀態(tài)， 運(yùn)用數(shù)據(jù)分析與決策技術(shù)預(yù)測裝備的壽命并實(shí)施精確維修，所以能有效地減少停機(jī)時(shí)間，節(jié) 約維修費(fèi)用，延長使用壽命，提高裝備的完好率和可用度CBM+的目的是提高系統(tǒng)的可靠度、 可用度和安全性，減少不必要維修，降低費(fèi)用，更好地安排裝備維修工作和進(jìn)行維修管理。 2.2裝備保障模式的演化過程我們把以故障維修和定時(shí)維修為主要保障策略的保障模式稱

5、為傳統(tǒng)保障模式，把基于 狀態(tài)的維修和增強(qiáng)型基于狀態(tài)維修為主要保障策略的保證模式稱為自主式保障模式。二者隨 著時(shí)間的推移、探測技術(shù)的發(fā)展、信息技術(shù)的應(yīng)用，逐步發(fā)生著演化。其演化過程如圖1 所示。也就是說，隨著時(shí)間的推移，探測技術(shù)和信息技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用，傳統(tǒng)保障模式 中的“故障維修”與“定時(shí)維修”的比重不斷在下降，當(dāng)前保障模式中“狀態(tài)維修（CBM/CBM+） 已經(jīng)有了一定的比例，但隨著新技術(shù)應(yīng)用成本和難度的下降，“狀態(tài)維修”的比例會(huì)進(jìn)一步 提高，而傳統(tǒng)保障模式中的主要保障策略的比例將進(jìn)一步下降。我們將這種以“狀態(tài)維修” 為主要保障策略的保障模式稱之為自主式保障模式。2.3裝備保障模式演化的內(nèi)在

6、原因上述裝備保障模式的演化過程從整體上反映了在不同技術(shù)時(shí)代人們在解決保障問題時(shí) 采用的不同方式，并且在不斷發(fā)展變化著。這其實(shí)既是“需求牽引”的結(jié)果，也是“技術(shù)推 動(dòng)”的結(jié)果。從“需求牽引”的方面來看，對于裝備保障問題人們一直致力于尋求“保障難度小、 保障任務(wù)少、保障費(fèi)用低”的保障方式，進(jìn)而讓裝備保障這個(gè)復(fù)雜問題簡單化，減輕保障負(fù) 擔(dān)。但是人們在追求上述目標(biāo)的同時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有種種的困難阻礙了上述目標(biāo)的達(dá)成。其中最 主要的就是技術(shù)上的困難。因此從“技術(shù)推動(dòng)”的角度來看，是技術(shù)的發(fā)展讓人們逐步看清了保障問題的源頭， 即故障的發(fā)生。當(dāng)人們對故障規(guī)律一無所知時(shí)，就只能等到故障成為現(xiàn)實(shí)時(shí)再去查找故障和 處理

7、故障問題。這時(shí)故障及其保障問題是一個(gè)“黑箱”狀態(tài)；隨著可靠性技術(shù)的發(fā)展，故障的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律得到了一定的解決，一些通用的零部 件的壽命分布曲線可以通過統(tǒng)計(jì)分析的方式用概率表達(dá)出來，為了保證關(guān)鍵部件（影響人員 安全、任務(wù)完成和重大經(jīng)濟(jì)損失）在一定時(shí)間內(nèi)放心（較高概率）地使用，對于耗損型的部 件采用了 “定時(shí)維修”的辦法。顯然定時(shí)維修有可能大量浪費(fèi)部件的固有壽命（維修過剩）， 也有可能在定時(shí)維修前發(fā)生故障（維修不足），況且對于非耗損型部件不適用。此時(shí)人們對 于故障發(fā)生、發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)還不能完全了解和控制故障問題，可以認(rèn)為此階段處于“灰箱” 狀態(tài)。探測技術(shù)的逐步應(yīng)用形成了一種有效的手段，即基于狀態(tài)的

8、維修。通過對故障規(guī)律的 掌握以及部件特性的變化，借助這類工具可有效掌握故障發(fā)生、發(fā)展的實(shí)際狀況，進(jìn)而判斷 其健康狀態(tài)、預(yù)測其剩余壽命。從“定期檢查”到“實(shí)時(shí)檢測”技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了 “基于 狀態(tài)的維修”向“增強(qiáng)型基于狀態(tài)的維修”的發(fā)展。后者能夠更為“清楚”和“動(dòng)態(tài)”地掌 握產(chǎn)品故障發(fā)生、發(fā)展的真實(shí)情況，可以認(rèn)為此階段處于“白箱”狀態(tài)，如圖1所示。Time Based MaintenanceCondition MaintenanceFailure Maintenancetraditional supportmodecurrent support modefuture supportmodegra

9、y boxwhite boxdemand tractiontechnology pushFigure 1 the evolution of the equipment support mode在解決保障問題方面，“需求牽引”與“技術(shù)推動(dòng)”的最新成果就是自主式保障方式 和自主式保障系統(tǒng)的應(yīng)用。自主式保障很大程度上解決了保障問題的不確定性問題，其目標(biāo) 是幾乎所有的保障問題（特別是維修保障）的解決均以先進(jìn)探測技術(shù)和信息技術(shù)作為支撐， 并最終達(dá)到裝備保障的“精確化”，包括保障時(shí)機(jī)的精確化、保障物資的精確化、保障人員 的精確化、保障地點(diǎn)的精確化。3自主式保障發(fā)展過程中的挑戰(zhàn)3.1設(shè)計(jì)的復(fù)雜化問題采用自主

10、式保障模式的裝備與不采用自主式保障的裝備相比較，其最大的特點(diǎn)就是復(fù) 雜程度明顯提高?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、信息的綜合、故障的診斷、壽命的預(yù)計(jì)，到信息的綜合、 信息的處理、信息的傳遞、信息的顯示等，均需要大量的軟硬件植入、嵌入或配置到裝備本 身，以便于及時(shí)“觸發(fā)”保障任務(wù)。所有技術(shù)的應(yīng)用均需要在裝備的設(shè)計(jì)過程中加以考慮， 設(shè)計(jì)的復(fù)雜化顯然增加了設(shè)計(jì)的難度，并由此帶來一系列問題。因此應(yīng)當(dāng)正確處理CBM/CBM+保障策略與傳統(tǒng)的定時(shí)保障、事后保障之間的關(guān)系，自主 式保障模式的應(yīng)用絕不應(yīng)該拋棄傳統(tǒng)的保障策略，而是結(jié)合使用，發(fā)揮各自所長，有條件有 步驟地增加CBM/CBM+保障策略的比重，降低新裝備設(shè)計(jì)與研制

11、的難度。3.2裝備成本增加問題F-35戰(zhàn)機(jī)的成本嚴(yán)重超過預(yù)算的原因是多方面，但其中一個(gè)重要原因就是片面追求 自主式保障的“理想效果”，因?yàn)槠湔撟C目標(biāo)中要求幾乎所有的保障活動(dòng)均采用自主式保障模 式。也就是說，對于CBM/CBM+保障策略的過度依賴，可能導(dǎo)致裝備成本的大幅上升，這與 自主式保障的初衷相違背。因此需要CBM/CBM+策略與傳統(tǒng)保障策略的結(jié)合使用，在費(fèi)用、 進(jìn)度、戰(zhàn)備完好性之間達(dá)到最終的平衡。3.3研制周期延長問題當(dāng)前自主式保障系統(tǒng)所需要的關(guān)鍵技術(shù)，如PHM都處于不斷發(fā)展完善的過程之中，新 技術(shù)的應(yīng)用需要一個(gè)成熟度的過程，其試驗(yàn)項(xiàng)目急劇增加，研制周期大幅延長。另外，由于 自主式保障模式

12、要求其對應(yīng)的保障系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有信息化、智能化的特點(diǎn)，能夠根據(jù)PHM系統(tǒng) 提供的數(shù)據(jù)與信息提前規(guī)劃保障所需資源，因此原有保障系統(tǒng)需要進(jìn)行改造。新裝備研制完 成后部署時(shí)如果保障系統(tǒng)沒有同步改造完成，將影響裝備保障能力的及時(shí)形成。3.4技術(shù)升級(jí)加快問題構(gòu)成自主式保障系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)性技術(shù)，如PHM技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)等，都 處于飛速發(fā)展的階段。由于上述種種原因，采用自主式保障系統(tǒng)有可能延長裝備的研制周期， 這樣在裝備工程研制前期采用的各種技術(shù)有可能在裝備研制完成后變得落后，有需要進(jìn)一步 的技術(shù)升級(jí)，原有的保障系統(tǒng)面臨改造的難題。因此有必要在裝備研制前期考慮技術(shù)進(jìn)步帶 來的種種問題，保證技術(shù)成熟的同

13、時(shí)提高技術(shù)的先進(jìn)性。4自主式保障的發(fā)展趨勢總體來說，自主式保障模式將逐步取代傳統(tǒng)的裝備保障模式，事后維修、定時(shí)維修等 保障策略進(jìn)一步弱化，CBM/CBM+保障策略將進(jìn)一步加強(qiáng)。另外自主式保障將與其他先進(jìn)保障 理念相融合，例如“精確后勤”、“基于性能的后勤”、“感知與響應(yīng)后勤”等，形成貫穿 裝備壽命周期、覆蓋武器裝備體系、綜合多個(gè)軍兵種、滲透各層次保障機(jī)構(gòu)的“聯(lián)合一體化 自主式保障”模式。4.1貫穿裝備全壽命周期自主式保障系統(tǒng)的開發(fā)和自主式保障模式的應(yīng)用的各項(xiàng)活動(dòng)貫穿于裝備的全壽命周 期，如圖2所示。Figure 2 AL engineering work throughout the equi

14、pment life cycle自主式保障的開發(fā)和應(yīng)用實(shí)際上從裝備的探索和預(yù)研階段就已經(jīng)開始，在此階段通過 對新概念的探索、新材料的開發(fā)、新技術(shù)的儲(chǔ)備、新手段工具的設(shè)想等，為賦予新裝備具有 自主式保障的特性和相應(yīng)的保障系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。在裝備的論證階段，主要突出各種新技術(shù)的可行性和成熟度分析，并對新技術(shù)應(yīng)用對 裝備研制的風(fēng)險(xiǎn)、費(fèi)用、進(jìn)度的影響進(jìn)行分析，形成為具體設(shè)計(jì)方案和相應(yīng)的自主式保障方 案的確定提供支撐。在裝備的方案階段，首先考慮自主式保障模式因素構(gòu)建相應(yīng)的備選設(shè)計(jì)方案，并從裝 備保障效果方面提出優(yōu)選裝備設(shè)計(jì)方案的建議；其次在已經(jīng)確定的裝備設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上， 構(gòu)建多個(gè)保障方案，通過權(quán)衡分析

15、優(yōu)選并確定最終保障方案；然后將設(shè)計(jì)方案與保障方案結(jié) 合，相互影響并形成一體化的設(shè)計(jì)、保障方案；最后，根據(jù)此方案提出保障系統(tǒng)的建設(shè)預(yù)想。在工程研制階段，首先應(yīng)當(dāng)從工程設(shè)計(jì)和制造人員的角度檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性；針 對某些關(guān)鍵的技術(shù)要求和技術(shù)成熟度尚未達(dá)到要求的技術(shù)途徑進(jìn)行攻關(guān);然后通過技術(shù)應(yīng)用 試驗(yàn)（承包方主導(dǎo)）和鑒定定型試驗(yàn)（訂購方主導(dǎo)），對自主式保障系統(tǒng)、資源進(jìn)行考核， 并給出結(jié)論。在裝備部署與使用階段，首先進(jìn)行初始保障的試運(yùn)行活動(dòng)，探索與優(yōu)化裝備保障活動(dòng) 的規(guī)律以及保障系統(tǒng)的應(yīng)用方法，逐步形成完善的自主式保障規(guī)定、章程、制度；其次，注 重使用過程數(shù)據(jù)和信息的積累，保障效果的增長紀(jì)錄，并把有用

16、的（特別是缺陷信息）反饋 給裝備的承包商，尋求自主式保障系統(tǒng)的改進(jìn)手段。在裝備的研制過程應(yīng)當(dāng)考慮裝備及其保障系統(tǒng)中某些產(chǎn)品的停產(chǎn)后保障問題，主要考 慮自主式保障系統(tǒng)中軟硬件的升級(jí)換代問題、關(guān)鍵保障資源的可替代問題、系統(tǒng)升級(jí)改造的 接口問題等?？傊灾魇奖Ｕ夏Ｊ降膽?yīng)用和自主式保障系統(tǒng)的開發(fā)是一個(gè)涉及裝備全壽命周期的 完整過程，絕不僅限于工程研制階段和使用階段。從這個(gè)角度來看，我們更應(yīng)當(dāng)注重技術(shù)的 積累與工程開發(fā)，為具體應(yīng)用做好先期準(zhǔn)備。4.2覆蓋武器裝備體系在信息化時(shí)代的軍事對抗是體系與體系的對抗，僅靠一兩件先進(jìn)武器裝備無法取得決 定性勝利。從裝備保障的角度來看，武器裝備是否形成自主式保障能力

17、是其先進(jìn)與否的一個(gè) 重要方面。當(dāng)前，美軍僅在F-35飛機(jī)上較為完整地采用了自主式保障模式，并建立的相應(yīng) 的自主式保障系統(tǒng)。但是美國陸軍、空軍、海軍均在努力推進(jìn)自主式保障模式，可以想見在 未來一段時(shí)間內(nèi)，各軍兵種均會(huì)出現(xiàn)采用自主式保障模式的新型武器裝備，進(jìn)而形成覆蓋整 個(gè)裝備體系的自主式保障體系。4.3綜合多個(gè)軍兵種自主式保障模式是在軍事信息化條件下催生的產(chǎn)物，因此其應(yīng)用與發(fā)展絕不會(huì)也不應(yīng)該 重復(fù)過去各軍兵種裝備保障各自為政、獨(dú)立發(fā)展、信息孤島的情形。而是注重頂層設(shè)計(jì)，充 分考慮保障系統(tǒng)的融合、保障資源和信息資源的共享、保障力量的統(tǒng)一部署與使用等問題， 從源頭上解決“一體化保障”問題，進(jìn)而適應(yīng)一

18、體化聯(lián)合作戰(zhàn)的需要。4.4滲透各層保障機(jī)構(gòu)從自主式保障模式來看，保障機(jī)構(gòu)可以分為型號(hào)級(jí)（裝備級(jí)）、基層級(jí)和基地級(jí)。型 號(hào)級(jí)（裝備級(jí)）是圍繞某一型號(hào)裝備設(shè)置的保障機(jī)構(gòu)，形成獨(dú)立的保障系統(tǒng)。型號(hào)級(jí)（裝備 級(jí)）保障機(jī)構(gòu)的存在是在當(dāng)前自主式保障尚未形成體系能力的情況下的特殊情況。當(dāng)裝備體 系中的大多數(shù)型號(hào)已經(jīng)具備自主式保障條件時(shí)，保障機(jī)構(gòu)僅為基層級(jí)和基地級(jí)兩級(jí)，這也是 自主式保障發(fā)展對當(dāng)前保障體制的影響結(jié)果。顯然，自主式保障系統(tǒng)要素將滲透到涉及的各 級(jí)保障機(jī)構(gòu)。5發(fā)展自主式保障的建議（1）長遠(yuǎn)規(guī)劃，分步實(shí)施自主式保障關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用，目前都沒有統(tǒng)一的規(guī)劃，研究成果是分散的，應(yīng) 用是局限的。為使自主

19、式保障系統(tǒng)更快更好發(fā)展，我們在研究自主式保障的同時(shí)更應(yīng)該把目 光放長遠(yuǎn)，瞄準(zhǔn)未來裝備保障的發(fā)展方向，進(jìn)行長期布局，有針對性、有步驟地進(jìn)行相應(yīng)的 技術(shù)積累和工程應(yīng)用，通過政策的傾斜、機(jī)制的完善、投入的增加來鼓勵(lì)相關(guān)科研力量和工 業(yè)部門進(jìn)行探索和研究。（2）以點(diǎn)帶面，重點(diǎn)發(fā)展以CBM/CBM+為主要保障策略的裝備保障模式的特點(diǎn)是技術(shù)含量高，前期投入巨大，這 一點(diǎn)從F-35戰(zhàn)機(jī)自主式保障系統(tǒng)的研制和應(yīng)用情況就可見一斑。況且并不是所有的裝備中 所有的功能系統(tǒng)都需要采用CBM/CBM+，這樣做既不可能也不經(jīng)濟(jì)。因此，可以針對重點(diǎn)裝 備中的核心功能系統(tǒng)進(jìn)行自主式保障模式的探索，其途徑既可以是針對新研裝備同

20、步研制相 應(yīng)的自主式保障系統(tǒng)，也可以是對已有型號(hào)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。另外，自主式保障系統(tǒng)中涉及的 以PHM為代表的多種技術(shù)具有很強(qiáng)的通用性，因此完全可以將不斷成熟的技術(shù)和模式推廣到 其他型號(hào)，促進(jìn)自主式保障模式的更好更快發(fā)展。（3）集智攻關(guān)，軍民融合當(dāng)前世界各國不同程度開展了 PHM的研究和應(yīng)用。但是，效果并不是很理想，與期望 值有一定的差距，總體看來，投入產(chǎn)出比、性能價(jià)格比都很不理想。其中一個(gè)主要原因是自 身技術(shù)力量的薄弱，以及缺乏科研攻關(guān)和工程應(yīng)用能力。因此可以聯(lián)合企業(yè)、高校、研究所 等科研力量，發(fā)揮各自所長，盡快完善自主式保障系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的軍用民用攻關(guān)。將其研究 成果應(yīng)用到按照不同的要求分別應(yīng)

21、用到軍民裝備設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等效益的最大 化，實(shí)現(xiàn)多贏的良好合作模式。6總結(jié)通過上述研究可以得出如下結(jié)論：其一，自主式保障系統(tǒng)能夠大大縮短維修和供應(yīng)的 保障過程，降低保障響應(yīng)要求，避免不正確的維修活動(dòng)，精簡維修技術(shù)人員和管理人員，縮 小后勤規(guī)模，減少飛機(jī)再次出動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間，提高出動(dòng)率，達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、精確、快速保障 的目標(biāo)；其二，自主式保障是需求牽引和技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果，其發(fā)展具有不可逆的趨勢； 其三，其發(fā)展成果逐步向裝備的全壽命周期、全裝備體系、多軍兵種以及各層級(jí)滲透；其四， 自主式保障的發(fā)展必然是一個(gè)長期的、復(fù)雜的發(fā)展過程，必須采用合理的發(fā)展戰(zhàn)略，才能逐 步實(shí)現(xiàn)預(yù)期的發(fā)展目標(biāo)。參考

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