軍用工程機械轉型發(fā)展探討

江健 劉海波 李理

總裝工兵軍代局駐貴陽地區(qū)軍代室

現(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息化戰(zhàn)爭，信息化戰(zhàn)爭以信息化武器裝備為物質基礎，加快推進我軍裝備的信息化建設勢在必行。世界戰(zhàn)爭史反復證明：軍事技術是影響戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)展變化的決定因素之一。當今時代，新技術、新理論層出不窮，戰(zhàn)爭形態(tài)正悄無聲息的由信息化戰(zhàn)爭向“無人”、“無聲”、“無形”的“三無戰(zhàn)爭”演變，前瞻性探討未來戰(zhàn)爭形態(tài)對武器裝備的新要求，對于我軍與時俱進的轉型發(fā)展具有指導意義。本文以軍用工程機械為研究對象，分析了我軍軍用工程機械轉型發(fā)展的現(xiàn)實需求，探討了其轉型發(fā)展的路線。

一、軍用工程機械轉型發(fā)展需求

隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的演進和軍事高技術的發(fā)展，各國軍隊都在謀求軍兵種裝備的轉型發(fā)展。美軍正積極開展“以能力為基礎”的、著眼于戰(zhàn)勝“任何對手”的全面改革，美軍工程兵從工程保障理論、編制與裝備等方面進行了全面轉型以提升戰(zhàn)斗力，我軍工程兵部隊必須正視這一挑戰(zhàn)；隨著我軍新軍事變革的展開，我軍陸軍正加快轉變戰(zhàn)斗力生成模式，實現(xiàn)由適應機械化條件戰(zhàn)爭轉變?yōu)檫m應信息化條件戰(zhàn)爭，我軍工程兵部隊迎來了一個發(fā)展的重要機遇期；工程兵部隊作為遂行非戰(zhàn)爭軍事行動的主體之一，在遂行非戰(zhàn)爭軍事行動任務中責無旁貸、使命光榮。工程兵部隊的轉型發(fā)展迫在眉睫。工程兵裝備轉型發(fā)展是工程兵部隊轉型發(fā)展的物質基礎，軍用工程機械轉型發(fā)展是工程兵裝備轉型發(fā)展的重要方面。圖1顯示了軍用工程機械轉型發(fā)展的需求遞進關系。

圖1 軍用工程機械轉型發(fā)展需求遞進關系

1. 美國陸軍工程兵轉型帶來的挑戰(zhàn)

美軍工程兵為適應美軍未來部隊的建設和規(guī)劃，正逐步建立具有快速反應、易于部署、機動靈活、高效多能和持續(xù)保障等能力的遠征工程兵部隊體系。在該體系中，裝備建設是根本，軍用工程機械是發(fā)展重點，圖2是對近40年來美軍工程機械發(fā)展的總結。

20世紀70年代末，美軍裝備SEE小型挖土機，該機型是便于戰(zhàn)場維修的多用途小型陣地挖掘機；1986年部署M9裝甲戰(zhàn)斗推土機（ACE），該機主要承擔一體化戰(zhàn)場支援輕型、中型或重型部隊執(zhí)行機動、反機動和生存性保障等任務；1997年開始裝備易部署萬能軍用推土機（DEUCE），該裝備屬于工程兵數(shù)字化裝備，配備了用于飛機低速空投的全套裝備、先進的通信系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)；進入21世紀，美軍先后裝備了過渡型高機動工兵挖掘機（IHMEE）和高機動性工程挖掘機（JCB HMEE）以提高其工程機械的機動能力。以上裝備發(fā)展可以看出美軍工程機械正向多功能、高機動、信息化方向發(fā)展，這與其未來遠征工程兵部隊體系相適應。伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍工程兵部隊是“陸戰(zhàn)先鋒”的重要組成部分，以其特有的軍用工程機械為美軍搶修道路、修筑陣地，保障了地面部隊的快速機動，出色完成了這場戰(zhàn)爭的戰(zhàn)前保障和伴隨保障。鑒于美軍工程機械的迅速發(fā)展和在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的出色表現(xiàn)，我們必須積極應對這一挑戰(zhàn)，加快我軍軍用工程機械的轉型發(fā)展。

2. 我軍陸軍建設轉型帶來的機遇

胡主席提出我軍要提高以“打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭能力”為核心的完成多樣化軍事任務能力，根本就在于提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。工程兵部隊必須抓住這一重要機遇，將工程兵部隊的轉型發(fā)展納入陸軍建設轉型的統(tǒng)一規(guī)劃中。軍用工程機械作為我軍工程兵部隊的重要裝備之一，轉型發(fā)展主要從以下四方面展開：

一是注重保障與作戰(zhàn)一體化。要著眼未來作戰(zhàn)保障的需要，提升軍用工程機械的保障效能和作戰(zhàn)效能，例如發(fā)展具備工程保障能力、作戰(zhàn)能力和防護能力的戰(zhàn)斗工程車，形成戰(zhàn)斗工兵裝備體系。

二是加快推進現(xiàn)有裝備信息化改造。信息化改造升級是在現(xiàn)有裝備條件下，迅速提升裝備信息化程度、提高作戰(zhàn)效能的有效途徑。對于軍用工程機械裝備的信息化改造，主要是在嵌入式控制、傳感器技術、機電液控制技術、總線傳輸技術等方面進行改造升級。

三是合理推進裝備智能化發(fā)展。戰(zhàn)場環(huán)境復雜多變，很多工程保障任務的難度和強度超出戰(zhàn)士所能承受的范圍，更多工程保障工作將由計算機來完成。因此，研究具有人工智能特點的軍用工程機械是必要的。智能化工程機械不需要現(xiàn)場操作人員參與，通過安裝各種復雜的傳感器來獲取環(huán)境信息，具有自我感知、自我決策、自動控制功能。

四是加強高機動性。高機動性軍用工程機械，在快速完成工程保障任務、提高戰(zhàn)略轉移能力和自身生存能力等方面具有顯著優(yōu)勢。

目前，我軍軍用工程機械在保障作戰(zhàn)一體化、信息化改造和提高機動能力等方面已取得了一些成果。例如，某研究所開展的戰(zhàn)斗工兵裝備研究，意義重大；我軍裝備的某型高速多用工程車，擁有時速超過90公里的高機動性，完成了信息化改造升級，在作戰(zhàn)保障一體化、信息化方面走在了軍用工程機械轉型發(fā)展的前列，受到部隊好評。

圖2 美軍工程機械裝備發(fā)展情況

圖3 軍用工程機械智能化發(fā)展技術路線圖

3. 非戰(zhàn)爭軍事行動的使命

非戰(zhàn)爭軍事行動是和平年代國家軍事力量運用的重要方式，我軍非戰(zhàn)爭軍事行動力量體系由5方面組成：一是由全軍工程兵部隊組成抗洪搶險應急部隊；二是由有關軍區(qū)工程兵部隊和武警醫(yī)療專業(yè)力量組成地震災害緊急救援隊；三是由有關軍區(qū)、軍兵種防化部隊和總后軍事醫(yī)學科學院救援力量組成核生化應急救援隊；四是由工程兵部隊和第二炮兵工程部隊組成交通應急搶險隊；五是由工程兵、運輸和醫(yī)療專業(yè)力量組成國際維和部隊。可見，工程兵部隊在國家非戰(zhàn)爭軍事行動中處于核心地位，加強和完善我軍工程兵裝備體系建設，是加強非戰(zhàn)爭軍事行動能力建設的關鍵要素之一。在工程兵裝備體系中，軍用工程機械是遂行非戰(zhàn)爭軍事行動任務的主要裝備，軍用工程機械適應非戰(zhàn)爭軍事行動任務的需要，轉型發(fā)展勢在必行。

二、軍用工程機械轉型發(fā)展路線探討

現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)由機械化戰(zhàn)爭逐步發(fā)展為信息化戰(zhàn)爭，未來戰(zhàn)爭趨向于朝著“無人”、“無聲”、“無形”的“三無戰(zhàn)爭”演變。裝備建設中要不斷應用高新技術推動轉型，適應戰(zhàn)爭形態(tài)的演變。圖3為軍用工程機械智能化發(fā)展技術路線圖。

（1）軍用工程機械自動化階段

在陸軍兵種裝備中，軍用工程機械裝備在機械化建設方面處于領先地位，這是與其任務屬性相對應的。軍用工程機械的發(fā)展水平，不僅看其是否實現(xiàn)了機械化，更要關注其自動化程度。傳統(tǒng)軍用工程機械由戰(zhàn)士來駕駛操縱，對復雜作業(yè)任務靠人工經(jīng)驗來把握，難以保證作業(yè)質量；重復動作較多，勞動強度較大；機械故障難以診斷，裝備可靠性不高。為解決這些問題，必須采用自動控制，實現(xiàn)工程機械自動化。

在工程機械領域，自動化水平主要體現(xiàn)為機電液一體化水平。工程機械機電液一體化主要開展兩方面研究：一是以簡化駕駛員操作，提高車輛的動力性、經(jīng)濟性以及作業(yè)效率等為目的的機械、電子、液壓融合技術，如挖掘機實現(xiàn)復合動作的系統(tǒng)、自動換擋系統(tǒng)、工程車自動卸料功能等；二是以提高作業(yè)質量為目的的機電液一體化控制技術，如平地機自動找平系統(tǒng)。

目前，我軍工程機械裝備廣泛應用電液比例控制技術，該技術為軍用工程機械自動控制提供了可靠途徑。另外，鑒于聲音和光信息在戰(zhàn)場環(huán)境中的地位，可在自動控制系統(tǒng)中加入更多傳感量，發(fā)展機電聲光液一體化，將軍用工程機械自動化推向更高水平。

（2）軍用工程機械信息化階段

目前，我軍工程機械裝備已基本實現(xiàn)機電一體化，正積極推進信息化建設。信息化建設沿著兩個方向發(fā)展：一個是對機械化裝備進行信息化改造升級。把計算機技術和信息技術以模塊形式嵌入機械化裝備之中，使機械化裝備具備類似于人的“眼睛、神經(jīng)和大腦”的功能，從而使其綜合作戰(zhàn)效能倍增，滿足信息戰(zhàn)爭作戰(zhàn)的需要；另一個方向是研制新的信息化武器裝備，如軍事智能機器人等。對現(xiàn)有工程機械裝備進行信息化改造升級是一條低成本、快速有效的途徑。軍用工程機械信息化改造是以嵌入式控制技術為基礎，應用計算機技術、傳感器技術、機電液控制技術等，通過安裝在各個關鍵部位的傳感器實現(xiàn)：

①實時監(jiān)控整機參數(shù)，即使掌握機械的運行狀態(tài)和故障參數(shù)；

②對單機主要功能閉環(huán)控制，快速、精確、自動控制；

③對多個部件和系統(tǒng)聯(lián)合控制，采用CAN總線技術，及時準確傳遞各系統(tǒng)控制信息和參數(shù)；

④配置遠程無線通信和衛(wèi)星定位裝置，實現(xiàn)遠程管理和監(jiān)控。

國際工程機械行業(yè)中，約翰?迪爾、卡特彼勒等企業(yè)實現(xiàn)了在工程機械上利用GPS控制器采集遠程維護所需的信號上傳到服務器，通過Internet查看機器狀態(tài)、歷史工作記錄等。我軍工程機械裝備的信息化改造升級起步較晚、發(fā)展較快，文獻系統(tǒng)建立了“工程裝備保障信息化”的理論體系，對于我軍工程裝備信息化建設具有指導意義。我軍在列裝的工程機械裝備中，已成功應用無線通信、北斗衛(wèi)星定位等技術，實現(xiàn)了對裝備位置信息的實時動態(tài)監(jiān)控。但距離“全維可視、全程可控、全壽命可查”的信息化管理還有一定差距，需進一步提高信息化改造升級的水平。

3.軍用工程機械智能化階段

智能化是信息化發(fā)展的必然趨勢。未來“三無”特點的戰(zhàn)爭形態(tài)，必然催生智能化武器裝備，智能化武器裝備具有人工智能特點，通常由信息采集與處理系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)和任務執(zhí)行系統(tǒng)等組成?，F(xiàn)役的軍用工程機械裝備在智能化方面很少涉及，但人工智能、無人駕駛等相關科學技術在科學研究領域非常熱門，如國防科技大學開展的機器人化智能車輛研究，無人駕駛技術創(chuàng)新團隊自主研發(fā)的無人車等。

在軍用工程機械智能化應用方面，并未取得實質性成果。但國際工程機械領域在單機上的很多成果已經(jīng)超出了工程機械機電液一體化的水平，為未來工程機械智能化發(fā)展奠定了良好基礎。美國Trimble公司結合高精度GPS技術、激光、全站儀、超聲波及多傳感器技術，通過軟件設計，在系統(tǒng)的虛擬儀表中提供施工工地的三維圖形、機器的三維坐標信息。美國Prolec公司開發(fā)的挖掘機輔助挖掘系統(tǒng)，可實時顯示工作裝置軌跡，只需輸入要完成的工作面形狀，即可提示操作者精細作業(yè)。韓國斗山公司的主從式挖掘機，可通過操作者手指、手腕、大臂分別對應控制鏟斗、斗桿與動臂，通過小臂的左右偏轉來控制挖掘機的回轉。這些應用成果對于智能化工程機械信息采集與處理、輔助決策等系統(tǒng)的研究具有參考價值。可以預見，未來的軍用工程機械將充分應用人工智能、無人駕駛等前沿科技成果，融合工程機械行業(yè)成果，演變成具備獨立工程保障能力的智能化軍用工程機械。

三、結束語

通過以上探討，我軍軍用工程機械轉型發(fā)展思路應該以未來戰(zhàn)爭需求為牽引，以履行好新時期歷史使命為目的，借鑒美軍工程機械發(fā)展經(jīng)驗，充分利用好民用工程機械的資源優(yōu)勢，走中國特色軍民融合式發(fā)展道路；加快完成信息化改造升級，在裝備信息化建設中，軟硬兼顧，前瞻性應用人工智能技術，提高裝備智能化程度，適應未來戰(zhàn)爭形態(tài)的裝備發(fā)展要求。