軍用工程機械轉型發展探討

江健 劉海波 李理

總裝工兵軍代局駐貴陽地區軍代室

現代戰爭是信息化戰爭，信息化戰爭以信息化武器裝備為物質基礎，加快推進我軍裝備的信息化建設勢在必行。世界戰爭史反復證明：軍事技術是影響戰爭形態發展變化的決定因素之一。當今時代，新技術、新理論層出不窮，戰爭形態正悄無聲息的由信息化戰爭向“無人”、“無聲”、“無形”的“三無戰爭”演變，前瞻性探討未來戰爭形態對武器裝備的新要求，對于我軍與時俱進的轉型發展具有指導意義。本文以軍用工程機械為研究對象，分析了我軍軍用工程機械轉型發展的現實需求，探討了其轉型發展的路線。

一、軍用工程機械轉型發展需求

隨著戰爭形態的演進和軍事高技術的發展，各國軍隊都在謀求軍兵種裝備的轉型發展。美軍正積極開展“以能力為基礎”的、著眼于戰勝“任何對手”的全面改革，美軍工程兵從工程保障理論、編制與裝備等方面進行了全面轉型以提升戰斗力，我軍工程兵部隊必須正視這一挑戰；隨著我軍新軍事變革的展開，我軍陸軍正加快轉變戰斗力生成模式，實現由適應機械化條件戰爭轉變為適應信息化條件戰爭，我軍工程兵部隊迎來了一個發展的重要機遇期；工程兵部隊作為遂行非戰爭軍事行動的主體之一，在遂行非戰爭軍事行動任務中責無旁貸、使命光榮。工程兵部隊的轉型發展迫在眉睫。工程兵裝備轉型發展是工程兵部隊轉型發展的物質基礎，軍用工程機械轉型發展是工程兵裝備轉型發展的重要方面。圖1顯示了軍用工程機械轉型發展的需求遞進關系。

圖1 軍用工程機械轉型發展需求遞進關系

1. 美國陸軍工程兵轉型帶來的挑戰

美軍工程兵為適應美軍未來部隊的建設和規劃，正逐步建立具有快速反應、易于部署、機動靈活、高效多能和持續保障等能力的遠征工程兵部隊體系。在該體系中，裝備建設是根本，軍用工程機械是發展重點，圖2是對近40年來美軍工程機械發展的總結。

20世紀70年代末，美軍裝備SEE小型挖土機，該機型是便于戰場維修的多用途小型陣地挖掘機；1986年部署M9裝甲戰斗推土機（ACE），該機主要承擔一體化戰場支援輕型、中型或重型部隊執行機動、反機動和生存性保障等任務；1997年開始裝備易部署萬能軍用推土機（DEUCE），該裝備屬于工程兵數字化裝備，配備了用于飛機低速空投的全套裝備、先進的通信系統和全球定位系統；進入21世紀，美軍先后裝備了過渡型高機動工兵挖掘機（IHMEE）和高機動性工程挖掘機（JCB HMEE）以提高其工程機械的機動能力。以上裝備發展可以看出美軍工程機械正向多功能、高機動、信息化方向發展，這與其未來遠征工程兵部隊體系相適應。伊拉克戰爭中，美軍工程兵部隊是“陸戰先鋒”的重要組成部分，以其特有的軍用工程機械為美軍搶修道路、修筑陣地，保障了地面部隊的快速機動，出色完成了這場戰爭的戰前保障和伴隨保障。鑒于美軍工程機械的迅速發展和在現代戰爭中的出色表現，我們必須積極應對這一挑戰，加快我軍軍用工程機械的轉型發展。

2. 我軍陸軍建設轉型帶來的機遇

胡主席提出我軍要提高以“打贏信息化條件下局部戰爭能力”為核心的完成多樣化軍事任務能力，根本就在于提高基于信息系統的體系作戰能力。工程兵部隊必須抓住這一重要機遇，將工程兵部隊的轉型發展納入陸軍建設轉型的統一規劃中。軍用工程機械作為我軍工程兵部隊的重要裝備之一，轉型發展主要從以下四方面展開：

一是注重保障與作戰一體化。要著眼未來作戰保障的需要，提升軍用工程機械的保障效能和作戰效能，例如發展具備工程保障能力、作戰能力和防護能力的戰斗工程車，形成戰斗工兵裝備體系。

二是加快推進現有裝備信息化改造。信息化改造升級是在現有裝備條件下，迅速提升裝備信息化程度、提高作戰效能的有效途徑。對于軍用工程機械裝備的信息化改造，主要是在嵌入式控制、傳感器技術、機電液控制技術、總線傳輸技術等方面進行改造升級。

三是合理推進裝備智能化發展。戰場環境復雜多變，很多工程保障任務的難度和強度超出戰士所能承受的范圍，更多工程保障工作將由計算機來完成。因此，研究具有人工智能特點的軍用工程機械是必要的。智能化工程機械不需要現場操作人員參與，通過安裝各種復雜的傳感器來獲取環境信息，具有自我感知、自我決策、自動控制功能。

四是加強高機動性。高機動性軍用工程機械，在快速完成工程保障任務、提高戰略轉移能力和自身生存能力等方面具有顯著優勢。

目前，我軍軍用工程機械在保障作戰一體化、信息化改造和提高機動能力等方面已取得了一些成果。例如，某研究所開展的戰斗工兵裝備研究，意義重大；我軍裝備的某型高速多用工程車，擁有時速超過90公里的高機動性，完成了信息化改造升級，在作戰保障一體化、信息化方面走在了軍用工程機械轉型發展的前列，受到部隊好評。

圖2 美軍工程機械裝備發展情況

圖3 軍用工程機械智能化發展技術路線圖

3. 非戰爭軍事行動的使命

非戰爭軍事行動是和平年代國家軍事力量運用的重要方式，我軍非戰爭軍事行動力量體系由5方面組成：一是由全軍工程兵部隊組成抗洪搶險應急部隊；二是由有關軍區工程兵部隊和武警醫療專業力量組成地震災害緊急救援隊；三是由有關軍區、軍兵種防化部隊和總后軍事醫學科學院救援力量組成核生化應急救援隊；四是由工程兵部隊和第二炮兵工程部隊組成交通應急搶險隊；五是由工程兵、運輸和醫療專業力量組成國際維和部隊。可見，工程兵部隊在國家非戰爭軍事行動中處于核心地位，加強和完善我軍工程兵裝備體系建設，是加強非戰爭軍事行動能力建設的關鍵要素之一。在工程兵裝備體系中，軍用工程機械是遂行非戰爭軍事行動任務的主要裝備，軍用工程機械適應非戰爭軍事行動任務的需要，轉型發展勢在必行。

二、軍用工程機械轉型發展路線探討

現代戰爭已經由機械化戰爭逐步發展為信息化戰爭，未來戰爭趨向于朝著“無人”、“無聲”、“無形”的“三無戰爭”演變。裝備建設中要不斷應用高新技術推動轉型，適應戰爭形態的演變。圖3為軍用工程機械智能化發展技術路線圖。

（1）軍用工程機械自動化階段

在陸軍兵種裝備中，軍用工程機械裝備在機械化建設方面處于領先地位，這是與其任務屬性相對應的。軍用工程機械的發展水平，不僅看其是否實現了機械化，更要關注其自動化程度。傳統軍用工程機械由戰士來駕駛操縱，對復雜作業任務靠人工經驗來把握，難以保證作業質量；重復動作較多，勞動強度較大；機械故障難以診斷，裝備可靠性不高。為解決這些問題，必須采用自動控制，實現工程機械自動化。

在工程機械領域，自動化水平主要體現為機電液一體化水平。工程機械機電液一體化主要開展兩方面研究：一是以簡化駕駛員操作，提高車輛的動力性、經濟性以及作業效率等為目的的機械、電子、液壓融合技術，如挖掘機實現復合動作的系統、自動換擋系統、工程車自動卸料功能等；二是以提高作業質量為目的的機電液一體化控制技術，如平地機自動找平系統。

目前，我軍工程機械裝備廣泛應用電液比例控制技術，該技術為軍用工程機械自動控制提供了可靠途徑。另外，鑒于聲音和光信息在戰場環境中的地位，可在自動控制系統中加入更多傳感量，發展機電聲光液一體化，將軍用工程機械自動化推向更高水平。

（2）軍用工程機械信息化階段

目前，我軍工程機械裝備已基本實現機電一體化，正積極推進信息化建設。信息化建設沿著兩個方向發展：一個是對機械化裝備進行信息化改造升級。把計算機技術和信息技術以模塊形式嵌入機械化裝備之中，使機械化裝備具備類似于人的“眼睛、神經和大腦”的功能，從而使其綜合作戰效能倍增，滿足信息戰爭作戰的需要；另一個方向是研制新的信息化武器裝備，如軍事智能機器人等。對現有工程機械裝備進行信息化改造升級是一條低成本、快速有效的途徑。軍用工程機械信息化改造是以嵌入式控制技術為基礎，應用計算機技術、傳感器技術、機電液控制技術等，通過安裝在各個關鍵部位的傳感器實現：

①實時監控整機參數，即使掌握機械的運行狀態和故障參數；

②對單機主要功能閉環控制，快速、精確、自動控制；

③對多個部件和系統聯合控制，采用CAN總線技術，及時準確傳遞各系統控制信息和參數；

④配置遠程無線通信和衛星定位裝置，實現遠程管理和監控。

國際工程機械行業中，約翰?迪爾、卡特彼勒等企業實現了在工程機械上利用GPS控制器采集遠程維護所需的信號上傳到服務器，通過Internet查看機器狀態、歷史工作記錄等。我軍工程機械裝備的信息化改造升級起步較晚、發展較快，文獻系統建立了“工程裝備保障信息化”的理論體系，對于我軍工程裝備信息化建設具有指導意義。我軍在列裝的工程機械裝備中，已成功應用無線通信、北斗衛星定位等技術，實現了對裝備位置信息的實時動態監控。但距離“全維可視、全程可控、全壽命可查”的信息化管理還有一定差距，需進一步提高信息化改造升級的水平。

3.軍用工程機械智能化階段

智能化是信息化發展的必然趨勢。未來“三無”特點的戰爭形態，必然催生智能化武器裝備，智能化武器裝備具有人工智能特點，通常由信息采集與處理系統、知識庫系統、輔助決策系統和任務執行系統等組成。現役的軍用工程機械裝備在智能化方面很少涉及，但人工智能、無人駕駛等相關科學技術在科學研究領域非常熱門，如國防科技大學開展的機器人化智能車輛研究，無人駕駛技術創新團隊自主研發的無人車等。

在軍用工程機械智能化應用方面，并未取得實質性成果。但國際工程機械領域在單機上的很多成果已經超出了工程機械機電液一體化的水平，為未來工程機械智能化發展奠定了良好基礎。美國Trimble公司結合高精度GPS技術、激光、全站儀、超聲波及多傳感器技術，通過軟件設計，在系統的虛擬儀表中提供施工工地的三維圖形、機器的三維坐標信息。美國Prolec公司開發的挖掘機輔助挖掘系統，可實時顯示工作裝置軌跡，只需輸入要完成的工作面形狀，即可提示操作者精細作業。韓國斗山公司的主從式挖掘機，可通過操作者手指、手腕、大臂分別對應控制鏟斗、斗桿與動臂，通過小臂的左右偏轉來控制挖掘機的回轉。這些應用成果對于智能化工程機械信息采集與處理、輔助決策等系統的研究具有參考價值。可以預見，未來的軍用工程機械將充分應用人工智能、無人駕駛等前沿科技成果，融合工程機械行業成果，演變成具備獨立工程保障能力的智能化軍用工程機械。

三、結束語

通過以上探討，我軍軍用工程機械轉型發展思路應該以未來戰爭需求為牽引，以履行好新時期歷史使命為目的，借鑒美軍工程機械發展經驗，充分利用好民用工程機械的資源優勢，走中國特色軍民融合式發展道路；加快完成信息化改造升級，在裝備信息化建設中，軟硬兼顧，前瞻性應用人工智能技術，提高裝備智能化程度，適應未來戰爭形態的裝備發展要求。