Đối với một chỉ huy hiện đại, một trong những nhiệm vụ đầu tiên là đảm bảo sự sẵn sàng của vũ khí và thiết bị của đơn vị mình cho công việc bất cứ lúc nào. Thiếu số lượng đủ (đọc là: biên chế) có thể đồng nghĩa với việc giảm hỏa lực hoặc khả năng tập trung các đầu đạn có kích thước chính xác vào một vị trí chính xác và vào một thời điểm chính xác. Duy trì khả năng sẵn sàng chiến đấu cao là điều đặc biệt quan trọng đối với quân đội tham gia các chiến dịch viễn chinh. Tại đây, người chỉ huy bị hạn chế nghiêm trọng bởi lực lượng và phương tiện được cung cấp bằng đường biển hoặc đường hàng không, anh ta phải duy trì tất cả các hệ thống trong tình trạng tốt và không chỉ có thể tiến hành hoạt động mà còn duy trì đủ tiềm lực cho đến khi tiếp tế được bổ sung. Khi tiến hành bảo dưỡng và sửa chữa, các đơn vị viễn chinh phải đối mặt với những vấn đề riêng mà các đơn vị có xưởng hậu phương truyền thống không gặp phải, vì phần lớn công việc phải thực hiện theo nguyên tắc “tự cung tự cấp”. Không nghi ngờ gì nữa, các hệ thống ngày càng trở nên phức tạp hơn, khó sửa chữa và bảo trì hơn, nhưng các công nghệ đang xuất hiện giúp đơn giản hóa công việc này và cho phép nó được thực hiện nhanh hơn và ở cấp độ tổ chức thấp hơn.
Hệ thống giám sát tình trạng tích hợp
Trước đây, việc bảo dưỡng được thực hiện theo lịch trình dựa trên những khoảng thời gian cụ thể, chẳng hạn như hàng năm hoặc khi đạt đến một số km hoặc giờ nhất định. Việc bảo trì theo lịch trình này thường không phản ánh sự hao mòn hoặc nhu cầu thực tế. Mặt khác, việc sửa chữa chỉ được thực hiện khi thực sự xảy ra trục trặc và hỏng hóc. Sự cố có thể đã xảy ra trong quá trình vận hành, tước quyền chỉ huy của thành phần hỏng cho đến khi việc sửa chữa hoàn tất. Hệ thống Giám sát Điều kiện Tích hợp (ISMS) cho phép dự đoán bảo trì và sửa chữa bằng cách liên tục thu thập, lưu trữ và lập danh mục dữ liệu về việc sử dụng và tình trạng của các bộ phận khác nhau của xe cộ, máy bay hoặc các hệ thống phụ khác.
Cơ sở dữ liệu này sau đó được phân tích bằng máy tính trên bo mạch hoặc do kỹ thuật viên tải xuống và so sánh với cơ sở dữ liệu thống kê lớn để xác định lỗi linh kiện có thể xảy ra.
Phó chủ tịch của nhà sản xuất ISMS North Atlantic Industries cho biết “một khi các lỗi và hỏng hóc có thể xảy ra đã được xác định, có thể thực hiện hành động sửa chữa thích hợp. Các giải pháp của chúng tôi cho phép nhân viên bảo trì dự đoán dịch vụ tốt hơn dựa trên hiệu suất và tình trạng thực tế của chính bộ phận đó hoặc các bộ phận của nó, thay vì đợi một bộ phận hỏng hóc.” ISMS có thể được nhúng vào nhiều nền tảng khác nhau, nhưng việc sử dụng chúng trên máy bay và phương tiện giao thông là đặc biệt hấp dẫn. Chúng cung cấp các cơ hội mới, bao gồm cải thiện dịch vụ và hiệu quả sửa chữa trong khi giảm đáng kể thời gian chết.
Giá trị thực tế của việc giám sát liên tục các thông số và trạng thái của các hệ thống con đã được đại diện của Bell và Boeing chứng minh khi mô tả hệ thống ISMS được tích hợp trong động cơ nghiêng V-280 Valor thế hệ tiếp theo. Hệ thống động cơ nghiêng V-280 không chỉ phát hiện một nút bị hỏng mà còn có thể tự động báo cáo nó cho đội bảo trì trên mặt đất, ngay cả trong quá trình bay của nó. Với thông tin này, nhân viên trên mặt đất có thể nhận được mọi thứ họ cần và sửa chữa ngay sau khi máy hoạt động trở lại. Với sự ra đời của mạng không dây kỹ thuật số và nhắn tin tích hợp, những khả năng tương tự này có thể được tích hợp vào hầu như bất kỳ hệ thống nào. Việc sửa chữa dự đoán trước có thể ngăn ngừa và khắc phục sự cố.
Chẩn đoán tích hợp trên bo mạch
Bằng cách kết hợp ISMS và xử lý dữ liệu cục bộ, bạn có thể nhận được chẩn đoán tích hợp trên bo mạch. Chẩn đoán trên tàu cung cấp cho phi hành đoàn dấu hiệu ban đầu về khả năng xảy ra trục trặc hoặc hỏng hóc, đồng thời cũng là cơ sở để kỹ thuật viên phân tích sâu hơn. Các hệ thống này liên tục theo dõi và trong một số trường hợp, ghi lại lịch sử hoạt động của các thành phần chính khác nhau của nền tảng cơ bản. Do đó, chúng cho phép bạn chủ động phát hiện các vấn đề và khắc phục chúng trước khi điều gì đó nghiêm trọng hơn xảy ra. Hệ thống Vùng chỉ huy của Oshkosh Defense bao gồm chẩn đoán trên tàu như một phần của mạng kỹ thuật số tích hợp nền tảng rộng hơn. Vùng chỉ huy không chỉ có thể tự chẩn đoán mà còn có thể định kỳ hoặc, nếu cần, báo cáo trạng thái của nó cho các thiết bị điều khiển bên ngoài. Do đó, tính khả dụng của hệ thống phần lớn phụ thuộc vào kiến thức của nhân viên kỹ thuật, những người có thể đánh giá và lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa. Kết quả là một "bảo trì có điều kiện" hoàn toàn có thể dẫn đến bảo trì phòng ngừa để tăng tính khả dụng của hệ thống cho hoạt động dự kiến.
Các khối thay đổi nhanh chóng
Vì tối đa hóa tính sẵn có của các hệ thống là mục tiêu chính của công việc bảo trì và sửa chữa, nên lý tưởng là thời gian và nỗ lực cần thiết để đưa một hệ thống, đặc biệt là hệ thống chiến đấu quan trọng, vào hoạt động, lý tưởng phải là tối thiểu. Khái niệm về khối thay đổi nhanh sẽ là một giải pháp tốt ở đây. Theo đó, các thành phần của hệ thống được thiết kế phải dễ tiếp cận, dễ tháo lắp và thay thế. Các thành phần thay đổi nhanh chóng được sửa chữa vào một ngày sau đó, với kỹ thuật viên tuyến đầu tập trung vào việc đưa toàn bộ hệ thống trở lại hoạt động càng sớm càng tốt. Ban đầu được áp dụng trong ngành hàng không, phương pháp này đã được mở rộng rộng rãi cho các hệ thống trên bộ và trên biển. Một đại diện của Denel Vehicle Systems giải thích rằng “Tối ưu hóa để sẵn sàng hoạt động tối đa là mục tiêu chính của các dự án xe chiến đấu của chúng tôi. Ví dụ, xe bọc thép RG35 thực hiện thay thế nhanh chóng các hệ thống phụ với số lượng hoạt động tối thiểu. Hệ thống treo có thể được thay thế chỉ bằng bốn bu lông, và thậm chí cả dấu gạch ngang cũng có thể được tháo ra và thay thế trong vòng chưa đầy 15 phút. Phương pháp khối thay đổi nhanh cũng hữu ích không kém trong việc sửa chữa các hư hỏng trong chiến đấu vì nó cho phép sửa chữa tuyến trước mà không thực tế hoặc yêu cầu sơ tán xe về phía sau.
in 3d
Điều rất quan trọng là phải có sẵn bộ phận cần thiết để sửa chữa. Quân đội đã triển khai chỉ có thể mang theo một số bộ phận hạn chế, vì vậy nếu không có sẵn bộ phận cần thiết thì không thể sửa chữa được. Trong vài năm qua, công nghệ in 3D đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. cho phép bạn tạo một bộ phận cụ thể trên trang web ngay cả trên thực địa. Một giám đốc dự án tại Cơ quan Phát triển Hệ thống Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ giải thích rằng “Công nghệ ZD, còn được gọi là thích ứng, cho phép in một phần khi cần thiết. Các công nghệ và quy trình này về cơ bản biến đổi các tệp kỹ thuật số thành các đối tượng vật lý. Tệp kỹ thuật số có thể được tạo bằng cách quét một đối tượng hiện có hoặc bằng cách sử dụng hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Chương trình sẽ gửi hướng dẫn đến máy in 3D, máy in này sẽ in vật thể, thêm các lớp vật liệu cho đến khi thu được thành phẩm."
Hải quân Hoa Kỳ bắt đầu sử dụng in 3D trên tàu của mình vào năm 2014 để tái tạo các bộ phận cần thiết. Kể từ đó, Thủy quân lục chiến và Không quân Hoa Kỳ đã bắt đầu tích hợp những khả năng này vào cơ cấu dịch vụ và hậu cần của họ. Quân đội Mỹ và Ấn Độ cũng đã bắt đầu các chương trình tích hợp sản xuất trực tiếp kỹ thuật số vào chuỗi cung ứng của họ. Ưu điểm chính ở đây là khả năng vận chuyển các bộ phận cho người dùng nhanh hơn, dẫn đến ít thời gian chết hơn trong khi chờ sửa chữa. Ngoài ra, có thể truyền dữ liệu kỹ thuật số cần thiết để tái tạo bộ phận từ nơi sản xuất từ xa đến vị trí của người dùng, điều này cũng đẩy nhanh quá trình sửa chữa. Phương pháp này cũng thích hợp để sản xuất các bộ phận cho các thiết bị lỗi thời không còn được sản xuất và các bộ phận khó lấy.
Việc sử dụng in 3D đặc biệt hấp dẫn đối với các lực lượng viễn chinh. Sử dụng phương pháp in ZD tại chỗ có thể loại bỏ nhu cầu vận chuyển kho phụ tùng thay thế và giảm chi phí, đồng thời giúp nâng cao hiệu quả và khả năng sẵn sàng chiến đấu của quân đội. Vì một số nguồn cung cấp có thể được phát minh trên thực địa, điều này sẽ làm cho quân đội đổi mới hơn. Ngoài ra, in ZD yêu cầu nguyên liệu thô rẻ hơn là thành phẩm.
USMC đã trình diễn tổ hợp in 3D có thể triển khai X-FAB. Nó bao gồm máy tính với phần mềm CAD; lưu trữ các bản vẽ kỹ thuật số để in 3D; máy quét 3D cầm tay; đơn vị cung cấp điện không bị gián đoạn; máy in 3D khổ lớn Cosine; Máy in 3D LulzBot TAZ; và máy in composite để bàn Markforged; chúng đều thuộc loại máy đùn. Mặc dù khu phức hợp này hiện chỉ có khả năng sản xuất các bộ phận từ nhựa, nhưng các kế hoạch đang được ấp ủ để bao gồm các máy in có thể in các bộ phận từ bột kim loại. Các bộ phận do tổ hợp X-FAB chế tạo sẽ có sẵn chỉ trong vài giờ, trái ngược với việc nhận chúng thông qua hệ thống đặt hàng phụ tùng, có thể mất vài ngày hoặc vài tuần.
In 3D thậm chí còn trở nên hấp dẫn hơn khi kết hợp với ISMS và báo cáo lỗi thời gian thực. Khả năng sản xuất các bộ phận tại chỗ làm giảm lo ngại rằng một bộ phận được yêu cầu có thể không có trong kho.
Vật tư tiêu hao tại chỗ
Nhu cầu tự cung tự cấp không giới hạn ở các chi tiết. Nhiều loại thiết bị quân sự, bao gồm xe cộ, hàng không và pháo binh, yêu cầu các chất lỏng khác nhau hoặc khí đặc biệt để vận hành các hệ thống con của chúng, ví dụ, hệ thống điều khiển hành trình treo, cơ chế quay lui, hệ thống chữa cháy, quang học ban ngày, hệ thống nhìn ban đêm và thậm chí cả lốp xe. Chúng có thể được nhà cung cấp giao đến những nơi triển khai thường xuyên, điều này được gọi là “giao ngay tận nơi”. Trong quá trình triển khai hoặc trong các trại dã chiến, các kỹ thuật viên phải có những chất này trong tay, nhiều chất độc hại và nguy hiểm trong quá trình bảo quản và vận chuyển, đặc biệt là trong khu vực chiến đấu. Khả năng thu được các chất này khi cần thiết và càng gần với người tiêu dùng càng tốt cho phép loại bỏ phần lớn các mối nguy hiểm này trong khi vẫn đảm bảo sản phẩm có sẵn bất cứ lúc nào.
Một trong những chất này là nitơ nén. Nó được sử dụng trong hệ thống quan sát ban đêm, hệ thống treo, giá treo máy bay trực thăng, các hệ thống điều khiển khác nhau, thùng nhiên liệu và lốp của máy bay không người lái và máy bay. Các bình nitơ nén nặng rất khó xử lý và có thể nguy hiểm nếu bị hư hỏng. Scott Bodman của South-Tek Systems giải thích: “Thủy quân lục chiến là những người đầu tiên chấp nhận các máy phát điện nitơ được triển khai tại hiện trường để cung cấp. “Nó đã tích hợp bộ phận tạo nitơ áp suất thấp Gen N2 nhỏ gọn, riêng biệt của chúng tôi vào các hệ thống bảo trì quang điện tử ở Iraq và Afghanistan. Các hội thảo thực địa này bao gồm mọi thứ cần thiết để bảo trì và sửa chữa các ống ngắm và thiết bị nhìn đêm. Thế hệ N2 tạo ra nitơ từ không khí, hoạt động trên nguồn điện di động và cung cấp nitơ cho người tiêu dùng ở bất cứ đâu, loại bỏ nhu cầu về các nhà cung cấp bên ngoài. Các hệ thống này cho phép lính thủy đánh bộ nhanh chóng sửa chữa và trả lại các ống ngắm và thiết bị nhìn đêm cho máy bay chiến đấu. Việc sử dụng ngày càng nhiều các hệ thống treo chủ động tiên tiến và việc sử dụng nitơ ngày càng tăng cho các mục đích quân sự đã khiến South-Tek cũng phát triển một hệ thống tạo nitơ áp suất cao có thể triển khai đầy đủ, được chỉ định là N2 Gen HPC-1D. Được cung cấp năng lượng bởi nguồn điện lưới hoặc máy phát điện chung, hệ thống có thể hoạt động cả trên các căn cứ quân sự và trên thực địa. Hệ thống tạo ra nitơ cho các phương tiện chiến đấu như Stryker và AMV, các xe tải chiến thuật mới nhất với hệ thống treo tiên tiến như JLTV, các loại pháo bao gồm lựu pháo M777 155mm, máy bay và trực thăng.
Thường không quan tâm đúng mức đến việc nạp hệ thống chữa cháy tại hiện trường. Điều này bao gồm, ví dụ, xe tăng có chất chữa cháy cho hệ thống chữa cháy tự động cho các phương tiện chiến đấu và chiến thuật, máy bay và trực thăng, cũng như bình chữa cháy cầm tay. Để có được những khả năng này trên thực địa, Quân đội Hoa Kỳ đã phát triển Hệ thống nạp lại hỏa lực (FSRS). Toàn bộ hệ thống được đặt trong một thùng chứa chắc chắn có thể gắn trên máy bay hoặc tàu thủy và được đặt trên xe kéo để vận chuyển đường bộ. Một phát ngôn viên của Cục Thiết giáp và Phương tiện của Quân đội Hoa Kỳ lưu ý rằng “một hệ thống ngăn chặn hỏa lực bị lỗi trên nền tảng có nghĩa là nền tảng không thể hoạt động. FSRS đảm bảo rằng các kỹ thuật viên tuyến đầu có thể sửa chữa hệ thống và đưa hệ thống trở lại trực tuyến mà không bị chậm trễ. Các hệ thống FSRS đầu tiên sẽ được triển khai cho Quân đội Mỹ vào năm 2019.
Bảo trì và sửa chữa với thực tế tăng cường
Sự phức tạp ngày càng tăng của các hệ thống quân sự đã làm tăng mức độ phức tạp của việc bảo trì và sửa chữa chúng. Điều này, cùng với sự cần thiết phải thực hiện các hành động này ở mức thấp nhất và nâng cao hơn nữa lên hàng đầu, nơi mà nguồn lực hạn chế hơn, đặt ra những thách thức lớn cho đội ngũ kỹ thuật. Câu hỏi chính là làm thế nào để cung cấp cho các chuyên gia này khả năng thực hiện các nhiệm vụ cơ bản cần thiết để đưa máy bay, phương tiện, hệ thống vũ khí và các tài sản khác vào hoạt động. Một trong những giải pháp được đề xuất là sử dụng các khả năng của "thực tế ảo". Ngày càng sử dụng mô phỏng để giảng dạy, Krauss-Maffei Wegmann đã mở rộng công nghệ này cho một kỹ thuật viên chuyên dụng. Người đứng đầu bộ phận đào tạo và mô hình mô tả hệ thống này như sau: “Hình ảnh của một trò chơi điện tử với các yếu tố của thực tế ảo, trong đó chủ sở hữu màn hình mũ bảo hiểm không chỉ nhìn thấy hình ảnh 3D của máy (hoặc hệ thống khác), mà còn được hướng dẫn từng bước trong quá trình sửa chữa. Nó có thể hoàn toàn là ảo cho một quá trình học tập hoặc làm quen, hoặc nó có thể được phủ lên một nền tảng thực. Trong trường hợp thứ hai, người sửa chữa sẽ thực hiện từng bước cần thiết trong quy trình sửa chữa hoặc bảo dưỡng”.
Việc sử dụng công nghệ thực tế tăng cường cho phép chuyên gia thực hiện bất kỳ nhiệm vụ nào với sự tự tin cao hơn, ngay cả khi anh ta chưa bao giờ thực hiện chúng trước đây. Nó cũng đảm bảo tính đúng đắn của quá trình, do đó, loại bỏ các lỗi có thể gây nguy hiểm cho nó. Điều này hiệu quả hơn so với việc sử dụng các hướng dẫn in hoặc thậm chí bằng video vì người dùng đang thực sự đắm mình trong quá trình này. Hệ thống cũng cho phép người giám sát theo dõi từ xa các hành động của chuyên viên trong thời gian thực, chỉ ra các sai sót và đưa ra lời khuyên. Việc sử dụng công nghệ thực tế tăng cường trong đào tạo cho phép nhân viên của các đơn vị sửa chữa nằm ở vị trí hàng đầu hoặc được triển khai trong các hoạt động viễn chinh thực hiện nhiều nhiệm vụ bảo trì và sửa chữa hơn mà không cần đào tạo bắt buộc nhân sự cho nhiệm vụ cụ thể này. Do đó, khả năng sửa chữa tăng lên, ngược lại, nếu không có các công nghệ như vậy thì nên hoãn lại do thiếu kinh nghiệm tại nơi sửa chữa. Điều này, kết hợp với việc sử dụng ISMS, các công cụ chẩn đoán trên bo mạch và khái niệm về các đơn vị thay đổi nhanh chóng, giúp đưa thiết bị và vũ khí vào hoạt động trở lại nhanh hơn (do, trong số những thứ khác, cấp độ tổ chức thấp hơn).
Tương lai là bảo trì và sửa chữa
Sự xuất hiện của những công nghệ này có khả năng cách mạng hóa quá trình bảo trì và sửa chữa, cũng như hoạt động. Các khả năng bổ sung mới và độc đáo mà các công nghệ này cung cấp sẽ có tác động lớn đến cách thức và cấp độ mà các hoạt động này được thực hiện. Tham gia vào quy trình dịch vụ, sửa chữa, vận hành và cung cấp phụ tùng tích hợp, những công nghệ này sẽ nâng cao tính độc lập và tự túc của lực lượng tiền phương được triển khai trong các hoạt động viễn chinh. Do đó, công việc sửa chữa nhanh hơn và do đó, việc đưa thiết bị hoặc vũ khí vào hoạt động cũng nhanh hơn. Ngoài ra, điều này sẽ làm tăng số lượng lực lượng và tài sản sẵn có để thực hiện các nhiệm vụ tác chiến. Phương pháp bảo dưỡng và sửa chữa mới này đang trở thành một yếu tố làm tăng khả năng chiến đấu và sức mạnh chiến đấu, có thể ảnh hưởng tích cực đến tỷ lệ thắng và bại.
