Dla współczesnego dowódcy jednym z pierwszych zadań jest zapewnienie gotowości uzbrojenia i wyposażenia jego pododdziału do pracy w każdej chwili. Brak wystarczającej (czytaj: obsady) liczebności może oznaczać spadek siły ognia lub zdolność do skoncentrowania głowic o odpowiedniej wielkości w precyzyjnym miejscu i czasie. Utrzymanie wysokiej gotowości bojowej jest szczególnie istotne dla wojsk biorących udział w operacjach ekspedycyjnych. Tutaj dowódca jest mocno ograniczony siłami i środkami, które są dostarczane drogą morską lub powietrzną, musi utrzymywać wszystkie systemy w dobrym stanie i być w stanie nie tylko prowadzić operacje, ale także utrzymywać wystarczający potencjał do uzupełnienia zapasów. Podczas przeprowadzania konserwacji i napraw jednostki ekspedycyjne borykają się z wyjątkowymi problemami, z którymi nie mają do czynienia jednostki z tradycyjnymi warsztatami tylnymi, ponieważ większość prac musi być wykonywana na zasadzie „samowystarczalności”. Niewątpliwie systemy stają się coraz bardziej złożone, trudniejsze w naprawie i utrzymaniu, ale pojawiają się technologie, które upraszczają tę pracę i pozwalają wykonywać ją szybciej i na niższym poziomie organizacyjnym.
Zintegrowane systemy monitorowania stanu
W przeszłości konserwacja odbywała się według harmonogramu opartego na określonych okresach czasu, np. corocznie lub po osiągnięciu określonej liczby kilometrów lub godzin. Te zaplanowane konserwacje często nie odzwierciedlały rzeczywistego zużycia lub potrzeb. Z drugiej strony naprawy były dokonywane tylko wtedy, gdy rzeczywiście wystąpiła awaria i coś się zepsuło. Awaria mogła wystąpić podczas operacji, pozbawiając dowódcę uszkodzonego podzespołu do czasu zakończenia naprawy. Zintegrowany System Monitorowania Stanu (ISMS) umożliwia konserwację predykcyjną i naprawy poprzez ciągłe gromadzenie, przechowywanie i katalogowanie danych dotyczących użytkowania i stanu różnych elementów pojazdu, samolotu lub innych podsystemów.
Ta baza danych jest następnie analizowana przez komputery pokładowe lub pobierana przez techników i porównywana z dużą bazą danych statystycznych w celu określenia możliwej awarii podzespołów.
Wiceprezes producenta ISMS North Atlantic Industries powiedział, że „po zidentyfikowaniu prawdopodobnych awarii i awarii można podjąć odpowiednie działania naprawcze. Nasze rozwiązania umożliwiają personelowi konserwacyjnemu lepsze przewidywanie usług w oparciu o rzeczywistą wydajność i stan samego komponentu lub jego części, zamiast czekać na awarię komponentu.” ISMS można osadzać na różnych platformach, ale ich zastosowanie w samolotach i pojazdach jest szczególnie atrakcyjne. Zapewniają nowe możliwości, w tym lepszą wydajność serwisowania i napraw, przy jednoczesnym radykalnym skróceniu przestojów.
Praktyczną wartość ciągłego monitorowania parametrów i stanu podsystemów zademonstrował przedstawiciel firmy Bell and Boeing opisując system ISMS wbudowany w tiltrotor nowej generacji V-280 Valor. System tiltrotora V-280 nie tylko wykrywa uszkodzony węzeł, ale może również automatycznie zgłaszać go zespołowi konserwacyjnemu na ziemi, nawet podczas lotu. Dzięki tym informacjom personel na miejscu może uzyskać wszystko, czego potrzebują, i dokonać napraw, gdy tylko maszyna powróci. Wraz z pojawieniem się cyfrowych sieci bezprzewodowych i zintegrowanego przesyłania wiadomości te same możliwości można wbudować w praktycznie każdy system. Naprawy predykcyjne mogą z wyprzedzeniem zapobiegać problemowi i go korygować.
Wbudowana diagnostyka pokładowa
Łącząc ISMS i lokalne przetwarzanie danych, możesz uzyskać wbudowaną diagnostykę pokładową. Diagnostyka pokładowa zapewnia załodze wstępne wskazanie możliwej awarii lub awarii, a także jest podstawą do głębszej analizy przez technika. Systemy te stale monitorują, aw niektórych przypadkach rejestrują historię wydajności różnych kluczowych komponentów platformy bazowej. W rezultacie pozwalają one proaktywnie wykrywać problemy i naprawiać je, zanim wydarzy się coś poważniejszego. System Command Zone firmy Oshkosh Defense obejmuje diagnostykę pokładową w ramach szerszej, zintegrowanej z platformą sieci cyfrowej. Command Zone może nie tylko przeprowadzać autodiagnostykę, ale również okresowo lub w razie potrzeby raportować swój stan do zewnętrznych urządzeń sterujących. Zatem dostępność systemu w dużej mierze zależy od wiedzy personelu technicznego, który może ocenić i zaplanować konserwację prewencyjną. Rezultatem jest czysto „konserwacja warunkowa”, która może prowadzić do konserwacji prewencyjnej, która zwiększa dostępność systemu do zamierzonego działania.
Bloki szybkiej wymiany
Ponieważ maksymalizacja dostępności systemów jest głównym celem prac konserwacyjnych i naprawczych, bezpośrednio wynika z tego, że czas i wysiłek wymagany do przywrócenia systemu, zwłaszcza krytycznego systemu walki, do eksploatacji, powinien być w idealnym przypadku minimalny. Dobrym rozwiązaniem byłaby tutaj koncepcja bloków szybkiej wymiany. Zgodnie z nią elementy zaprojektowanego systemu powinny być łatwo dostępne, łatwe do demontażu i wymiany. Szybkowymienny element jest naprawiany w późniejszym terminie, a technik pierwszej linii koncentruje się na jak najszybszym przywróceniu całego systemu na właściwe tory. Pierwotnie przyjęta w lotnictwie, praktyka ta została szeroko rozszerzona na systemy lądowe i morskie. Przedstawiciel firmy Denel Vehicle Systems wyjaśnił, że „Optymalizacja pod kątem maksymalnej gotowości operacyjnej jest głównym celem naszych projektów wozów bojowych. Na przykład transporter opancerzony RG35 realizuje szybką wymianę podsystemów przy minimalnej liczbie operacji.” Zawieszenie można wymienić tylko czterema śrubami, a nawet deskę rozdzielczą można zdjąć i wymienić w mniej niż 15 minut. Metoda szybkiej wymiany bloku jest równie przydatna w naprawie uszkodzeń w walce, ponieważ pozwala na naprawy frontu, które w innym przypadku byłyby niepraktyczne lub wymagałyby ewakuacji pojazdu na tyły.
drukowanie 3d
Bardzo ważne jest, aby potrzebna część była dostępna do naprawy. Rozmieszczone oddziały mogą zabrać ze sobą tylko ograniczoną liczbę części, więc jeśli wymagany komponent nie jest pod ręką, nie można dokonywać napraw. W ciągu ostatnich kilku lat technologia druku 3D została gruntownie przebadana. co pozwala na wykonanie określonej części na miejscu nawet w terenie. Kierownik projektu w Urzędzie ds. Rozwoju Systemów Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych wyjaśnił, że „technologia ZD, zwana również adaptacyjną, umożliwia drukowanie jednej części w razie potrzeby. Te technologie i procesy zasadniczo przekształcają pliki cyfrowe w obiekty fizyczne. Plik cyfrowy można utworzyć, skanując istniejący obiekt lub korzystając z systemu komputerowego wspomagania projektowania. Program wysyła instrukcje do drukarki 3D, która drukuje obiekt, dokładając kolejne warstwy materiału aż do uzyskania gotowego produktu.”
Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zaczęła używać druku 3D na swoich statkach w 2014 roku do replikowania wymaganych części. Od tego czasu Marines i Siły Powietrzne USA zaczęły integrować te zdolności ze swoimi strukturami usługowymi i logistycznymi. Siły zbrojne USA i Indii rozpoczęły również programy integracji cyfrowej produkcji bezpośredniej ze swoimi łańcuchami dostaw. Główną zaletą jest możliwość szybszego dostarczenia części do użytkownika, co skutkuje krótszymi przestojami podczas oczekiwania na naprawę. Dodatkowo istnieje możliwość przeniesienia danych cyfrowych potrzebnych do odtworzenia części ze zdalnej produkcji na stanowisko użytkownika, co również przyspiesza proces naprawy. Ta metoda jest również odpowiednia do produkcji części do przestarzałych urządzeń, które nie są już produkowane i dla których części są trudne do zdobycia.
Wykorzystanie druku 3D jest szczególnie atrakcyjne dla sił ekspedycyjnych. Korzystanie z druku ZD na miejscu może wyeliminować potrzebę transportu zapasów części zamiennych i obniżyć koszty, a także przyczynić się do poprawy wydajności i gotowości bojowej wojsk. Ponieważ część dostaw można wynaleźć w terenie, uczyni to wojsko bardziej innowacyjnym. Ponadto druk ZD wymaga tańszych surowców niż gotowych produktów.
USMC już zademonstrowało możliwy do wdrożenia kompleks druku 3D X-FAB. Obejmuje komputery z oprogramowaniem CAD; przechowywanie rysunków cyfrowych do druku 3D; ręczny skaner 3D; zasilacz bezprzerwowy; wielkoformatowa drukarka 3D Cosine; drukarka 3D LulzBot TAZ; i stacjonarna drukarka kompozytowa Markforged; wszystkie należą do klasy maszyn wytłaczających. Chociaż kompleks jest obecnie w stanie produkować tylko części z plastiku, planuje się włączenie drukarek, które drukują części z proszku metalowego. Części wykonane przez kompleks X-FAB są dostępne w ciągu zaledwie kilku godzin, w przeciwieństwie do odbierania ich przez system zamawiania części zamiennych, który może trwać dni lub tygodnie.
Drukowanie 3D staje się jeszcze bardziej atrakcyjne w połączeniu z ISMS i raportowaniem usterek w czasie rzeczywistym. Możliwość produkcji części na miejscu zmniejsza obawy, że wymaganej części nie ma w magazynie.
Materiały eksploatacyjne na miejscu
Potrzeba samowystarczalności nie ogranicza się do szczegółów. Wiele kategorii sprzętu wojskowego, w tym pojazdy, lotnictwo i artyleria, wymaga różnych płynów lub specjalnych gazów do obsługi swoich podsystemów, na przykład sterowanie ruchem zawieszenia, mechanizmy wycofywania, systemy gaśnicze, optyka dzienna, systemy noktowizyjne, a nawet opony. Mogą być dostarczane do miejsc stałego rozmieszczenia przez dostawcę, co nazywa się „prawo do drzwi”. Podczas rozmieszczania lub w obozach polowych technicy muszą mieć pod ręką te substancje, z których wiele jest szkodliwych i niebezpiecznych podczas przechowywania i transportu, zwłaszcza w strefie walki. Możliwość uzyskania tych substancji w razie potrzeby i jak najbliżej konsumenta pozwala w większości na wyeliminowanie tych zagrożeń przy jednoczesnym zapewnieniu dostępności produktu w dowolnym momencie.
Jedną z tych substancji jest sprężony azot. Znajduje zastosowanie w systemach noktowizyjnych, systemach zawieszenia, stojakach helikopterów, różnych systemach sterowania, zbiornikach paliwa oraz oponach dronów i samolotów. Ciężkie butle ze sprężonym azotem są trudne w obsłudze i mogą być niebezpieczne w przypadku uszkodzenia.„Maryna była pierwszymi, którzy zaakceptowali rozmieszczane w terenie generatory azotu jako dostawę”, wyjaśnił Scott Bodman z South-Tek Systems. „Zintegrowała naszą kompaktową, oddzielną jednostkę generującą niskociśnieniowy azot N2 Gen ze swoimi optoelektronicznymi systemami konserwacji w Iraku i Afganistanie. Te warsztaty terenowe zawierały wszystko, co było potrzebne do konserwacji i naprawy lunet i noktowizorów. N2 Gen generuje azot z powietrza, działa na przenośnym źródle zasilania i dostarcza azot do odbiorców w dowolnym miejscu, eliminując potrzebę korzystania z zewnętrznych dostawców. Systemy te pozwalają żołnierzom piechoty morskiej na szybką naprawę i zwrot lunet i urządzeń noktowizyjnych myśliwcom. Rosnące wykorzystanie zaawansowanych aktywnych zawieszeń i rosnące wykorzystanie azotu do celów wojskowych skłoniło South-Tek do opracowania w pełni nadającego się do rozmieszczania wysokociśnieniowego systemu generowania azotu, oznaczonego jako N2 Gen HPC-1D. Zasilany ze wspólnej sieci lub generatora system może pracować zarówno w bazach wojskowych, jak iw terenie. System generuje azot dla pojazdów bojowych, takich jak Stryker i AMV, najnowszych taktycznych ciężarówek z zaawansowanym zawieszeniem, takich jak JLTV, dział artyleryjskich, w tym haubicy M777 155 mm oraz samolotów i śmigłowców.
Często nie zwracano należytej uwagi na ładowanie systemów gaśniczych w terenie. Obejmuje to na przykład zbiorniki ze środkami gaśniczymi do automatycznych systemów gaśniczych dla pojazdów bojowych i taktycznych, samolotów i śmigłowców, a także gaśnice ręczne. Aby uzyskać te możliwości w terenie, armia amerykańska opracowała system uzupełniania przeciwpożarowego (FSRS). Cały system mieści się w solidnym kontenerze, który można zamontować na samolocie lub statku i umieścić na przyczepie do transportu lądowego. Rzecznik Administracji Pancernej i Pojazdów Armii USA zauważył, że „wadliwy system tłumienia ognia na platformie oznacza, że platforma nie może być obsługiwana. FSRS zapewnia, że technicy pierwszej linii mogą naprawić system i bezzwłocznie przywrócić go online. Pierwsze systemy FSRS zostaną wdrożone do armii amerykańskiej w 2019 roku.
Konserwacja i naprawa z rozszerzoną rzeczywistością
Zwiększona złożoność systemów wojskowych zwiększyła złożoność ich konserwacji i naprawy. To, w połączeniu z koniecznością prowadzenia tych działań na najniższym poziomie i dalej wysuniętym na pierwszy plan, gdzie zasoby są bardziej ograniczone, stwarza duże wyzwania dla personelu technicznego. Głównym pytaniem jest, jak dać tym specjalistom kompetencje do wykonywania podstawowych zadań niezbędnych do przywrócenia do służby samolotu, pojazdu, systemu uzbrojenia i innego mienia. Jednym z proponowanych rozwiązań jest wykorzystanie możliwości „rzeczywistości wirtualnej”. W coraz większym stopniu wykorzystując symulację do nauczania, Krauss-Maffei Wegmann rozszerzył tę technologię na dedykowanego technika. Kierownik wydziału szkolenia i modelowania opisuje ten system następująco: „Pozory gry wideo z elementami wirtualnej rzeczywistości, w której właściciel hełmu-ekranu widzi nie tylko obraz 3D maszyny (lub innego systemu), ale jest również prowadzony krok po kroku przez proces naprawy. Może być czysto wirtualna w procesie uczenia się lub zaznajamiania się lub może być nałożona na prawdziwą platformę. W drugim przypadku osoba zajmująca się naprawami przejdzie przez każdy niezbędny krok w procesie naprawy lub konserwacji.”
Zastosowanie technologii rozszerzonej rzeczywistości pozwala specjalistom z większą pewnością podjąć się dowolnej liczby zadań, nawet jeśli nigdy wcześniej ich nie wykonywał. Dodatkowo gwarantuje poprawność procesu, co w efekcie eliminuje błędy mogące mu zagrozić. Jest to bardziej skuteczne niż korzystanie z samouczków drukowanych lub nawet wideo, ponieważ użytkownicy są faktycznie zanurzeni w tym procesie. System umożliwia także przełożonemu zdalne monitorowanie działań specjalisty w czasie rzeczywistym, wskazywanie błędów i udzielanie porad. Wykorzystanie technologii rozszerzonej rzeczywistości w szkoleniu pozwala personelowi jednostek naprawczych znajdujących się w czołówce lub rozmieszczonych w operacjach ekspedycyjnych na wykonywanie szerszego zakresu zadań konserwacyjnych i naprawczych bez konieczności obowiązkowego szkolenia personelu do tego konkretnego zadania. W efekcie zwiększa się prawdopodobieństwo napraw, w przeciwnym razie, jeśli takie technologie są niedostępne, należy je odłożyć z powodu braku doświadczenia w miejscu naprawy. To w połączeniu z wykorzystaniem SZBI, pokładowych narzędzi diagnostycznych oraz koncepcji jednostek szybkiej wymiany pozwala na szybsze oddanie do użytku sprzętu i uzbrojenia (m.in. ze względu na niższy poziom organizacyjny).
Przyszłość to konserwacja i naprawa
Pojawienie się tych technologii może zrewolucjonizować proces konserwacji i napraw, a także operacje. Nowe i unikalne komplementarne możliwości oferowane przez te technologie będą miały duży wpływ na sposób i poziom realizacji tych działań. Zaangażowane w zintegrowany proces obsługi, naprawy, obsługi i dostaw części, technologie te zwiększą niezależność i samowystarczalność sił wysuniętych rozmieszczonych w operacjach ekspedycyjnych. W efekcie szybsze prace naprawcze i odpowiednio szybszy powrót sprzętu lub broni do służby. Ponadto zwiększy to liczbę sił i środków dostępnych do realizacji zadań operacyjnych. To nowe podejście do konserwacji i napraw staje się czynnikiem zwiększającym zdolności bojowe i siłę bojową, co może pozytywnie wpłynąć na stosunek zwycięstw i porażek.
