الصيانة والإصلاح في القوات: آفاق بعيدة أم قصيرة المدى؟
يمثل الحفاظ على جاهزية قتالية عالية للجيش أيضًا تحديًا لمتخصصي الصيانة ، الذين يمكنهم الآن استخدام مجموعة واسعة من التقنيات للقيام بذلك ، من أنظمة مراقبة الحالة إلى أدلة الإصلاح بوظائف الواقع الافتراضي.
بالنسبة للقائد الحديث ، تتمثل إحدى المهام الأولى في التأكد من أن أسلحة ومعدات وحدته جاهزة للعمل في أي وقت. يمكن أن يعني عدم وجود أعداد كافية (اقرأ: منتظم) انخفاض في القوة النارية أو القدرة على تركيز الوحدات القتالية بالحجم المناسب في المكان المحدد وفي الوقت المناسب. يعد الحفاظ على الجاهزية القتالية العالية أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص للقوات المشاركة في العمليات الاستكشافية. هنا يكون القائد مقيدًا بشدة من قبل القوات والأصول التي يتم تسليمها عن طريق البحر أو الجو ، ويجب عليه الحفاظ على جميع الأنظمة في حالة جيدة وأن يكون قادرًا ليس فقط على إجراء العمليات ، ولكن أيضًا للحفاظ على قدرة كافية حتى يتم تجديد الإمدادات. تواجه الوحدات الاستكشافية في إجراء الصيانة والإصلاح تحديات فريدة لا تواجهها الوحدات ذات الورش الخلفية التقليدية ، حيث يجب تنفيذ معظم الأعمال على أساس مبدأ "الاكتفاء الذاتي". مما لا شك فيه أن الأنظمة أصبحت أكثر تعقيدًا ، وأصعب في الإصلاح والصيانة ، ولكن في الوقت نفسه ، تظهر التقنيات التي تبسط هذا العمل وتسمح بإنجازه بشكل أسرع وعلى مستوى تنظيمي أقل.
في الماضي ، كان يتم إجراء الصيانة وفقًا لجدول زمني يعتمد على فترات زمنية محددة ، مثل سنويًا أو عند الوصول إلى عدد معين من الكيلومترات أو الساعات. غالبًا لا تعكس هذه الصيانة المجدولة التآكل الفعلي أو الطلب. من ناحية أخرى ، لم يتم إجراء الإصلاحات إلا عند حدوث عطل بالفعل وكسر شيء ما. يمكن أن يحدث عطل أثناء العملية ، مما يحرم قائد المكون الفاشل حتى يتم الانتهاء من الإصلاحات. يتيح نظام مراقبة الحالة المتكامل (ISMS) الصيانة والإصلاح التنبؤية من خلال الجمع والتخزين والفهرسة المستمرة لبيانات الاستخدام والصحة لمختلف الماكينات أو الطائرات أو مكونات النظام الفرعي الأخرى.
ثم يتم تحليل قاعدة البيانات هذه إما عن طريق أجهزة الكمبيوتر الموجودة على اللوحة أو يتم تنزيلها بواسطة الفنيين ومقارنتها بقاعدة بيانات كبيرة للإحصاءات لتحديد ما إذا كان أحد المكونات قد يفشل.
قال نائب رئيس شركة North Atlantic Industries ، الشركة المصنعة لـ ICMS ، إنه "بعد تحديد حالات الفشل والفشل المحتملة في التشغيل ، يمكن اتخاذ الإجراءات التصحيحية المناسبة. تسمح حلولنا لموظفي الصيانة بالتنبؤ بشكل أفضل بالخدمة بناءً على الأداء الفعلي وحالة المكون نفسه أو أجزائه ، بدلاً من انتظار تعطل المكون ". يمكن بناء ISMS في مجموعة متنوعة من المنصات ، ولكن استخدامها في الطائرات والمركبات جذاب بشكل خاص. إنها توفر فرصًا جديدة ، بما في ذلك تحسين كفاءة الصيانة والإصلاح ، مع تقليل وقت التوقف بشكل كبير.
تم توضيح القيمة العملية للمراقبة المستمرة للمعلمات وحالة الأنظمة الفرعية من قبل ممثل Bell و Boeing عند وصف ISMS المدمج في الجيل التالي من Tiltrotor V-280 Valor. لا يكتشف نظام المحرك المائل V-280 العقدة المكسورة فحسب ، بل يمكنه أيضًا إبلاغ فريق الصيانة على الأرض بها تلقائيًا ، حتى أثناء رحلته. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن للأفراد الموجودين على الأرض الحصول على كل ما يحتاجون إليه وإجراء الإصلاحات بمجرد عودة الماكينة. مع ظهور شبكات البيانات الرقمية اللاسلكية والرسائل المتكاملة ، يمكن دمج نفس الإمكانات في أي نظام تقريبًا. يمكن لأعمال الإصلاح التنبؤية أن تمنع حدوث عطل ما وتصححه مقدمًا.
عند الجمع بين ISMS ومعالجة البيانات المحلية ، من الممكن الحصول على أدوات تشخيص مدمجة على متن الطائرة. يوفر التشخيص على متن الطائرة للطاقم مؤشرًا أوليًا لحدوث عطل أو عطل محتمل ، وهو أيضًا الأساس لتحليل أعمق من قبل الموظفين الفنيين. هذه الأنظمة تراقب باستمرار وفي بعض الحالات تسجل القصة تشغيل المكونات الرئيسية المختلفة للمنصة الأساسية. ونتيجة لذلك ، فإنها تسمح بالكشف المبكر عن المشكلات وإصلاحها قبل حدوث شيء أكثر خطورة. يشتمل نظام منطقة القيادة في Oshkosh Defense على تشخيصات على متن الطائرة كجزء من شبكة رقمية أكبر مدمجة في النظام الأساسي. لا تستطيع منطقة القيادة إجراء التشخيصات الذاتية فحسب ، بل يمكنها أيضًا بشكل دوري أو ، إذا لزم الأمر ، الإبلاغ عن حالتها إلى أجهزة التحكم الخارجية. وبالتالي ، فإن توافر النظام يعتمد إلى حد كبير على وعي الموظفين الفنيين ، الذين يمكنهم تقييم وتخطيط الصيانة الوقائية. والنتيجة هي "صيانة مشروطة" خالصة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى صيانة وقائية تزيد من مستوى جاهزية النظام للعمليات المتوقعة.
نظرًا لأن زيادة توفر النظام إلى الحد الأقصى هو الهدف الأساسي لأعمال الصيانة والإصلاح ، فإنه يتبع مباشرة أن الوقت والجهد اللازمين لإعادة النظام إلى الخدمة ، وخاصة نظام القتال المهم ، يجب أن يكونا في حده الأدنى. سيكون الحل الجيد هنا هو مفهوم وحدات التغيير السريع. وفقًا لذلك ، يجب أن تكون مكونات النظام المصمم سهلة الوصول إليها وإزالتها واستبدالها بسهولة. يتم إصلاح مكون التغيير السريع لاحقًا ، ويتم توجيه انتباه الطاقم الفني في الخط الأمامي إلى العودة السريعة لتشغيل النظام بأكمله. تم اعتماده في الأصل في طيران، تم نقل هذه الممارسة عالميًا إلى الأنظمة البرية والبحرية. أوضح متحدث باسم Denel Vehicle Systems أن "تحسين التوفر الأقصى هو الهدف الرئيسي لتصميمات مركباتنا القتالية. على سبيل المثال ، في المركبة المدرعة RG35 ، يتم تنفيذ استبدال سريع للأنظمة الفرعية بأقل عدد من العمليات. يمكن استبدال نظام التعليق بأربعة مسامير فقط ، وحتى لوحة العدادات يمكن إزالتها واستبدالها في أقل من 15 دقيقة. تعد طريقة التغيير السريع مفيدة أيضًا في إصلاح الأضرار القتالية ، حيث إنها تسمح بإصلاحات في الخطوط الأمامية والتي قد تكون غير عملية أو تتطلب إخلاء السيارة إلى الخلف.
من المهم جدًا أن يكون لديك الجزء الضروري للإصلاح. يمكن للقوات المنتشرة أن تأخذ معهم عددًا محدودًا من قطع الغيار ، لذلك إذا لم يكن العنصر المطلوب في متناول اليد ، فمن المستحيل إجراء الإصلاحات. على مدى السنوات القليلة الماضية ، تمت دراسة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بدقة. مما يسمح لك بإنتاج جزء معين على الفور ، حتى في الميدان. أوضح مدير مشروع في مديرية هندسة أنظمة مشاة البحرية الأمريكية أن "تقنية ZD ، التي تسمى أيضًا قابلة للتكيف ، تتيح لك طباعة جزء واحد إذا لزم الأمر. تعمل هذه التقنيات والعمليات بشكل أساسي على تحويل الملفات الرقمية إلى أشياء مادية. يمكن إنشاء الملف الرقمي عن طريق مسح كائن موجود أو باستخدام نظام تصميم بمساعدة الكمبيوتر. يرسل البرنامج تعليمات إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تطبع الكائن ، وتضيف طبقات من المواد حتى تنتهي.
بدأت البحرية الأمريكية في استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد على متن سفنها في عام 2014 لتكرار الأجزاء المطلوبة. منذ ذلك الحين ، بدأ سلاح مشاة البحرية وسلاح الجو الأمريكي في دمج هذه القدرات في الهياكل الخدمية واللوجستية. بدأ الجيشان الأمريكي والهندي أيضًا برامج لدمج التصنيع الرقمي المباشر في سلاسل التوريد الخاصة بهما. الميزة الرئيسية هنا هي أنه يمكن تسليم الأجزاء إلى المستخدم بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل في انتظار الإصلاحات. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن نقل البيانات الرقمية اللازمة لإعادة إنتاج الجزء من الإنتاج عن بُعد إلى موضع المستخدم ، مما يؤدي أيضًا إلى تسريع عملية الإصلاح. هذه الطريقة مناسبة أيضًا لإنتاج أجزاء للمركبات القديمة التي لم تعد قيد الإنتاج والتي يصعب الحصول على أجزائها.
يعد استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أمرًا جذابًا بشكل خاص لقوات الحملة الاستكشافية. يمكن أن يؤدي استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في الموقع إلى التخلص من الحاجة إلى نقل مخزونات قطع الغيار وتقليل التكاليف ، مما يساعد على تحسين الكفاءة والاستعداد القتالي للقوات. نظرًا لأنه يمكن اختراع بعض الإمدادات في الميدان ، فإن هذا سيجعل القوات المسلحة أكثر ابتكارًا. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب الطباعة ثلاثية الأبعاد مواد خام أرخص من المنتجات النهائية.
أظهر USMC بالفعل نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد X-FAB القابل للنشر. يتضمن أجهزة كمبيوتر مزودة ببرنامج CAD ؛ تخزين الرسومات الرقمية للطباعة ثلاثية الأبعاد ؛ الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ؛ وحدة إمداد طاقة غير منقطعة ؛ طابعة ثلاثية الأبعاد كبيرة الحجم جيب التمام ؛ طابعة ثلاثية الأبعاد LulzBot TAZ ؛ وطابعة سطح المكتب المركب Markforged ؛ كلهم ينتمون إلى فئة آلات الطارد. في حين أن المجمع قادر حاليًا على إنتاج أجزاء من البلاستيك فقط ، يتم وضع الخطط لتشمل الطابعات التي تطبع الأجزاء من مسحوق المعادن. تتوفر الأجزاء التي تنتجها X-FAB في غضون ساعات قليلة ، على عكس طلب قطع الغيار ، والذي قد يستغرق أيامًا أو أسابيع.
تصبح الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر جاذبية عند دمجها مع ISMS ونظام الإبلاغ عن الأخطاء في الوقت الفعلي. تقلل القدرة على إنتاج الأجزاء في الموقع من القلق من عدم توفر الجزء المطلوب.
لا تقتصر الحاجة إلى الاكتفاء الذاتي على التفاصيل. تتطلب العديد من فئات المعدات العسكرية ، بما في ذلك المركبات والطائرات والمدفعية ، سوائل مختلفة أو غازات خاصة لتشغيل أنظمتها الفرعية ، مثل التحكم في التعليق وآليات الارتداد وأنظمة إطفاء الحرائق والبصريات النهارية وأنظمة الرؤية الليلية وحتى الإطارات. يمكن تسليمها إلى أماكن النشر الدائم من قبل المورد ، وهو ما يسمى مباشرة "بالباب". أثناء الانتشار أو في المعسكرات الميدانية ، يجب أن يتوفر لدى الفنيين هذه المواد ، وكثير منها ضار وخطير عند تخزينه ونقله ، خاصة في منطقة القتال. القدرة على الحصول على هذه المواد حسب الحاجة وعلى مقربة من المستهلك قدر الإمكان تقضي على هذه المخاطر في معظم الأحيان مع ضمان توفر المنتج في جميع الأوقات.
إحدى هذه المواد هي النيتروجين المضغوط. يتم استخدامه في أنظمة الرؤية الليلية وأنظمة التعليق ورفوف طائرات الهليكوبتر وأنظمة التحكم المختلفة وخزانات الوقود والإطارات. طائرات بدون طيار والطائرات. يصعب التعامل مع أسطوانات النيتروجين المضغوطة الثقيلة وتشكل خطرًا في حالة تلفها. قال سكوت بودمان من شركة South-Tek Systems: "كان سلاح مشاة البحرية أول من نشر مولدات نيتروجين ميدانية". "لقد قامت بدمج وحدة النيتروجين منخفضة الضغط قائمة بذاتها من الجيل N2 في أنظمتها الإلكترونية الضوئية في العراق وأفغانستان. تضمنت ورش العمل الميدانية كل ما يلزم لصيانة وإصلاح المشاهد وأجهزة الرؤية الليلية. يولد N2 Gen النيتروجين من الهواء ، ويعمل بالطاقة المحمولة ، ويزود المستهلكين بالنيتروجين في أي مكان ، مما يلغي الحاجة إلى موردين خارجيين. تسمح هذه الأنظمة للمشاة بإصلاح وإعادة المشاهد وأجهزة الرؤية الليلية بسرعة إلى الجنود. أدى الاستخدام المتزايد للقرون النشطة المتقدمة والاستخدام المتزايد للنيتروجين في التطبيقات العسكرية إلى قيام South-Tek أيضًا بتطوير نظام نيتروجين عالي الضغط قابل للنشر بالكامل ، يُسمى N2 Gen HPC-1D. يعمل النظام من شبكة أو مولد كهرباء مشترك ، ويمكن أن يعمل في القواعد العسكرية وفي الميدان. ينتج النظام النيتروجين للمركبات القتالية مثل Stryker و AMV ، وأحدث الشاحنات التكتيكية ذات التعليق المتقدم مثل JLTV وقطع المدفعية بما في ذلك مدافع الهاوتزر M155 عيار 777 ملم والطائرات والمروحيات.
في كثير من الأحيان ، لا يتم إيلاء الاهتمام الواجب لتحميل أنظمة إطفاء الحريق في الميدان. وهذا يشمل ، على سبيل المثال ، الدبابات المزودة بتكوين إطفاء الحرائق لأنظمة إطفاء الحرائق الأوتوماتيكية للمركبات القتالية والتكتيكية والطائرات والمروحيات ، فضلاً عن طفايات الحريق المحمولة باليد. للحصول على هذه القدرات في الميدان ، طور الجيش الأمريكي نظام إعادة تعبئة إخماد الحرائق (FSRS). يتم وضع النظام بأكمله في حاوية متينة يمكن تركيبها على متن طائرة أو سفينة ووضعها على مقطورة للنقل البري. وأشار متحدث باسم إدارة المركبات المدرعة والسيارات بالجيش الأمريكي إلى أن "نظام إخماد الحرائق الخاطئ على المنصة يعني أنه لا يمكن تشغيل المنصة. تضمن FSRS أن فنيي الخطوط الأمامية يمكنهم إصلاح النظام وإعادة الاتصال بالإنترنت دون تأخير. سيتم نشر أول أنظمة FSRS في الجيش الأمريكي في عام 2019.
زاد التعقيد المتزايد للأنظمة العسكرية من تعقيد صيانتها وإصلاحها. هذا ، إلى جانب الحاجة إلى تنفيذ هذه الأنشطة على أدنى مستوى وحتى المضي قدمًا إلى الأمام ، حيث تكون الموارد محدودة ، يخلق تحديات كبيرة للموظفين التقنيين. السؤال الرئيسي هو كيفية منح هؤلاء المتخصصين الكفاءة لأداء المهام الأساسية اللازمة لإعادة الطائرة والمركبة ونظام الأسلحة والأصول الأخرى إلى الخدمة. أحد الحلول المقترحة هو استخدام إمكانيات "الواقع الافتراضي". باستخدام المحاكاة بشكل متزايد للتدريب ، وسع Krauss-Maffei Wegmann هذه التكنولوجيا للفني الفردي. يصف رئيس قسم التدريب والمحاكاة هذا النظام على النحو التالي: "تشابه لعبة فيديو مع عناصر الواقع الافتراضي ، حيث لا يرى مالك شاشة الخوذة فقط صورة ثلاثية الأبعاد لجهاز (أو نظام آخر) ، ولكن يتم إرشادهم أيضًا خطوة بخطوة خلال عملية الإصلاح. قد يكون هذا أسلوبًا افتراضيًا بحتًا لعملية تعلم أو تعريف ، أو قد يكون تراكبًا على نظام أساسي حقيقي. في الحالة الثانية ، يمر المصلح بكل خطوة ضرورية في عملية الإصلاح أو الصيانة.
يسمح استخدام تقنية الواقع المعزز للمتخصص بتولي أي عدد من المهام بثقة أكبر ، حتى لو لم يقم بها من قبل. كما أنه يضمن التنفيذ الصحيح للعملية ، مما يؤدي ، نتيجة لذلك ، إلى استبعاد الأخطاء التي قد تعرضها للخطر. يعد هذا أكثر فاعلية من استخدام البرامج التعليمية المطبوعة أو حتى مقاطع الفيديو حيث ينغمس المستخدمون بالفعل في هذه العملية. يسمح النظام أيضًا للمشرف بمراقبة تصرفات المتخصص عن بُعد في الوقت الفعلي ، والإشارة إلى الأخطاء وتقديم المشورة. يسمح استخدام تقنيات الواقع المعزز في التدريب لموظفي وحدات الإصلاح ، الموجودة في المقدمة أو المنتشرين في العمليات الاستكشافية ، بأداء مجموعة واسعة من مهام الصيانة والإصلاح دون الحاجة إلى تدريب إلزامي للأفراد للقيام بهذه المهمة المحددة. نتيجة لذلك ، تزداد احتمالية الإصلاحات ، وإلا ، إذا لم تكن هذه التقنيات متوفرة ، فيجب تأجيلها بسبب نقص الخبرة في موقع الإصلاح. هذا ، إلى جانب استخدام ISMS ، وأدوات التشخيص على متن الطائرة ومفهوم وحدات التغيير السريع ، يسمح بإعادة تشغيل المعدات والأسلحة بشكل أسرع (بسبب ، من بين أمور أخرى ، المستوى التنظيمي الأدنى).
إن ظهور هذه التقنيات لديه كل فرصة لإحداث ثورة في عملية الصيانة والإصلاح ، وكذلك التشغيل. سيكون للقدرات الجديدة والفريدة ذات القيمة المضافة التي توفرها هذه التقنيات تأثير كبير على كيفية وعلى أي مستوى يتم تنفيذ هذه الأنشطة. ستعمل هذه التقنيات كجزء من عملية متكاملة للصيانة والإصلاح والتشغيل وتوريد قطع الغيار ، على زيادة الاستقلال والاكتفاء الذاتي للقوات الأمامية المنتشرة في العمليات الاستكشافية. ونتيجة لذلك ، تتم أعمال الإصلاح بشكل أسرع ، وبالتالي إعادة المعدات أو الأسلحة بشكل أسرع إلى الخدمة. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي ذلك إلى زيادة عدد القوات والوسائل المتاحة لأداء المهام العملياتية. أصبح هذا النهج الجديد للصيانة والإصلاح عاملاً في زيادة القدرات القتالية والقوة القتالية ، والتي يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على نسبة الانتصارات والهزائم.
تعد صيانة الواقع المعزز تطبيقًا عمليًا للواقع الافتراضي ينطبق على عملية إصلاح المعدات العسكرية وصيانتها. على سبيل المثال ، يمكن للجندي "رؤية" تخطيط الأنظمة الفرعية داخل مركبة بوكسر القتالية (في الصورة)
بالنسبة للقائد الحديث ، تتمثل إحدى المهام الأولى في التأكد من أن أسلحة ومعدات وحدته جاهزة للعمل في أي وقت. يمكن أن يعني عدم وجود أعداد كافية (اقرأ: منتظم) انخفاض في القوة النارية أو القدرة على تركيز الوحدات القتالية بالحجم المناسب في المكان المحدد وفي الوقت المناسب. يعد الحفاظ على الجاهزية القتالية العالية أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص للقوات المشاركة في العمليات الاستكشافية. هنا يكون القائد مقيدًا بشدة من قبل القوات والأصول التي يتم تسليمها عن طريق البحر أو الجو ، ويجب عليه الحفاظ على جميع الأنظمة في حالة جيدة وأن يكون قادرًا ليس فقط على إجراء العمليات ، ولكن أيضًا للحفاظ على قدرة كافية حتى يتم تجديد الإمدادات. تواجه الوحدات الاستكشافية في إجراء الصيانة والإصلاح تحديات فريدة لا تواجهها الوحدات ذات الورش الخلفية التقليدية ، حيث يجب تنفيذ معظم الأعمال على أساس مبدأ "الاكتفاء الذاتي". مما لا شك فيه أن الأنظمة أصبحت أكثر تعقيدًا ، وأصعب في الإصلاح والصيانة ، ولكن في الوقت نفسه ، تظهر التقنيات التي تبسط هذا العمل وتسمح بإنجازه بشكل أسرع وعلى مستوى تنظيمي أقل.
أنظمة مراقبة الحالة المتكاملة
في الماضي ، كان يتم إجراء الصيانة وفقًا لجدول زمني يعتمد على فترات زمنية محددة ، مثل سنويًا أو عند الوصول إلى عدد معين من الكيلومترات أو الساعات. غالبًا لا تعكس هذه الصيانة المجدولة التآكل الفعلي أو الطلب. من ناحية أخرى ، لم يتم إجراء الإصلاحات إلا عند حدوث عطل بالفعل وكسر شيء ما. يمكن أن يحدث عطل أثناء العملية ، مما يحرم قائد المكون الفاشل حتى يتم الانتهاء من الإصلاحات. يتيح نظام مراقبة الحالة المتكامل (ISMS) الصيانة والإصلاح التنبؤية من خلال الجمع والتخزين والفهرسة المستمرة لبيانات الاستخدام والصحة لمختلف الماكينات أو الطائرات أو مكونات النظام الفرعي الأخرى.
ثم يتم تحليل قاعدة البيانات هذه إما عن طريق أجهزة الكمبيوتر الموجودة على اللوحة أو يتم تنزيلها بواسطة الفنيين ومقارنتها بقاعدة بيانات كبيرة للإحصاءات لتحديد ما إذا كان أحد المكونات قد يفشل.
قال نائب رئيس شركة North Atlantic Industries ، الشركة المصنعة لـ ICMS ، إنه "بعد تحديد حالات الفشل والفشل المحتملة في التشغيل ، يمكن اتخاذ الإجراءات التصحيحية المناسبة. تسمح حلولنا لموظفي الصيانة بالتنبؤ بشكل أفضل بالخدمة بناءً على الأداء الفعلي وحالة المكون نفسه أو أجزائه ، بدلاً من انتظار تعطل المكون ". يمكن بناء ISMS في مجموعة متنوعة من المنصات ، ولكن استخدامها في الطائرات والمركبات جذاب بشكل خاص. إنها توفر فرصًا جديدة ، بما في ذلك تحسين كفاءة الصيانة والإصلاح ، مع تقليل وقت التوقف بشكل كبير.
تم توضيح القيمة العملية للمراقبة المستمرة للمعلمات وحالة الأنظمة الفرعية من قبل ممثل Bell و Boeing عند وصف ISMS المدمج في الجيل التالي من Tiltrotor V-280 Valor. لا يكتشف نظام المحرك المائل V-280 العقدة المكسورة فحسب ، بل يمكنه أيضًا إبلاغ فريق الصيانة على الأرض بها تلقائيًا ، حتى أثناء رحلته. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن للأفراد الموجودين على الأرض الحصول على كل ما يحتاجون إليه وإجراء الإصلاحات بمجرد عودة الماكينة. مع ظهور شبكات البيانات الرقمية اللاسلكية والرسائل المتكاملة ، يمكن دمج نفس الإمكانات في أي نظام تقريبًا. يمكن لأعمال الإصلاح التنبؤية أن تمنع حدوث عطل ما وتصححه مقدمًا.
تشخيصات مدمجة على متن الطائرة
عند الجمع بين ISMS ومعالجة البيانات المحلية ، من الممكن الحصول على أدوات تشخيص مدمجة على متن الطائرة. يوفر التشخيص على متن الطائرة للطاقم مؤشرًا أوليًا لحدوث عطل أو عطل محتمل ، وهو أيضًا الأساس لتحليل أعمق من قبل الموظفين الفنيين. هذه الأنظمة تراقب باستمرار وفي بعض الحالات تسجل القصة تشغيل المكونات الرئيسية المختلفة للمنصة الأساسية. ونتيجة لذلك ، فإنها تسمح بالكشف المبكر عن المشكلات وإصلاحها قبل حدوث شيء أكثر خطورة. يشتمل نظام منطقة القيادة في Oshkosh Defense على تشخيصات على متن الطائرة كجزء من شبكة رقمية أكبر مدمجة في النظام الأساسي. لا تستطيع منطقة القيادة إجراء التشخيصات الذاتية فحسب ، بل يمكنها أيضًا بشكل دوري أو ، إذا لزم الأمر ، الإبلاغ عن حالتها إلى أجهزة التحكم الخارجية. وبالتالي ، فإن توافر النظام يعتمد إلى حد كبير على وعي الموظفين الفنيين ، الذين يمكنهم تقييم وتخطيط الصيانة الوقائية. والنتيجة هي "صيانة مشروطة" خالصة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى صيانة وقائية تزيد من مستوى جاهزية النظام للعمليات المتوقعة.
كتل التغيير السريع
نظرًا لأن زيادة توفر النظام إلى الحد الأقصى هو الهدف الأساسي لأعمال الصيانة والإصلاح ، فإنه يتبع مباشرة أن الوقت والجهد اللازمين لإعادة النظام إلى الخدمة ، وخاصة نظام القتال المهم ، يجب أن يكونا في حده الأدنى. سيكون الحل الجيد هنا هو مفهوم وحدات التغيير السريع. وفقًا لذلك ، يجب أن تكون مكونات النظام المصمم سهلة الوصول إليها وإزالتها واستبدالها بسهولة. يتم إصلاح مكون التغيير السريع لاحقًا ، ويتم توجيه انتباه الطاقم الفني في الخط الأمامي إلى العودة السريعة لتشغيل النظام بأكمله. تم اعتماده في الأصل في طيران، تم نقل هذه الممارسة عالميًا إلى الأنظمة البرية والبحرية. أوضح متحدث باسم Denel Vehicle Systems أن "تحسين التوفر الأقصى هو الهدف الرئيسي لتصميمات مركباتنا القتالية. على سبيل المثال ، في المركبة المدرعة RG35 ، يتم تنفيذ استبدال سريع للأنظمة الفرعية بأقل عدد من العمليات. يمكن استبدال نظام التعليق بأربعة مسامير فقط ، وحتى لوحة العدادات يمكن إزالتها واستبدالها في أقل من 15 دقيقة. تعد طريقة التغيير السريع مفيدة أيضًا في إصلاح الأضرار القتالية ، حيث إنها تسمح بإصلاحات في الخطوط الأمامية والتي قد تكون غير عملية أو تتطلب إخلاء السيارة إلى الخلف.
مولد النيتروجين الميداني N2Gen HPC-1D هو نظام قائم بذاته يوفر للمستهلكين نيتروجين مضغوط عالي النقاء في الموقع. يتم تشغيل النظام المنشور بالكامل إما عن طريق الشبكة العامة أو مولد ، مما يسمح باستخدامه في الحاميات أو المواقع البعيدة حيث قد لا يتوفر النيتروجين.
طباعة ثلاثية الأبعاد
من المهم جدًا أن يكون لديك الجزء الضروري للإصلاح. يمكن للقوات المنتشرة أن تأخذ معهم عددًا محدودًا من قطع الغيار ، لذلك إذا لم يكن العنصر المطلوب في متناول اليد ، فمن المستحيل إجراء الإصلاحات. على مدى السنوات القليلة الماضية ، تمت دراسة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بدقة. مما يسمح لك بإنتاج جزء معين على الفور ، حتى في الميدان. أوضح مدير مشروع في مديرية هندسة أنظمة مشاة البحرية الأمريكية أن "تقنية ZD ، التي تسمى أيضًا قابلة للتكيف ، تتيح لك طباعة جزء واحد إذا لزم الأمر. تعمل هذه التقنيات والعمليات بشكل أساسي على تحويل الملفات الرقمية إلى أشياء مادية. يمكن إنشاء الملف الرقمي عن طريق مسح كائن موجود أو باستخدام نظام تصميم بمساعدة الكمبيوتر. يرسل البرنامج تعليمات إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تطبع الكائن ، وتضيف طبقات من المواد حتى تنتهي.
بدأت البحرية الأمريكية في استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد على متن سفنها في عام 2014 لتكرار الأجزاء المطلوبة. منذ ذلك الحين ، بدأ سلاح مشاة البحرية وسلاح الجو الأمريكي في دمج هذه القدرات في الهياكل الخدمية واللوجستية. بدأ الجيشان الأمريكي والهندي أيضًا برامج لدمج التصنيع الرقمي المباشر في سلاسل التوريد الخاصة بهما. الميزة الرئيسية هنا هي أنه يمكن تسليم الأجزاء إلى المستخدم بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل في انتظار الإصلاحات. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن نقل البيانات الرقمية اللازمة لإعادة إنتاج الجزء من الإنتاج عن بُعد إلى موضع المستخدم ، مما يؤدي أيضًا إلى تسريع عملية الإصلاح. هذه الطريقة مناسبة أيضًا لإنتاج أجزاء للمركبات القديمة التي لم تعد قيد الإنتاج والتي يصعب الحصول على أجزائها.
يعد استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أمرًا جذابًا بشكل خاص لقوات الحملة الاستكشافية. يمكن أن يؤدي استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في الموقع إلى التخلص من الحاجة إلى نقل مخزونات قطع الغيار وتقليل التكاليف ، مما يساعد على تحسين الكفاءة والاستعداد القتالي للقوات. نظرًا لأنه يمكن اختراع بعض الإمدادات في الميدان ، فإن هذا سيجعل القوات المسلحة أكثر ابتكارًا. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب الطباعة ثلاثية الأبعاد مواد خام أرخص من المنتجات النهائية.
أظهر USMC بالفعل نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد X-FAB القابل للنشر. يتضمن أجهزة كمبيوتر مزودة ببرنامج CAD ؛ تخزين الرسومات الرقمية للطباعة ثلاثية الأبعاد ؛ الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ؛ وحدة إمداد طاقة غير منقطعة ؛ طابعة ثلاثية الأبعاد كبيرة الحجم جيب التمام ؛ طابعة ثلاثية الأبعاد LulzBot TAZ ؛ وطابعة سطح المكتب المركب Markforged ؛ كلهم ينتمون إلى فئة آلات الطارد. في حين أن المجمع قادر حاليًا على إنتاج أجزاء من البلاستيك فقط ، يتم وضع الخطط لتشمل الطابعات التي تطبع الأجزاء من مسحوق المعادن. تتوفر الأجزاء التي تنتجها X-FAB في غضون ساعات قليلة ، على عكس طلب قطع الغيار ، والذي قد يستغرق أيامًا أو أسابيع.
تصبح الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر جاذبية عند دمجها مع ISMS ونظام الإبلاغ عن الأخطاء في الوقت الفعلي. تقلل القدرة على إنتاج الأجزاء في الموقع من القلق من عدم توفر الجزء المطلوب.
المواد الاستهلاكية في الموقع
لا تقتصر الحاجة إلى الاكتفاء الذاتي على التفاصيل. تتطلب العديد من فئات المعدات العسكرية ، بما في ذلك المركبات والطائرات والمدفعية ، سوائل مختلفة أو غازات خاصة لتشغيل أنظمتها الفرعية ، مثل التحكم في التعليق وآليات الارتداد وأنظمة إطفاء الحرائق والبصريات النهارية وأنظمة الرؤية الليلية وحتى الإطارات. يمكن تسليمها إلى أماكن النشر الدائم من قبل المورد ، وهو ما يسمى مباشرة "بالباب". أثناء الانتشار أو في المعسكرات الميدانية ، يجب أن يتوفر لدى الفنيين هذه المواد ، وكثير منها ضار وخطير عند تخزينه ونقله ، خاصة في منطقة القتال. القدرة على الحصول على هذه المواد حسب الحاجة وعلى مقربة من المستهلك قدر الإمكان تقضي على هذه المخاطر في معظم الأحيان مع ضمان توفر المنتج في جميع الأوقات.
إحدى هذه المواد هي النيتروجين المضغوط. يتم استخدامه في أنظمة الرؤية الليلية وأنظمة التعليق ورفوف طائرات الهليكوبتر وأنظمة التحكم المختلفة وخزانات الوقود والإطارات. طائرات بدون طيار والطائرات. يصعب التعامل مع أسطوانات النيتروجين المضغوطة الثقيلة وتشكل خطرًا في حالة تلفها. قال سكوت بودمان من شركة South-Tek Systems: "كان سلاح مشاة البحرية أول من نشر مولدات نيتروجين ميدانية". "لقد قامت بدمج وحدة النيتروجين منخفضة الضغط قائمة بذاتها من الجيل N2 في أنظمتها الإلكترونية الضوئية في العراق وأفغانستان. تضمنت ورش العمل الميدانية كل ما يلزم لصيانة وإصلاح المشاهد وأجهزة الرؤية الليلية. يولد N2 Gen النيتروجين من الهواء ، ويعمل بالطاقة المحمولة ، ويزود المستهلكين بالنيتروجين في أي مكان ، مما يلغي الحاجة إلى موردين خارجيين. تسمح هذه الأنظمة للمشاة بإصلاح وإعادة المشاهد وأجهزة الرؤية الليلية بسرعة إلى الجنود. أدى الاستخدام المتزايد للقرون النشطة المتقدمة والاستخدام المتزايد للنيتروجين في التطبيقات العسكرية إلى قيام South-Tek أيضًا بتطوير نظام نيتروجين عالي الضغط قابل للنشر بالكامل ، يُسمى N2 Gen HPC-1D. يعمل النظام من شبكة أو مولد كهرباء مشترك ، ويمكن أن يعمل في القواعد العسكرية وفي الميدان. ينتج النظام النيتروجين للمركبات القتالية مثل Stryker و AMV ، وأحدث الشاحنات التكتيكية ذات التعليق المتقدم مثل JLTV وقطع المدفعية بما في ذلك مدافع الهاوتزر M155 عيار 777 ملم والطائرات والمروحيات.
في كثير من الأحيان ، لا يتم إيلاء الاهتمام الواجب لتحميل أنظمة إطفاء الحريق في الميدان. وهذا يشمل ، على سبيل المثال ، الدبابات المزودة بتكوين إطفاء الحرائق لأنظمة إطفاء الحرائق الأوتوماتيكية للمركبات القتالية والتكتيكية والطائرات والمروحيات ، فضلاً عن طفايات الحريق المحمولة باليد. للحصول على هذه القدرات في الميدان ، طور الجيش الأمريكي نظام إعادة تعبئة إخماد الحرائق (FSRS). يتم وضع النظام بأكمله في حاوية متينة يمكن تركيبها على متن طائرة أو سفينة ووضعها على مقطورة للنقل البري. وأشار متحدث باسم إدارة المركبات المدرعة والسيارات بالجيش الأمريكي إلى أن "نظام إخماد الحرائق الخاطئ على المنصة يعني أنه لا يمكن تشغيل المنصة. تضمن FSRS أن فنيي الخطوط الأمامية يمكنهم إصلاح النظام وإعادة الاتصال بالإنترنت دون تأخير. سيتم نشر أول أنظمة FSRS في الجيش الأمريكي في عام 2019.
أثبت سلاح مشاة البحرية بنجاح جدوى أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد للأنظمة العسكرية. لهذه الأغراض ، تستخدم نموذجًا أوليًا لمجمع الطباعة الاستكشافية ثلاثية الأبعاد المسمى X-FAB.
الصيانة والإصلاح باستخدام أدوات الواقع المعزز
زاد التعقيد المتزايد للأنظمة العسكرية من تعقيد صيانتها وإصلاحها. هذا ، إلى جانب الحاجة إلى تنفيذ هذه الأنشطة على أدنى مستوى وحتى المضي قدمًا إلى الأمام ، حيث تكون الموارد محدودة ، يخلق تحديات كبيرة للموظفين التقنيين. السؤال الرئيسي هو كيفية منح هؤلاء المتخصصين الكفاءة لأداء المهام الأساسية اللازمة لإعادة الطائرة والمركبة ونظام الأسلحة والأصول الأخرى إلى الخدمة. أحد الحلول المقترحة هو استخدام إمكانيات "الواقع الافتراضي". باستخدام المحاكاة بشكل متزايد للتدريب ، وسع Krauss-Maffei Wegmann هذه التكنولوجيا للفني الفردي. يصف رئيس قسم التدريب والمحاكاة هذا النظام على النحو التالي: "تشابه لعبة فيديو مع عناصر الواقع الافتراضي ، حيث لا يرى مالك شاشة الخوذة فقط صورة ثلاثية الأبعاد لجهاز (أو نظام آخر) ، ولكن يتم إرشادهم أيضًا خطوة بخطوة خلال عملية الإصلاح. قد يكون هذا أسلوبًا افتراضيًا بحتًا لعملية تعلم أو تعريف ، أو قد يكون تراكبًا على نظام أساسي حقيقي. في الحالة الثانية ، يمر المصلح بكل خطوة ضرورية في عملية الإصلاح أو الصيانة.
يسمح استخدام تقنية الواقع المعزز للمتخصص بتولي أي عدد من المهام بثقة أكبر ، حتى لو لم يقم بها من قبل. كما أنه يضمن التنفيذ الصحيح للعملية ، مما يؤدي ، نتيجة لذلك ، إلى استبعاد الأخطاء التي قد تعرضها للخطر. يعد هذا أكثر فاعلية من استخدام البرامج التعليمية المطبوعة أو حتى مقاطع الفيديو حيث ينغمس المستخدمون بالفعل في هذه العملية. يسمح النظام أيضًا للمشرف بمراقبة تصرفات المتخصص عن بُعد في الوقت الفعلي ، والإشارة إلى الأخطاء وتقديم المشورة. يسمح استخدام تقنيات الواقع المعزز في التدريب لموظفي وحدات الإصلاح ، الموجودة في المقدمة أو المنتشرين في العمليات الاستكشافية ، بأداء مجموعة واسعة من مهام الصيانة والإصلاح دون الحاجة إلى تدريب إلزامي للأفراد للقيام بهذه المهمة المحددة. نتيجة لذلك ، تزداد احتمالية الإصلاحات ، وإلا ، إذا لم تكن هذه التقنيات متوفرة ، فيجب تأجيلها بسبب نقص الخبرة في موقع الإصلاح. هذا ، إلى جانب استخدام ISMS ، وأدوات التشخيص على متن الطائرة ومفهوم وحدات التغيير السريع ، يسمح بإعادة تشغيل المعدات والأسلحة بشكل أسرع (بسبب ، من بين أمور أخرى ، المستوى التنظيمي الأدنى).
المستقبل في الصيانة والإصلاح
إن ظهور هذه التقنيات لديه كل فرصة لإحداث ثورة في عملية الصيانة والإصلاح ، وكذلك التشغيل. سيكون للقدرات الجديدة والفريدة ذات القيمة المضافة التي توفرها هذه التقنيات تأثير كبير على كيفية وعلى أي مستوى يتم تنفيذ هذه الأنشطة. ستعمل هذه التقنيات كجزء من عملية متكاملة للصيانة والإصلاح والتشغيل وتوريد قطع الغيار ، على زيادة الاستقلال والاكتفاء الذاتي للقوات الأمامية المنتشرة في العمليات الاستكشافية. ونتيجة لذلك ، تتم أعمال الإصلاح بشكل أسرع ، وبالتالي إعادة المعدات أو الأسلحة بشكل أسرع إلى الخدمة. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي ذلك إلى زيادة عدد القوات والوسائل المتاحة لأداء المهام العملياتية. أصبح هذا النهج الجديد للصيانة والإصلاح عاملاً في زيادة القدرات القتالية والقوة القتالية ، والتي يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على نسبة الانتصارات والهزائم.
معلومات