智能化條件下裝備維修保障面臨的挑戰(zhàn)及對策

王方玉，張 超，趙 媛

（中國人民解放軍31106 部隊，江蘇 南京 210000）

0 引言

“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃指出:推動基礎(chǔ)理論研究和核心技術(shù)開發(fā),實現(xiàn)類人神經(jīng)計算芯片、智能機器人和智能應(yīng)用系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化,將人工智能(Artificial Intelligence, AI） 新技術(shù)嵌入各領(lǐng)域［1］。各領(lǐng)域裝備發(fā)展運用正在進入高度智能化階段,由此推進了裝備維修保障的深度變革。 傳統(tǒng)的裝備維修保障理念、手段、方法面臨新挑戰(zhàn),迫切需要分析和研究智能化條件下裝備維修保障的規(guī)律特點,超前預(yù)想,聚焦前沿,充分利用先進技術(shù),推進裝備維修保障由信息化向智能化方向發(fā)展,為贏得智能化條件下裝備維修主動權(quán)做好準(zhǔn)備。

1 智能化條件下的裝備維修保障內(nèi)涵特征

智能化條件下的裝備維修保障就是運用智能化技術(shù)及其融合發(fā)展成果,構(gòu)建“保障資源一體,需求實時感知、方案智能生成、資源可視可控、行動自主智能”的智能化裝備維修保障模式。 與傳統(tǒng)的裝備維修保障模式相比較,智能化條件下的裝備維修保障具有保障力量更加體系、決策更加精確、行動更加智能、防護更加安全的鮮明特征。

1.1 以云計算為支撐，融合資源，保障力量更加體系化

按照“云—網(wǎng)—端”架構(gòu)構(gòu)建的分布式裝備維修云平臺,集約運用一定區(qū)域內(nèi)的體系保障力量,使處于區(qū)域內(nèi)不同位置的各保障要素、保障單元的數(shù)據(jù)能夠在同一信息平臺上實時共享、實時調(diào)度,精準(zhǔn)保障,實現(xiàn)區(qū)域保障能力的嬗變。 保障體系全域分布,遵循就近就便、高效使用的原則,將廣域分布的保障資源、保障力量、保障行動通過全時空覆蓋的物聯(lián)終端、移動物聯(lián)網(wǎng)等信息物理系統(tǒng),按需緊密聯(lián)系在一起。 保障資源云池共享,通過服務(wù)云將各保障資源整合成為一個集信息數(shù)據(jù)和保障力量于一體的云保障體系。

1.2 以大數(shù)據(jù)為支持，自主學(xué)習(xí)，保障決策更加精確化

利用大數(shù)據(jù)技術(shù),驅(qū)動知識學(xué)習(xí),精確仿真建模,輔助裝備保障決策。 依托全維感知系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò),精準(zhǔn)獲取裝備保障信息,通過智能分析,實現(xiàn)裝備保障信息的自動收集、快速處理、實時傳輸和高效運用。 依托大數(shù)據(jù)資源,實現(xiàn)對全維空間、全頻譜信息和全部保障資源的精細(xì)控制。 維修保障需求更加細(xì)化,保障過程更加可控。 依托計算機自主學(xué)習(xí)能力,科學(xué)預(yù)測物資消耗,輔助決策者制訂保障計劃,指導(dǎo)開展裝備調(diào)撥、供應(yīng)、維修、運輸?shù)染唧w業(yè)務(wù)工作,使裝備保障決策更加精準(zhǔn)。

1.3 以人工智能為支撐，機器保障，保障行動更加智能化

保障平臺由單純無人化向體系化、自主化、智能化發(fā)展,具備自主決策和保障的能力。 利用裝備內(nèi)嵌的自主式保障系統(tǒng),自動完成數(shù)據(jù)收集、狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、壽命管理等工作,實施判定并組織自修復(fù),實時向后方保障機構(gòu)報告維修進展,實現(xiàn)裝備自主式維修。應(yīng)用無人機器工具直接執(zhí)行維修任務(wù),不受人類生理技能限制和特定地域天候的影響,可晝夜不停地連續(xù)執(zhí)行任務(wù),豐富拓展裝備維修保障手段。

1.4 以網(wǎng)絡(luò)安全為支撐，多法并舉，信息防衛(wèi)更加有效化

裝備維修平臺的安全防護能力也是制約裝備維修保障能力提升的重要因素。 智能化保障維修平臺依托網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),優(yōu)勢明顯。 通過智能自主組網(wǎng)、戰(zhàn)場態(tài)勢共享、模塊化效能補充和鏈路加密保護等方式,有效應(yīng)對可能的阻斷干擾、偽裝欺騙、攔截竊聽和奪取控制等手段,廣泛應(yīng)用反智能技術(shù)和方法,重點研發(fā)數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)破壞、云計算和量子通信等技術(shù),提升數(shù)據(jù)保密水平,確保在復(fù)雜的維修環(huán)境下保證穩(wěn)定的維修能力。

2 智能化條件下的裝備運用對裝備維修保障的影響

與信息化條件相比,未來智能化條件的裝備運用的執(zhí)行主體、關(guān)鍵技術(shù)、決策依據(jù)、運用方法都將發(fā)生根本性變化,裝備維修保障將面臨許多新情況、新挑戰(zhàn)。

2.1 執(zhí)行主體的變化導(dǎo)致對裝備維修保障的任務(wù)需求劇增

進入21 世紀(jì),隨著大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的發(fā)展,AI 迎來了爆發(fā)期,在很大程度上突破了此前所面臨的一系列技術(shù)難題,包括有限的計算能力、組合爆炸(combinatorial explosion） 現(xiàn)象等［2］。 智能化條件下的裝備運用的執(zhí)行主體不再只是人類,大量的AI 員工與AI 裝備將成為工作中的具體執(zhí)行者。 裝備維修保障對象將以各類技術(shù)含量高、數(shù)量繁多、種類各異的智能化裝備為主,在維修方面不再是簡單電氣機械維修,難度加大。 智能化條件下超常的裝備使用帶來的高強度損耗,導(dǎo)致裝備維修工作量爆炸式擴大。 依靠現(xiàn)有的維修保障力量和手段,無法完成如此龐大的維修任務(wù),必須對裝備維修理念、手段和方法進行革新,提高裝備維修效率,才能滿足實際要求。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)的變化導(dǎo)致對裝備維修保障的依賴程度增大

智能化條件下,智能技術(shù)將是裝備的核心關(guān)鍵技術(shù),“智權(quán)”的競爭將成為影響裝備運用的關(guān)鍵因素。智能化裝備的生產(chǎn)周期較長、價格較高,重新制造也面臨著生產(chǎn)效率、資源能源儲備、經(jīng)濟實力等諸多方面的限制,有效的維修保障就成為最經(jīng)濟有效的手段,裝備維修保障是裝備效能發(fā)揮的重要保證,在智能化條件下表現(xiàn)得更為徹底。

2.3 決策依據(jù)的變化導(dǎo)致對裝備維修保障的時效要求更高

智能化條件下裝備運用不是裝備效能的逐步釋放和線性疊加,而是各種系統(tǒng)效應(yīng)的高效融合。 指揮控制和任務(wù)決策活動的智能化,會更加方便地獲取信息數(shù)據(jù),大大壓縮決策周期,裝備運用將實現(xiàn)快速化、精準(zhǔn)化。 裝備維修行動與裝備運用交織在一起,與裝備運用一起在空間時間上相互配合,跟隨裝備運用進程動態(tài)調(diào)整,實時性要求更高,時效性要求更嚴(yán)［3］。

3 智能化條件下裝備維修保障發(fā)展對策

以發(fā)展、科學(xué)的角度,對目前裝備保障體系進行革命性變革和全面創(chuàng)新,才能在未來智能化條件下裝備保障方面處于主動地位,在未來的智能化裝備運用中占據(jù)主動和先機。

3.1 更新思想觀念，由適應(yīng)信息化向適應(yīng)智能化轉(zhuǎn)變

真正決定迎接智能化準(zhǔn)備工作能否穩(wěn)步推進的關(guān)鍵不僅僅是顛覆性技術(shù),更重要的是思想認(rèn)知力。 信息化時代“以快制慢”的制勝機理將被智能化時代“以智制愚”的機理所替代。 通過人工智能技術(shù)和智能平臺把多維度連接起來,推動裝備維修保障行動從傳統(tǒng)物理領(lǐng)域向認(rèn)知領(lǐng)域和泛在社會域拓展。

3.2 創(chuàng)新維修方式，實現(xiàn)從預(yù)防性維修到預(yù)測性維修的轉(zhuǎn)變

發(fā)展預(yù)測式維修系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)融合、模型分析、故障預(yù)測、狀態(tài)監(jiān)測等多種先進技術(shù),預(yù)測裝備可能需要維修的時間、部件等因素,在故障即將發(fā)生前,完成維修工作,預(yù)先排除故障。 開發(fā)功能完善的自動測試系統(tǒng),瞄準(zhǔn)自動測試系統(tǒng)能力不足、功能單一、自動化和智能化水平低等不足,克服故障檢測、定位時間長,故障診斷能力有限的缺陷,逐步完善測試設(shè)備的通用化、綜合化。 推廣應(yīng)用便攜式維修輔助設(shè)備,幫助維修人員查找、診斷、隔離、排故并自動生成所需備件需求,形成維修計劃方案,從而實現(xiàn)故障診斷、故障隔離、備件申請和維修規(guī)劃的有機結(jié)合,提高了基層一線維修作業(yè)的精確性、時效性以及信息化水平。

3.3 深度融合發(fā)展，健全裝備維修保障一體化保障機制

融合發(fā)展是促進裝備維修能力提升的有效途徑,也是未來智能化條件下裝備維修保障的必然選擇。 通過深度融合,充分利用國家各行業(yè)、各領(lǐng)域科技成果,降低前沿技術(shù)的獲得成本,打造顛覆性保障能力。 將智能化裝備維修保障共性技術(shù)列入國家重點研發(fā)計劃,擴大面向各個領(lǐng)域的開放研究范圍,最大限度地提高智能化保障裝備研發(fā)的質(zhì)量效益［4］。

3.4 借鑒先進成果，加快推進裝備維修手段的智能化水平

新技術(shù)是開發(fā)有效維修手段、提高維修保障能力的重要基礎(chǔ)。 近年來,以美國為代表的世界強國紛紛以提高裝備維修效率為出發(fā)點,加快新型保障設(shè)備、工具和手段的建設(shè)力度。 利用3D 打印技術(shù)在裝備運用一線按需生產(chǎn)維修備件,顯著減少補給需求,降低保障負(fù)擔(dān)。 利用自修復(fù)材料技術(shù)研發(fā)新型涂料添加劑,有效延緩裝備腐蝕,節(jié)省裝備銹蝕維修的成本。 利用無人機提供快速靈活、不受地形地域限制的裝備維修保障物資運輸和投送,降低現(xiàn)場裝備保障難度。

4 結(jié)語

智能化理論和技術(shù)的發(fā)展,賦予了裝備維修保障新的內(nèi)涵,驅(qū)動裝備維修模式發(fā)生了深度變革,在思想觀念、維修方式、保障機制、維修手段和人才培養(yǎng)等方面不斷適應(yīng)創(chuàng)新,才能促進智能化條件下裝備維修發(fā)展達(dá)到更高水平。