軍事物聯(lián)網(wǎng)在裝備“智能維修”中的應(yīng)用研究

引 言

當(dāng)前，我軍裝備保障力量總體上仍以數(shù)量規(guī)模型為主， 保障模式仍以傳統(tǒng)的自我保障為主，保障手段以機械化和半機械化為主，這與信息化條件下的裝備保障要求存在很大差距。傳統(tǒng)的保障理論和技術(shù)已無法適應(yīng)現(xiàn)代海、陸、空、天、電（磁） 五位一體 信息化戰(zhàn)場環(huán)境的要求[1]。加強裝備保障能力建設(shè)， 提升整體作戰(zhàn)能力是我軍面臨的一項艱巨任務(wù)。發(fā)展符合信息化戰(zhàn)爭條件下所需的保障理論和技術(shù)，選好裝備保障模式轉(zhuǎn)型的突破口，已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。

軍事物聯(lián)網(wǎng)正是在這種情況下出現(xiàn)的，被眾多軍事專家稱為 一座未探明儲量的金礦 [2]。將軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于裝備保障，可以實現(xiàn)武器系統(tǒng)的 智能維修 ，是提高武器裝備維修保障信息化水平和提升整體作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵。

1 軍事物聯(lián)網(wǎng)概述

以軍事物聯(lián)網(wǎng)為代表的高新技術(shù)堪稱信息化戰(zhàn)場的寵兒， 它以 在現(xiàn)實物理世界與虛擬計算機世界之間實現(xiàn)信息交互為根本理念，突破了計算機網(wǎng)絡(luò)原有的模式，代表了計算機技術(shù)和通信技術(shù)的未來，因此被很多國家稱為信息技術(shù)革命的第三次浪潮，以及繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的又一重大里程碑 [3]。正如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展正孕育著軍事變革深入發(fā)展的新契機，在軍事領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，軍事物聯(lián)網(wǎng)可以構(gòu)建起涵蓋戰(zhàn)場態(tài)勢感知、作戰(zhàn)指揮控制、后勤裝備保障等核心軍事應(yīng)用的龐大網(wǎng)絡(luò)體系。 實現(xiàn)從傳感器到發(fā)射器的無縫鏈接 是外軍對信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)能力形成的一種概括。 傳感器到發(fā)射器無縫鏈接 的載體正是推動世界新軍事變革的軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它以物聯(lián)網(wǎng)為發(fā)展基礎(chǔ)，將應(yīng)用的觸角延伸到信息化戰(zhàn)場空間，將用戶端擴展至戰(zhàn)場任意要素，通過對信息的感知、傳遞、處理和應(yīng)用，塑造出了一個不同以往的 智慧 戰(zhàn)場[4]。

2 物聯(lián)網(wǎng)在裝備維修保障領(lǐng)域的應(yīng)用需求分析

以信息技術(shù)為代表的高技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，最直接的形式就是大量先進的武器裝備，而戰(zhàn)爭形態(tài)的變革必然帶來新的保障需求。隨著武器裝備信息化程度的提高，武器裝備呈現(xiàn)出規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜等特點。相較于機械化時代，保障強度大大增強，對裝備的維修保障提出了更高的要求。而軍事裝備的復(fù)雜程度日益增加，對維修保障的依賴性也越來越大，軍事裝備維修保障的地位和作用也就越來越重要。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝備維修保障領(lǐng)域的應(yīng)用是信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域廣泛運用和新軍事變革不斷深化的內(nèi)在迫切需求，具體體現(xiàn)在裝備保障模式一體化需求、裝備保障行動精確化需求、裝備保障指揮靈敏化需求、裝備保障手段智能化需求、裝備保障力量快速化需求五個方面。

2.12 裝備保障模式一體化需求

未來大規(guī)模聯(lián)合作戰(zhàn)是體系與體系之間的對抗，作戰(zhàn)空間將由傳統(tǒng)的陸地、海洋、天空擴展到陸、海、空、天、電等多個維度，戰(zhàn)斗實施也由單一兵種轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘬姳N力量融合的一體化行動，作戰(zhàn)裝備需要保障的空間隨之增大，保障類別逐漸增多。而我軍現(xiàn)有裝備保障體系與未來一體化 大保障的要求極不適應(yīng)，急需尋求武器裝備信息化保障的新模式。

2.2 裝備保障行動精確化需求

非線式、非對稱、非接觸的精確作戰(zhàn)對裝備保障的精確性要求日益增強，對戰(zhàn)場保障信息的掌控要求不斷提高。遠(yuǎn)距離投送、點對點直達(dá)、全時域調(diào)度、全過程可視、智能化檢修等精確保障模式已成為一方獲勝的重要因素。誰能在關(guān)鍵的時間、地點為作戰(zhàn)力量提供 感知實時、全面精準(zhǔn) 的保障，實現(xiàn)作戰(zhàn)人員流、裝備物資流和戰(zhàn)場信息流的最佳結(jié)合，就有可能在未來的作戰(zhàn)行動中贏得主動。因此，研究構(gòu)建 感知實時、全面精準(zhǔn) 的裝備信息化保障平臺對贏得未來信息化條件下大規(guī)模聯(lián)合作戰(zhàn)具有非常重要的現(xiàn)實意義 [5]。

2.3 裝備保障指揮靈敏化需求

未來作戰(zhàn)任務(wù)具有 有限性、精確性、突然性 等特點， 要求在很短的時間內(nèi)，能以高度合成、精干高效的編組，實現(xiàn)靈敏化的裝備指揮控制和自主化的火力打擊，以達(dá)成震懾瓦解敵軍的戰(zhàn)略意圖。從參戰(zhàn)人員到作戰(zhàn)單元、從單裝武器到火力單元、從火力單元到武器系統(tǒng)，接入各式各樣的傳感設(shè)備，使部隊所有的作戰(zhàn)行動能夠在各區(qū)域、各層次之間進行實時交互和匯總上報，裝備指揮決策可瞬時反饋各個單元，火力射擊諸元可同時自動裝定，使指揮控制變得更為靈敏，使火力打擊平臺更為自主。

2.4 裝備保障手段智能化需求

戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變、錯綜復(fù)雜，隨著參戰(zhàn)武器裝備戰(zhàn)技性能的提升，裝備保障亦呈現(xiàn)出高技術(shù)、高智能、高復(fù)合等信息化特征，但也暴露出技術(shù)體系復(fù)雜、組成元件繁多、故障診 斷困難、精密元器件供應(yīng)不便、薄弱環(huán)節(jié)凸現(xiàn)等問題 [6]，同時 由于面臨的戰(zhàn)場環(huán)境的潛在危險和維修考驗將高于以往任何 時候，裝備保障的工作標(biāo)準(zhǔn)也將變的更高、要求更嚴(yán)、難度更 大?？紤]到高精尖武器裝備的易損特性，要求與高精尖武器 裝備配套的維修保障必須智能、快捷，只有這樣才能在第一 時間發(fā)現(xiàn)問題，在第一時間解決問題，以確保武器裝備隨時 隨地形成戰(zhàn)斗力。

2.5 裝備保障力量快速化需求

隨著作戰(zhàn)理念的轉(zhuǎn)變和武器裝備的不斷更新，未來戰(zhàn)場 將呈現(xiàn)出“局部激烈、焦點突出”的特點，裝備保障聚焦性明 顯增強。在未來的作戰(zhàn)過程中，消耗將更加集中、突出，“飽 和攻擊”“確保摧毀”都是這種局部焦點的體現(xiàn) [7]，組織如此 巨大、繁雜的裝備保障，我們必須整合現(xiàn)有保障力量，更新 現(xiàn)有保障觀念，借助現(xiàn)代科技力量，組織一支能夠“快速抵達(dá)、 重點支援”的“拳頭”保障隊伍。

3 基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的裝備“智能維修”系統(tǒng)研究

信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，使得武器裝備日趨高技術(shù) 化和復(fù)雜化，隨之對裝備的維修也提出了更高的要求，傳統(tǒng) 依賴于人員經(jīng)驗及簡易工具的維修手段已無法適應(yīng)未來聯(lián)合戰(zhàn) 場上的維修工作，維修手段的革新勢在必行。智能維修出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 90 年代，美國等發(fā)達(dá)國家一直將其作為武器裝備保障 信息化的核心技術(shù)，美軍阿帕奇直升機、Ml 主戰(zhàn)坦克智能維 修系統(tǒng)都已成功運用了該技術(shù)，并在伊拉克戰(zhàn)爭中發(fā)揮了超預(yù) 期作用。近幾年，隨著我軍信息化建設(shè)步伐加快，維修電子技 術(shù)快速發(fā)展，裝備智能維修系統(tǒng)技術(shù)也得到了一定發(fā)展。

3.1 系統(tǒng)總體框架構(gòu)建

基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的武器裝備戰(zhàn)場智能維修信息系統(tǒng)致力于破解新一輪信息化條件下裝備保障中存在的數(shù)據(jù)鏈與末端裝備不通達(dá)、裝備信息靠人工采集、裝備指控靠層層傳遞、裝備技術(shù)保障手段落后等疑難問題。系統(tǒng)綜合運用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器、人工智能、信息處理、無線通信等先進技術(shù)， 研制了武器裝備數(shù)據(jù)實時采集與傳輸、狀態(tài)監(jiān)測與評估、故障預(yù)測與診斷和智能輔助決策等系統(tǒng)，通過感知、監(jiān)控、管理和預(yù)測，掌握大型復(fù)雜武器裝備的質(zhì)量狀態(tài)，實現(xiàn)武器裝備保障儲、運、供、修的 實時化感知、信息化管理、科學(xué)化決策、精確化保障 ?；谲娛?a href="/tags/物聯(lián)網(wǎng)" target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)的武器裝備智能維修信息系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖 1 所示。

3.2 系統(tǒng)分層構(gòu)成分析

3.2.1 信息感知層

裝備信息感知層主要感知裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)，建立武器裝備參數(shù)指標(biāo)體系，進行參數(shù)優(yōu)化，采用無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)參數(shù)信息的實時采集，解決武器裝備保障信息實時采集的難題。通過武器裝備內(nèi)部的傳感器、射頻識別裝置、自動測試設(shè)備和人工錄入設(shè)備完成對武器裝備信息的實時采集和在線處理。采集的數(shù)據(jù)類型有武器裝備基礎(chǔ)信息、戰(zhàn)技狀態(tài)參數(shù)、位置參數(shù)和檢測車或檢測設(shè)備的測試結(jié)果。

3.2.2 信息網(wǎng)絡(luò)層

裝備信息網(wǎng)絡(luò)層主要傳輸裝備戰(zhàn)場信息。通過構(gòu)建裝備與裝備之間的自組織網(wǎng)絡(luò)和中繼通信網(wǎng)絡(luò)完成信息的傳輸；通過WLAN、WiFi、ZigBee 等無線傳輸方式及基站、無人機、熱氣球等中繼通信模式，構(gòu)建混合的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)裝備之間通過無線自組織子網(wǎng)的方式連接。無線子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，新添加的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點會被自組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，無線路由會把節(jié)點的信息發(fā)送給無線網(wǎng)關(guān)，同時在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下， 節(jié)點具有數(shù)據(jù)臨時存儲的功能。

3.2.3 信息控制層

裝備信息控制層主要通過物理資源（計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源）及虛擬資源（虛擬計算資源、虛擬存儲資源、虛擬網(wǎng)絡(luò)資源）實現(xiàn)裝備信息數(shù)據(jù)的處理，通過高性能數(shù)據(jù)存儲、計算服務(wù)器等實現(xiàn)大量裝備信息的存儲、處理、挖掘，為執(zhí)行層提供支撐。

3.2.4 信息執(zhí)行層

裝備信息執(zhí)行層主要評估裝備狀態(tài)，做出維修決策，利用自動采集的武器裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建武器裝備智能維修評估系統(tǒng)，完成故障診斷、預(yù)測和智能決策，實現(xiàn)武器裝備戰(zhàn)場智能維修保障，提高裝備的保障效率。由數(shù)據(jù)處理、健康評估、故障診斷和決策支持子模塊組成，主要用以提供裝備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息庫，根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境變化和單裝運行數(shù)據(jù)完成裝備的狀態(tài)評估和故障診斷，實時根據(jù)裝備狀態(tài)和保障力量的變化，實現(xiàn)優(yōu)化配屬，生成裝備維修保障的輔助決策。

4 結(jié) 語

在當(dāng)前形勢下，我軍要著眼于搶占未來軍事競爭戰(zhàn)略制高點，充分發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展作用，培養(yǎng)戰(zhàn)斗力新的增長點。必須選準(zhǔn)突破口，超前布局，加強前瞻性、先導(dǎo)性、探索性的重大技術(shù)研究和新概念研究，積極謀取軍事技術(shù)競爭優(yōu)勢，提高創(chuàng)新對戰(zhàn)斗力增長的貢獻率。在填補體系空白、補齊短板弱項上下功夫，以網(wǎng)絡(luò)信息體系為抓手，推動我軍信息化建設(shè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，緊跟世界軍事革命特別是軍事科技發(fā)展方向， 超前規(guī)劃布局，加速發(fā)展步伐[8]。

如何緊緊抓住推進中國特色軍事變革的重要戰(zhàn)略機遇期， 積極推動裝備維修保障信息化建設(shè)的健康發(fā)展是我們迫切需要思考的問題。認(rèn)真分析我軍裝備保障領(lǐng)域存在的不足，深入研究外軍當(dāng)前保障技術(shù)的發(fā)展趨勢以及我軍發(fā)展類似技術(shù)的可行性和必要性。對于我軍需要的技術(shù)，應(yīng)根據(jù)需求的迫切程度制定發(fā)展的優(yōu)先次序 ；對于不符合我軍實際的技術(shù)，決不盲從；對于我軍將來需要但當(dāng)前沒有能力深入發(fā)展的技術(shù)， 必須密切關(guān)注國外的動向。在技術(shù)的發(fā)展中樹立創(chuàng)新意識，努力研究具有我軍特色的保障技術(shù)，為實現(xiàn)我軍裝備保障的跨躍式發(fā)展創(chuàng)造條件。