輕武器彈藥智能化包裝研究

李良春，王丹，牛正一，徐世欣，葉書貴

輕武器彈藥智能化包裝研究

李良春1，王丹1，牛正一1，徐世欣2，葉書貴3

（1.中國人民解放軍32181部隊，西安 710032；2.重慶光能振億科技有限公司，重慶 401120；3.重慶興勇實業有限公司，重慶 400080）

著眼未來戰場信息化和智能化的特點，立足創新彈藥智能化包裝方法，提高彈藥快速保障能力。從輕武器彈藥包裝的內包裝、中間包裝、外包裝、集合包裝等智能化包裝要素入手，對其作戰需求、原理、樣機制作、保障系統及結構進行了認真思考和充分論證。研究明確了標準化包裝、集裝化運輸、成套化供應、智能化管理的設計方案，探索制作了系統樣機。通過試用，驗證了彈藥智能化包裝系統的功能符合日常管理需要，能夠滿足適時、適地、適量、適用的精確化保障目標要求。

智能包裝；集合包裝；彈藥保障

戰爭中的彈藥保障問題，是關系到戰爭勝敗的關鍵問題[1]。彈藥包裝作為彈藥保障的基礎和重要手段，直接影響著彈藥的儲存、裝卸搬運、運輸及分發的方式方法，是各種保障手段的“承受體”、保障質量的“承載體”、保障信息的“連接體”[2]。近年來，彈藥包裝對彈藥保障的影響越來越受到重視，其正朝著以高新技術為支撐，以精確化保障為目標的方向發展[3]。為適應未來戰場的特點和需求，以內包裝、中間包裝、外包裝、集合包裝等包裝方式的需求、原理、結構為重點，突出彈藥包裝的智能化設計，研制彈藥智能化包裝系統樣機，并充分進行試用驗證，為創新彈藥智能化包裝方法提供思路和借鑒。

1 彈藥智能化包裝的需求和設計思路

彈藥保障存在著彈藥包裝通用化、系列化、標準化及集合包裝程度較低，信息化水平不高的問題，無法滿足一體化聯合作戰中，彈藥保障快速靈活、安全高效、及時準確的要求；因此，有必要針對彈藥保障的新需求，適應現代軍事物流的新發展，利用先進的集合包裝手段和信息技術，使彈藥滿足信息化供應保障包裝的新結構，加快彈藥保障信息化發展的步伐，適應新軍事變革發展趨勢，有效提高彈藥保障能力及作戰能力[4]。以需求為牽引，緊緊圍繞“標準化包裝、集裝化運輸、成套化供應、智能化管理、精確化保障”的設計思路，對總體方案進行了系統思考和充分論證[5]。

1.1 標準化包裝

在對內包裝、中間包裝和外包裝的設計上，突出“通用化、系列化、標準化”要求，著力解決輕武器彈藥包裝存在的包裝方式、包裝材料、包裝規格、技術要求不規范等問題[6]。外包裝采用通用化設計原則，采用工程塑料，統一包裝規格、統一技術標準、統一包裝尺寸，實現一箱多用、混合堆碼、集中運輸，以滿足各種環境條件下的使用需求；中間包裝采用基數化和方便攜行的原則，以滿足快速分發需求；內包裝采用基數化設計原則，根據彈藥基數確定包裝數量、規范包裝方式、提升防護標準，以適應批量生產自動化包裝需求，提高生產效率[7-8]。

1.2 集裝化運輸

為解決現行輕武器彈藥包裝存在的集裝化困難、混合配送困難、機械化裝卸困難等問題，通過規范集合包裝托盤尺寸，滿足生產、倉儲、轉運等機械裝卸需要[9]。通過設計折疊式集合箱，實現戰斗單元各種彈藥的集中存儲和集裝運輸[9]。

1.3 成套化供應

在滿足標準化包裝和集裝化運輸的基礎上，可實現將訓練和戰斗使用的各種彈藥預先成套，組合在一個或數個集合包裝中，形成一個標準供應包，以標準包的形式實施彈藥的儲備和補給等供應保障[10]。從而實現彈藥收發、請領、計量、堆碼、裝卸、搬運等作業的標準化成套供應，縮短供應過程作業時間，提高通用彈藥出庫保障的綜合效率。

1.4 智能化管理

為實現彈藥智能化管理的需求，在方案上綜合運用二維碼、射頻識別、傳感器、物聯網等先進技術，設計可獲取產品信息、彈藥質量信息的產品標簽；可感知溫度、濕度、氣壓、跌落等保管信息的倉儲標簽，可獲取沖擊、振動、碰撞、摔箱和轉運地理位置等運輸信息的物流標簽；可獲取使用環境條件、維護保養、技術檢查和質量轉級等實操信息的使用標簽，讓包裝“開口說話”[11-12]。通過建立能覆蓋生產、運輸、存儲、分發、使用的全壽命管理系統，實現輕武器彈藥的數/質量智能管理，為彈藥精確化保障提供技術支撐。

1.5 精確化保障

在實現標準化包裝、集裝化運輸、成套化供應、智能化管理的基礎上，此智能化包裝方案即可滿足彈藥在籌、在途、在儲、在用全過程，適時、適地、適量、適用精確化管理的要求，實現“產到端”、“產到坑”、“端到坑”的精確化保障目標[13]。精確化保障業務流程見圖1。

圖1 精確化保障業務流程

2 彈藥智能化包裝樣機的設計制作

2.1 內包裝

內包裝基本包裝方式采用紙盒，紙盒采用中性紙板材料，中間帶有隔板，配置基數滿足單件武器裝備基數。原紙包散裝的方式容易破裂、散包，未使用完的槍彈，無法放回紙包；新包裝與原包裝方式相比，具有空間占用率小、摩擦不產生靜電、不會碰傷表面、方便印刷標志、適合機器自動化快速打包等優點，實現了快速包裝、智能化管理等功能。

2.2 中間包裝

中間包裝是由數個內包裝集合形成，應滿足方便攜行與分發的要求。根據不同彈種特點，選用不同的包裝方式組合。中間包裝的基礎形式采用覆膜或鋁塑袋，其中鋁塑袋具有防潮、防靜電、防腐蝕、抗電磁輻射等功能，可拴掛攜行，可有效保護彈藥不受外界環境影響，彌補外包裝箱環境適應性方面的缺陷，如防靜電、防潮等，從而優勢互補，節省整體成本[14]。中間包裝可噴涂或貼粘二維碼，在分發時方便信息采集設備識讀。

2.3 外包裝

外包裝箱主要滿足槍彈運輸和儲存要求，符合國家以塑代木、以塑代鋼、綠色包裝、循環包裝等發展方向，要實現一箱多用，由一種規格的標準化外包裝容器滿足各種槍彈的包裝[15-16]。通過外包裝容器內部空間的合理匹配，保證不同彈種空間綜合利用率的最大化；通過對外包裝容器的結構進行模塊化優化設計，保證外包裝箱在各種環境條件下好用、實用、耐用；通過對現有包裝材料的改性設計，在充分試驗驗證的情況下，優選性價比最高的包裝材料[17]。

外包裝箱由箱蓋、箱體等部分組成，外包裝箱組成見圖2。主要部件箱體和箱蓋采用改性塑料，具有防霉菌、抗鹽霧、耐濕熱、耐高溫和低溫、抗沖擊等性能，可以滿足耐腐蝕性、耐老化性、耐候性能、防震、防霉、貯存年限、環境適應性等相關要求。外包裝箱的上搭扣、下搭扣、下搭扣軸通過裝配成為搭扣部件；將箱蓋、搭扣部件、上搭扣軸、密封墊和氣壓調節閥裝配在一起組成箱蓋組件；箱蓋組件工作時通過搭扣部件進行扣合，從而使箱蓋組件、箱體組件組合在一起。

為便于外包裝箱的智能化管理，采用一體化的設計思路，充分考慮智能化標簽結構和安裝位置，在箱蓋和箱體上可嵌入或固接智能化標簽，使得包裝箱與智能化標簽融合在一起，提高包裝箱的整體防護性能。

圖2 外包裝箱組成

2.4 集合包裝

在標準化包裝的基礎上，通過規范和設計集裝運輸單元（托盤、折疊式集合箱），能夠滿足集裝化運輸的需要，著力解決了現行通用彈藥存在的集裝運輸困難、混合配送困難、機械裝卸困難等問題。彈藥智能化包裝保障系統托盤材料采用工程塑料，規范為1 200 mm×1 000 mm的標準托盤，能較好地匹配外包裝箱和運輸車輛尺寸[18]。

折疊式集合箱采用輕量化、可折疊、內部具有網格的箱體結構，以滿足不同品種產品集中成套籌措、存儲和分發的需要。可實現吊裝、快速裝卸、堆碼固定、集裝運輸等要求。可折疊的功能，在運輸過程中運力可提升2倍[19]。折疊式集合箱見圖3。

圖3 折疊式集合箱

托盤和折疊式集合箱可固接智能產品標簽和物流標簽，獲取產品信息，實施區域配置、位置追蹤等功能。

2.5 智能化標簽設計

智能化標簽分為產品標簽、倉儲標簽、物流標簽和使用標簽。產品標簽通過二維碼標簽識別產品信息、質量狀態、批次等信息。倉儲標簽具有監測自然環境因素和誘發環境因素的功能，能感知沖擊力、跌落、傾斜、溫度、濕度、氣壓等信息，可根據不同彈種和環境使用條件設置不同功能；能對沖擊力、跌落、傾斜、溫度、濕度、氣壓等參數設置閾值，當發生異常時，可通過直觀方式進行本地警示；具有開箱狀態檢測功能，結合鉛封實現容器封箱，可授權開箱和異常報警功能。物流標簽可獲取產品信息，感知記錄彈藥在運輸物流過程中受到的溫度、濕度、氣壓等自然環境因素和裝卸搬運過程中的沖擊、振動、跌落等誘發環境因素，同時實現地理位置定位的功能。使用標簽通過RFID與二維碼產品信息實現綁定，可實現批量識讀，提高入庫、出庫、盤點等保管作業的效率。

倉儲標簽和物流標簽分別由溫濕度傳感器、沖擊加速度傳感器、電子封簽、通訊單元、MCU、定位模塊、電池等組成，實現倉儲、物流、使用等過程中的數據采集、狀態檢測、位置定位和超限報警等功能，通過信息采集裝置采集智能化電子標簽的數據，工作原理見圖4。

圖4 智能化電子標簽原理

智能化標簽設計時應考慮安全性要求，采取預留數據加密接口、增加加密模塊、認證方式和物理安全防護等措施，安全防護措施應符合國家和行業有關標準要求，保證數據傳輸和使用的安全性。

3 彈藥智能化包裝保障系統

3.1 系統架構

彈藥智能化包裝系統依托軍事物聯網體系架構，以通信技術為基礎，分為感知層、網絡層、應用層，主要具備以下功能特點：全面感知，隨時隨地獲取軍事物流資源信息；可靠傳遞，通過軍內各種網絡，準確傳遞到所需要的網絡節點；智能處理，利用云計算、模糊識別等智能技術，對海量的數據和信息進行分析和處理，生成對決策者有用的知識，提高科學決策和指揮水平[20]。

彈藥智能化包裝保障系統架構見圖5。

3.2 系統組成

彈藥智能化包裝保障系統由手持端APP、客戶端軟件、后臺管理系統組成，采用成熟的計算機編程語言定制開發，手持端APP適用于信息采集裝置采集和顯示數據，客戶端軟件適用于計算機端打印符合彈藥管理要求的二維碼，后臺管理系統實現基礎數據管理、預警管理、權限管理、產品管理、物流管理、倉庫管理、使用管理等。可滿足生產籌措、物流運輸、倉儲管理、使用分發等場景的使用要求。

3.3 系統應用

可根據彈藥智能化管理的業務和功能需求，定制開發軟件和顯示界面。通過APP和后臺管理系統實現需求請領信息、消耗補給信息等彈藥的各種在籌、在儲、在途和在用信息適時感知，實現以信息化為主體的彈藥智能化管理及加密傳輸信息。

4 彈藥智能化包裝的試用驗證

為驗證彈藥智能化包裝系統的實戰性能，將該系統進行了1 500 km的物流運輸驗證，并進行了充分的試用驗證。通過生產、物流、儲存、使用全程的模擬演練，對該系統的先進性、合理性、可行性進行綜合性測試，對是否滿足實戰和勤務需求進行了全面考核。通過一系列試用驗證，以及與參試人員的座談交流認為：外包裝箱可快速開啟，單人和雙人攜行方便；內包裝、中間包裝可實現槍彈快速分發，方便使用；折疊集合箱實現了槍彈分類存儲，可快速折疊和展開，節省空間；實戰化包裝適用于戰時及特種作戰條件下快速反應的需求；快反包裝操作簡單，可明顯提高裝彈效率；智能化包裝各項功能符合日常管理需要。

圖5 彈藥智能化包裝保障系統架構

5 結論

為提升實戰演訓和未來戰爭中彈藥保障的整體效能，加快創新和推行彈藥智能化包裝的任務十分迫切，也非常必要。在探索實踐彈藥智能化包裝的過程中，要考慮彈藥生產制造到實訓實戰的整個保障過程，要運用包裝結構、材料學、信息技術等多種技術手段，要統籌內包裝滿足管理和使用要求、中間包裝滿足攜行和分發要求、外包裝滿足運輸和儲存要求、集合包裝滿足集裝運輸和成套供應的要求等多種要素，融合多種包裝方式共同發揮作用，實現彈藥的立體化防護，實現彈藥在籌、在儲、在用全過程，適時、適地、適量、適用的精確化保障。

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Intelligent Package for Ammunition of Light Weapons

LI Liang-chun1,WANG Dan1,NIU Zheng-yi1, XU Shi-xin2,YE Shu-gui3

(1. Unit 32181 of PLA, Xi'an 710032, China; 2. Chongqing Guangneng Zhenyi Technology Co., Ltd., Chongqing 401120, China; 3. Chongqing Xingyong Enterprise Co., Ltd., Chongqing 400080, China)

The work aims to improve the rapid support capability of ammunition through innovating intelligence package of ammunition according to the information-based and intelligent characteristic of future battleground. Starting from the elements of intelligent package, such as inner package, middle package, outer package and integrated package of ammunition for light weapons, its fight requirement, principle, sample making, support system and structure were thought seriously and demonstrated fully. The research defined the design method of standard package, container transportation, complete set supply, intelligent management and made multi-functional container sample. By trying out, it is certificated that the function of the intelligent ammunition package system meets the daily management requirement. It can meet the precise support requirement of timeliness, appropriate place and amount and applicability.

intelligence package, integrated packaging, ammunition support

TB489

A

1001-3563(2022)17-0208-05

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.17.027

2022–04–06

李良春（1967—），男，博士，高級工程師，主要研究方向為軍品包裝。

責任編輯：曾鈺嬋