人工智能在美军装备维修保障中的应用与启示

于斌 苏峰 马涛 丁广威 孙媛媛

摘要：本文分析了美军装备维修保障中人工智能应用情况，其保障具有通用性、主动性、远程性和自主性等特点。启示我军需要在信息系统建设、通用型维修系统建设、主动保障模式建设和现场/远程综合分析系统建设等方面进行研究，从而为提高装备维修能力、提高战斗力服务。

关键词：美军;装备维修;人工智能;启示;我军

引言

人工智能是20世纪50年代发展起来的涉及心理学、认知科学、 思维科学、信息科学、系统科学和牛物科学等多学科的综合型技术学科，能充分利用知识处理、模式识别、自然语言处理、博弈、 自动定理证明、自动程序设计、专家系统、知识库、智能机器人等多个领域的成果，在各种场合崭露头角[1]。随着高新技术的发展，军队装备高度精密化、智能化，对可靠性要求越来越高，其维修现状也存在现场条件有限、备件运输不便、维修工具落后等问题。如何利用人工智能解决上述问题，成为当前装备维修智能化研究的热点。而美军已经把人工智能技术运用到了最小作战单元上[2]，是最早在装备保障领域应用人工智能技术的军队，因此其装备维修保障中人工智能应用情况具有典型性和代表性，值得我军思考与借鉴。

1.美军装备智能化维修保障情况及特点

早在伊拉克战争中，信息技术在军事领域的应用价值就以开始凸显[3]。这场战争也标志着人工智能在美军装备维修中开始发挥越来越重要的作用。实际上，自上世纪80年代开始，美军就已经将人工智能应用作为一个重要的技术进行开发，经历了30多年的发展，呈现出如下几个特点。

1.1利用人工智能技术，使维修装备趋向通用性。

针对个别型号的维修保障设备，种类繁多，且相互间一般不兼容，造成保障队伍阵容庞大，运行效率低下，并且运输、保养等开支较大。上世纪80年代，美军意识到了问题的严重性，开始研制基于公共测试资源的，能针对多种武器平台和系统的通用自动测试系统，研制了5大系列标准测试系统。2017年，洛玛公司受美国海军委托，建造了63套电子综合自动化保障系统（eCASS）。该系统充分运用通信电子、模式识别、智能决策等技术，能针对七百余种航空电子部件以及航母、舰船或海滨维修基地的绝大部分装备提供维修保障，大幅降低了所需测试设备总量，有效提升了作战飞机的战备完好性，每年可以节省超过10亿美元军费。通用型强的特点，提升了美军装备维修保障的效率，减少了经费支出。

1.2由被动维护向主动维护发展

传统保障系统是被动反应式的系统，即只有装备出现故障后，才进行故障状态数据收集、诊断和预测等工作，自动化和智能化水平较低。而且为保证装备能正常工作，必须要预先准备大量备件、维修设备及专业技术人员，保障效率不高。针对传统保障模式存在的问题，美军在开发第四代战斗机时，结合新型信息技术，对维修保障模式进行了创新。AL系统是其研究成果，它能更好地适应信息化装备的整体维修保障需求。实际上，AL是一个综合信息系统，它能主动跟进，实时监控武器状态，将任务规划、维修训练、维修保障等信息集成处理，自主确定维修计划与方案，对维修资源等进行最优化调配，从而使装备保持良好状态。

1.3由现场维护向现场远程相结合的保障方式发展

随着计算机网络通信技术的不断发展，产生了一种先进的装备保障手段----远程支援技术[4]。传统模式的装备维修保障，都在现场进行，随着信息技术发展，美军开展了由现场维护向现场远程相结合的保障方式发展的研究，先后研制了交互式电子技术手册（IETM）、嵌入式传感器故障检测诊断设备、发动机故障诊断系统等软硬件设备。这些系统通过计算机网络，利用二维码、条形码和射频识别系统，能够将装备从生产线到送达战场指定位置全过程进行可视化，并通过地理信息系统了解装备所处的位置的环境信息。装备保障态势由系统自动生成，并通过网络分发给保障指挥机构或人员共享[5]。远程技术专家通过先进的通信手段，分析研究装备保障态势，作出结论，并依托远程通信系统，对现场使用维护保障工作进行实时指导，协助现场迅速、准确地进行维修。现场远程相结合的维修模式，使得现场维修人员可以及时得到远程技术服务，加快受损装备的维修过程，极大提高了维修效率。

1.4向自主式保障模式发展

自主式保障是一种综合维修保障系统。它使用现代信息技术等高新技术，能够将技术、备件、人员、计划、方案等保障要素进行综合分析。美军已经在武器装备中开始广泛应用自主式保障系统，例如在海军航空兵F/A18等飞机、海军战斗群等作战单元中使用，显著降低了装备的维修费用、提高了维修效率。在一定程度上，21世纪武器装备保障的发展方向，就是自主保障模式。

2.对我军装备维修保障智能化的启示

当前我军正处在新时代的发展机遇期，正在全面进行现代化建设，武器装备也越发精良，在装备维修保障智能化方面，美军的做法，给予了一些启示。

2.1加强装备维修保障领域信息系统建设

世界新军事变革的本质、核心和基础是信息化，维修保障的发展也必然离不开信息技术的推动。随着军事装备信息化程度的不断提升，要把信息技术放在军事保障变革的核心重要位置，加速保障信息化步伐，不断完善军队装备保障的信息化体系。

2.2由保障型号单一型向通用型方向发展

当前我军装备维修保障，还处在就事论事的阶段，整体上，裝备维修保障系统能服务的型号单一，不具有通用性。需要充分运用人工智能方法，利用知识处理、模式识别、专家系统等技术，建立一机多型的通用型专家测试维修系统;利用自动化技术、机器人技术，提高维修效率，减少人为因素，降低维修经费。

2.3向主动保障模式发展

利用大数据分析、诊断与预测技术，结合专家系统，对装备的运行状态进行有效监测，通过周期性或自动预警报告，提前预测装备可能出现的故障，并做好预防措施。由此使装备失效后恢复转变为防止 装备失效 ，由存货供应转变为需求供应，由被动式维护转变为主动式维护，达到准确、快速、灵活、有效保障的目的。

2.4由现场保障向现场/远程综合分析保障方向发展

当前我军的装备维修保障还是以现场保障为主，一旦现场保障因技术或者配件问题不能继续进行，将影响装备的恢复使用。为提高装备的检修效率，装备生产厂家必须要全寿命跟进。通过采用先进的通信技术、智能辅助决策技术、模式识别技术、图像处理技术等手段，建立综合的远程辅助诊断维修系统，并通过3D打印等技术，完成现场配件补给，尽可能快的使受损装备恢复作战能力。

3.小结

在人工智能的影响下，美军的维修方式虽然发生了重大变化，但它始终在围绕着作战需要，以部队需求与实际需要为依据，主动进行变革。将高新技术的应用贯穿到整个保障过程中。在人工智能应用方面，还有很多技术需要我军去开发研究应用，为战斗力的提升做好保障服务。

参考文献：

[1]邹蕾，张先锋.人工智能及其发展应用[J].信息网络安全， 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]贾顺，徐运涛.伊拉克战争中美军装备维修保障的特点及对我军的启示[J].现代军事通信，2003（09）：18-22

[4]王绪智.外军装备保障发展趋势[M].中国造船工程学会修船技术学术委员会年会，2003（05）：284-290