電子信息裝備保障現狀及其發展趨勢

楊家錚

(中國電子科技集團公司第十四研究所，江蘇 南京 210039)

0 引言

當前，戰爭形態由機械化戰爭向信息化戰爭轉變，陸海空天網電一體化以及復雜電磁環境背景下的聯合與協同作戰逐漸成為戰爭的主體形式。

電子信息裝備已成為各種裝備中技術最復雜、發展最快、最重要的裝備，從雷達、對抗、通訊、指揮、綜合射頻一體化發展成為攻防兼備的代表性裝備。因此，歐美各國均高度重視電子信息裝備保障能力建設，不斷在保障理念、保障體系、保障模式、保障管理及保障技術手段上開展研究和探索，以提高裝備保障的效率和效益。

1 外軍電子裝備保障現狀與發展趨勢

1.1 外軍電子裝備保障現狀

進入21世紀，電子裝備逐步成為各軍事強國裝備的主體。各國國情不同，裝備保障各具特點，但也有相似之處：供應商合同保障越來越廣泛，裝備全壽命、全過程保障已成為研制單位的重要工作；保障制度、法規越來越成熟，在法律、法規和規章層面, 對戰場民力使用、基于性能的保障、核心維修能力、技術標準等方面都進行了相應的建設。自主保障系統、遠程技術支援等先進保障技術手段被廣泛采用。

在保障理念朝著全系統全壽命一體化保障方向發展，其核心是在裝備的設計、研制、生產、采購、補給、使用和報廢的全過程中，把裝備保障因素考慮進去，從而提高裝備的戰備完好性水平。強調作戰裝備與保障裝備同步發展，硬件系統與相關配套軟件系統協同開發。在研制階段就注重維修性設計、測試性、保障性設計。

1) 維修保障機制日趨成熟

美軍武器系統維修機構由基地級維修和戰地級維修兩部分組成，其中基地級維修負責裝備大修、改進、零部件生產和技術支持等，每個軍種分別擁有5～7個自己的基地級的維修機構，另外約40%的基地級維修工作是由私營承包商完成。

戰地級維修分為中繼級維修和部隊級維修兩部分，中繼級維修主要是對采購的組件和成品進行有限修復、裝配和制造零部件，部隊級維修主要是作戰部隊進行的日常檢查、維護保養、預防性維修和修復性維修。

2) 實施基于性能的保障

“基于性能的保障”(PBL)策略是將裝備系統保障的任務委托給一個或多個產品保障主承包商，由他們統籌管理軍地雙方的保障力量，負責實現商定的性能目標。美軍從1999年開始使用PBL合同，2000年第一個PBL項目(海軍陸戰隊霍尼韋爾輔助動力裝置)啟動，2002年已發展到57個項目，2005年主要的PBL項目已累計達到143個，到2006年7月份更是達到了215個，合同金額也在迅速增長。從PBL的實施效果來看，裝備可靠性有了較大的提高。

除了美軍，新加坡和韓國的F-15已成功采用PBL，荷蘭也正在考慮對其裝備的“阿帕奇”和“支奴干”直升機采用PBL等。

3) 全面推行各類合同商保障

在新裝備交付部隊初期，為了迅速形成戰斗力和保障力，外軍通常利用裝備制造商對新裝備進行保障，主要包括：提供保障設備和配套材料、為部隊培訓人員提供首批備用零部件、進行維修保養等。隨著使用部隊對裝備操作維護水平的提高和軍方維修能力的形成，裝備保障逐步轉變為主要依靠軍方維修力量，但對于一些技術復雜、保障難度高、裝備數量不多的高新技術裝備，在整個使用期內，仍由裝備制造商為主提供保障。在海灣戰爭中，原始制造商為E-SA“聯合監視目標攻擊雷達系統”派遣了50多名維修人員到現場進行裝備維護。英國基于自身的裝備保障特點，采用了基于可用性和基于能力的合同保障模式。基于可用性合同保障是根據武器裝備的可運行時間或部件的可用性進行支付；基于能力的合同保障模式是軍方只向研制單位購買裝備能力而不購買裝備，即裝備是研制單位的，研制單位要負責維護武器裝備的能力，軍方只支付使用費用。

4) 工業部門推進保障實體化建設

為適應裝備承包商保障的需要，國外武器裝備承制單位大力推進自身保障實體化建設，例如：雷聲公司建立了專門負責售后技術服務的子公司——雷聲技術服務公司(RTSC)，為全球的軍用和民用客戶提供技術服務，經過多年的發展，其專業人員數量及年收入均占全公司的十分之一左右。

5) 保障手段向網絡化、信息化、智能化發展

美軍在發展與裝備保障有關的信息系統方面走在了世界的前列，已成功開發并投入使用的信息系統有：全球戰斗保障系統、庫存控制點自動化信息系統、在運物資可視化系統、21 世紀戰場物資補給系統、運輸供應系統、調運跟蹤系統等，這些信息系統對于確保美軍在全球范圍內的兵力投送及其裝備保障發揮了積極的作用。

除此之外，美軍在信息化、網絡化、智能化保障方面，不斷進行技術與應用創新，主要包括交互式電子技術手冊(IETM)、自動識別技術、遠程支援技術、基于狀態的維修、基于虛擬現實(VR)、增強現實(AR)的保障訓練和培訓等。

6) 注重信息化領域的標準體系建設

1964年美國國防部頒布了DODI4100.35《系統和設備的綜合后勤保障要求》，第一次提出“Integrated Logistics Support，ILS”的概念，強調在裝備研制過程中要同步開展保障性的設計。在隨后的幾十年里又頒布了一系列的條令條例來完善和發展這一要求，在2003年5月美國國防部頒發的最新版本的5000系列采辦條例中，將保障性和持續保障作為武器系統性能的關鍵要素，強調在裝備的采辦和持續保障中，應考慮并在現實可行時采用基于性能的后勤策略作為國防部落實裝備保障的優選途徑。

繼美軍提出綜合保障的概念以后，歐洲一些國家或組織也相繼頒布了綜合保障的有關標準，如英國于1996年頒布了DEF STAN00-60《綜合保障》系列標準，自1997年起，英國國防部成立“綜合保障小組”，全面負責裝備綜合保障工作。歐洲航空與國防工業協會(ASD)針對國際綜合保障領域標準規范不統一的情況，自2005年起開始頒布了綜合保障系列標準。目前，該標準的應用范圍已經擴大到20多個歐美國家、30多個協會、2000多家公司、60余萬人投入到該標準的研究與應用工作，該標準體系有一種向國際標準發展的趨勢。

1.2 外軍電子裝備保障發展趨勢

隨著信息技術的快速發展，外軍裝備保障的發展出現了一些新的變化趨勢。主要表現在以下幾方面：

1) 實行全系統全壽命的綜合化保障

在裝備的全壽命周期使用中，采購費用一般只占到總費用的15%左右，而維護維修訓練使用等保障費用超過70%，美國國防部80%的保障資源都用于武器系統的保障。

從世界電子裝備保障發展趨勢看，滿足裝備技術性能是基礎，滿足裝備的運行效能是目標，即裝備不僅要保證性能滿足要求，還要保證裝備好用，部隊用得好、用得起。

為了解決裝備保障費用高的問題，西方各國強調全系統全壽命的綜合化保障，即在研制具有超高可靠性的武器系統的同時，強調武器裝備從論證到設計、制造、維修和保障過程的綜合，強調作戰裝備與保障裝備同步發展，強調多技術的協同效應來獲得整體性能最優的裝備。

2) 深化PBL模式

過去10多年，雖然PBL在美軍裝備保障中取得了較好的效果，但仍存在不少問題。

從保障效率來看，美國國防部在總體上要遠落后于商業領域，盡管花費的成本要比后者高得多(見表1)。

表1 國國防部和商業公司的效率對比

PBL僅覆蓋了武器系統的一小部分，大多數PBL項目沒有滿足成熟PBL的關鍵特點等。因此，在1999年海軍開始實行PBL后，美軍不斷改進，出臺了一系列新的政策、策略和指南，通過采辦改革和產品保障轉型，加速PBL的有效實施。2015年1月7日美國國防部發布新版DoDI5000.02指示《國防采辦系統的運行》，特別強調項目主任在產品保障主任的支持下，應制定和實施一種有效的、經濟可承受的PBL策略。

當前，PBL已發展成美國國防部首選保障策略。PBL從海軍擴展到陸軍和空軍，實施的項目從硬件層面和分系統發展到整機的單一PBL合同，預計F-35 戰斗機將在2012年實現整架飛機的單一PBL合同。

3)采用基于狀態的維修(CBM)

不同于傳統的事后維修，“基于狀態的維修”是一種主動的預防性維修。它主要利用診斷、預測與健康管理技術(DPHM)，實時監控裝備的狀態，準確判斷裝備的健康狀態和變化趨勢，并據此決定是否進行維修或部件更換，以預防事故的發生，保持裝備的高可用度。CBM可以實現選擇最合理的維修技術，以最小的經濟代價，用最方便的人工操作來保證設備的正常工作狀態，是解決過度維修或維修不足的有效途徑。

CBM方式在歐美各國受到了極大重視并不斷推廣，增加了裝備可靠性，有力地保障了裝備安全，產生了巨大的經濟效益和軍事效益。如美國“阿帕奇”直升機、F-35聯合攻擊戰斗機及F-22戰斗機的維修，俄羅斯的“蘇”-27/30系列飛機發動機維修都采用了基于狀態的維修。

4) 自主式保障(AL)

在美軍聯合攻擊機(JSF)項目定義了自主式保障：“自主式保障是將F-35當前性能、使用參數、當前技術狀態、計劃升級和維修、部件歷史、預計性診斷、健康管理和服務保障成為一體的一種無縫銜接的嵌人式方案”。

從本質上來看，自主保障是一種借助于PHM技術、專家系統、數據庫技術等現代信息技術，對裝備保障全要素進行融合，實現裝備診斷測試、故障隔離、維修決策和保障活動自動化，優化保障體系和資源，實現快速、精確和經濟的保障。

2007年F-35 戰斗機的主承包商洛·馬公司開通了試運行版的自主式保障系統。此外，美國陸軍的未來戰斗系統、海軍陸戰隊的先進兩棲突擊車(AAAV)也開發了自主式保障系統。美軍認為，自主式保障在一定程度上代表了21世紀武器系統保障的發展方向。

5) 基于全資可視化的精確保障

精確保障的概念最先是由美軍于20世紀90年代初提出來的。精確保障就是充分運用以信息技術為核心的高技術手段，精細而準確地籌劃、建設和運用裝備保障力量，在準確的時間、準確的地點為部隊作戰提供準確數量和高質量的物質技術保障，使保障適時、適地、適量原則達到盡可能精確的程度，最大限度地節約保障資源。

其特點是以完善的保障信息自動化系統為基礎，以信息的獲取和利用作為保障的核心要素，將前沿存在型保障轉變為投送型保障，從數量型保障轉變為速度型保障，將被動補給型保障轉變為主動配送型保障。

其關鍵技術在于全資可視化(包括信息網絡技術、自動識別技術)、遠程支援技術、DPHM技術(包括傳感器技術、數據處理與存儲技術和數據通信技術)等。

實施裝備精確保障是信息化條件下聯合作戰裝備保障的必然發展趨勢,并經過阿富汗戰爭和伊拉克戰爭的檢驗，取得了巨大的軍事效益和經濟效益。

2 電子裝備保障現狀與不足

雖然已在裝備保障和戰斗力保障領域做了大量的工作，積累了不少經驗，但與國防現代化建設的要求相比，與打贏信息化戰爭的戰斗力保障要求相比，還存在著很大的差距。裝備系統是由主裝備和保障系統共同組成，從裝備作戰效能保障的角度出發，保障系統和主裝備是不可分割的整體，但現階段，電子裝備保障系統建設的發展理念、機制體制、采辦政策、經費配置、技術研究、使用維護、信息化保障等方面差距較大，不能滿足使裝備部署后能盡快形成保障能力和戰斗力的要求，主要體現在以下幾個方面:

1)由于缺乏綜合保障體系的研究、頂層設計和大系統實踐，保障的理論、機制體制、標準技術等只能應對電子裝備的傳統維修服務和單一裝備的保障，不能適應電子信息平臺、多平臺協同作戰集成保障和信息化保障的要求。

2)在裝備論證、研制、交付、使用、和報廢全過程、全壽命周期，未充分考慮保障因素。在裝備論證階段，由于缺乏電子裝備作戰樣式和裝備保障一體化的深入研究，提出的裝備保障性定性和定量指標體系不系統、不完善，且缺乏驗證，不能有效指導后續保障工作的開展；在裝備研制階段，由于缺乏有效的工具軟件和技術支撐，導致保障系統設計和保障裝備研制系統性差，不能滿足高標準電子裝備保障的要求；在裝備培訓階段，目前傳統培訓主要關注裝備完好性的使用、操作和維修。裝備的使用、維修等培訓手段和方法相對落后，裝備培訓大多沒有在復雜作戰仿真環境下進行，導致培訓效果與實戰差距較大，影響戰斗力的快速生成；在裝備使用階段，由于缺乏高性能的保障裝備和技術支持系統，導致裝備故障不能準確定位和及時維修，保障方式和管理沒有實現信息化和數字化，使裝備保障管理和技術活動效率低、保障器材落實不利、保障成本不斷升高，甚至有些裝備無法實現遠程保障(如邊海防、海作戰等)。

3)保障能力相對較弱

隨著電子裝備更新速度加快和逐步配發，新型武器裝備結構復雜、技術先進、科技含量高。但從裝備保障的角度考慮，武器裝備的性能越先進，維修保障的難度就越大，保障的要求也越高。相對電子裝備的高技術特點，裝備的綜合保障能力還是較弱。

① 保障裝備與主戰裝備發展不同步、不配套

裝備采辦對保障缺乏系統論證和長遠規劃，致使保障裝備長期形不成配套體系，保障裝備的研制開發和技術水平明顯滯后于主戰裝備，使得電子裝備不能快速形成戰斗力和持續保障力。

② 裝備保障信息化水平不足

主戰裝備的信息化要求裝備保障信息化與之相適應，而且目前裝備保障的信息化存在著不成體系、規模小、信息融合與共享程度低、信息安全還脆弱等問題，還未完成較為完善的裝備綜合保障指揮自動化系統，而且對裝備的保障信息化建設的總體論證和規劃不夠，導致保障系統不能實現真正的互聯互通、信息融合和共享。而且由于技術原因，裝備維修智能化、物資保障可視化、技術支援遠程化等先進的保障手段等還處于起步階段。

4)裝備保障人才建設滯后

目前裝備保障人才的培養嚴重滯后于裝備研發人員的培養，在裝備立項及研制階段關注裝備先進技術和性能，忽視裝備綜合保障技術和方法的研究，在“三化”和“六性”設計方面的人才嚴重不足。在裝備使用單位，由于人員編制和人員的流動性，使得掌握和熟練高技術裝備保障的人才缺乏，懂得管理和指揮的復合型人才更是稀缺。總之，裝備保障人才建設跟不上裝備建設的步伐。

3 轉變保障理念及目標

要實現電子裝備戰斗力的生成和保障，首先要轉變保障理念，重新定位裝備保障目標。

1)裝備保障從維修服務向總體作戰效能保障轉型升級。

以保障裝備完好性為基礎，以裝備戰斗力保障實現為核心，以體制機制創新、信息化和保障技術為手段，建成軍民融合的裝備綜合保障體系。

2)從提供裝備向提供裝備和綜合保障服務轉型升級。

通過提高綜合保障能力、人才隊伍建設和技術水平，通過實現保障管理和技術活動的信息化，為部隊提供更多、更好的裝備同時，面向電子信息裝備、獨立和嵌入式平臺電子信息系統和多兵種、多平臺協同綜合電子信息系統，為部隊提供滿足作戰效能的各類電子裝備的保障和服務，實現保障服務轉型升級。

4 保障技術研究重點

裝備保障是一個開放的巨系統，裝備保障技術涉及面廣，以數字化及仿真技術、信息化及人工智能、網絡化技術、知識工程、專家系統、大數據和云計算等為技術基礎，構成裝備綜合保障信息系統構建與管理技術、綜合保障體系建模與推演技術、綜合保障數據構建與管理技術、綜合保障標準體系和技術規范四大總體技術群，而裝備綜合保障的具體規劃與實施則需要保障性工程技術、保障系統作戰運用技術、服務保障技術三大環節性技術群的支撐，共30余項關鍵技術。

1)加強綜合保障理論研究

綜合保障是多專業跨學科的理論研究和管理技術活動，在理論方面不斷深入和突破是指導保障管理和技術的重要手段，也是創新保障體制機制、保障管理、技術工具和保障裝備的前提條件，當前主要軍事大國對保障資源規劃與分析理論體系，綜合保障仿真理論體系，裝備保障信息化理論體系等的研究投入了大量的資源，隨著信息技術的發展，必將產生了許多先進的保障理論體系，要實現保障體系的對抗，要更加重視保障理論的研究。

2)不斷完善電子裝備保障標準體系

裝備保障在現代高技術局部戰爭中的作用和地位越來越突出，由于電子裝備復雜程度高，裝備使用量大面廣，保障系統和保障規模日益龐大和復雜，做好保障標準體系是實施保障工程的重要基礎，目前針對電子裝備保障的標準體系、保障規范還沒有建立起來，需要結合先進的保障理論、國防軍工電子體系和部隊保障要求，建立并不斷完善和改進電子裝備保障標準體系，用標準規范牽引保障措施到位和保障技術不斷進步。

3)推進應用保障新技術

在戰斗力生成需求的牽引下，必須推進各類先進技術在裝備綜合保障領域的應用，如：數字化及仿真技術、DPHM技術、全資可視化、遠程支援技術、AR等。

① 數字化及仿真技術

數字化及仿真技術廣泛應用于裝備綜合保障設計、保障評估與輔助決策能力、培訓訓練和費效評估與備件優化等方面。

在設計端，各國已開發出大量RMS仿真軟件，如美國的TFD公司的VMETRIC(用于輔助制定備件優化策略)等系列軟件，瑞典SYSTECON公司研制的Systecon ILS系列軟件等。這些軟件工具可用于RMS指標論證、全壽命周期費用(LCC)分析、備件優化和保障效能仿真分析等各方面，有效地提高裝備的“六性”設計水平，實現裝備的“優生”。

在服務端，仿真技術廣泛運用于裝備聯合作戰模擬、保障性策劃等各方面。包括各種作戰資源和場景建模，策略建模。并通過迭代仿真、模擬演練、實戰演習和實際戰場結果進行模型和策略的優化，達到“戰爭的勝負都是設計出來的”目的。

② DPHM技術

DPHM技術，是指利用各種傳感器在線監測、定期巡檢和離線檢測相結合的方法，廣泛獲取設備狀態信息，借助各種智能推理算法(物理模型、神經元網絡、數據融合、模糊邏輯、專家診斷系統等)來評估設備本身的健康狀態，在系統發生故障之前，結合歷史工況信息、故障信息、試車信息等多種信息資源對其故障進行預測，并提供維修保障決策及實施計劃等，以實現系統的視情維修的技術。

2000年7月，美國國防部防務威脅減少局將PHM 技術列入《軍用關鍵技術》報告中。DPHM技術作為基于狀態的維修、自主式保障及精確保障的關鍵使能技術，已經成為各國重點發展的核心技術之一。

③ 全資可視化技術(TAV)

TAV是實現“聚焦后勤”思想的重要技術手段和基礎。通過全資可視，精細而準確地籌劃和運用各種保障力量，對人員流、裝備流和物資流實施全程跟蹤，并實時指揮和控制其接收、分發和調換，從而實現實時、實地、適量的精確保障。

全資可視化技術主要包括射頻標簽(FRID)技術、衛星定位技術、無線通信技術、GIS技術、數據庫技術等，實現“在儲”“在運”“在籌”裝備物流信息可視化，進行裝備資源管理和戰時的應急調度。

④ 遠程支援技術

遠程支援技術是武器裝備維護保障領域發展十分迅速的一項技術,它綜合應用在線檢測與診斷技術、計算機控制技術、通訊技術、嵌入式技術、信息采集與處理等技術，向現場裝備維修人員提供維修信息支援、TPS程序下載、維修專家技術支持的技術。它使前方維護人員與后方的專家通過網絡緊密聯系在一起,為武器裝備的維護、修理提供迅速、準確的技術指導,是縮短保障時間，提升保障效率的有效手段。

遠程支援保障需要計算機網絡、衛星通訊等技術和設備的支持。

⑤ AR

AR是將計算機生成的虛擬信息合成用到用戶感知的真實世界中的一種技術，可以實現對真實世界的增加和強化。該技術從誕生起被認為在武器裝備設計研制、維修保障、作戰訓練到作戰指揮等眾多領域均具有廣泛的應用價值，作為一項重要的軍民通用前沿技術，隨著智能化時代的到來，增強現實技術的研究和應用越來越得到重視。

AR提供了更為自然的人機交互方式，有助于解決交互式電子手冊(IETM)海量的維修保障信息難以與實際維修作業智能關聯，從而在檢索和查閱過程中給維修人員造成巨大的認知負擔的問題。增強現實技術已在NASA的航天設備維修培訓項目sidekick中得到開發應用。隨著SpaceX公司的太空飛船登錄太空，該項目能夠幫助宇航員更快地適應空間站環境，從而縮短訓練時間、提升任務效率。

它主要包含誘導信息建模技術、近眼顯示技術、多通道人機交互技術、跟蹤注冊技術等。

4) 在研制階段同步開展保障條件建設

由于電子裝備及系統日趨復雜，如預警探測系統、電子戰系統、綜合電子信息系統等，這些系統在研制、交付的同時，還需研制保障裝備(如：隨機測試分析等裝備)，編制綜合保障文件包(如：系統文件、維修規劃、供應保障、技術資料等)支持后續保障工作。

針對裝備綜合保障的需求和技術發展，構建各種綜合保障專項技術研究實驗室和試驗床，添置先進的共性技術研究的支撐系統和工具軟件，形成較為完備的綜合保障技術體系研發平臺。提高裝備綜合保障理論方法、管理、標準、設計、手段等方面的理論水平和共性基礎能力，突破在視情維修、遠程診斷、專家系統、健康管理、虛擬仿真等保障設備和系統的關鍵技術；突破綜合保障信息化在數據挖掘、預測分析及輔助決策等的技術瓶頸，為裝備研制部門和部隊提供綜合保障的理論知識、標準規范、技術和大型保障裝備支持。

5 結束語

隨著軍隊改革的不斷深入和戰略思想的逐漸落地，支撐部隊“高強度實戰實訓”“能打仗、打勝仗”“強敵對抗下戰斗力的快速生成和持續保持”等已成為對裝備和部隊保障能力的迫切需求。裝備保障體系集成化、保障組織融合化、保障手段智能化、保障方式多樣化、保障隊伍專業化將成為軍隊保障的發展趨勢。

傳統的保障模式與現有管理機制和體制相匹配，而信息化保障轉型升級是一個漸進和系統性的過程，會面對很大的壓力和挑戰，需要整體規劃，不斷探索，將信息技術與保障需求、人員結構、管理體制機制、保障任務、裝備性能有機結合。