基于数字化的战场抢修关键技术研究
李旭东 兆尔波 刘震磊 崔瑞轩 段长超
摘? 要：战场抢修是指在最短时间内对战争中损坏的武器或系统迅速修理，使其恢复战斗能力的过程。而战损评估是进行战场抢修决策和资源配置优化的基础。随着现代科技及军事科学的发展，战场抢修技术在战争中的作用越来越突出，对武器装备进行维修保障成为决定战争能否取得胜利的重要因素之一。传统的维修方式和检测方法受各方面因素影响导致维修速度较慢，数字化战场抢修方式将会给战争带来新的变化，有效提高部队的作战能力。
关键词：数字化;战场抢修;数据库;大数据
中图分类号：E91? ? ? ? ? ? 文献标志码：A
1 国外研究现状
目前，美国的战场维修水平处于世界顶尖水平，这是由于美军拥有丰富的实战经验，象耳熟能详的伊拉克战争，阿富汗战争等。美军首先在加强专职的抢修力量——战斗后勤保障中队CLSS建设的同时，着手加强了航空部队装备战场抢修力量建设，特别是对于飞机结构专业，因为飞机结构在战争中的战损率最高。
在海湾战争中，美国空军派出4个CLSS维修分队对6个中队的144架A-10攻击机进行维修保障，保证机队在任何时间都有充足的战机能够作战，且能够随时对70架战损的飞机进行抢修。
其次美军十分重视战场抢修技术的相关培训。2006年他们就利用3D技术对维修部队的士兵进行了定期培训，并以陆军军网和移动式培训教室等方式为士兵提供虚拟教室入口。而以色列等國也对抢修技术进行了大量研究，制定了完善的抢修大纲，组织了大量的战场抢修培训，同时建立了一套良好的战时动员机制，其所形成的修理技术和方法现如今被世界上许多国家效仿。象英国皇家空军成立了专门的训练抢修小组，对结构、电气、航空电子和武器系统等4类专业人员进行ABDR技术和程序培训。
美军对中东战争中获取的丰富数据进行统计，并利用仿真系统进行了一系列研究，象把计算机病毒当作武器来使用。在伊拉克战争中，美军利用网络攻击，在战斗还没有开始前就使敌方几乎所有与电脑有关的系统都陷入瘫痪状态，使自己在战争中处于有利地位，这也让网络信息战成了现代战争的一个重要组成部分。
为了提高维修效率及质量，美军还研制了大量专用工具箱。在海湾战争“沙漠盾牌”行动中，美军坦克自动车司令部及航空界紧急将1 050套维修工具箱和大量的成套工具箱运往海湾地区，其在实际战争中发挥了重要作用。此外，美军还在研究新武器的损伤机理及相关抢修技术。
从20世纪90年代开始，美国空军就开始对飞机综合维修信息系统进行研发，其主要目的是通过使用机载设备故障诊断、交互式电子技术手册以及航材申定等方式，加强对航空设备损坏信息的收集、计算航空设备可靠性及设备失效分析和预测，其中便携式维修计算机是该系统的重要组成部分。
2 国内研究现状
在理论研究方面，空军工程大学曾制订《空军飞机战伤抢修研究规划》，组织开展理论与技术研究，编制有关规程、文件，进行战场抢修实兵演练。空军第一航空工程学院在《飞机战伤抢修研究》课题中，分别进行“飞机战伤评估研究”“飞机战伤抢修工艺”“战伤抢修系列工具”等方面的研究，并建立了飞机战伤抢修实验中心，成立了飞机战伤抢修研究所。第二炮兵工程学院编写《某型地空导弹的3种主战装备维修手册》，军械工程学院配发了轻型抢修车、应急修理分队抢修车、自行火炮抢救抢修车并研制了军械装备战场抢修器材箱。第二炮兵工程学院研制了某型弹武器战场抢修工具及战场抢修微机咨询系统等。
2005年陶贵明等人在《导弹发射车便携式战场抢修辅助系统设计》一文中提出了一种便携式战场抢修辅助系统，通过分析装备威胁机理、战损模式及影响，可以提供装备损伤评估、诊断推理、应急修复等方面的信息。
2008年李传梁在《装备的战场抢修》一文中介绍了装备战场抢修在现代战争中的地位与作用，分析了装备的战场损伤包括战斗损伤、随机故障、耗损性故障、人为差错、维修供应不足和装备不适于作战环境等，探讨了战场抢修中经常使用的修理方法，并在此基础上提出了提高装备战场抢修能力的设计方法，以期达到提高部队战斗力的目的。
2010年，潘耀华等人在《信息化条件下的装备战场抢修》一文中探讨了信息化战争对武器装备战场抢修的要求，结合实际情况对如何提高战场武器装备的应急抢修能力进行分析。
2011年，李田科等人在《导弹发射车战场抢修研究》中利用基本功能项目分析、损伤模式及影响分析、损伤树分析及损伤定位分析等方法，对发射车的战场损伤进行分析，建立了基本功能项目树和主要功能部件的损伤树，确定了最低约定层次的损伤模式及最终影响。
2015年张辽宁等人提出利用SD方式对我国陆军主战装备战场抢修能力进行评估，研究了装备战场抢修能力对作战结果的影响，建立了一种基于系统动力学（system dynamic，SD）的战场抢修能力评估模型。2016年何国良等人发表了《基于效能仿真的数字化部队装备保障方案多层次评价》一文，以数字化部队作战对抗仿真系统为支撑，从整体保障效能、专业作业效能2个维度入手，提出了基于效能仿真的数字化部队装备保障方案多层次评价框架，构建了整体保障效能与专业作业效能评价指标体系，提出了综合考虑整体保障效能与专业作业效能评价结果的评价方法，并以3种典型的数字化部队装备保障方案为例，验证了评价指标体系的合理性及评价方法的可行性。
利用其他系统科学中的自适应、自协同理论方法，提出了基于信息系统的各种装备保障体系运作的关系规则、指挥规则、应用规则和行动规则，为信息化战争中各种装备保障体系的运作提供参考，然而该研究内容却偏重战术，缺少对战略的综合考虑。另外，国内研究工作大体上以宏观判断为主，计算机辅助诊断与修复为辅，但由于工作起步较晚，缺乏有力的数据支撑，导致其只能依靠经验进行实际操作，这种状况只会导致重复投资和资金价值的削减。综上所述，在战场抢修体系和过程管理及技术创新上与美国相比还存在巨大的差距。
鉴于战场维修在实战中的重要意义，利用数字化平台，对战场装备的损坏以及维修人员、维修力量的分配进行分析，建立一个数字化战场维修平台。其能有效利用资源，提高部队作战能力，建立完善的培训机制，并对士兵进行培训。建立强大的专家咨询系统，对维修人员的问题进行彻底解答，如图1所示。
以数字化中央处理器为核心，在装备上安装“战损检测”装置，在设备损坏后将战损情况及时传回中央处理器，数据库分析出最优的维修方案，象所需工具、所需材料、所需人员数量、技术类型以及维修地点等内容，并将此前数据库中未贮存的问题传送给相关专家进行解答，以上信息传送到抢修指挥中心后，指挥中心做出相应的决定。在每次维修结束后将以上数据存入数据库，作为大数据分析的数据支撑。在此基础上开发专用工具，提高维修效率。在人员贮备方面，招募新兵时可挑选一些急需人才，并加强培养。在强大的数据支持之下，定期对维修人员的疑难、常见问题进行解答，并可将维修和使用过程中出现的问题反馈给设计制造部门，以便后续进行改进设计。
参考文献
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