军用工程机械转型发展探讨

江健 刘海波 李理

总装工兵军代局驻贵阳地区军代室

现代战争是信息化战争，信息化战争以信息化武器装备为物质基础，加快推进我军装备的信息化建设势在必行。世界战争史反复证明：军事技术是影响战争形态发展变化的决定因素之一。当今时代，新技术、新理论层出不穷，战争形态正悄无声息的由信息化战争向“无人”、“无声”、“无形”的“三无战争”演变，前瞻性探讨未来战争形态对武器装备的新要求，对于我军与时俱进的转型发展具有指导意义。本文以军用工程机械为研究对象，分析了我军军用工程机械转型发展的现实需求，探讨了其转型发展的路线。

一、军用工程机械转型发展需求

随着战争形态的演进和军事高技术的发展，各国军队都在谋求军兵种装备的转型发展。美军正积极开展“以能力为基础”的、着眼于战胜“任何对手”的全面改革，美军工程兵从工程保障理论、编制与装备等方面进行了全面转型以提升战斗力，我军工程兵部队必须正视这一挑战；随着我军新军事变革的展开，我军陆军正加快转变战斗力生成模式，实现由适应机械化条件战争转变为适应信息化条件战争，我军工程兵部队迎来了一个发展的重要机遇期；工程兵部队作为遂行非战争军事行动的主体之一，在遂行非战争军事行动任务中责无旁贷、使命光荣。工程兵部队的转型发展迫在眉睫。工程兵装备转型发展是工程兵部队转型发展的物质基础，军用工程机械转型发展是工程兵装备转型发展的重要方面。图1显示了军用工程机械转型发展的需求递进关系。

图1 军用工程机械转型发展需求递进关系

1. 美国陆军工程兵转型带来的挑战

美军工程兵为适应美军未来部队的建设和规划，正逐步建立具有快速反应、易于部署、机动灵活、高效多能和持续保障等能力的远征工程兵部队体系。在该体系中，装备建设是根本，军用工程机械是发展重点，图2是对近40年来美军工程机械发展的总结。

20世纪70年代末，美军装备SEE小型挖土机，该机型是便于战场维修的多用途小型阵地挖掘机；1986年部署M9装甲战斗推土机（ACE），该机主要承担一体化战场支援轻型、中型或重型部队执行机动、反机动和生存性保障等任务；1997年开始装备易部署万能军用推土机（DEUCE），该装备属于工程兵数字化装备，配备了用于飞机低速空投的全套装备、先进的通信系统和全球定位系统；进入21世纪，美军先后装备了过渡型高机动工兵挖掘机（IHMEE）和高机动性工程挖掘机（JCB HMEE）以提高其工程机械的机动能力。以上装备发展可以看出美军工程机械正向多功能、高机动、信息化方向发展，这与其未来远征工程兵部队体系相适应。伊拉克战争中，美军工程兵部队是“陆战先锋”的重要组成部分，以其特有的军用工程机械为美军抢修道路、修筑阵地，保障了地面部队的快速机动，出色完成了这场战争的战前保障和伴随保障。鉴于美军工程机械的迅速发展和在现代战争中的出色表现，我们必须积极应对这一挑战，加快我军军用工程机械的转型发展。

2. 我军陆军建设转型带来的机遇

胡主席提出我军要提高以“打赢信息化条件下局部战争能力”为核心的完成多样化军事任务能力，根本就在于提高基于信息系统的体系作战能力。工程兵部队必须抓住这一重要机遇，将工程兵部队的转型发展纳入陆军建设转型的统一规划中。军用工程机械作为我军工程兵部队的重要装备之一，转型发展主要从以下四方面展开：

一是注重保障与作战一体化。要着眼未来作战保障的需要，提升军用工程机械的保障效能和作战效能，例如发展具备工程保障能力、作战能力和防护能力的战斗工程车，形成战斗工兵装备体系。

二是加快推进现有装备信息化改造。信息化改造升级是在现有装备条件下，迅速提升装备信息化程度、提高作战效能的有效途径。对于军用工程机械装备的信息化改造，主要是在嵌入式控制、传感器技术、机电液控制技术、总线传输技术等方面进行改造升级。

三是合理推进装备智能化发展。战场环境复杂多变，很多工程保障任务的难度和强度超出战士所能承受的范围，更多工程保障工作将由计算机来完成。因此，研究具有人工智能特点的军用工程机械是必要的。智能化工程机械不需要现场操作人员参与，通过安装各种复杂的传感器来获取环境信息，具有自我感知、自我决策、自动控制功能。

四是加强高机动性。高机动性军用工程机械，在快速完成工程保障任务、提高战略转移能力和自身生存能力等方面具有显著优势。

目前，我军军用工程机械在保障作战一体化、信息化改造和提高机动能力等方面已取得了一些成果。例如，某研究所开展的战斗工兵装备研究，意义重大；我军装备的某型高速多用工程车，拥有时速超过90公里的高机动性，完成了信息化改造升级，在作战保障一体化、信息化方面走在了军用工程机械转型发展的前列，受到部队好评。

图2 美军工程机械装备发展情况

图3 军用工程机械智能化发展技术路线图

3. 非战争军事行动的使命

非战争军事行动是和平年代国家军事力量运用的重要方式，我军非战争军事行动力量体系由5方面组成：一是由全军工程兵部队组成抗洪抢险应急部队；二是由有关军区工程兵部队和武警医疗专业力量组成地震灾害紧急救援队；三是由有关军区、军兵种防化部队和总后军事医学科学院救援力量组成核生化应急救援队；四是由工程兵部队和第二炮兵工程部队组成交通应急抢险队；五是由工程兵、运输和医疗专业力量组成国际维和部队。可见，工程兵部队在国家非战争军事行动中处于核心地位，加强和完善我军工程兵装备体系建设，是加强非战争军事行动能力建设的关键要素之一。在工程兵装备体系中，军用工程机械是遂行非战争军事行动任务的主要装备，军用工程机械适应非战争军事行动任务的需要，转型发展势在必行。

二、军用工程机械转型发展路线探讨

现代战争已经由机械化战争逐步发展为信息化战争，未来战争趋向于朝着“无人”、“无声”、“无形”的“三无战争”演变。装备建设中要不断应用高新技术推动转型，适应战争形态的演变。图3为军用工程机械智能化发展技术路线图。

（1）军用工程机械自动化阶段

在陆军兵种装备中，军用工程机械装备在机械化建设方面处于领先地位，这是与其任务属性相对应的。军用工程机械的发展水平，不仅看其是否实现了机械化，更要关注其自动化程度。传统军用工程机械由战士来驾驶操纵，对复杂作业任务靠人工经验来把握，难以保证作业质量；重复动作较多，劳动强度较大；机械故障难以诊断，装备可靠性不高。为解决这些问题，必须采用自动控制，实现工程机械自动化。

在工程机械领域，自动化水平主要体现为机电液一体化水平。工程机械机电液一体化主要开展两方面研究：一是以简化驾驶员操作，提高车辆的动力性、经济性以及作业效率等为目的的机械、电子、液压融合技术，如挖掘机实现复合动作的系统、自动换挡系统、工程车自动卸料功能等；二是以提高作业质量为目的的机电液一体化控制技术，如平地机自动找平系统。

目前，我军工程机械装备广泛应用电液比例控制技术，该技术为军用工程机械自动控制提供了可靠途径。另外，鉴于声音和光信息在战场环境中的地位，可在自动控制系统中加入更多传感量，发展机电声光液一体化，将军用工程机械自动化推向更高水平。

（2）军用工程机械信息化阶段

目前，我军工程机械装备已基本实现机电一体化，正积极推进信息化建设。信息化建设沿着两个方向发展：一个是对机械化装备进行信息化改造升级。把计算机技术和信息技术以模块形式嵌入机械化装备之中，使机械化装备具备类似于人的“眼睛、神经和大脑”的功能，从而使其综合作战效能倍增，满足信息战争作战的需要；另一个方向是研制新的信息化武器装备，如军事智能机器人等。对现有工程机械装备进行信息化改造升级是一条低成本、快速有效的途径。军用工程机械信息化改造是以嵌入式控制技术为基础，应用计算机技术、传感器技术、机电液控制技术等，通过安装在各个关键部位的传感器实现：

①实时监控整机参数，即使掌握机械的运行状态和故障参数；

②对单机主要功能闭环控制，快速、精确、自动控制；

③对多个部件和系统联合控制，采用CAN总线技术，及时准确传递各系统控制信息和参数；

④配置远程无线通信和卫星定位装置，实现远程管理和监控。

国际工程机械行业中，约翰•迪尔、卡特彼勒等企业实现了在工程机械上利用GPS控制器采集远程维护所需的信号上传到服务器，通过Internet查看机器状态、历史工作记录等。我军工程机械装备的信息化改造升级起步较晚、发展较快，文献系统建立了“工程装备保障信息化”的理论体系，对于我军工程装备信息化建设具有指导意义。我军在列装的工程机械装备中，已成功应用无线通信、北斗卫星定位等技术，实现了对装备位置信息的实时动态监控。但距离“全维可视、全程可控、全寿命可查”的信息化管理还有一定差距，需进一步提高信息化改造升级的水平。

3.军用工程机械智能化阶段

智能化是信息化发展的必然趋势。未来“三无”特点的战争形态，必然催生智能化武器装备，智能化武器装备具有人工智能特点，通常由信息采集与处理系统、知识库系统、辅助决策系统和任务执行系统等组成。现役的军用工程机械装备在智能化方面很少涉及，但人工智能、无人驾驶等相关科学技术在科学研究领域非常热门，如国防科技大学开展的机器人化智能车辆研究，无人驾驶技术创新团队自主研发的无人车等。

在军用工程机械智能化应用方面，并未取得实质性成果。但国际工程机械领域在单机上的很多成果已经超出了工程机械机电液一体化的水平，为未来工程机械智能化发展奠定了良好基础。美国Trimble公司结合高精度GPS技术、激光、全站仪、超声波及多传感器技术，通过软件设计，在系统的虚拟仪表中提供施工工地的三维图形、机器的三维坐标信息。美国Prolec公司开发的挖掘机辅助挖掘系统，可实时显示工作装置轨迹，只需输入要完成的工作面形状，即可提示操作者精细作业。韩国斗山公司的主从式挖掘机，可通过操作者手指、手腕、大臂分别对应控制铲斗、斗杆与动臂，通过小臂的左右偏转来控制挖掘机的回转。这些应用成果对于智能化工程机械信息采集与处理、辅助决策等系统的研究具有参考价值。可以预见，未来的军用工程机械将充分应用人工智能、无人驾驶等前沿科技成果，融合工程机械行业成果，演变成具备独立工程保障能力的智能化军用工程机械。

三、结束语

通过以上探讨，我军军用工程机械转型发展思路应该以未来战争需求为牵引，以履行好新时期历史使命为目的，借鉴美军工程机械发展经验，充分利用好民用工程机械的资源优势，走中国特色军民融合式发展道路；加快完成信息化改造升级，在装备信息化建设中，软硬兼顾，前瞻性应用人工智能技术，提高装备智能化程度，适应未来战争形态的装备发展要求。