一种新的自主式武器装备后勤保障系统
0 引言
世界各国在武器装备的寿命周期费用中，使用与保障费用占总费用的60%以上，降低武器装备使用与保障费用迫在眉睫。随着信息技术的发展，由于经济可承受性和全球保障需求的牵引，在预测与状态管理（Prediction and health manegment，即PHM）和网络技术等推动下，美军借助F-35战斗机（JSF）项目的研制机会，引入“自主式保障”后勤武器装备保障概念，为减少外部保障设备，缩小后勤武器装备保障规模创造条件，故对其进行研究。
1 武器装备自主式保障系统
自主式保障是从自主式神经系统引申，基于知识的后勤保障系统，在辨识和综合后勤保障的需求、供应链管理、部件的可靠性与安全性等信息基础上，保障和加强武器装备任务的执行。自主式保障的目的是设计主动的后勤武器装备保障系统，以最大程度地识别问题并自主启动正确的响应。其内容包括：
1)借助信息技术等高新技术，将基于状态的维修和整个信息链系统相结合达到后勤武器装备保障的信息一体化。
2)规范和强化武器装备自诊断、预测与维修保障能力，使武器装备不仅仅是维修的客体，也是维修保障主体的重要组成部分。
3)缩减武器装备保障环节，优化后勤装备保障体系和资源，达到精确、机动、快捷、经济保障的目标。自主式保障技术正在随着JSF项目同步研制和应用，并开始在其它军种的武器装备中推广应用。
2 自主式保障系统的优点
自主式保障系统借助信息化手段，将武器装备保障要素综合起来，形成一种无缝的后勤保障系统，该系统使武器装备能以最低的费用达到规定的能执行任务率。其优点包括：
1)故障通报及时，提高装备保障的针对性和保障效率，降低保障成本。自主式保障系统能在装备上实时检测和隔离出关键故障，且能预测即将发生的故障和部件的剩余使用寿命，能自动进行备件的订购和跟踪，制定任务计划，保证了根据装备的实际需要实现“即时”保障，大幅度降低保障成本。
2)故障诊断准确，自动化程度高。传统保障系统中的测试能力比如测试设备，只能判断出大概的故障问题，而更准确的故障诊断分析工作还要靠维修人员来完成，因而常导致不准确的维修活动。自主式保障系统依靠PHM技术提供的综合报告自动做出决策，大部分诊断工作自行完成，维修人员只需完成故障零部件的更换工作，从而最大程度地减少了因为错误诊断而造成误工、误时的维修活动。
3)提高装备保障的快速反应能力和保障系统的灵活性，满足作战的需求F-35联合攻击战斗机自主式保障系统与传统保障系统的显著区别是启动时机不同。传统保障系统是在飞机着陆后，由维修人员从机上下载有关状态监控和故障诊断数据，并参考飞行报告进行综合分析后才开始启动，采购或领取所需零部件和工具、设备，然后进行维修和保养。而自主式保障系统是在飞机飞行时，机上的PHM系统就将检测到的故障及时报告给地面的后勤保障系统，保障系统准备好零部件、设备和维修人员，在飞机着陆后即时进行维修、保养。
4)技术的通用性好，能在其他武器装备的保障中推广应用。自主式保障系统旨在开发一种一体化的武器装备保障环境，该环境具有5个关键特征：
(1)具有PHM系统的、高度可靠的智能化装备；(2)一体化训练环境；(3)智能信息基础设施，即自主式保障信息系统；(4)能及时对保障要求作出快速反应；(5)有先进技术工具支持的维修人员。
这些环境特征及技术对于各种武器装备具有广泛的适用性，可在其他武器装备的保障中推广应用。
自主式保障系统能提高装备的战备完好性，缩短再次使用的准备时间，减少维修工作量，节省使用和保障费用，有助于实现“基于状态的维修”和两级维修体制。据估计，采用新型保障系统可使维修人力减少20%～40%，后勤保障规模减小50%，飞机出动架次率提高25%，飞机的使用与保障费用减少50%以上，且使用寿命达8000飞行小时。
3 保障系统的核心“预测与状态管理”技术
自主式后勤保障系统是武器装备的自诊断系统和维修系统与信息化系统紧密协同所形成的综合后勤保障体系。PHM技术是当前武器装备使用的内部测试和状态监控能力的拓展。所谓预测，即预计部件或系统完成其功能的状态，预计部件的性能下降或临近故障情况，包括确定部件的残余寿命或保持正常工作的时间长度，便于维修人员根据其实际来更换零部件。状态管理，就是根据预测到的状态信息、可用资源和使用需求对维修活动做出规划和决策的能力，PHM技术可使装备保障从状态监控向状态管理转变，目的是减少维修人力，增加出动率，实现自主式保障。这种转变引入了故障预测能力，可识别和管理故障的发生。PHM技术以“视情维修”取代“事后维修”或“定期维修”。为使自主式保障系统运转，必须有一个启动信号，装备中PHM系统正是激励自主式保障系统自发响应的核心部件。
PHM系统不是直接排除故障，而是预计故障何时发生，或是在未预料到的故障出现时触发后勤保障系统开始运转，满足下列要求：
1)提高武器装备的执行任务率。PHM使后勤保障系统的运动能力能够充分发挥，可以预计和延期维修活动。
2)启动自主式物流功能。整个自主式物流链开始于武器装备PHM系统预计或诊断事件，这些事件触发物流响应。
3)降低武器装备维修费用。PHM可开发和融合获得的数据资源，将故障隔离到单元，排除不必要的拆卸，不仅降低了成本，而且缩短了维修时间。
4)缩小后勤故障规模。PHM可以在减少测试和保障设备、减少人力和备件等方面发挥作用，使武器装备后勤保障规模缩小。
5)触发系统重构以满足运行可靠性。PHM可以根据武器装备故障情况，协调后勤保障系统选择最佳任务构型。
6)推动武器装备的视情维修。PHM可满足使用与故障费用目标所必须的视情维修。目前，PHM技术已成为非常有前途的军民两用技术，PHM系统正在成为新一代飞机、舰船和车辆系统设计和使用的重要组成部分。
美军重大项目F-35联合攻击战斗机的启动，为PHM技术的全面发展带来契机。F-35战斗机所采用的PHM系统代表了美军“视情维修”技术所能达到的最高水平。
PHM技术还应用于直升机，称为“状态与使用监控系统”（HUMS）。美国新一代HUMS“联合先进的预测与状态管理”系统具有PHM能力和开放、灵活的系统结构。现美军有近200架的直升机安装了HUMS系统，包括AH-64阿帕奇、UH-60黑鹰和CH-47支奴干直升机。据报道，安装了HUMS系统的美军直升机任务完备率提高了10%。
4 自主式保障技术的启示
美国F-35联合攻击战斗机项目采用自主式保障这一代表美军21世纪武器装备后勤保障发展方向的新概念，及与自主式保障相关的新技术和策略，值得在新型武器装备研制中加以借鉴。
1)自主式保障系统是武器装备经济可承受性和保障性目标的关键途径，代表了武器装备后勤保障技术的发展方向，而PHM、自主式保障信息系统、一体化训练系统等是实现自主式保障方案的关键技术。要成功地落实自主式保障方案，应从项目之初就加以考虑，与新型武器装备同步研制。
2)我国新型武器装备研制应以全寿命、全系统为出发点，不只为获得技术先进的平台，更重要是获得应对各种威胁、适应我军诸兵种联合作战所需的能力。故要求武器装备不仅具有优良的作战特性，还应具有优良的保障性能。而贯彻“视情维修和基于性能的保障”策略，建立军民联合研制和保障的合作关系，是实现上述目标，提高武器装备在使用寿命中的战备完好性和经济可承受性的有效途径。
5 结束语
目前，PHM技术已成为国外新一代武器装备研制和实现自主式保障的一项核心技术，是提高复杂系统可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性及降低寿命周期费用的一项非常有前途的军用技术。该系统克服了传统的被动反应式后勤保障系统的缺点，提高了战备完好性，降低了保障费用，使武器装备以最低的成本达到规定的能执行任务率。
