专栏名称: 保障前沿

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智能保障---美空军保障创新成果

保障前沿 · 公众号 · · 2019-12-01 07:00

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河北译普赛斯信息技术咨询有限公司

信息来源：译普赛斯技术咨询团队编译

【赛斯导读】

美

空军快速保障办公室着力引进新的维修保养技术，以节省时间和资金。在成立后的一年里，该办公室取得了丰硕的成果。

美空军快速保障办公室于2018年7月成立。按照最初规定，该办公室将在2020年10月交出最终答卷，而现在时间已经过半。自成立以来，该办公室一直致力于向空军保养、保障和维修领域快速注入新技术，而这也正是该办公室的创建者美空军采办主管（负责采办、技术与后勤的助理部长）威廉·罗珀所期望的。

罗珀在空军协会于9月举办的2019年航空航天与网络会议上称，“不管多快的发展速度，肯定都赶不上我的期望值，但是他们推进技术项目的速度的确很快，给我留下了深刻的印象，而现在这些技术的效果已经开始显现”。

快速保障办公室在成立以来的一年里引进了视情维修、增材制造、冷喷涂、机器人、自动化和虚拟现实等技术。此外，该办公室还与达美航空公司建立了公私合作模式，深入学习该公司成功的预见性维修体系。

快速保障办公室的项目执行官由美空军全寿命周期管理中心主任罗伯特·D·麦克默里中将兼任。据麦克默里称，快速保障办公室并没有设定具体的节省开支的目标。但他也曾在接受《空军杂志》采访的时候表示，“我们正试着在两年的时间里节省大约5亿美元的保障开支”。

快速保障办公室认为，从现有的视情维修、“灵巧制造”和自动化等项目的推进情况来看，目前已经节约或节流的成本大约6800万美元，整个寿命周期内的投资回报率为66%。

2018年，罗珀因为发现美空军在武器系统发展方面存在“重设计研发、轻维护保养”的情况，从而产生了成立快速保障办公室的想法。他认为，既然一个武器系统的总成本中有70%的钱都是花在作战保障方面，那么如果在保障方面探索节省开支的方案，一定会有很大的潜力可挖。基于此，他仿照美空军快速能力办公室和国防部战略能力办公室创造出了快速保障办公室。实际上，在到空军任职以前，罗珀就曾任国防部战略能力办公室的主任。（译注：美国防部战略能力办公室于2012年成立）。

快速保障办公室与这些办公室一样，也是致力于识别新兴技术，展开使用实验，目的就是大幅降低成本，节省时间，或者是提升系统的任务可用率。

快速保障办公室的副项目执行官内森·帕克称，该公室目前现有大约24人，随着项目数量的增加，人手也会有所增加。但是他也说：“该机构的初衷就是一个小团队，职责就是聚焦任务，找到解决问题的方案，然后投入到新的任务中。它从本质上就不是一个编制500人的机构，而且永远不会扩充到如此之大。”

在已经能够看见成效的项目中，“视情维修+”项目是一个典型的成功案例。该项目的意义在于能够根据机尾号对飞机个体进行跟踪，并从整个机队的角度把握飞机是如何使用的，各部件通常在什么时候出现故障，以及何时需要对各个子系统进行维修保养。

罗珀举了一个C-5M“超级银河”运输机维修保养作业中“通过40个算法来节省开支”的例子，以此来说明“视情维修+”这个办法在“减少飞机因零部件故障而停飞维修的时间”方面所发挥的显著作用。如果故障维修地及附近没有所需的零部件，那么飞机和机组人员可能要等候多日。

在一个案例中，维修人员曾因传感器数据指示的虚警信息而更换了本不需要更换的C-5M型机制冷系统的多个封门。实际上，他们只需要花费1400美元更换故障传感器即可，完全不需要花费25万美元的经费更换封门。同样的，安装在B-1型轰炸机尾部的传感器所生成的数据可用于预测“何时软油箱可能会失衡”，这就像“汽车上的油量变化指示灯一样”。这就意味着，我们可以提前采取措施。

罗珀说，“换句话说，这些预言性算法对未来的关注点并不仅仅是银行里的钱，更重要的是提升作战部队的战备能力”。

他还说，空中机动司令部司令玛丽安娜·米勒上将对“视情维修+”项目是如此之青睐，以至于她每周五都会穿一件印有“我爱视情维修+”（I Love CBM+）的T恤衫。目前，空中机动司令部正在向整个空中机动机队推广应用，“这样他们就可以像一个航空公司那样来管理机队”。

麦克默里称，KC-135型加油机也在使用“视情维修+”方法，另有10种飞机平台在使用类似的分析方法。

罗珀称，战斗机机队也将使用该方法，首先从F-16型机开始。

麦克默里对达美航空公司的维修项目深有感触，他认为美空军正在复制达美的成功经验，他说，“此前，达美航空公司一年内因飞机维修而取消航班的天数为255天，但推行视情维修方法后一年内没有出现因维修而取消航班的天数为300天”。

在空军“视情维修+"项目中，达美航空公司及其伙伴佐治亚理工学院给以大力支持和帮助。罗珀说：“他们热情地施以援手，向我们展示了如何管理他们的机队，给我们提供了他们的工具和算法，并就如何变‘好’向我们提供宝贵的反馈意见，这一点我们已经实现。此外，他们还告诉我们从‘好’变得‘更好’需要面临的困难挑战。”麦克默里还说，达美-佐治亚理工团队正在与堪萨斯州的威奇塔州立大学及空客公司合作研发更多的预见性算法。

麦克默里指出，并非所有项目都会节省资金，但这并不意味着没有投资回报。他问道：“问题是，你如何看待回报？如果能够减少3周的停飞时间，你又会作何评价？”他接着说：“那么···如果我花4000美元制造了一个常规成本达16万美元的零部件，好了，这样我就能够很好地理解我到底省下多钱了。”

然而，帕克称，成立快速保障办公室的最初想法就是要能够赚出自身的运营经费。“所以，但凡是我们投入了资金的项目，我们都要看它是否能省钱。除了提升战备能力外，还要看这种技术有没有潜力将成本降下来。”

麦克默里说，“这就是罗珀所期望的，也就是说快速保障办公室应当推出那些能够省出自身开支的项目”。事实也是如此。

罗珀称，快速保障办公室还推出了其它一些项目，包括增材制造（也称为3D打印）和使用激光机器臂清除涂层的技术项目。他认为引入增材制造技术是无需思考即可决断的事情。

一、3D打印

通过增材制造技术，能够以可接受的成本制造出已经停产几十年的零部件。具体操作过程中可使用激光设备量取零部件尺寸，当然这方面也有改进潜力，然后使用3D打印设备以多层堆积的方式“打印”成型。这样就省去了招标程序，也无需设计、研发、测试和认证这一整套环节，而且在只需要一两个零部件的情况下，可以不受商家要求的最少定购几十套或几百套的订单限制。

麦克默里称，当C-17型机需要通风管时，就可以通过增材制造技术实现。他补充说，“这样我们就无需等待，通常这种零部件并不属于常备部件”。目前，增材制造技术的应用范围还仅限于非飞行相关重要部件，但是一个发言人称，大约三年以后会展开3D打印飞行相关重要部件（要求能够承受各种动态应力）的实验活动。

快速保障办公室称，空军全寿命管理中心目前已批准可用于C-130和C-5M型运输机的3D打印零部件已达153个，包括金属材质和聚合物材质的零部件，并且应用了“零部件跟踪工具”，用来监控其运行状况，部件的成本，以及从长远看成本和节省的资金有多少。

二、用于清除飞机涂层的激光机器臂

安装在犹他州希尔空军基地的激光机器臂在使用激光清除涂层时，可精确设定清除深度，工期仅需几天，而不是几周。在此前使用的传统喷砂工艺中，对一架F-16型机进行涂层清除作业会生成大约1吨的有毒有害物质，工作人员需要穿着专业的防护服，以防六价铬中毒。新设备首先通过灼烧清除大部分有害废料，然后以真空吸尘方式吸除未烧尽的有害物质，最后残留的有害废料大约只有113克（4盎司）。整个过程中，操作员一直坐在车间附近的某个操作室内，无需穿戴防护服或防护面具。

麦克默里说：“目前的困难是，要想推广应用就需要投入更多的资金，而且可能还需要‘军事建造经费’。”罗珀称，该技术将推广应用至每个维修站和航空航天维修保养与再生大队（该大队负责管理亚利桑那州戴维斯·芒森空军基地的飞机“坟场”）。

三 、冷喷涂

冷喷涂是另一种新技术，即喷涂时通过计算机精确控制金属在受损部位的电沉积过程。新喷涂的金属在速度和温度受控的环境下能够永久性地与底层金属融为一体，从而使受损部件恢复如初。

麦克默里称，当变速箱的某个部位受损时，无需更换整个变速箱，可直接对受损部位进行修复。以F-16型机为例，一个新的变速箱可能需要18万美元，但是使用冷喷涂技术就可以对受损部位进行单独修复，成本大约4000美元。“这样看，我们省大发了”。

四、推广应用

罗珀称，在确定某个项目符合投资回报率要求后，下一步就是推广应用阶段，“先在整个机队推广，然后扩展至整个任务领域”。他说，“最大阻碍因素是许多后勤数据都在纸上”。

罗珀非常期待将后勤数据转移到一个数字云上，从而可以应用分析工具和机器学习技术，从而节省更多的资金。他说：“想想数据分析能够做的事儿，这是多么吸引人的事儿，它可以给我们提供审视机队的新视角，使我们能够看到以前看不到的地方。”

快速保障办公室的目标是发展以下具体能力：

一是与飞机、保障设备和测试设备的老化过程做斗争。

二是通过虚拟现实和增强现实技术加快训练速度。

三是充分利用分析决策工具和未开发的数据。

四是在飞机、弹药和装备进入大修和全面检查之前更好地掌握和预测其运行状况。

五是快速完成低可探测性维修，从而提升飞机的可用性和任务能力率。

六是部署快速建造的维修设施，用于简陋阵地的维修作业。这是美空军的战略组成部分，旨在使势均力敌的对手一直猜测美空军在危机冲突中会将装备部署到哪里。快速建造的维修设施可提供干冷的环境，这对修复低可探测性涂层至关重要。如果是在炎热环境下实施，则需更长的时间。

七是支持跨多个作战领域的通用作战图像，以确保后勤保障活动的全局性。

智能保障---美空军保障创新成果

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