面向未來作戰的裝備智能化保障模式研究

師 嬌，劉宸寧，冷德新，鄭 鑫，李寶玉

(中國運載火箭技術研究院， 北京 100076)

裝備綜合保障的概念是引進的20世紀60年代產生于美軍的綜合后勤保障(Integrated Logistics Support，ILS)的概念[1]，ILS的定義是：在裝備的壽命周期內，為滿足系統戰備完好性要求，降低壽命周期費用，綜合考慮裝備的保障問題，確定保障性要求，進行保障性設計，規劃并研制保障資源，及時提供裝備所需保障所進行的一系列管理和技術活動[2]。裝備的綜合保障工作作為裝備體系的重要組成部分，是提升裝備戰備完好性、降低全壽命周期費用的重要手段[3]，是戰斗力和保障力生成的重要支撐。裝備的綜合保障工作涉及武器裝備的平時使用、維修保養、倉儲運維、物資供應、教學訓練等系列活動，是保持裝備性能狀態、提升裝備實戰化能力的關鍵環節。

當今世界正處于新一輪科技革命的關鍵時期，一大批高新科學技術不斷涌現，特別是人工智能技術將逐步被引進未來裝備的研制中[4-5]，將對裝備及作戰形態的發展與變化產生著深遠影響，隨之也將帶來裝備保障模式的演變。本文以未來作戰形態和裝備趨勢為出發點，探索了裝備綜合保障的新模式，以支撐我軍裝備綜合保障工作的變革發展。

1 未來作戰對保障需求分析

戰爭形態是指在一定的歷史時期，戰爭的表現形式，它是社會政治和軍事科技的具體的歷史統一。回顧世界軍事革命歷史，伴隨著戰爭形態按照“冷兵器、熱兵器、機械化、信息化”的順序發展的[6]，歷史告訴人們，每次新軍事的變革都離不開重大或顛覆性技術的發展或出現。從宏觀上來看，未來戰爭將呈現大縱深、立體化作戰空間，作戰行動陸?？仗煲惑w化、超遠程、全天時、全天候、快速、靈活、精確[7]，作戰方式體系化、協同化，作戰形態無人化、智能化，作戰場景復雜化、數據海量化，作戰力量分布式、網絡化，作戰鏈條扁平化、簡約化。多兵種、多裝備聯合的體系化智能作戰是未來的主要作戰樣式[8]。

作戰模式牽引裝備發展，高度發達的信息獲取、控制、使用技術將使戰場趨于透明化，作戰領域將從單純的陸、海、空等自然空間，向更廣闊的太空、水下空間以及網絡等虛擬空間擴展。人工智能技術逐漸被應用于軍方指揮、作戰體系、結構、導航、制導與控制、戰斗部等多個裝備的分系統上，使裝備從探測、跟蹤、尋的、突防到最后摧毀目標的整個作戰過程實現局部自主性或完全自主性[9-10]，整體趨勢將朝著高超聲速、隱身化、智能化、網絡化等方向發展。為適應未來作戰和未來裝備的保障要求，對裝備智能化保障提出了新的使命要求：

1) 保障工作自主化、智能化—決策要求。依托大量的戰場態勢感知信息、裝備感知信息，保障指揮、保障力量編程等保障工作需實現自主化、智能化，以適應瞬息萬變的戰爭態勢。依托感知信息，自主規劃并獨立完成最優化保障方案制定，支持體系各項保障工作自動化開展，同時隨著決策內容的增加，通過自學習和自優化能力，不斷提升裝備保障工作的智能決策水平。

2) 保障工作自動化、無人化—執行要求。無人系統將成為未來智能化戰爭的主力軍，以戰時搶修、物資投送等典型保障活動將逐漸擺脫對人的依賴，以智能決策信息驅動各類無人機、智能機器人等智能裝備，實現保障工作的自動化與無人化執行。

2 智能化保障模式構想

2.1 智能化保障模式構想

智能化保障是未來智能化作戰體系的重要組成部分，是全域作戰條件下基于信息感知和網絡空間的全新保障模式。智能化保障將呈現“全球信息云+裝備監控中心+分布式智能系統”的組成架構，信息與數據成為決定各類保障任務執行的關鍵要素，是驅動無人系統工作的核心動力，如圖1所示。其主要特點如下：

1) 決策智能化：發揮“云”端數據中心、武器裝備和保障裝備的智能決策能力，實現多元感知數據的融合與最優決策，一方面對作戰指揮與保障指揮人員提供準確的裝備信息與保障信息，另一方面作為保障任務的“發起點”，控制各類智能保障裝備執行任務；

2) 執行無人化：發揮“機器力量”，替代保障任務執行中“人”的工作(人的主要工作則轉變為監控、監管與必要干預)，覆蓋運輸投送、維修保障等各個環節。

圖1 裝備智能化保障模式框圖

1) 全球信息云(智慧數據中心)。全球信息云是裝備智能化、無人化保障模式下的智慧數據中心，掌握著部隊裝備運行的全部數據，包括：作戰裝備數據、保障裝備數據、態勢信息、感知數據、資源信息等，實現基于數據的全面分析、應用與決策，驅動各種智能無人系統完成保障任務。

2) 裝備監控中心(監控處置中心)。裝備監控中心是裝備智能化、無人化保障模式下的監控處置中心，是基于全球信息云下的各分布式信息云節點與數據監控中心，核心職責是監控所屬裝備、保障裝備及態勢資源的數據信息，掌握各裝備的健康狀態與運行狀態，可在必要時對智能無人系統進行人為干預和遙控操作。

3)智能無人系統(執行機構)。智能無人系統是裝備智能化保障模式下的重要執行機構，如：無人機、無人車、無人船、智能特種機器人等。一方面接收全球信息云的調度與調配指令執行保障任務，另一方面實時感知周邊信息實現自主決策，優化保障方案，同時實時反饋運行狀態，便于全球信息云進行實時處理與決策分析，并接受武器裝備監控基地的監控監管。

2.2 智能化保障運行模式構想

依托全球信息云的中心決策能力和智能無人系統的自主決策與執行能力，各項裝備保障活動趨于精簡與高效，對傳統平時維修保養、戰時搶修供應等保障活動進行集約化與整合，形成以維修保障和供應保障為主的智能化、無人化保障活動要素。

1) 維修保障。面向未來作戰和裝備自主保障的需求，裝備維修保障包括裝備自修復自保障和智能無人系統協同保障兩種基本模式，如圖2所示。

圖2 裝備維修保障運行基本模式框圖

裝備自修復自保障對裝備本身提出了更高的要求，要求裝備在實際使用過程中能夠實現自我感知、自主決策與自主執行，通過預測自身的運行狀態完成對健康狀態的評估與故障診斷，根據故障級別實施自修復自保障或請求智能無人系統實施維修保障。

同時，全球信息云作為數據中心接收來自不同地域的態勢信息、裝備及智能無人系統的狀態與感知信息，充分利用態勢信息和歷史經驗數據形成可操作、可執行的維修保障方案，借助網絡空間將控制指令下發至智能無人系統，執行協同維修任務。監控中心全程監控、遠程干預或操控，建立起“中心決策與自主決策相結合”、“自主維修與協同維修相配合”、“自動執行與人為干預相輔助”的智能化、無人化維修保障模式。

2) 使用保障。為適應未來智能化戰爭態勢快速變化、全域可控的特點，使用保障中物資供應計劃與方案制定、物資點選與裝卸、物資運輸與投送、物資使用等各個環節應形成高速、智能、無人的保障模式，構建起“全球信息云—智能無人系統—戰備資源”間的運轉流程，如圖3所示。

圖3 裝備物資供應運行模式框圖

在全球信息云對不同地域態勢信息、裝備與智能無人系統自主感知信息以及戰備物資的狀態信息進行深度融合分析的前提下，對物資供應保障與配屬情況進行合理性預測，制定供應計劃與投送方案。借助各類智能無人系統，實現對各類物資的快速調取裝卸與精確運輸投送，如：利用轉運轉載自動機械實現裝備及戰備物資的自動抓取與轉載，利用無人機等無人系統實現戰備物資的遠距離精確投送，利用戰場保障機器人實現物資定位、獲取、分配等。同時，與維修保障運行模式相似，智能無人系統可根據自主感知信息進行自主決策，優化任務執行流程，提高任務執行過程中的效率與效益。

2.3 智能化保障系統構想

如圖1所示，構建的智能化保障模式由全球信息云、裝備監控中心和智能無人系統三部分構成，依托三者間的相互配合實現未來裝備保障活動的有效執行。因此，也形成了智能化保障系統的總體架構，如圖4所示。

圖4 智能化保障系統總體架構框圖

1) 感知層。感知層除要求裝備系統和智能無人系統具備自感知能力外，還需借助國內外感知裝備與設備。

2) 網絡層。網絡層廣泛借助國內基礎通信網絡，或建立適應于智能化、無人化保障模式的智慧保障專用網絡，構建通信空間，滿足全域大容量、高速率信息交互的需求。

3) 數據層。數據層采用“云+端”的方式進行構建與設施部署，建立全球信息云，作為全球、全域信息的存儲、管理與決策中心，同時在各分布式裝備監控基地建立信息云節點。一方面實現全球作戰裝備、保障裝備和戰場態勢信息的備份存儲與冗余管理，另一方面通過信息云節點的高性能計算設備為信息云提供分布式智能分析、類腦決策服務。

智能化保障系統數據層的構建需大數據、云計算與云存儲、數據虛擬化、分布式系統管理等技術支撐，是當前及未來一段時間內的基礎技術與關鍵核心技術。

4) 應用層。應用層是利用數據層基礎數據、決策數據的深度應用，以為智能化、無人化保障提供應用服務。在圖4所構想的智能化、無人化保障系統中，其所提供的應用服務包括兩大類：數據應用服務和智能執行服務。

數據應用服務包括多源信息融合、數據挖掘分析、類腦智能決策、保障調配指揮等，具備信息綜合、評估、判斷等自主決策能力，依托人工智能、類腦智能等基礎技術和多源信息感知融合、智能預測管理、保障資源類腦調度、資源需求動態預測評估等關鍵技術，實現資源調配與力量部署、保障預測與規劃、任務決策與執行分析、無人系統調配控制等功能。

智能執行服務主要時通過智能無人系統完成自動化且無人干預的裝備運輸、轉運轉載、資源部署應用、裝備維修等保障任務。主要支撐技術包括智能自主維修機器人技術、低成本無人蜂群技術、持續追蹤無人航空/航海器技術、復雜環境自主感知定位技術等。

3 發展思考

1) 加快前沿技術轉化，充分吸納國內智慧

進一步加快前沿技術的轉化，加快制度建設、產品體系建設、技術體系建設，充分接收并吸納國內外智慧，尤其針對各類前沿的無人化產品、人工智能產品等，通過部隊院校、工業部門和地方高校的聯合攻關轉化形成軍事應用的智能化、無人化產品，快速形成作戰能力、保障能力與生存能力。

2) 聚焦關鍵技術攻關，提前謀劃技術發展

重點關注打贏信息化戰爭和未來智能化戰爭的關鍵核心技術，提前謀劃技術發展路線圖，按照統一規劃、分步實施、合理調整的原則逐一開展關鍵核心技術攻關。同時，重視關鍵核心技術的工程化應用，繼續發揚現階段科研生產的研究一代、預研一代的發展模式，突出自主創新與應用創新，支撐我軍作戰模式、保障模式的變革。

3) 加強軍地聯合建設，優勢互補共建共贏

充分發揮軍方機關、基層部隊與部隊院校的牽引作用，發揮工業部門的技術優勢與工程實踐經驗，加強基礎技術與應用技術聯合研究，形成軍地共研共建的機制，強強聯合形成優勢互補。同時，加強軍地雙方的基礎設施建設，提前開展大數據中心、專用保障網絡、信息化保障裝備等設備設施的論證與建設工作，形成軍地雙方的技術合力與能力合力。

4 結論

以未來作戰形態和裝備趨勢為出發點，分析了裝備智能化、無人化保障的使用要求，提出了智能化的保障模式，從維修保障、使用保障兩個維度探索了智能化保障的運行模式，構想了一種適應未來發展趨勢的智能化保障系統方案，為逐步構建起適應未來戰爭發展的新型保障系統及支撐我軍世界一流軍隊的建設提供支撐。