人工智能在美軍裝備維修保障中的應用與啟示

于斌 蘇峰 馬濤 丁廣威 孫媛媛

摘要：本文分析了美軍裝備維修保障中人工智能應用情況，其保障具有通用性、主動性、遠程性和自主性等特點。啟示我軍需要在信息系統建設、通用型維修系統建設、主動保障模式建設和現場/遠程綜合分析系統建設等方面進行研究，從而為提高裝備維修能力、提高戰斗力服務。

關鍵詞：美軍;裝備維修;人工智能;啟示;我軍

引言

人工智能是20世紀50年代發展起來的涉及心理學、認知科學、 思維科學、信息科學、系統科學和牛物科學等多學科的綜合型技術學科，能充分利用知識處理、模式識別、自然語言處理、博弈、 自動定理證明、自動程序設計、專家系統、知識庫、智能機器人等多個領域的成果，在各種場合嶄露頭角[1]。隨著高新技術的發展，軍隊裝備高度精密化、智能化，對可靠性要求越來越高，其維修現狀也存在現場條件有限、備件運輸不便、維修工具落后等問題。如何利用人工智能解決上述問題，成為當前裝備維修智能化研究的熱點。而美軍已經把人工智能技術運用到了最小作戰單元上[2]，是最早在裝備保障領域應用人工智能技術的軍隊，因此其裝備維修保障中人工智能應用情況具有典型性和代表性，值得我軍思考與借鑒。

1.美軍裝備智能化維修保障情況及特點

早在伊拉克戰爭中，信息技術在軍事領域的應用價值就以開始凸顯[3]。這場戰爭也標志著人工智能在美軍裝備維修中開始發揮越來越重要的作用。實際上，自上世紀80年代開始，美軍就已經將人工智能應用作為一個重要的技術進行開發，經歷了30多年的發展，呈現出如下幾個特點。

1.1利用人工智能技術，使維修裝備趨向通用性。

針對個別型號的維修保障設備，種類繁多，且相互間一般不兼容，造成保障隊伍陣容龐大，運行效率低下，并且運輸、保養等開支較大。上世紀80年代，美軍意識到了問題的嚴重性，開始研制基于公共測試資源的，能針對多種武器平臺和系統的通用自動測試系統，研制了5大系列標準測試系統。2017年，洛瑪公司受美國海軍委托，建造了63套電子綜合自動化保障系統（eCASS）。該系統充分運用通信電子、模式識別、智能決策等技術，能針對七百余種航空電子部件以及航母、艦船或海濱維修基地的絕大部分裝備提供維修保障，大幅降低了所需測試設備總量，有效提升了作戰飛機的戰備完好性，每年可以節省超過10億美元軍費。通用型強的特點，提升了美軍裝備維修保障的效率，減少了經費支出。

1.2由被動維護向主動維護發展

傳統保障系統是被動反應式的系統，即只有裝備出現故障后，才進行故障狀態數據收集、診斷和預測等工作，自動化和智能化水平較低。而且為保證裝備能正常工作，必須要預先準備大量備件、維修設備及專業技術人員，保障效率不高。針對傳統保障模式存在的問題，美軍在開發第四代戰斗機時，結合新型信息技術，對維修保障模式進行了創新。AL系統是其研究成果，它能更好地適應信息化裝備的整體維修保障需求。實際上，AL是一個綜合信息系統，它能主動跟進，實時監控武器狀態，將任務規劃、維修訓練、維修保障等信息集成處理，自主確定維修計劃與方案，對維修資源等進行最優化調配，從而使裝備保持良好狀態。

1.3由現場維護向現場遠程相結合的保障方式發展

隨著計算機網絡通信技術的不斷發展，產生了一種先進的裝備保障手段----遠程支援技術[4]。傳統模式的裝備維修保障，都在現場進行，隨著信息技術發展，美軍開展了由現場維護向現場遠程相結合的保障方式發展的研究，先后研制了交互式電子技術手冊（IETM）、嵌入式傳感器故障檢測診斷設備、發動機故障診斷系統等軟硬件設備。這些系統通過計算機網絡，利用二維碼、條形碼和射頻識別系統，能夠將裝備從生產線到送達戰場指定位置全過程進行可視化，并通過地理信息系統了解裝備所處的位置的環境信息。裝備保障態勢由系統自動生成，并通過網絡分發給保障指揮機構或人員共享[5]。遠程技術專家通過先進的通信手段，分析研究裝備保障態勢，作出結論，并依托遠程通信系統，對現場使用維護保障工作進行實時指導，協助現場迅速、準確地進行維修。現場遠程相結合的維修模式，使得現場維修人員可以及時得到遠程技術服務，加快受損裝備的維修過程，極大提高了維修效率。

1.4向自主式保障模式發展

自主式保障是一種綜合維修保障系統。它使用現代信息技術等高新技術，能夠將技術、備件、人員、計劃、方案等保障要素進行綜合分析。美軍已經在武器裝備中開始廣泛應用自主式保障系統，例如在海軍航空兵F/A18等飛機、海軍戰斗群等作戰單元中使用，顯著降低了裝備的維修費用、提高了維修效率。在一定程度上，21世紀武器裝備保障的發展方向，就是自主保障模式。

2.對我軍裝備維修保障智能化的啟示

當前我軍正處在新時代的發展機遇期，正在全面進行現代化建設，武器裝備也越發精良，在裝備維修保障智能化方面，美軍的做法，給予了一些啟示。

2.1加強裝備維修保障領域信息系統建設

世界新軍事變革的本質、核心和基礎是信息化，維修保障的發展也必然離不開信息技術的推動。隨著軍事裝備信息化程度的不斷提升，要把信息技術放在軍事保障變革的核心重要位置，加速保障信息化步伐，不斷完善軍隊裝備保障的信息化體系。

2.2由保障型號單一型向通用型方向發展

當前我軍裝備維修保障，還處在就事論事的階段，整體上，裝備維修保障系統能服務的型號單一，不具有通用性。需要充分運用人工智能方法，利用知識處理、模式識別、專家系統等技術，建立一機多型的通用型專家測試維修系統;利用自動化技術、機器人技術，提高維修效率，減少人為因素，降低維修經費。

2.3向主動保障模式發展

利用大數據分析、診斷與預測技術，結合專家系統，對裝備的運行狀態進行有效監測，通過周期性或自動預警報告，提前預測裝備可能出現的故障，并做好預防措施。由此使裝備失效后恢復轉變為防止 裝備失效 ，由存貨供應轉變為需求供應，由被動式維護轉變為主動式維護，達到準確、快速、靈活、有效保障的目的。

2.4由現場保障向現場/遠程綜合分析保障方向發展

當前我軍的裝備維修保障還是以現場保障為主，一旦現場保障因技術或者配件問題不能繼續進行，將影響裝備的恢復使用。為提高裝備的檢修效率，裝備生產廠家必須要全壽命跟進。通過采用先進的通信技術、智能輔助決策技術、模式識別技術、圖像處理技術等手段，建立綜合的遠程輔助診斷維修系統，并通過3D打印等技術，完成現場配件補給，盡可能快的使受損裝備恢復作戰能力。

3.小結

在人工智能的影響下，美軍的維修方式雖然發生了重大變化，但它始終在圍繞著作戰需要，以部隊需求與實際需要為依據，主動進行變革。將高新技術的應用貫穿到整個保障過程中。在人工智能應用方面，還有很多技術需要我軍去開發研究應用，為戰斗力的提升做好保障服務。

參考文獻：

[1]鄒蕾，張先鋒.人工智能及其發展應用[J].信息網絡安全， 2012（02）：11-13

[2]Austin Tate， Peter Jarvis ， Jeffrey Dalton.Using AI Planning Technology for Army Small Unit Operations[M].Proceedings of the Fifth International Conference on Artificial Intelligence Planning Systems，2000（03）：104-109

[3]賈順，徐運濤.伊拉克戰爭中美軍裝備維修保障的特點及對我軍的啟示[J].現代軍事通信，2003（09）：18-22

[4]王緒智.外軍裝備保障發展趨勢[M].中國造船工程學會修船技術學術委員會年會，2003（05）：284-290