智能化条件下装备维修保障面临的挑战及对策

王方玉，张 超，赵 媛

（中国人民解放军31106 部队，江苏 南京 210000）

0 引言

“十三五”国家战略性新兴产业发展规划指出:推动基础理论研究和核心技术开发,实现类人神经计算芯片、智能机器人和智能应用系统的产业化,将人工智能(Artificial Intelligence, AI） 新技术嵌入各领域［1］。各领域装备发展运用正在进入高度智能化阶段,由此推进了装备维修保障的深度变革。 传统的装备维修保障理念、手段、方法面临新挑战,迫切需要分析和研究智能化条件下装备维修保障的规律特点,超前预想,聚焦前沿,充分利用先进技术,推进装备维修保障由信息化向智能化方向发展,为赢得智能化条件下装备维修主动权做好准备。

1 智能化条件下的装备维修保障内涵特征

智能化条件下的装备维修保障就是运用智能化技术及其融合发展成果,构建“保障资源一体,需求实时感知、方案智能生成、资源可视可控、行动自主智能”的智能化装备维修保障模式。 与传统的装备维修保障模式相比较,智能化条件下的装备维修保障具有保障力量更加体系、决策更加精确、行动更加智能、防护更加安全的鲜明特征。

1.1 以云计算为支撑，融合资源，保障力量更加体系化

按照“云—网—端”架构构建的分布式装备维修云平台,集约运用一定区域内的体系保障力量,使处于区域内不同位置的各保障要素、保障单元的数据能够在同一信息平台上实时共享、实时调度,精准保障,实现区域保障能力的嬗变。 保障体系全域分布,遵循就近就便、高效使用的原则,将广域分布的保障资源、保障力量、保障行动通过全时空覆盖的物联终端、移动物联网等信息物理系统,按需紧密联系在一起。 保障资源云池共享,通过服务云将各保障资源整合成为一个集信息数据和保障力量于一体的云保障体系。

1.2 以大数据为支持，自主学习，保障决策更加精确化

利用大数据技术,驱动知识学习,精确仿真建模,辅助装备保障决策。 依托全维感知系统和智能网络,精准获取装备保障信息,通过智能分析,实现装备保障信息的自动收集、快速处理、实时传输和高效运用。 依托大数据资源,实现对全维空间、全频谱信息和全部保障资源的精细控制。 维修保障需求更加细化,保障过程更加可控。 依托计算机自主学习能力,科学预测物资消耗,辅助决策者制订保障计划,指导开展装备调拨、供应、维修、运输等具体业务工作,使装备保障决策更加精准。

1.3 以人工智能为支撑，机器保障，保障行动更加智能化

保障平台由单纯无人化向体系化、自主化、智能化发展,具备自主决策和保障的能力。 利用装备内嵌的自主式保障系统,自动完成数据收集、状态监控、故障诊断、寿命管理等工作,实施判定并组织自修复,实时向后方保障机构报告维修进展,实现装备自主式维修。应用无人机器工具直接执行维修任务,不受人类生理技能限制和特定地域天候的影响,可昼夜不停地连续执行任务,丰富拓展装备维修保障手段。

1.4 以网络安全为支撑，多法并举，信息防卫更加有效化

装备维修平台的安全防护能力也是制约装备维修保障能力提升的重要因素。 智能化保障维修平台依托网络安全技术,优势明显。 通过智能自主组网、战场态势共享、模块化效能补充和链路加密保护等方式,有效应对可能的阻断干扰、伪装欺骗、拦截窃听和夺取控制等手段,广泛应用反智能技术和方法,重点研发数据加密、数据破坏、云计算和量子通信等技术,提升数据保密水平,确保在复杂的维修环境下保证稳定的维修能力。

2 智能化条件下的装备运用对装备维修保障的影响

与信息化条件相比,未来智能化条件的装备运用的执行主体、关键技术、决策依据、运用方法都将发生根本性变化,装备维修保障将面临许多新情况、新挑战。

2.1 执行主体的变化导致对装备维修保障的任务需求剧增

进入21 世纪,随着大数据、神经网络科学的发展,AI 迎来了爆发期,在很大程度上突破了此前所面临的一系列技术难题,包括有限的计算能力、组合爆炸(combinatorial explosion） 现象等［2］。 智能化条件下的装备运用的执行主体不再只是人类,大量的AI 员工与AI 装备将成为工作中的具体执行者。 装备维修保障对象将以各类技术含量高、数量繁多、种类各异的智能化装备为主,在维修方面不再是简单电气机械维修,难度加大。 智能化条件下超常的装备使用带来的高强度损耗,导致装备维修工作量爆炸式扩大。 依靠现有的维修保障力量和手段,无法完成如此庞大的维修任务,必须对装备维修理念、手段和方法进行革新,提高装备维修效率,才能满足实际要求。

2.2 关键技术的变化导致对装备维修保障的依赖程度增大

智能化条件下,智能技术将是装备的核心关键技术,“智权”的竞争将成为影响装备运用的关键因素。智能化装备的生产周期较长、价格较高,重新制造也面临着生产效率、资源能源储备、经济实力等诸多方面的限制,有效的维修保障就成为最经济有效的手段,装备维修保障是装备效能发挥的重要保证,在智能化条件下表现得更为彻底。

2.3 决策依据的变化导致对装备维修保障的时效要求更高

智能化条件下装备运用不是装备效能的逐步释放和线性叠加,而是各种系统效应的高效融合。 指挥控制和任务决策活动的智能化,会更加方便地获取信息数据,大大压缩决策周期,装备运用将实现快速化、精准化。 装备维修行动与装备运用交织在一起,与装备运用一起在空间时间上相互配合,跟随装备运用进程动态调整,实时性要求更高,时效性要求更严［3］。

3 智能化条件下装备维修保障发展对策

以发展、科学的角度,对目前装备保障体系进行革命性变革和全面创新,才能在未来智能化条件下装备保障方面处于主动地位,在未来的智能化装备运用中占据主动和先机。

3.1 更新思想观念，由适应信息化向适应智能化转变

真正决定迎接智能化准备工作能否稳步推进的关键不仅仅是颠覆性技术,更重要的是思想认知力。 信息化时代“以快制慢”的制胜机理将被智能化时代“以智制愚”的机理所替代。 通过人工智能技术和智能平台把多维度连接起来,推动装备维修保障行动从传统物理领域向认知领域和泛在社会域拓展。

3.2 创新维修方式，实现从预防性维修到预测性维修的转变

发展预测式维修系统通过数据融合、模型分析、故障预测、状态监测等多种先进技术,预测装备可能需要维修的时间、部件等因素,在故障即将发生前,完成维修工作,预先排除故障。 开发功能完善的自动测试系统,瞄准自动测试系统能力不足、功能单一、自动化和智能化水平低等不足,克服故障检测、定位时间长,故障诊断能力有限的缺陷,逐步完善测试设备的通用化、综合化。 推广应用便携式维修辅助设备,帮助维修人员查找、诊断、隔离、排故并自动生成所需备件需求,形成维修计划方案,从而实现故障诊断、故障隔离、备件申请和维修规划的有机结合,提高了基层一线维修作业的精确性、时效性以及信息化水平。

3.3 深度融合发展，健全装备维修保障一体化保障机制

融合发展是促进装备维修能力提升的有效途径,也是未来智能化条件下装备维修保障的必然选择。 通过深度融合,充分利用国家各行业、各领域科技成果,降低前沿技术的获得成本,打造颠覆性保障能力。 将智能化装备维修保障共性技术列入国家重点研发计划,扩大面向各个领域的开放研究范围,最大限度地提高智能化保障装备研发的质量效益［4］。

3.4 借鉴先进成果，加快推进装备维修手段的智能化水平

新技术是开发有效维修手段、提高维修保障能力的重要基础。 近年来,以美国为代表的世界强国纷纷以提高装备维修效率为出发点,加快新型保障设备、工具和手段的建设力度。 利用3D 打印技术在装备运用一线按需生产维修备件,显著减少补给需求,降低保障负担。 利用自修复材料技术研发新型涂料添加剂,有效延缓装备腐蚀,节省装备锈蚀维修的成本。 利用无人机提供快速灵活、不受地形地域限制的装备维修保障物资运输和投送,降低现场装备保障难度。

4 结语

智能化理论和技术的发展,赋予了装备维修保障新的内涵,驱动装备维修模式发生了深度变革,在思想观念、维修方式、保障机制、维修手段和人才培养等方面不断适应创新,才能促进智能化条件下装备维修发展达到更高水平。