自主式后勤保障系统体系研究
1 自主后勤保障的概念
现代装备的采购费用和使用与后勤维修保障(O&S)费用日益庞大，经济可承受性越来越成为一个不可回避的问题。20世纪80年代后期，美国开始了第四代战斗机的全面研制工作。为实现经济可承受性的目标，美军方提出了武器装备的自主式后勤保障要求，并在第四代战机——联合攻击机(JSF)上得到实现。
武器装备的传统保障是一种被动的反应式保障，即遵循“发生故障—检测隔离—定位故障—保障资源调度—维修”这一被动过程。自主式后勤保障是一种全新的保障理念，不同于传统保障，自主式后勤保障是一种基于知识的后勤保障系统，它能够辨识和综合后勤保障的需求、供应链管理、部件的可靠性、安全性等一系列相关信息以便支持和加强任务的执行。
自主式后勤保障还是一种先导式的保障。它通过PHM系统对装备的健康状况进行管理，实时的对装备的各部件的剩余寿命进行预测，生成维修决策。整个保障系统通过联合分布式信息系统(JDIS)紧密联系，使得信息可以实时地到达保障系统的任何地方。自主式后勤保障系统是装备的自诊断系统和维修系统与网络化、信息化的后勤保障信息系统紧密协同所形成的综合后勤保障体系。
自主式后勤保障体系的运作将促进装备的维修策略由现行的事后维修加预防性维修转变为基于状态的维修(Condition Based maintenance，CBM)加少量预防性维修，并促使两级维修保障体系的形成。
2 PHM系统分析
所谓故障预测，即预计性诊断部件或系统完成其功能的状态，包括确定部件的残余寿命或正常工作的时间长度。所谓状态管理，是根据诊断和预测信息、可用资源和使用需求对维修活动做出适当决策的能力。与传统的故障检测相比，PHM系统通过先进传感器和智能算法和智能模型(神经网络、专家系统、模糊逻辑)来预测监控和管理装备的健康状况，完成故障检测、故障隔离、故障预测、剩余寿命预计、部件寿命跟踪、性能降级趋势跟踪、辅助决策和资源管理等主要功能。
引入PHM不是为了直接消除故障，而是为了了解和预计故障何时将发生，或在出现未料到的故障时触发一种简单的系统维护活动。也就是为了满足下列要求：第一，提高飞机的出动架次率。PHM使后勤保障系统的运行能力能够充分发挥，并可以预计和延期维护活动。第二，启动自主式物流功能。整个自主式物流链开始于飞机PHM系统预计或诊断事件，这些事件触发物流响应。第三，降低系统寿命周期费用。PHM可以消除虚警及不必要的拆卸，可以开发和融合所有可获得的数据资源，将故障准确隔离到单个LRU，以缩短系统修复时间。第四，缩小后勤保障规模。PHM可以在减少测试和保障设备、减少人力和备件等方而发挥作用，使装备的后勤保障规模缩小。第五，触发系统重构以满足运行可靠性。PHM可以保证系统选择其最佳任务构型。第六，推动视情维修。PHM便于消除计划维修，代之以满足使用与保障费用目标所必需的视情维修。第七，提供先进的现场诊断及测试。PHM通过对系统当前和未来状态的准确、及时的分析，从而减少所需的装置，降低了维修人员的培训费用。
为实现这些目标，JSF的PHM系统分为三个层次，即：最底层分布于飞机各分系统部件中的传感器；中间层的区域管理器；最上层的飞机平台管理器。最底层的传感器作为PHM系统的信息源，将飞机各分系统即部件的相关信息传递给中间层的区域管理器，各区域管理器具有信息处理和数据融合的能力，经过区域管理器处理融合并筛选出来的特征信息传送到最高层的飞机平台管理器中，通过对所有系统的故障信息相关联，并与历史数据和产品模型相比对，确认并隔离故障，最终形成维修信息通过JDIS系统传递给地面的自动化后勤信息系统，据此来判断飞机的安全性，安排飞行任务，实施技术状态管理，更新飞机的状态记录，调整使用计划，生成维修工作安排，以及分析整个机群的状况。
JSF的中间层区域管理器包含了飞机的如下几个区域：
(1)推进系统实时监控系统：包括发动机碎屑吸入监控系统、滑油状况监控系统、发动机引力结案监控系统、静电式轴承监控系统、静电式滑油碎屑监控系统；
(2)航电设备的实时监控系统：包括通讯系统、导航设备、电子战设备及外挂设备的电子射频预测性诊断系统；
(3)机体结构管理系统：包括评估机体结构健康状态、测量机体应力，测量机体G力超限和寿命消耗量等参数的传感器。
3 JDIS系统分析
JDIS是使用自主式后勤保障系统所必需的一种电子化环境，是自主式后勤保障系统方案的神经中枢。JDIS旨在将来自PHM的装备状态信息与来自后勤保障系统的信息，以及来自供应链各部门的信息综合在一起，并按照所要求的任务用途将调度员的意图输入。这种信息融合方式使JDIS可以提出有关措施和建议，而非仅仅是数据。JDIS作为装备、后勤保障人员和其他供应链成员之间的信息通道，使他们可以充分利用信息来优化资源部署。
联合分布式信息系统的输入信息包括：(1)装备信息；(2)备件信息；(3)维修设施设备信息；(4)维修人员信息；(5)技术资料信息；(6)经费信息；(7)情报信息。JDIS在这些输入信息的支持下，通过各种服务软件和应用工具，达到信息管理、辅助决策、指挥控制、远程技术支持、远程监控、信息采集处理、维修保障训练等各项功能。JDIS作为实时的信息通道，使后勤保障系统在整个周期内的运营活动得以及时、顺利地实施。
4 后勤保障系统分析
后勤维修保障系统由外场维修基地、后方维修保障中心、地方民用维修保障体系与装备研制生产工厂四个部分组成。其中外场维修基地和后方维修基地构成两级保障体制。
装备PHM系统只负责对装备的分系统和外场可更换单元(LRU)进行故障预测与精确的隔离定位，而对装备分系统与LRU的进一步诊断与维修还需外场维修基地来完成。所以外场维修基地主要完成装备分系统与LRU的拆换，同时对它们作更深一层的检测、诊断，并将故障隔离到内场可更换单元(SRU)。拆卸、更换故障的SRU并送到所属后方维修保障中心也是其主要的工作。
在上述的诊断与维修过程中，外场维修基地主要是利用自身的决策系统对所辖范围内的资源进行调度。当遇到不能诊断或维修的故障时，立即向所属后方维修保障中心提出维修请求。
后方维修保障中心与外场维修基地具有一定程度上的上下关系，它们构成了自治性维修体系网络化格局中的“纵向线”。当收到外场维修基地的SRU后，立即将其检测和隔离故障到出故障的元器件，并依靠自身的修理力量或调度其他维修力量(民用维修保障单位、装备研制生产厂家等)将它修好。另外，后方维修保障中心除了在维修级别、任务上与外场维修基地有差异，其它功能与组织应和外场维修基地类似。
地方民用维修保障体系同样是整个维修保障体系中的重要环节。它职责主要配合外场维修基地和后方维修保障中心对装备进行维修保障，并接受后方维修保障中心的调度与安排。
5 结束语
欧美等先进国家正大力研究和推广自主式后勤保障。实践表明，采用自主式后勤保障体制能够大大简化飞机后勤保障的规模，提高飞机的出动架次率，极大地减少了飞机服役的全寿命周期费用。研究PHM技术与JDIS技术，引入先进的后勤保障理念与管理方法，有助于我国在装备技术的发展方面缩短与军事强国之间的差距，增强我国在后勤保障方面的能力。
