基于數字化的戰場搶修關鍵技術研究

李旭東 兆爾波 劉震磊 崔瑞軒 段長超

摘? 要：戰場搶修是指在最短時間內對戰爭中損壞的武器或系統迅速修理，使其恢復戰斗能力的過程。而戰損評估是進行戰場搶修決策和資源配置優化的基礎。隨著現代科技及軍事科學的發展，戰場搶修技術在戰爭中的作用越來越突出，對武器裝備進行維修保障成為決定戰爭能否取得勝利的重要因素之一。傳統的維修方式和檢測方法受各方面因素影響導致維修速度較慢，數字化戰場搶修方式將會給戰爭帶來新的變化，有效提高部隊的作戰能力。

關鍵詞：數字化;戰場搶修;數據庫;大數據

中圖分類號：E91? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 國外研究現狀

目前，美國的戰場維修水平處于世界頂尖水平，這是由于美軍擁有豐富的實戰經驗，象耳熟能詳的伊拉克戰爭，阿富汗戰爭等。美軍首先在加強專職的搶修力量——戰斗后勤保障中隊CLSS建設的同時，著手加強了航空部隊裝備戰場搶修力量建設，特別是對于飛機結構專業，因為飛機結構在戰爭中的戰損率最高。

在海灣戰爭中，美國空軍派出4個CLSS維修分隊對6個中隊的144架A-10攻擊機進行維修保障，保證機隊在任何時間都有充足的戰機能夠作戰，且能夠隨時對70架戰損的飛機進行搶修。

其次美軍十分重視戰場搶修技術的相關培訓。2006年他們就利用3D技術對維修部隊的士兵進行了定期培訓，并以陸軍軍網和移動式培訓教室等方式為士兵提供虛擬教室入口。而以色列等國也對搶修技術進行了大量研究，制定了完善的搶修大綱，組織了大量的戰場搶修培訓，同時建立了一套良好的戰時動員機制，其所形成的修理技術和方法現如今被世界上許多國家效仿。象英國皇家空軍成立了專門的訓練搶修小組，對結構、電氣、航空電子和武器系統等4類專業人員進行ABDR技術和程序培訓。

美軍對中東戰爭中獲取的豐富數據進行統計，并利用仿真系統進行了一系列研究，象把計算機病毒當作武器來使用。在伊拉克戰爭中，美軍利用網絡攻擊，在戰斗還沒有開始前就使敵方幾乎所有與電腦有關的系統都陷入癱瘓狀態，使自己在戰爭中處于有利地位，這也讓網絡信息戰成了現代戰爭的一個重要組成部分。

為了提高維修效率及質量，美軍還研制了大量專用工具箱。在海灣戰爭“沙漠盾牌”行動中，美軍坦克自動車司令部及航空界緊急將1 050套維修工具箱和大量的成套工具箱運往海灣地區，其在實際戰爭中發揮了重要作用。此外，美軍還在研究新武器的損傷機理及相關搶修技術。

從20世紀90年代開始，美國空軍就開始對飛機綜合維修信息系統進行研發，其主要目的是通過使用機載設備故障診斷、交互式電子技術手冊以及航材申定等方式，加強對航空設備損壞信息的收集、計算航空設備可靠性及設備失效分析和預測，其中便攜式維修計算機是該系統的重要組成部分。

2 國內研究現狀

在理論研究方面，空軍工程大學曾制訂《空軍飛機戰傷搶修研究規劃》，組織開展理論與技術研究，編制有關規程、文件，進行戰場搶修實兵演練。空軍第一航空工程學院在《飛機戰傷搶修研究》課題中，分別進行“飛機戰傷評估研究”“飛機戰傷搶修工藝”“戰傷搶修系列工具”等方面的研究，并建立了飛機戰傷搶修實驗中心，成立了飛機戰傷搶修研究所。第二炮兵工程學院編寫《某型地空導彈的3種主戰裝備維修手冊》，軍械工程學院配發了輕型搶修車、應急修理分隊搶修車、自行火炮搶救搶修車并研制了軍械裝備戰場搶修器材箱。第二炮兵工程學院研制了某型彈武器戰場搶修工具及戰場搶修微機咨詢系統等。

2005年陶貴明等人在《導彈發射車便攜式戰場搶修輔助系統設計》一文中提出了一種便攜式戰場搶修輔助系統，通過分析裝備威脅機理、戰損模式及影響，可以提供裝備損傷評估、診斷推理、應急修復等方面的信息。

2008年李傳梁在《裝備的戰場搶修》一文中介紹了裝備戰場搶修在現代戰爭中的地位與作用，分析了裝備的戰場損傷包括戰斗損傷、隨機故障、耗損性故障、人為差錯、維修供應不足和裝備不適于作戰環境等，探討了戰場搶修中經常使用的修理方法，并在此基礎上提出了提高裝備戰場搶修能力的設計方法，以期達到提高部隊戰斗力的目的。

2010年，潘耀華等人在《信息化條件下的裝備戰場搶修》一文中探討了信息化戰爭對武器裝備戰場搶修的要求，結合實際情況對如何提高戰場武器裝備的應急搶修能力進行分析。

2011年，李田科等人在《導彈發射車戰場搶修研究》中利用基本功能項目分析、損傷模式及影響分析、損傷樹分析及損傷定位分析等方法，對發射車的戰場損傷進行分析，建立了基本功能項目樹和主要功能部件的損傷樹，確定了最低約定層次的損傷模式及最終影響。

2015年張遼寧等人提出利用SD方式對我國陸軍主戰裝備戰場搶修能力進行評估，研究了裝備戰場搶修能力對作戰結果的影響，建立了一種基于系統動力學（system dynamic，SD）的戰場搶修能力評估模型。2016年何國良等人發表了《基于效能仿真的數字化部隊裝備保障方案多層次評價》一文，以數字化部隊作戰對抗仿真系統為支撐，從整體保障效能、專業作業效能2個維度入手，提出了基于效能仿真的數字化部隊裝備保障方案多層次評價框架，構建了整體保障效能與專業作業效能評價指標體系，提出了綜合考慮整體保障效能與專業作業效能評價結果的評價方法，并以3種典型的數字化部隊裝備保障方案為例，驗證了評價指標體系的合理性及評價方法的可行性。

利用其他系統科學中的自適應、自協同理論方法，提出了基于信息系統的各種裝備保障體系運作的關系規則、指揮規則、應用規則和行動規則，為信息化戰爭中各種裝備保障體系的運作提供參考，然而該研究內容卻偏重戰術，缺少對戰略的綜合考慮。另外，國內研究工作大體上以宏觀判斷為主，計算機輔助診斷與修復為輔，但由于工作起步較晚，缺乏有力的數據支撐，導致其只能依靠經驗進行實際操作，這種狀況只會導致重復投資和資金價值的削減。綜上所述，在戰場搶修體系和過程管理及技術創新上與美國相比還存在巨大的差距。

鑒于戰場維修在實戰中的重要意義，利用數字化平臺，對戰場裝備的損壞以及維修人員、維修力量的分配進行分析，建立一個數字化戰場維修平臺。其能有效利用資源，提高部隊作戰能力，建立完善的培訓機制，并對士兵進行培訓。建立強大的專家咨詢系統，對維修人員的問題進行徹底解答，如圖1所示。

以數字化中央處理器為核心，在裝備上安裝“戰損檢測”裝置，在設備損壞后將戰損情況及時傳回中央處理器，數據庫分析出最優的維修方案，象所需工具、所需材料、所需人員數量、技術類型以及維修地點等內容，并將此前數據庫中未貯存的問題傳送給相關專家進行解答，以上信息傳送到搶修指揮中心后，指揮中心做出相應的決定。在每次維修結束后將以上數據存入數據庫，作為大數據分析的數據支撐。在此基礎上開發專用工具，提高維修效率。在人員貯備方面，招募新兵時可挑選一些急需人才，并加強培養。在強大的數據支持之下，定期對維修人員的疑難、常見問題進行解答，并可將維修和使用過程中出現的問題反饋給設計制造部門，以便后續進行改進設計。

參考文獻

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