开元智能化无人保障装备发展及应用

　　通过研究世界主要军事强国和我军智能化无人保障装备发展现状，梳理分析智能化无人保障发展需求和技术架构，提出智能化无人保障装备发展趋势及对策建议，对于推动军队后装保障装备建设发展具有一些借鉴意义。

　　智能化无人保障装备正逐渐成为装备体系的重要组成部分，在现代化战争中发挥着日益重要的作用。以美国为代表的世界主要军事强国都在大力发展智能化无人保障装备，并已在实际战争中进行了应用。当前美军后勤建设以实现全球全维保障为目标，以非常规作战需求为牵引，以先进科学技术为支撑，以武器装备的信息化、智能化为依据，全面推进无人化作战及无人化后勤保障战略目标。通过深入梳理和总结智能化无人保障装备发展现状，分析发展需求，提出发展趋势及建议，对推动军队后装保障手段向智能化无人化方向发展具有重要的现实意义。

　　近年来，以美国为首的世界各军事强国都十分重视本队的无人保障装备建设。美国无人作战平台研究资深专家曾指出: 武器系统的设计和研制，正在朝着自动化的方向快速发展。包含保障系统在内的无人化作战系统开始应用，并通过战场上的优异表现不断获得发展的巨大动力开元官网，这种发展趋势必将导致一种全新的无人化作战形态的出现。智能化无人保障装备主要指可以独立遂行复杂保障任务的无人化平台及辅助操作系统， 如智能化指挥控制系统、 无人机、 无人车、地面机器人和无人潜航器等。目前世界上已列装的无人保障装备型号多达上百种。

　　美国在智能化无人保障装备的技术研究、软硬件配备及实际应用上都处于世界领先。为了指导和规范智能化无人保障装备的发展，美军制定了权威的规划计划，如美国防部发布的 机器人与无人地面车辆的研发与利用 和 无人系统综合路线 年) 等，都提出了清晰的智能化无人保障装备阶段发展目标。目前，美军拥有超过 ７５００ 架无人机和 １.５ 万台地上机器人，形成了全方位的无人化装备体系。

　　同时，美军积极推广智能化无人装备在后装保障中的应用，部分智能化无人保障装备已经经受了实战的考验。例如， 美国卡曼宇航公司研制的 Ｋ-ＭＡＸ 无人货运飞机可对固定翼飞机、传统直升机和地面车辆难以到达的偏远地区进行物资补给，适应在阿富汗山区为作战分队补给食品和弹药的需求。美陆军多功能通用 / 后勤无人车作为集补给、 运输、 监视、 侦察和作战等多种功能于一体的 “ 自动化步兵支援系统”， 除了运送辎重、弹药和各类军用设备，还具有单兵充电、无线下载作战数据等功能。美国防部还研发了一种能够怀抱士兵在崎岖不平的地带通行无阻的战场搜索救护机器人；美海军研发的无人潜航救生艇，可在水下对受困的潜艇艇员实施救援。

　　俄罗斯在 ２０１５ 年成立国家机器人技术发展中心， 陆续出台 ２０２５ 年前未来军用机器人技术装备研发专项纲要 和 未来俄军用机器人应用构想， 对无人装备的发展进行了全面规划。俄罗斯已研制出多款用于保障任务的智能化无人装备。如 “天王星－ ６” 多功能无人排雷系统在叙利亚战场参与扫雷行动。近年来，俄罗斯不断加大无人机保障装备投入，实现多型研发列装，可遂行物资补给、搜索侦察和通信中继任务的无人机已接受实战检验。目前，俄军已在各军区和舰队组建了独立无人机部队，在役无人机１９００ 多架。俄罗斯研制智能水下机器人的工作始于 ２０ 世纪 ６０ 年代，典型装备为 ＭＴ-８８ 水下机器人，潜航深度 ６０００ 米，续航时间 ６小时，最大巡航速度为２Ｋｎ，主要用于探雷、猎雷、搜索和探测失事舰船等，曾成功探测到失事的核潜艇。

　　以色列智能化无人保障装备发展迅速，其守护者” 无人车是世界上第一种可控的自主式无人车，代表了现役地面无人装备的世界最高水平，目前已经装备部队。欧洲各国在智能装备方面虽起步较晚，但纷纷制定发展战略， 积极发展多款智能化无人保障装备。英国 “ 弯刀” 轮式排爆无人车是一款装甲全天候六轮车辆， 配备可３６０°旋转的机械臂， 能够执行拆弹排爆任务；法国 “骑兵” 轮式保障车可执行监视、 扫雷、 运输武器等任务。日本是世界上工业机器人生产和应用较为领先的国家， 在 ２０１６ 年发布了首版以空中无人机为主的无人装备发展规划 未来无人装备相关研究开发愿景。随着其防卫预算不断增加，日本也将发展重点放在了智能化无人装备的研究上。２０１７ 年福岛核事故中，日本开发的可抗强辐射的地面机器人应用于受损反应堆的勘察，显示出其在机器人领域的雄厚实力。

　　自 ２０ 世纪 ８０ 年始，国内很多高校和研究院所围绕智能化无人装备的先进传感器及检测技术、行走系统及控制技术、作业装置优化及运动控制技术等开展了大量研究，并以装备保障任务需求为牵引， 开展相关应用研究。特别是军队调整改革以来， 为适应现代化战争条件下保障方式的变化，军队后装保障领域加速开展了智能化无人保障装备的研究。

　　例如，中国科学院等单位联合研发的大型货运无人机 ＡＴ-２００ 于 ２０１７ 年 １０ 月 ２６ 日完成首飞，标志着全球首款大吨位级货运无人机的诞生， 该机型不仅可在野战机场条件下遂行军事运输任务， 还能够保障海岛物资运输特别是南海岛礁的物资补给 。２０１８ 年 ９ 月，某研究院承办的 “跨越险阻 ２０１８” 陆上无人装备挑战赛，吸引了 ６０多家单位组队，代表了国内陆上无人化装备的最高技术水平。

　　目前，军队智能无人保障装备和技术应用取得了一些进步，但与新形势下遂行多样化军事任务的要求还不相适应。从总体上看，智能化无人保障装备技术研究仍然处于方向零散、内容单一、水平较低的起步阶段，缺少顶层发展规划计划，与世界发达国家军队相比存在较大差距，总体上仍处于跟踪发展阶段。

　　经过持续攻关，军用无人系统得到迅猛发展，但无人系统在后装保障中的应用体系仍未形成，地面和水面无人系统尚未构建起完善的装备和技术发展体系。

　　目前开元官网，多传感器环境感知融合技术、智能控制技术和无人机总体技术等取得突破性进展。但受国防科技工业基础影响，一些关键部件还依赖进口，整体上还没有摆脱受制于人的被动局面。

　　随着无人系统装备技术发展和投入应用，无人系统作战能力不断提升，但无人系统特别是地面无人系统后装保障运用问题研究还不够深入，具体的保障需求、编成结构、运用方式等还不够清晰，指标体系和标准规范等还未完全确立，对无人系统发展的牵引和指导力度不够。

　　世界军事历史告诉人们，每一次战争形态的新变革都离不开重大或颠覆性技术的发展和出现。多兵种、多装备联合的体系化智能作战将成为未来的主要作战样式，大量具备自主、多域、立体、多能、精确、持续等保障优势的智能化无人装备将广泛运用， 其任务定位也将逐步从辅助保障手段向基本保障手段跨越。

　　未来战场上，大量无人武器装备将投入作战，后装保障对象主要由无人智能化作战武器装备组成，保障样式以及保障对象的改变就要求传统后装保障的“供、 救、 运、 修” 职能需要不断调整，后装保障力量建设必须适应无人智能化的发展，面对保障对象多元化、 保障领域宽泛、保障内容繁杂、保障方式多样和保障时效精准等现实需求，必须充分运用新一代无人智能化技术打造智能化无人后装保障体系。

　　一是机器开始具有自我思考能力，自动分析当前纷繁复杂的后装保障任务，自主对任务进行规划，自主或者辅助指挥人员生成最佳保障方案，自主执行评估等。

　　三是大量装卸、医疗、维修、基地警戒和战场抢救后送等将由无人智能化保障装备承担，能够降低后勤保障人员勤务需求及劳动强度。这就要求我们要超前预想，聚焦前沿，推进后勤信息化向无人智能化方向发展。

　　一是智能化无人保障无需预置预储，通过智能模拟仿真系统使战争需求端与供给端有效对接，避免库存成本和保障盲区。

　　二是通过运筹精算，使保障规范有序，优化保障力量结构和配置，形成标准化、可重复、低成本的保障格局。

　　三是未来由于产业化、规模化效应和科技高度发达， 使得智能化武器装备成本大幅度下降，作战效益大幅度提高。

　　技术决定战术， 任何一场作战样式的变革背后都必然有一场技术革新。智能化无人装备是多学科、多领域技术交叉融合和创新的产物，其发展高度依赖于各相关技术领域的发展融合。通过分析可以发现，环境感知、运动规划、跟踪控制、载荷作业自动化、通信与模块化重构等技术是智能化无人保障装备发展的关键，需要加大攻关力度，打牢智能化无人保障装备发展的技术基础，实现无人装备高质量有序良性发展。

　　智能化无人装备安全、稳定的首要前提是能够为装备提供环境模型、运动状态和定位信息的环境感知技术。所谓环境感知，不仅包括各种雷达和相机等构成的能够提供环境模型的视觉系统，也包括由惯性导航元件、北斗 / ＧＰＳ 等传感器构成的能提供装备自身姿态、相对位置或绝对位置信息的状态评估系统。

　　路径规划技术是智能化无人装备导航技术的核心，也是体现智能化水平的关键技术。单一环境下的运动规划问题已经很具有挑战性，复杂环境下的智能化无人装备运动则需要考虑更多的约束，要求运动规划系统能够在有限的时间里生成一条满足运动学、动力学约束的无碰撞轨迹。从运动规划系统的结构框架来说， 运动规划算法可以分为全局运动规划方法、局部运动规划方法和分层式运动规划方法等。

　　跟踪控制技术是实现自动控制的保障，也是实现自主导航的关键部分。智能化无人装备属于控制输入量比状态变量少的欠驱动系统，具有高度的非线性和子系统间的强耦合性。特别是对于地面无人装备来说，动力系统通常比较复杂，具有强非线性和迟滞性，而转向系统相对较简单，也较灵敏。为了达到更好的控制效果， 跟踪控制系统通常会采用横向 ( 转向) 和纵向 ( 速度) 控制这两种控制方法分别实现。

　　载荷作业自动化技术是无人装备实现基本功能的基础， 对于没有配备武器， 但需要进行工程作业的保障类无人装备， 必须实现作业过程自动化。为此， 需要开展自动化作业技术研究， 并研发与之相应的全自动作业装置， 如输送模块中的物资自动装卸技术、 装备抢救抢修模块中的自主吊装和拖曳技术以及战场人员自动救护技术等。

　　通信技术是智能化无人装备的力量倍增器，对提高集群的无人系统能力、可操作性和整体效能至关重要。对于一些地面无人系统和水面无人系统来说，信息传输和信息交换可以采用电缆作为传输途径，但对于高机动性作业的空中智能化无人系统来说，信息传输和信息交换很可能依赖于电子波信号、声学或光学等方式进行。

　　模块化就是将功能、物理结构相近的部件和子系统设计成为独立的模块单元，通过模块化创建具有互操作性的部件 / 子系统接口降低未来装备的全寿命周期费用，快速适应持续变化的威胁，在升级、更换现有专用组件时也无需将整个装备撤出。同时，这种模块化发展有助于将相同或相似的部件和子系统应用于其他系统。

　　通过梳理分析外军特别是美军智能化无人保障装备发展的经验做法，探讨未来智能化无人保障装备的发展趋势，总结其发展智能化无人保障装备的启示建议，对推动军队智能化无人保障装备发展提供一些借鉴。

　　目前，美军无人地面系统由国防部统一领导并负责，无人空中系统和无人海上系统的建设发展则分别由空军和海军负责。美国国防部领导的 “联合地面机器人企业” 负责统一管理和协调国防部和各军种地面机器人项目的发展开元官网。俄罗斯组建了俄联邦国防部机器人技术科研试验中心，统一主导俄军无人作战系统的科研试验、发展建设，彻底解决了之前该领域由众多部门和组织“交叉负责” 的问题。

　　美军近年来制定了一系列无人化装备发展规划和计划，为无人化装备的发展指明了方向。美军的无人化装备发展规划可分为三个层次: 第一层次是美国国会的 国防授权法案，为美军无人化装备的发展提供战略支持和指南；第二层次是国防部未来 ２５ 年无人化装备路线图文件，可为国防部和各军种无人化装备的全面发展提供总体规划和指导，包括明确未来应用和研发重点以及能力要求等；第三层次是各军种的无人化装备发展计划，分阶段 (一般 ５ 年为一阶段) 规划本军种无人化装备的研发、 组织和使用。

　　军事斗争的各领域推动无人化进程的进度并不一致，而标准化和模块化的设计思路能够确保整个军事无人化的体系建设方向，保证各个领域的无人装备形成编组、协同作业，从而形成战斗力。从另一个角度来讲，标准化和模块化设计能促进无人化发展不同步的互补。例如，可执行侦察任务的 “全球鹰” 在改装之后，能够作为保障领域中的无人加油机使用。这一点在进行整体规划设计时要突出考虑。

　　针对无人后装保障装备的研究，美军充分利用地方学术机构、政府组织和工业部门协作攻关，以现有技术为基础，提高研发和列装速度，促进系统间的互操作性。这种军地融合的举措大大加快了技术向应用转化的速度，节约了军队独立研发的成本，令军队和地方与政府研发机构多方受益，同时还能不断推动和促进无人化后勤装备技术的研发与创新。

　　现阶段美军在无人后装保障装备上的投资主要用于研究、开发、试验与评估，每年拨付一定数额经费以确保项目的持续发展。

　　随着战争形态的不断演变，未来战争对智能化无人保障装备提出了更高的要求，智能化无人装备将向着以下几个方向发展。

　　现代战争具有突然性和速决性，要求智能化无人装备具备快速反应能力，能够实施快速、高效、机动的立体化保障，并具备体积小、重量轻、使用方便、 拆装迅速和便于装运等特点。

　　现代战争环境复杂多变，智能化无人保障装备要能够适应高原、 风沙、 雨雪、 酷暑和严寒等野外恶劣环境，要能在受电磁干扰及核、化学和生物武器的环境下实施保障。

　　现代战争强调武器运用的综合性，需要发挥作战装备、 保障装备、 无人装备和有人装备之间的密切协同， 要求各装备的备件和维修设备具有通用性， 减轻保障负担， 提高持续保障能力。

　　现代战争发现即摧毁，和作战装备一样，智能化无人装备同样需要良好的隐身防护能力，提高生存几率。

　　从美军智能化无人保障装备的发展经验和我实际情况来看， 我们必须加快智能化无人保障装备发展， 以适应未来战争模式， 保障打赢目标。

　　加强无人智能化装备顶层规划，对全军后装保障无人装备建设进行统一指导管理。先制定总体目标和总方案， 再分类论证制定各军兵种无人智能系统与技术支撑路线.注重规范平台， 灵活负载

　　按照 “通用平台 ＋ 任务模块” 的发展思路进行建设。保障装备建议按照 “一个体系、 三个方向、 Ｎ 个网链” 进行研究布局。“ 一个体系” 即后装保障指控智慧云体系， 可以实现需求感知、智能决策、 响应和执行“三个方向” 即空中、 地面和水面智能化无人保障装备“Ｎ 个网链” 即运输投送、 军需补给、 弹药补给和抢修抢救等后装保障链条。

　　重点关注打赢信息化战争和未来智能化战争的核心技术， 提前谋划技术发展路线图， 按照统一规划、 分步实施、 合理调整的原则开展核心技术攻关。同时， 重视关键核心技术的工程化应用， 继续发扬现阶段科研生产的列装一代、 研制一代、 预研一代的发展模式， 突出自主创新与应用创新， 支撑我作战模式与保障模式的变革。

　　与企业、 高校等进行深入合作， 借助其技术及科研优势， 发挥我需求优势， 两者结合。同时引入竞争机制， 努力提高质量、 控制成本。

　　智能化无人装备在现代化战争中的地位日益凸显， 世界主要强国都在加大经费投入和装备研发。后装保障作为战争的重要支撑， 我们必须要在整个装备体系建设的框架下， 以作战需求为牵引， 以先进技术为支撑， 以装备智能化无人化为依据， 加快推动后装保障装备建设发展， 为保障打赢提供重要手段。开元智能化无人保障装备发展及应用