电子信息装备保障现状及其发展趋势

杨家铮

(中国电子科技集团公司第十四研究所，江苏 南京 210039)

0 引言

当前，战争形态由机械化战争向信息化战争转变，陆海空天网电一体化以及复杂电磁环境背景下的联合与协同作战逐渐成为战争的主体形式。

电子信息装备已成为各种装备中技术最复杂、发展最快、最重要的装备，从雷达、对抗、通讯、指挥、综合射频一体化发展成为攻防兼备的代表性装备。因此，欧美各国均高度重视电子信息装备保障能力建设，不断在保障理念、保障体系、保障模式、保障管理及保障技术手段上开展研究和探索，以提高装备保障的效率和效益。

1 外军电子装备保障现状与发展趋势

1.1 外军电子装备保障现状

进入21世纪，电子装备逐步成为各军事强国装备的主体。各国国情不同，装备保障各具特点，但也有相似之处：供应商合同保障越来越广泛，装备全寿命、全过程保障已成为研制单位的重要工作；保障制度、法规越来越成熟，在法律、法规和规章层面, 对战场民力使用、基于性能的保障、核心维修能力、技术标准等方面都进行了相应的建设。自主保障系统、远程技术支援等先进保障技术手段被广泛采用。

在保障理念朝着全系统全寿命一体化保障方向发展，其核心是在装备的设计、研制、生产、采购、补给、使用和报废的全过程中，把装备保障因素考虑进去，从而提高装备的战备完好性水平。强调作战装备与保障装备同步发展，硬件系统与相关配套软件系统协同开发。在研制阶段就注重维修性设计、测试性、保障性设计。

1) 维修保障机制日趋成熟

美军武器系统维修机构由基地级维修和战地级维修两部分组成，其中基地级维修负责装备大修、改进、零部件生产和技术支持等，每个军种分别拥有5～7个自己的基地级的维修机构，另外约40%的基地级维修工作是由私营承包商完成。

战地级维修分为中继级维修和部队级维修两部分，中继级维修主要是对采购的组件和成品进行有限修复、装配和制造零部件，部队级维修主要是作战部队进行的日常检查、维护保养、预防性维修和修复性维修。

2) 实施基于性能的保障

“基于性能的保障”(PBL)策略是将装备系统保障的任务委托给一个或多个产品保障主承包商，由他们统筹管理军地双方的保障力量，负责实现商定的性能目标。美军从1999年开始使用PBL合同，2000年第一个PBL项目(海军陆战队霍尼韦尔辅助动力装置)启动，2002年已发展到57个项目，2005年主要的PBL项目已累计达到143个，到2006年7月份更是达到了215个，合同金额也在迅速增长。从PBL的实施效果来看，装备可靠性有了较大的提高。

除了美军，新加坡和韩国的F-15已成功采用PBL，荷兰也正在考虑对其装备的“阿帕奇”和“支奴干”直升机采用PBL等。

3) 全面推行各类合同商保障

在新装备交付部队初期，为了迅速形成战斗力和保障力，外军通常利用装备制造商对新装备进行保障，主要包括：提供保障设备和配套材料、为部队培训人员提供首批备用零部件、进行维修保养等。随着使用部队对装备操作维护水平的提高和军方维修能力的形成，装备保障逐步转变为主要依靠军方维修力量，但对于一些技术复杂、保障难度高、装备数量不多的高新技术装备，在整个使用期内，仍由装备制造商为主提供保障。在海湾战争中，原始制造商为E-SA“联合监视目标攻击雷达系统”派遣了50多名维修人员到现场进行装备维护。英国基于自身的装备保障特点，采用了基于可用性和基于能力的合同保障模式。基于可用性合同保障是根据武器装备的可运行时间或部件的可用性进行支付；基于能力的合同保障模式是军方只向研制单位购买装备能力而不购买装备，即装备是研制单位的，研制单位要负责维护武器装备的能力，军方只支付使用费用。

4) 工业部门推进保障实体化建设

为适应装备承包商保障的需要，国外武器装备承制单位大力推进自身保障实体化建设，例如：雷声公司建立了专门负责售后技术服务的子公司——雷声技术服务公司(RTSC)，为全球的军用和民用客户提供技术服务，经过多年的发展，其专业人员数量及年收入均占全公司的十分之一左右。

5) 保障手段向网络化、信息化、智能化发展

美军在发展与装备保障有关的信息系统方面走在了世界的前列，已成功开发并投入使用的信息系统有：全球战斗保障系统、库存控制点自动化信息系统、在运物资可视化系统、21 世纪战场物资补给系统、运输供应系统、调运跟踪系统等，这些信息系统对于确保美军在全球范围内的兵力投送及其装备保障发挥了积极的作用。

除此之外，美军在信息化、网络化、智能化保障方面，不断进行技术与应用创新，主要包括交互式电子技术手册(IETM)、自动识别技术、远程支援技术、基于状态的维修、基于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)的保障训练和培训等。

6) 注重信息化领域的标准体系建设

1964年美国国防部颁布了DODI4100.35《系统和设备的综合后勤保障要求》，第一次提出“Integrated Logistics Support，ILS”的概念，强调在装备研制过程中要同步开展保障性的设计。在随后的几十年里又颁布了一系列的条令条例来完善和发展这一要求，在2003年5月美国国防部颁发的最新版本的5000系列采办条例中，将保障性和持续保障作为武器系统性能的关键要素，强调在装备的采办和持续保障中，应考虑并在现实可行时采用基于性能的后勤策略作为国防部落实装备保障的优选途径。

继美军提出综合保障的概念以后，欧洲一些国家或组织也相继颁布了综合保障的有关标准，如英国于1996年颁布了DEF STAN00-60《综合保障》系列标准，自1997年起，英国国防部成立“综合保障小组”，全面负责装备综合保障工作。欧洲航空与国防工业协会(ASD)针对国际综合保障领域标准规范不统一的情况，自2005年起开始颁布了综合保障系列标准。目前，该标准的应用范围已经扩大到20多个欧美国家、30多个协会、2000多家公司、60余万人投入到该标准的研究与应用工作，该标准体系有一种向国际标准发展的趋势。

1.2 外军电子装备保障发展趋势

随着信息技术的快速发展，外军装备保障的发展出现了一些新的变化趋势。主要表现在以下几方面：

1) 实行全系统全寿命的综合化保障

在装备的全寿命周期使用中，采购费用一般只占到总费用的15%左右，而维护维修训练使用等保障费用超过70%，美国国防部80%的保障资源都用于武器系统的保障。

从世界电子装备保障发展趋势看，满足装备技术性能是基础，满足装备的运行效能是目标，即装备不仅要保证性能满足要求，还要保证装备好用，部队用得好、用得起。

为了解决装备保障费用高的问题，西方各国强调全系统全寿命的综合化保障，即在研制具有超高可靠性的武器系统的同时，强调武器装备从论证到设计、制造、维修和保障过程的综合，强调作战装备与保障装备同步发展，强调多技术的协同效应来获得整体性能最优的装备。

2) 深化PBL模式

过去10多年，虽然PBL在美军装备保障中取得了较好的效果，但仍存在不少问题。

从保障效率来看，美国国防部在总体上要远落后于商业领域，尽管花费的成本要比后者高得多(见表1)。

表1 国国防部和商业公司的效率对比

PBL仅覆盖了武器系统的一小部分，大多数PBL项目没有满足成熟PBL的关键特点等。因此，在1999年海军开始实行PBL后，美军不断改进，出台了一系列新的政策、策略和指南，通过采办改革和产品保障转型，加速PBL的有效实施。2015年1月7日美国国防部发布新版DoDI5000.02指示《国防采办系统的运行》，特别强调项目主任在产品保障主任的支持下，应制定和实施一种有效的、经济可承受的PBL策略。

当前，PBL已发展成美国国防部首选保障策略。PBL从海军扩展到陆军和空军，实施的项目从硬件层面和分系统发展到整机的单一PBL合同，预计F-35 战斗机将在2012年实现整架飞机的单一PBL合同。

3)采用基于状态的维修(CBM)

不同于传统的事后维修，“基于状态的维修”是一种主动的预防性维修。它主要利用诊断、预测与健康管理技术(DPHM)，实时监控装备的状态，准确判断装备的健康状态和变化趋势，并据此决定是否进行维修或部件更换，以预防事故的发生，保持装备的高可用度。CBM可以实现选择最合理的维修技术，以最小的经济代价，用最方便的人工操作来保证设备的正常工作状态，是解决过度维修或维修不足的有效途径。

CBM方式在欧美各国受到了极大重视并不断推广，增加了装备可靠性，有力地保障了装备安全，产生了巨大的经济效益和军事效益。如美国“阿帕奇”直升机、F-35联合攻击战斗机及F-22战斗机的维修，俄罗斯的“苏”-27/30系列飞机发动机维修都采用了基于状态的维修。

4) 自主式保障(AL)

在美军联合攻击机(JSF)项目定义了自主式保障：“自主式保障是将F-35当前性能、使用参数、当前技术状态、计划升级和维修、部件历史、预计性诊断、健康管理和服务保障成为一体的一种无缝衔接的嵌人式方案”。

从本质上来看，自主保障是一种借助于PHM技术、专家系统、数据库技术等现代信息技术，对装备保障全要素进行融合，实现装备诊断测试、故障隔离、维修决策和保障活动自动化，优化保障体系和资源，实现快速、精确和经济的保障。

2007年F-35 战斗机的主承包商洛·马公司开通了试运行版的自主式保障系统。此外，美国陆军的未来战斗系统、海军陆战队的先进两栖突击车(AAAV)也开发了自主式保障系统。美军认为，自主式保障在一定程度上代表了21世纪武器系统保障的发展方向。

5) 基于全资可视化的精确保障

精确保障的概念最先是由美军于20世纪90年代初提出来的。精确保障就是充分运用以信息技术为核心的高技术手段，精细而准确地筹划、建设和运用装备保障力量，在准确的时间、准确的地点为部队作战提供准确数量和高质量的物质技术保障，使保障适时、适地、适量原则达到尽可能精确的程度，最大限度地节约保障资源。

其特点是以完善的保障信息自动化系统为基础，以信息的获取和利用作为保障的核心要素，将前沿存在型保障转变为投送型保障，从数量型保障转变为速度型保障，将被动补给型保障转变为主动配送型保障。

其关键技术在于全资可视化(包括信息网络技术、自动识别技术)、远程支援技术、DPHM技术(包括传感器技术、数据处理与存储技术和数据通信技术)等。

实施装备精确保障是信息化条件下联合作战装备保障的必然发展趋势,并经过阿富汗战争和伊拉克战争的检验，取得了巨大的军事效益和经济效益。

2 电子装备保障现状与不足

虽然已在装备保障和战斗力保障领域做了大量的工作，积累了不少经验，但与国防现代化建设的要求相比，与打赢信息化战争的战斗力保障要求相比，还存在着很大的差距。装备系统是由主装备和保障系统共同组成，从装备作战效能保障的角度出发，保障系统和主装备是不可分割的整体，但现阶段，电子装备保障系统建设的发展理念、机制体制、采办政策、经费配置、技术研究、使用维护、信息化保障等方面差距较大，不能满足使装备部署后能尽快形成保障能力和战斗力的要求，主要体现在以下几个方面:

1)由于缺乏综合保障体系的研究、顶层设计和大系统实践，保障的理论、机制体制、标准技术等只能应对电子装备的传统维修服务和单一装备的保障，不能适应电子信息平台、多平台协同作战集成保障和信息化保障的要求。

2)在装备论证、研制、交付、使用、和报废全过程、全寿命周期，未充分考虑保障因素。在装备论证阶段，由于缺乏电子装备作战样式和装备保障一体化的深入研究，提出的装备保障性定性和定量指标体系不系统、不完善，且缺乏验证，不能有效指导后续保障工作的开展；在装备研制阶段，由于缺乏有效的工具软件和技术支撑，导致保障系统设计和保障装备研制系统性差，不能满足高标准电子装备保障的要求；在装备培训阶段，目前传统培训主要关注装备完好性的使用、操作和维修。装备的使用、维修等培训手段和方法相对落后，装备培训大多没有在复杂作战仿真环境下进行，导致培训效果与实战差距较大，影响战斗力的快速生成；在装备使用阶段，由于缺乏高性能的保障装备和技术支持系统，导致装备故障不能准确定位和及时维修，保障方式和管理没有实现信息化和数字化，使装备保障管理和技术活动效率低、保障器材落实不利、保障成本不断升高，甚至有些装备无法实现远程保障(如边海防、海作战等)。

3)保障能力相对较弱

随着电子装备更新速度加快和逐步配发，新型武器装备结构复杂、技术先进、科技含量高。但从装备保障的角度考虑，武器装备的性能越先进，维修保障的难度就越大，保障的要求也越高。相对电子装备的高技术特点，装备的综合保障能力还是较弱。

① 保障装备与主战装备发展不同步、不配套

装备采办对保障缺乏系统论证和长远规划，致使保障装备长期形不成配套体系，保障装备的研制开发和技术水平明显滞后于主战装备，使得电子装备不能快速形成战斗力和持续保障力。

② 装备保障信息化水平不足

主战装备的信息化要求装备保障信息化与之相适应，而且目前装备保障的信息化存在着不成体系、规模小、信息融合与共享程度低、信息安全还脆弱等问题，还未完成较为完善的装备综合保障指挥自动化系统，而且对装备的保障信息化建设的总体论证和规划不够，导致保障系统不能实现真正的互联互通、信息融合和共享。而且由于技术原因，装备维修智能化、物资保障可视化、技术支援远程化等先进的保障手段等还处于起步阶段。

4)装备保障人才建设滞后

目前装备保障人才的培养严重滞后于装备研发人员的培养，在装备立项及研制阶段关注装备先进技术和性能，忽视装备综合保障技术和方法的研究，在“三化”和“六性”设计方面的人才严重不足。在装备使用单位，由于人员编制和人员的流动性，使得掌握和熟练高技术装备保障的人才缺乏，懂得管理和指挥的复合型人才更是稀缺。总之，装备保障人才建设跟不上装备建设的步伐。

3 转变保障理念及目标

要实现电子装备战斗力的生成和保障，首先要转变保障理念，重新定位装备保障目标。

1)装备保障从维修服务向总体作战效能保障转型升级。

以保障装备完好性为基础，以装备战斗力保障实现为核心，以体制机制创新、信息化和保障技术为手段，建成军民融合的装备综合保障体系。

2)从提供装备向提供装备和综合保障服务转型升级。

通过提高综合保障能力、人才队伍建设和技术水平，通过实现保障管理和技术活动的信息化，为部队提供更多、更好的装备同时，面向电子信息装备、独立和嵌入式平台电子信息系统和多兵种、多平台协同综合电子信息系统，为部队提供满足作战效能的各类电子装备的保障和服务，实现保障服务转型升级。

4 保障技术研究重点

装备保障是一个开放的巨系统，装备保障技术涉及面广，以数字化及仿真技术、信息化及人工智能、网络化技术、知识工程、专家系统、大数据和云计算等为技术基础，构成装备综合保障信息系统构建与管理技术、综合保障体系建模与推演技术、综合保障数据构建与管理技术、综合保障标准体系和技术规范四大总体技术群，而装备综合保障的具体规划与实施则需要保障性工程技术、保障系统作战运用技术、服务保障技术三大环节性技术群的支撑，共30余项关键技术。

1)加强综合保障理论研究

综合保障是多专业跨学科的理论研究和管理技术活动，在理论方面不断深入和突破是指导保障管理和技术的重要手段，也是创新保障体制机制、保障管理、技术工具和保障装备的前提条件，当前主要军事大国对保障资源规划与分析理论体系，综合保障仿真理论体系，装备保障信息化理论体系等的研究投入了大量的资源，随着信息技术的发展，必将产生了许多先进的保障理论体系，要实现保障体系的对抗，要更加重视保障理论的研究。

2)不断完善电子装备保障标准体系

装备保障在现代高技术局部战争中的作用和地位越来越突出，由于电子装备复杂程度高，装备使用量大面广，保障系统和保障规模日益庞大和复杂，做好保障标准体系是实施保障工程的重要基础，目前针对电子装备保障的标准体系、保障规范还没有建立起来，需要结合先进的保障理论、国防军工电子体系和部队保障要求，建立并不断完善和改进电子装备保障标准体系，用标准规范牵引保障措施到位和保障技术不断进步。

3)推进应用保障新技术

在战斗力生成需求的牵引下，必须推进各类先进技术在装备综合保障领域的应用，如：数字化及仿真技术、DPHM技术、全资可视化、远程支援技术、AR等。

① 数字化及仿真技术

数字化及仿真技术广泛应用于装备综合保障设计、保障评估与辅助决策能力、培训训练和费效评估与备件优化等方面。

在设计端，各国已开发出大量RMS仿真软件，如美国的TFD公司的VMETRIC(用于辅助制定备件优化策略)等系列软件，瑞典SYSTECON公司研制的Systecon ILS系列软件等。这些软件工具可用于RMS指标论证、全寿命周期费用(LCC)分析、备件优化和保障效能仿真分析等各方面，有效地提高装备的“六性”设计水平，实现装备的“优生”。

在服务端，仿真技术广泛运用于装备联合作战模拟、保障性策划等各方面。包括各种作战资源和场景建模，策略建模。并通过迭代仿真、模拟演练、实战演习和实际战场结果进行模型和策略的优化，达到“战争的胜负都是设计出来的”目的。

② DPHM技术

DPHM技术，是指利用各种传感器在线监测、定期巡检和离线检测相结合的方法，广泛获取设备状态信息，借助各种智能推理算法(物理模型、神经元网络、数据融合、模糊逻辑、专家诊断系统等)来评估设备本身的健康状态，在系统发生故障之前，结合历史工况信息、故障信息、试车信息等多种信息资源对其故障进行预测，并提供维修保障决策及实施计划等，以实现系统的视情维修的技术。

2000年7月，美国国防部防务威胁减少局将PHM 技术列入《军用关键技术》报告中。DPHM技术作为基于状态的维修、自主式保障及精确保障的关键使能技术，已经成为各国重点发展的核心技术之一。

③ 全资可视化技术(TAV)

TAV是实现“聚焦后勤”思想的重要技术手段和基础。通过全资可视，精细而准确地筹划和运用各种保障力量，对人员流、装备流和物资流实施全程跟踪，并实时指挥和控制其接收、分发和调换，从而实现实时、实地、适量的精确保障。

全资可视化技术主要包括射频标签(FRID)技术、卫星定位技术、无线通信技术、GIS技术、数据库技术等，实现“在储”“在运”“在筹”装备物流信息可视化，进行装备资源管理和战时的应急调度。

④ 远程支援技术

远程支援技术是武器装备维护保障领域发展十分迅速的一项技术,它综合应用在线检测与诊断技术、计算机控制技术、通讯技术、嵌入式技术、信息采集与处理等技术，向现场装备维修人员提供维修信息支援、TPS程序下载、维修专家技术支持的技术。它使前方维护人员与后方的专家通过网络紧密联系在一起,为武器装备的维护、修理提供迅速、准确的技术指导,是缩短保障时间，提升保障效率的有效手段。

远程支援保障需要计算机网络、卫星通讯等技术和设备的支持。

⑤ AR

AR是将计算机生成的虚拟信息合成用到用户感知的真实世界中的一种技术，可以实现对真实世界的增加和强化。该技术从诞生起被认为在武器装备设计研制、维修保障、作战训练到作战指挥等众多领域均具有广泛的应用价值，作为一项重要的军民通用前沿技术，随着智能化时代的到来，增强现实技术的研究和应用越来越得到重视。

AR提供了更为自然的人机交互方式，有助于解决交互式电子手册(IETM)海量的维修保障信息难以与实际维修作业智能关联，从而在检索和查阅过程中给维修人员造成巨大的认知负担的问题。增强现实技术已在NASA的航天设备维修培训项目sidekick中得到开发应用。随着SpaceX公司的太空飞船登录太空，该项目能够帮助宇航员更快地适应空间站环境，从而缩短训练时间、提升任务效率。

它主要包含诱导信息建模技术、近眼显示技术、多通道人机交互技术、跟踪注册技术等。

4) 在研制阶段同步开展保障条件建设

由于电子装备及系统日趋复杂，如预警探测系统、电子战系统、综合电子信息系统等，这些系统在研制、交付的同时，还需研制保障装备(如：随机测试分析等装备)，编制综合保障文件包(如：系统文件、维修规划、供应保障、技术资料等)支持后续保障工作。

针对装备综合保障的需求和技术发展，构建各种综合保障专项技术研究实验室和试验床，添置先进的共性技术研究的支撑系统和工具软件，形成较为完备的综合保障技术体系研发平台。提高装备综合保障理论方法、管理、标准、设计、手段等方面的理论水平和共性基础能力，突破在视情维修、远程诊断、专家系统、健康管理、虚拟仿真等保障设备和系统的关键技术；突破综合保障信息化在数据挖掘、预测分析及辅助决策等的技术瓶颈，为装备研制部门和部队提供综合保障的理论知识、标准规范、技术和大型保障装备支持。

5 结束语

随着军队改革的不断深入和战略思想的逐渐落地，支撑部队“高强度实战实训”“能打仗、打胜仗”“强敌对抗下战斗力的快速生成和持续保持”等已成为对装备和部队保障能力的迫切需求。装备保障体系集成化、保障组织融合化、保障手段智能化、保障方式多样化、保障队伍专业化将成为军队保障的发展趋势。

传统的保障模式与现有管理机制和体制相匹配，而信息化保障转型升级是一个渐进和系统性的过程，会面对很大的压力和挑战，需要整体规划，不断探索，将信息技术与保障需求、人员结构、管理体制机制、保障任务、装备性能有机结合。