军事维护和修理：远程或短程前景？
保持军队的高战备状态是一项任务，包括维护专家，他们目前可以使用各种技术，从状态监测系统到具有虚拟现实功能的维修手册。
对于现代指挥官来说，首要任务之一是确保其部队的武器和装备随时可以使用。 缺乏足够的（读取：全时）数量可能意味着火力的降低或在正确的时间和精确时间集中正确尺寸的弹头的能力。 保持高度战备状态对于参加远征作战的部队尤其重要。 在这里，指挥官非常受海上或空中交付的力量和手段的限制，他必须保持所有系统处于良好状态，不仅能够进行作业，而且还要保持足够的潜力，直到补充储备。 在维护和维修期间，远征部队面临着传统后方车间不会遇到的独特问题，因为大多数工作应该按照“自给自足”的原则进行。 毫无疑问，系统变得越来越复杂，它们的维修和维护变得越来越复杂，但与此同时，技术似乎简化了这项工作，并使其能够在较低的组织层面上更快地完成。
过去，维护是根据基于特定时间段的时间表进行的，例如，每年或在达到一定数量的公里或小时之后。 此例行维护通常不能反映实际折旧或需求。 另一方面，只有当故障真的发生并且有问题时才进行维修。 在操作过程中可能发生故障，在维修完成之前将指挥官的失效部件剥夺。 由于对机器，飞机或其他子系统的各种部件的使用和状况的数据的连续收集，存储和编目，集成状态监视系统（ISMS）允许预测性维护和修复。
然后由机载计算机分析该数据库或由技术专家下载该数据库，并与统计数据的大型数据库进行比较，以确定该组件可能的故障。
IMSC制造商North Atlantic Industries的副总裁表示，“在确定可能的崩溃和故障后，可以采取适当的纠正措施。 我们提供的解决方案使维护人员能够根据组件本身或其部件的实际特性和状况更好地预测服务，而不是等待组件发生故障。 IMSC可以集成到各种平台中，但它们在飞机和车辆中的使用尤其具有吸引力。 它们可以让您获得新的机会，包括提高维护和维修的效率，同时显着减少停机时间。
Bell和Boeing的代表在描述集成在下一代V-280 Valor倾转旋翼机中的IMSC时，证明了连续监测子系统参数和状态的实用价值。 V-280倾转旋翼机系统不仅可以检测到损坏的节点，而且即使在飞行过程中也可以自动向地面服务团队报告。 有了这些信息，地面工作人员可以获得所需的一切，并在返回机器后立即进行维修。 随着无线数字数据网络和集成消息传递的出现，几乎任何系统都可以构建相同的功能。 可预测的维修可以提前预防和纠正问题。
组合ISMS和本地数据处理时，您可以获得内置的板载诊断功能。 机载诊断为机组人员提供可能的故障或故障的初步指示，也是技术人员进行更深入分析的基础。 这些系统持续监控并在某些情况下记录 历史 主要平台的各个关键组件的工作。 因此，它们允许您提前检测问题并在发生更严重的事情之前修复它们。 奥什科什国防部的指挥区系统包括车载诊断，作为更广泛的平台集成数字网络的一部分。 命令区不仅可以执行自我诊断，还可以定期或必要时向外部监控设备报告其状态。 因此，系统的可用性很大程度上取决于能够评估和规划预防性维护的技术人员的知识。 结果是纯粹的“条件服务”，它可以导致预防性维护，提高系统对所提议操作的准备程度。
从最大程度提高系统可用性是维护和维修工作的主要目标这一事实出发，可以直接得出这样的结论：理想情况下，返回系统（特别是关键战斗系统）所需的时间和精力应最小。 此处的一个好的解决方案是快速更换块的概念。 据她介绍，所设计系统的组件应易于使用，易于拆卸和更换。 快速更换的组件随后进行了维修，最前沿的技术人员将注意力集中在整个系统的快速恢复上。 最初采用 航空，这种做法已普遍推广到陆地和海洋系统。 Denel Vehicle Systems的代表解释说：“最大程度地提高可用性是我们作战车辆项目的主要目标。 例如，RG35装甲车以最少的操作次数实现了子系统的快速更换。” 只需松开四个螺栓即可更换悬架，甚至还可以在不到15分钟的时间内卸下和更换仪表板。 快速换挡方法在修复战斗损失方面同样有用，因为它允许在前线进行维修，否则将不切实际或需要将车辆撤至后方。
拥有必要的维修部件非常重要。 部署的部队只能携带有限数量的备件，因此如果没有所需的部件，则无法进行维修。 在过去几年中，3D印刷技术得到了彻底的研究。 它允许您即使在现场也可以制作特定的部件。 美国海军陆战队系统开发部门的一个项目负责人解释说，“ZD技术，也称为自适应技术，允许您在必要时打印一个部件。 这些技术和流程实质上将数字文件转换为物理对象。 可以通过扫描现有对象或使用自动设计系统来创建数字文件。 程序向ZD打印机发送指令，打印机打印物体，添加材料层直到获得成品。“
在2014年，美国海军开始在船上使用ZD打印来复制必要的部件。 从那时起，海军陆战队和美国空军开始将这些能力整合到他们的服务和后勤结构中。 美国和印度的军队也开始实施将直接数字生产纳入其供应系统的计划。 这里的主要优点是可以更快地向用户交付零件，从而减少等待维修时的停机时间。 另外，可以将从远程制作再现部件所需的数字数据传送到用户的位置，这也加快了修理过程。 该方法也适用于生产不再制造的废旧设备的零件，并且难以获得备件。
使用3D打印对远征军特别有吸引力。 使用现场ZD打印可以消除运输备件库存和降低成本的需要，并有助于提高部队的效率和战备状态。 由于一些物资可以在现场发明，这将使武装部队更具创新性。 此外，ZD印刷需要更便宜的原材料，而不是成品。
美国ILC已经展示了3 X-FAB可部署打印系统。 它包括带有CAD软件的计算机; 3D打印数字图纸库; 手动3D扫描仪; 不间断电源; 宽屏3D余弦打印机; 3D打印机LulzBot TAZ; 和Markforged桌面复合打印机; 所有这些都属于挤出机类。 虽然该综合体目前只能用塑料制造零件，但计划中包括用金属粉末打印零件的打印机。 由X-FAB复合体制造的零件只需几个小时即可使用，而不像通过备件订购系统接收它们，这可能需要数天或数周。
与IMSC和实时故障报告系统结合使用时，3D打印变得更具吸引力。 现场生产零件的能力减少了对可能无法获得必要零件的担忧。
自给自足的需求不仅限于细节。 许多类别的军事装备，包括车辆，航空和火炮，需要各种液体或特殊气体来操作其子系统，例如，悬架控制，回滚机构，灭火系统，日光学系统，夜视系统甚至轮胎。 它们可以被供应商运送到永久部署的地方，直接称为“到门口”。 在部署期间或在野外营地中，技术人员应该使用这些物质，其中许多物质在储存和运输过程中是有害和危险的，特别是在作战区域。 在必要时尽可能接近消费者获得这些物质的可能性允许在很大程度上消除这些危险并同时保证产品的可用性。
一种这样的物质是压缩氮气。 用于夜视系统、悬挂系统、直升机机架、各种控制系统、油箱和轮胎。 无人驾驶飞机 和飞机。 沉重的压缩氮气瓶很难处理，如果损坏会造成危险。 “海军陆战队率先部署了现场部署的氮气发生器，”South-Tek Systems 的 Scott Bodman 说。 “它已将我们紧凑的独立 N2 Gen 低压氮气装置集成到其在伊拉克和阿富汗的光电系统中。 这些现场车间包括维护和修理瞄准具和夜视设备所需的一切。 N2 Gen 从空气中产生氮气，使用便携式电源运行，随时随地为消费者提供氮气，无需外部供应商。 这些系统使步兵能够快速修理并将瞄准具和夜视仪返还给士兵。 先进活性吊舱的使用越来越多，氮气在军事应用中的使用越来越多，这促使 South-Tek 还开发了一种完全可部署的高压氮气系统，命名为 N2 Gen HPC-1D。 该系统通过公共电网或发电机运行，既可以在军事基地也可以在野外运行。 该系统为 Stryker 和 AMV 等战车、JLTV 等配备先进悬架的最新战术卡车、包括 M155 777 毫米榴弹炮在内的火炮以及飞机和直升机生产氮气。
通常，在现场装载灭火系统时没有给予应有的注意。 例如，这包括用于军用和战术车辆的自动灭火系统的灭火舱，飞机和直升机，以及手持式灭火器。 为了在现场获得这些能力，美国陆军开发了FSRS（灭火补充系统）加油系统。 整个系统位于一个耐用的容器中，可以安装在飞机或船上，并放置在拖车上，以便通过陆地运输。 美国陆军装甲和机动车部的发言人指出，“平台上的灭火系统故障意味着该平台无法操作。 FSRS确保一线技术人员可以毫不拖延地修复系统并将其重新投入使用。 第一批FSRS系统将在2019中部署在美国陆军。
军事系统复杂性的增加增加了其维护和修理的复杂性。 这一点，再加上需要在最低层面开展这些行动，甚至更先进到资源更加有限的前沿，这给技术人员带来了巨大的问题。 主要问题是如何为这些专家提供执行必要基本任务的能力，以便将飞机，车辆，武器系统和其他财产返回服务。 提出的解决方案之一是使用“虚拟现实”的能力。 Krauss-Maffei Wegmann越来越多地使用模拟培训，将这项技术扩展为专业技术人员。 培训和建模部门的负责人将该系统描述如下：“它就像一个虚拟现实元素的视频游戏，其中显示头盔的所有者不仅看到机器（或其他系统）的ZD图像，而且还在修复过程中逐步执行。 它可以是学习或熟悉过程的纯粹虚拟风格，也可以是真实平台上的叠加。 在第二种情况下，修理工将在维修或维护过程中经历每一个必要的步骤。“
增强现实技术的使用使专家能够更有信心地处理任何数量的任务，即使他以前从未做过。 它还可以保证流程的正确执行，从而消除可能使其面临风险的错误。 这比使用印刷甚至视频教程更有效，因为用户实际上已经沉浸在这个过程中。 该系统还允许主管实时远程监控专家的行为，指出错误并提供建议。 在训练中使用增强现实技术允许位于最前沿或部署在远征操作中的修理单元的人员执行更广泛的维护和修理任务，而无需针对该特定任务进行强制性人员培训。 结果，修理的可能性增加，否则，如果这些技术不可用，则应该因维修现场缺乏经验而推迟。 结合使用ISMS，车载诊断工具和快速更换装置的概念，可以更快地（由于组织水平较低）使设备和武器重新投入运行。
这些技术的出现有可能彻底改变维护和维修以及操作过程。 这些技术提供的新的和独特的附加功能将对这些操作的执行方式和级别产生重大影响。 这些技术涉及维修，修理，操作和供应备件的综合过程，将增加远征作战中部署的先进部队的独立性和自给自足。 因此，更快的维修工作，从而更快地将设备或武器返回系统。 此外，这将增加可用于执行操作任务的力量和手段的数量。 这种新的维护和修理方法成为提高战斗能力和战斗力的一个因素，这可以积极地影响胜利和失败的比例。
具有增强现实功能的维护是适用于军事设备的维修和维护过程的实际虚拟现实应用。 例如，士兵可以“看到”Boxer战车内的子系统布局（如图）
对于现代指挥官来说，首要任务之一是确保其部队的武器和装备随时可以使用。 缺乏足够的（读取：全时）数量可能意味着火力的降低或在正确的时间和精确时间集中正确尺寸的弹头的能力。 保持高度战备状态对于参加远征作战的部队尤其重要。 在这里，指挥官非常受海上或空中交付的力量和手段的限制，他必须保持所有系统处于良好状态，不仅能够进行作业，而且还要保持足够的潜力，直到补充储备。 在维护和维修期间，远征部队面临着传统后方车间不会遇到的独特问题，因为大多数工作应该按照“自给自足”的原则进行。 毫无疑问，系统变得越来越复杂，它们的维修和维护变得越来越复杂，但与此同时，技术似乎简化了这项工作，并使其能够在较低的组织层面上更快地完成。
综合健康监测系统
过去，维护是根据基于特定时间段的时间表进行的，例如，每年或在达到一定数量的公里或小时之后。 此例行维护通常不能反映实际折旧或需求。 另一方面，只有当故障真的发生并且有问题时才进行维修。 在操作过程中可能发生故障，在维修完成之前将指挥官的失效部件剥夺。 由于对机器，飞机或其他子系统的各种部件的使用和状况的数据的连续收集，存储和编目，集成状态监视系统（ISMS）允许预测性维护和修复。
然后由机载计算机分析该数据库或由技术专家下载该数据库，并与统计数据的大型数据库进行比较，以确定该组件可能的故障。
IMSC制造商North Atlantic Industries的副总裁表示，“在确定可能的崩溃和故障后，可以采取适当的纠正措施。 我们提供的解决方案使维护人员能够根据组件本身或其部件的实际特性和状况更好地预测服务，而不是等待组件发生故障。 IMSC可以集成到各种平台中，但它们在飞机和车辆中的使用尤其具有吸引力。 它们可以让您获得新的机会，包括提高维护和维修的效率，同时显着减少停机时间。
Bell和Boeing的代表在描述集成在下一代V-280 Valor倾转旋翼机中的IMSC时，证明了连续监测子系统参数和状态的实用价值。 V-280倾转旋翼机系统不仅可以检测到损坏的节点，而且即使在飞行过程中也可以自动向地面服务团队报告。 有了这些信息，地面工作人员可以获得所需的一切，并在返回机器后立即进行维修。 随着无线数字数据网络和集成消息传递的出现，几乎任何系统都可以构建相同的功能。 可预测的维修可以提前预防和纠正问题。
内置车载诊断功能
组合ISMS和本地数据处理时，您可以获得内置的板载诊断功能。 机载诊断为机组人员提供可能的故障或故障的初步指示，也是技术人员进行更深入分析的基础。 这些系统持续监控并在某些情况下记录 历史 主要平台的各个关键组件的工作。 因此，它们允许您提前检测问题并在发生更严重的事情之前修复它们。 奥什科什国防部的指挥区系统包括车载诊断，作为更广泛的平台集成数字网络的一部分。 命令区不仅可以执行自我诊断，还可以定期或必要时向外部监控设备报告其状态。 因此，系统的可用性很大程度上取决于能够评估和规划预防性维护的技术人员的知识。 结果是纯粹的“条件服务”，它可以导致预防性维护，提高系统对所提议操作的准备程度。
快速更换块
从最大程度提高系统可用性是维护和维修工作的主要目标这一事实出发，可以直接得出这样的结论：理想情况下，返回系统（特别是关键战斗系统）所需的时间和精力应最小。 此处的一个好的解决方案是快速更换块的概念。 据她介绍，所设计系统的组件应易于使用，易于拆卸和更换。 快速更换的组件随后进行了维修，最前沿的技术人员将注意力集中在整个系统的快速恢复上。 最初采用 航空，这种做法已普遍推广到陆地和海洋系统。 Denel Vehicle Systems的代表解释说：“最大程度地提高可用性是我们作战车辆项目的主要目标。 例如，RG35装甲车以最少的操作次数实现了子系统的快速更换。” 只需松开四个螺栓即可更换悬架，甚至还可以在不到15分钟的时间内卸下和更换仪表板。 快速换挡方法在修复战斗损失方面同样有用，因为它允许在前线进行维修，否则将不切实际或需要将车辆撤至后方。
N2Gen HPC-1D现场氮气发生器是一个独立系统，可在安装现场为消费者提供高纯度的压缩氮气。 完全部署的系统可以从公共电网或发电机运行，这使得它可以用于驻军或可能无法获得氮气的偏远地区
3Д打印
拥有必要的维修部件非常重要。 部署的部队只能携带有限数量的备件，因此如果没有所需的部件，则无法进行维修。 在过去几年中，3D印刷技术得到了彻底的研究。 它允许您即使在现场也可以制作特定的部件。 美国海军陆战队系统开发部门的一个项目负责人解释说，“ZD技术，也称为自适应技术，允许您在必要时打印一个部件。 这些技术和流程实质上将数字文件转换为物理对象。 可以通过扫描现有对象或使用自动设计系统来创建数字文件。 程序向ZD打印机发送指令，打印机打印物体，添加材料层直到获得成品。“
在2014年，美国海军开始在船上使用ZD打印来复制必要的部件。 从那时起，海军陆战队和美国空军开始将这些能力整合到他们的服务和后勤结构中。 美国和印度的军队也开始实施将直接数字生产纳入其供应系统的计划。 这里的主要优点是可以更快地向用户交付零件，从而减少等待维修时的停机时间。 另外，可以将从远程制作再现部件所需的数字数据传送到用户的位置，这也加快了修理过程。 该方法也适用于生产不再制造的废旧设备的零件，并且难以获得备件。
使用3D打印对远征军特别有吸引力。 使用现场ZD打印可以消除运输备件库存和降低成本的需要，并有助于提高部队的效率和战备状态。 由于一些物资可以在现场发明，这将使武装部队更具创新性。 此外，ZD印刷需要更便宜的原材料，而不是成品。
美国ILC已经展示了3 X-FAB可部署打印系统。 它包括带有CAD软件的计算机; 3D打印数字图纸库; 手动3D扫描仪; 不间断电源; 宽屏3D余弦打印机; 3D打印机LulzBot TAZ; 和Markforged桌面复合打印机; 所有这些都属于挤出机类。 虽然该综合体目前只能用塑料制造零件，但计划中包括用金属粉末打印零件的打印机。 由X-FAB复合体制造的零件只需几个小时即可使用，而不像通过备件订购系统接收它们，这可能需要数天或数周。
与IMSC和实时故障报告系统结合使用时，3D打印变得更具吸引力。 现场生产零件的能力减少了对可能无法获得必要零件的担忧。
消耗品到位
自给自足的需求不仅限于细节。 许多类别的军事装备，包括车辆，航空和火炮，需要各种液体或特殊气体来操作其子系统，例如，悬架控制，回滚机构，灭火系统，日光学系统，夜视系统甚至轮胎。 它们可以被供应商运送到永久部署的地方，直接称为“到门口”。 在部署期间或在野外营地中，技术人员应该使用这些物质，其中许多物质在储存和运输过程中是有害和危险的，特别是在作战区域。 在必要时尽可能接近消费者获得这些物质的可能性允许在很大程度上消除这些危险并同时保证产品的可用性。
一种这样的物质是压缩氮气。 用于夜视系统、悬挂系统、直升机机架、各种控制系统、油箱和轮胎。 无人驾驶飞机 和飞机。 沉重的压缩氮气瓶很难处理，如果损坏会造成危险。 “海军陆战队率先部署了现场部署的氮气发生器，”South-Tek Systems 的 Scott Bodman 说。 “它已将我们紧凑的独立 N2 Gen 低压氮气装置集成到其在伊拉克和阿富汗的光电系统中。 这些现场车间包括维护和修理瞄准具和夜视设备所需的一切。 N2 Gen 从空气中产生氮气，使用便携式电源运行，随时随地为消费者提供氮气，无需外部供应商。 这些系统使步兵能够快速修理并将瞄准具和夜视仪返还给士兵。 先进活性吊舱的使用越来越多，氮气在军事应用中的使用越来越多，这促使 South-Tek 还开发了一种完全可部署的高压氮气系统，命名为 N2 Gen HPC-1D。 该系统通过公共电网或发电机运行，既可以在军事基地也可以在野外运行。 该系统为 Stryker 和 AMV 等战车、JLTV 等配备先进悬架的最新战术卡车、包括 M155 777 毫米榴弹炮在内的火炮以及飞机和直升机生产氮气。
通常，在现场装载灭火系统时没有给予应有的注意。 例如，这包括用于军用和战术车辆的自动灭火系统的灭火舱，飞机和直升机，以及手持式灭火器。 为了在现场获得这些能力，美国陆军开发了FSRS（灭火补充系统）加油系统。 整个系统位于一个耐用的容器中，可以安装在飞机或船上，并放置在拖车上，以便通过陆地运输。 美国陆军装甲和机动车部的发言人指出，“平台上的灭火系统故障意味着该平台无法操作。 FSRS确保一线技术人员可以毫不拖延地修复系统并将其重新投入使用。 第一批FSRS系统将在2019中部署在美国陆军。
海军陆战队已成功展示了3打印军用系统部件的能力。 出于这些目的，她使用了一种名为X-FAB的远征3D打印复合体
使用增强现实工具进行维护和修复
军事系统复杂性的增加增加了其维护和修理的复杂性。 这一点，再加上需要在最低层面开展这些行动，甚至更先进到资源更加有限的前沿，这给技术人员带来了巨大的问题。 主要问题是如何为这些专家提供执行必要基本任务的能力，以便将飞机，车辆，武器系统和其他财产返回服务。 提出的解决方案之一是使用“虚拟现实”的能力。 Krauss-Maffei Wegmann越来越多地使用模拟培训，将这项技术扩展为专业技术人员。 培训和建模部门的负责人将该系统描述如下：“它就像一个虚拟现实元素的视频游戏，其中显示头盔的所有者不仅看到机器（或其他系统）的ZD图像，而且还在修复过程中逐步执行。 它可以是学习或熟悉过程的纯粹虚拟风格，也可以是真实平台上的叠加。 在第二种情况下，修理工将在维修或维护过程中经历每一个必要的步骤。“
增强现实技术的使用使专家能够更有信心地处理任何数量的任务，即使他以前从未做过。 它还可以保证流程的正确执行，从而消除可能使其面临风险的错误。 这比使用印刷甚至视频教程更有效，因为用户实际上已经沉浸在这个过程中。 该系统还允许主管实时远程监控专家的行为，指出错误并提供建议。 在训练中使用增强现实技术允许位于最前沿或部署在远征操作中的修理单元的人员执行更广泛的维护和修理任务，而无需针对该特定任务进行强制性人员培训。 结果，修理的可能性增加，否则，如果这些技术不可用，则应该因维修现场缺乏经验而推迟。 结合使用ISMS，车载诊断工具和快速更换装置的概念，可以更快地（由于组织水平较低）使设备和武器重新投入运行。
维护和维修的未来
这些技术的出现有可能彻底改变维护和维修以及操作过程。 这些技术提供的新的和独特的附加功能将对这些操作的执行方式和级别产生重大影响。 这些技术涉及维修，修理，操作和供应备件的综合过程，将增加远征作战中部署的先进部队的独立性和自给自足。 因此，更快的维修工作，从而更快地将设备或武器返回系统。 此外，这将增加可用于执行操作任务的力量和手段的数量。 这种新的维护和修理方法成为提高战斗能力和战斗力的一个因素，这可以积极地影响胜利和失败的比例。
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