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国外综合保障现况和发展趋势

国外综合保障现况和发展趋势

2010/3/17 15:38:00

综合保障是在装备研制过程中综合考虑保障问题,使保障影响设计,并在装备部署使用的同时,以最低费用提供与装备相互匹配的保障资源,建立保障系统,满足战备和任务要求所进行的一系列技术与管理活动。综合保障的实施包括开展航空装备的保障性设计,即全面开展航空装备的可靠性、维修性、测试性和运输性的分析和设计;确定航空装备的保障方案及保障资源,它需要可靠性及维修性工程师与保障工程师之间的密切协作,通过综合保障分析(LSA)来完成;提供所要求的保障,包括制订采购和补给方案、提供各种备件、文件、地面保障设备及培训等。综合保障工程贯穿于寿命周期全过程。

20世纪70~80年代,随着现代武器装备复杂性的增长,出现了使用和保障费用高,战备完好性差等问题。保障性逐渐引起各国军方和工业界的普遍注意,在F-16、F/A-18战斗机、B-2轰炸机、欧洲战斗机等型号的研制中,不同程度地开展了保障性分析及设计。到20世纪80年代中期,美国军方认识到保障性问题不仅需要通过分析与设计来解决,更要从管理入手,全面解决,于是提出了“综合后勤保障”的概念。1983年美国国防部颁发了指令DoDD5000.39《系统和设备综合后勤保障的采办和管理》,该指令规定保障性应与性能、进度和费用同等对待。规定了从装备寿命周期的一开始就要开展综合后勤保障工作,以达到规定的保障性要求。到了20世纪90年代,美国国防部废除了DoDD5000.39,将综合后勤保障纳入国防部指示DoDI5000.2《防务采办管理政策和程序》,确定将综合后勤保障作为装备采办工作的一个部可分割的组成部分。1997年5月美国国防部颁布的MIL-HDBK-502《采办后勤》将综合后勤保障改为采办后勤,强调保障性的重要性,明确保障性是性能要求的一部分,保障性分析是系统工程过程的一个不可缺少的部分。采办后勤的内容要比综合后勤保障的内容更突出系统工程过程。

美英法等国的现役航空装备大都是70至80年代研制或改型的第三代装备,也有少部分是第二代改型的装备,这些装备有一套较完善的R&M管理体系;在研制过程或后来改型中,一般都实施了较严格的可靠性和维修性(R&M)设计、分析和试验,采用了较先进的R&M设计、分析和试验技术和标准;在研制过程不同程度地开展了一些保障性分析和综合保障工作,有较高的可靠性、维修性和保障性(RMS)水平。但随着时间的推移,再加上当初对保障性和经济可承受性重视不够,目前这些装备仍普遍存在一些后勤保障问题,造成使用和保障费用仍很高。这些后勤保障问题突出表现在:

� 诊断能力差,虚警率高、外场不能复现(CND)和重测合格问题严重;

� 备件供应不足,串件维修问题严重,战备完好性差;

� 飞机老龄化问题严重,造成使用保障费用大幅增加,战备完好性急剧下降;

� 大型复杂装备系统面临过时淘汰的严重挑战。

鉴于现役航空装备存在的上述严重的使用和保障问题,以及吸取以往战争的经验教训,国外新一代装备,无论是美国的F-22、JSF、法国的“阵风”、还是西欧四国联合研制的欧洲战斗机EF2000等在研制中都非常重视综合保障工程工作和经济可承受性。F-22战斗机从方案设计一开始就重视保障性,把保障性放在与隐身、超音速巡航、推力转向等同等重要的地位。在方案论证中,40%的工作量用于与保障性有关的工作,反复进行权衡分析,如为了提高机动性、减少雷达反射面而采用的内埋式武器舱和油箱与飞机的维修性及保障性进行反复多次的权衡。为了满足飞机的保障性要求,其F119的可靠性要求比现役战斗机F/A-18的F404发动机高一倍。采用机载辅助动力装置、机载制氧及制氮系统、机载综合测试系统和液压驱动的武器发射架,取消了地面电源车、氧气服务车和地面测试车等地面保障设备,大大地改善飞机的自保障能力和部署的机动性。

EF 2000战斗机从设计一开始就加强保障性管理、分析及设计。首先,在军方与承包商内建立保障性管理机构,参与EF2000计划的8家公司都设有保障性经理,负责EF2000的保障性问题,并对转包商提出保障性要求。四国空军组织了外场保障性工作组,检查、监督和控制各承包商的保障性工作,向承包商反馈用户信息,协调双方的保障性工作。其次,从设计一开始便进行了保障性分析,包括故障模式、影响及危害性分析(FMECA)、以可靠性为中心的维修分析(RCM)、修理级别分析(LORA)和软件保障性分析等工作,并利用计算进行辅助分析与设计。

联合攻击战斗机(JSF)是美国洛克希德﹒马丁公司正在研制的新一代先进战术攻击战斗机,具有隐身、高机动性、高生存性和低成本的特点,在飞机研制过程中强调经济可承受性、通用性和保障性。在JSF的6个关键性能参数(KPP)中,有三个与保障性有关:出动架次率、后勤规模和任务可靠性。为了满足这些KPP,必须将JSF设计成高可靠、易于维修和持续保障需要更少资源(人员、零备件和保障设备)的飞机。为此,美国国防部在强调JSF的经济可承受性的同时,通过改进可靠性、维修性和保障性设计,采用自主式的后勤保障系统和采用商务后勤保障等途径,使JSF的使用和保障费用比现役的F-16、F-117等飞机减少50%左右。

2003年5月美国国防部颁发的最新版本的5000系列采办条例将保障性和持续保障(sustainment)作为武器系统性能的关键要素,并强调在产品和服务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(PBL)策略作为国防部落实产品保障的优选途径。。PBL适用于新采购、重大改进改型和升级,以及重复采购;PM必须确保采用健壮的系统工程过程来提供可靠的系统,同时缩短后勤补给线和降低总拥有费用(TOC);在整个寿命周期中必须对持续保障策略定期进行审查,以识别所需的修正和更改,以便及时改进持续保障策略以满足性能要求。

PBL是一种通过高效管理和明确责任获得更高水平的系统完好性的武器系统寿命周期保障策略。PBL将系统完好性的全部责任赋予项目经理(PM),并使PM有权与建制基地、工业界或这两方组成的合作伙伴签定武器系统持续保障合同。近年来,美军为了提高维修保障能力,节约维修保障费用,在基地级维修中大力提倡这种持续保障合同维修,主张在基地级维修中利用私营企业的力量,引入军民合作、与军民竞争的机制。

国外在综合保障工程领域的发展趋势是:

(1)综合化

综合化是综合保障工程发展的主要趋势。随着科学技术的快速发展,各种技术相互渗透、相互影响,特别是CAD技术和IPPD的广泛应用,全面促进了现代武器装备设计、制造、维修和保障过程的综合化,出现了多学科综合设计,即充分利用多学科(各子系统)之间的相互作用所产生的协同效应获得整体性能最优的装备。在工程设计综合化的环境下,进一步带动了可靠性维修性保障性(RMS)向综合化的方向发展,包括RMS设计分析综合化,如可靠性、维修性和可用性的综合分析,可靠性、维修性和保障性的综合设计分析,FMEA与潜在通路综合分析;R试验综合化,充分利用研制试验、增长试验、环境试验和鉴定试验的试验信息评估产品的可靠性;后勤保障和诊断综合化,即综合后勤保障和综合诊断,利用综合诊断实现设计、生产和维修的测试综合利用;硬件软件综合化,对硬件和软件可靠性进行综合分析;RMS信息综合化,建立武器装备综合数据系统,使订购方、使用方、主承制方和转承制方的各种设计、生产、使用和保障信息(包括RMS信息)综合利用和共享。

(2)信息化

信息化是当前国民经济发展和武器装备发展的大趋势,也是综合保障工程发展的必然走向。利用当今快速发展的数字化通信、网络传输等信息技术来完善综合保障管理、改造现用的后勤保障体系,已成为一条必由之路,如美国国防部的一直在推行的持续采办和寿命周期保障(CALS)策略、后勤商务系统,美国第四代战斗机研制中采用的交互式电子技术手册、无纸维修车间、综合维修信息系统以及在军用装备后勤补给中采用的全资可视化系统等。21世纪,这些技术和策略将会在新一代装备中得到广泛应用。

(3)仿真化

仿真化是RMS技术的深入发展。建模仿真与虚拟现实技术在综合保障领域的应用具有广阔的前景。它不仅可用于可靠性维修性保障性(RMS)的指标论证、方案权衡、分析与设计,还可用于RMS的试验验证与评价。目前,美国空军联合工业界已开发出大量RMS仿真软件,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。这些软件工具可用于从RMS指标论证、RMS方案权衡以及RMS与技术性能和LCC的权衡研究,设计、分析直到RMS试验验证与评价乃至RMS设计人员和维修人员培训等RMS工程领域的各个方面,对于帮助设计师和RMS工程师提高设计与分析精度、缩短产品研制周期,减少武器装备寿命周期费用,提高战备完好性,解决专家流动、减少维修人力需求,以及采用计算机辅助培训,提高培训质量都有着极其重要的作用。21世纪,仿真和虚拟现实技术将继续成为推动综合保障工程发展的重要技术。

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