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对推进国防科技工业军民融合动员的探讨

2019-03-25潘金宽陈延敏

国防科技工业 2019年3期
关键词:国防科技民用动员

潘金宽 陈延敏/文

国防科技工业动员,是指国家为应对战争或其他安全威胁,将有关国防科技工业部门由平时状态转入战时状态或紧急状态,增强战略威慑能力,统一组织和调动国防科技工业人员、设备、设施及成果,组织以军事高技术攻关和武器装备应急生产为主要内容的国防动员活动。国防科技工业动员作为保障战争或紧急状态军队遂行任务的武器装备需求的资源调配与物质生产活动,是形成国家战略威慑力、战争制衡力和军队实战化遂行任务能力的基础工程。

军民融合是描述满足武器装备研制与生产的军需民用要求“相互渗透、交融发展、合作共赢”的高级状态。国防科技工业军民融合动员,既指动员模式,亦指动员手段,还可看成一种力量形态。因此可以定义为:国家将武器装备的科研生产,建立在以社会科研机构和民用工业基础为主要支撑的国家科技与工业体系之上,并为应对战争或其他军事威胁,以预有准备、反应灵敏、顺畅高效的军民融合机制,紧急扩大武器装备的研制和生产能力所采取的措施。显然,国防科技工业军民融合动员,强调以有限、常备的军工企业和生产规模,保持强大的战略威慑与战争动员能力,重点在于建设准备的“寓军于民”和紧急状态下对民用科技与工业资源的紧急调度、迅速转化。

“工业4.0”时代国防科技工业军民融合动员的可能形态

“工业4.0”的先进技术重构装备制造业的新模式,改变国防科技工业动员赖以存在和运行的社会经济基础,也就相应产生与之适应的动员形态。在不同行业跨界融合、军民用技术交互渗透、工厂生产智能化定制的推动下,“体现生产数据信息的自识别、自协调和自管理”的“工业4.0”智能核心、与信息化高技术战争相匹配的国防科技工业军民融合动员,将呈现出自组织、自适应与社会化的精确动员形态。

智能工厂与“互联网+”驱使武器装备生产动员的“自组织化”

“工业4.0”的两大主题之一,即智能工厂。智能工厂的重点是研究智能化生产系统、过程及网络化分布式生产设施的实现。而“互联网+”是互联网与传统行业的深度融合,具有跨界融合、创新驱动、重塑结构和连接一切的技术特性。基于“工业4.0”构思的智能工厂与“互联网+”,以信息物理融合系统为桥梁,以移动互联网、物联网为手段,将工厂产品的实体化“流水线”生产与虚拟的信息网络控制系统有机融为一体,从而形成智能化信息物理和网络分布式制造的整体系统,即“赛博物理空间制造系统”CPPS。“智能工厂”通过移动通信网络实现物理与信息系统的交互协同,能够“利用分散在各地的社会闲置设备,无需‘关心’设备的确切所在地,只要关心设备可用与否,它是‘全球本地化’的工厂”。显然,这种采用了“智能工厂”设计的国防科技工业动员系统,将能够更加广泛、灵敏和可靠地动员民用企业分担军队武器装备的研制与生产任务。更重要的是,未来如果将各种作战武器和军事装备都集成微电子传感器、移动通信元器件、数据链,并入统一的军队战场供需保障网络,就可以实时获知装备甚至零部件的状态;如果再进一步将承担研制与生产、维修任务的智能工厂和企业联结进来,集成统一的国防科技工业动员CPPS系统,就可能根据军队实时传回的战场动员需求,经过国防动员战时C4I平台中央处理计算机的辅助分析决策,实时地下达指令自动组织智能化工厂的武器装备动员,即国防科技工业动员的“自组织化”。

大数据分析和云计算让动员行为可以“预模拟”和“自适应”

智能+网络化是“工业4.0”的核心,而大数据分析和云计算则担负着这种智能化、网络化生产供需平衡的节点与支撑功能。大数据分析是对来自“战场”和“工厂”可承受时间范围内海量武器装备动员信息的采集、管理、分析和处理。云计算则基于互联网提供动态且易扩展的信息资源超高运算能力,其超大规模、通用化、高可靠与高扩展等多种特性,使国防科技工业动员能够以低廉成本获得大数据处理优势。依托互联网络的大数据分析与云计算共同构成了“工业4.0”武器装备“智能动员”保障的关键。在未来国防科技工业动员的CPPS系统中,集成大数据分析与云计算功能的“数据中心”,将成为连接“战场”与“工厂”的动员信息资源共享平台,由军队作战单元、动员指挥机构和工厂生产方提供的武器装备动员信息实时地反馈给平台,并经系统处理后重新分配给各级用户使用。“数据中心”可提供每秒超过10万亿次以上的云运算能力,将“战场”武器装备的动员需求情况实时、动态地模拟出来,提供给各级指挥员进行动员决策和提前展开动员保障行动。“数据中心”也可以将具备相应生产能力的全体“智能工厂”列为动员对象,而无需区分军工单位或民用企业,通过综合计算、分析和形成军民融合动员的多种“预先模拟”的任务分配方案。这些方案在反馈给国防科技工业动员CPPS系统或者国防动员C4I平台后,能够帮助指挥员做出国防科技工业军民融合动员的最优路径和最佳方式的选择,或者经过进一步处理后形成相应的武器装备动员指令,自动发送给任务匹配的“智能工厂”,从而实现国防科技工业动员在满足一定规则约束下的“自适应”。

柔性智能制造系统促进动员准备与实施的“常态社会化”

柔性智能制造系统(FIMS), 是“工业4.0”“智能工厂”的基本构成要件。随着数控机床的制造柔性化、智能化程度的不断提高,“工业3.0”的自动流水线向“智能车间”和分布式网络化集成智能制造系统转变。通过组合先进的数控机床、自动化监控、计算机仿真等技术和设备,柔性智能制造系统彻底改变了“工业1.0、2.0”时期工厂流水线的机器设备功能固化、加工产品单一的“刚性结构”,进一步提高了“工业3.0”的自动流水线的适应性、敏捷性与人工智能化程度,能够满足多个型号、复杂工艺的武器装备零配件生产,以及型号装备的动员需要。显然,采用了智能柔性制造系统的武器装备动员企业、“智能军工厂”,能够根据动员指令更加便捷、灵活、快速地实现不同型号武器、装备生产能力之间的转换,并进一步消除军事工业与民用工业、军品与民品之间的技术和经济壁垒。从而使装备制造企业在进行设计、建设或投资改造时,可以更大程度地降低对因考虑军事用途而可能形成专用性太强“沉没”资产的问题担忧。相反,通过积极参与国防和军队建设,承担武器装备智能柔性动员生产线储备、符合条件的民用企业还可以申请获得国家对发展国防科技工业的专项资助,摊薄完全由企业自身进行的设备系统投资或者改造的成本,同时提高了国防和民用的双重经济效益。因此,未来的国防科技工业动员CPPS系统中,无论是在技术上、生产上还是运营管理上,都能够将装备制造建立在更加“交互渗透、有机融合”的民用工业基础之上,从而使武器装备动员能够以民用工业“柔性化结构”为支撑,形成军民融合的动态能力储备。国防科技工业动员准备与实施,将在更加宽泛的军民融合的“社会化”动员基础上展开,表现出更多的“常态社会化”特征。

“资产全程可视”和“增材制造”更新了“精确动员”理念

由于现代战争武器装备的造价往往十分昂贵,“精确动员”成为实现国防与经济协调发展、提高装备性价比的必然选择。精确动员意即精密而准确地动员。“通过人与智能机器的合作共事”,“工业4.0”的信息物理融合系统提供了精确动员的可能。高度集成的智能传感装置,如二维码识读设备、红外感应器、射频识别装置、CCD影像识别装置等,能够实时感知、识别、跟踪、监测和管理各种武器装备的状态,并将有用信息实时反馈给CPPS的数据中心,从而动员的组织指挥机构能够“资产全程可视”地掌握动员供需状况,下达精确动员指令。伊拉克战争期间,美军使用“全资产可视网络”,对每件需要运输的军用装备进行二维码标签,使“后勤人员可以不间断地对弹药、油料、给养、医药和维修器材等各种军用补给品的空运、海运和铁路运输进行全程跟踪和管理”,已经初具“资产全程可视”的精确动员雏形。而以“3D打印”为代表的快速成型技术,采用粉末状金属或塑料等可黏合材料,逐层打印来构造物体,催生了“切削成型”向“增材制造”的革命。从生产过程考察,“增材制造”技术能够在制造工艺上实现不同型号武器装备的快速、灵活转换,大大缩短了新产品试制和规模化生产的时间,减少了工人劳动强度与用工数量。显然,“资产全程可视”和“增材制造”结合,使具备相应制造能力的工业企业无须预先制作各种“模具”,无须进行武器的预研、试制与定型的完整过程,而只需将要加工制造的装备通过计算机模拟仿真和匹配,即可选择合适工厂直接“打印输出”,因而实现了国防科技工业动员的军民一体化、定制化与精确、快速化。

推进国防科技工业军民融合动员准备的战略举措

工业4.0从概念变成现实,预示着即将席卷全球的数字化转型,将颠覆人们对工业的认知。这是创新的潮头,全球化进程中的中国制造,机遇满满,时不我待。当前,世界范围内的新一轮科技革命浪潮席卷而来,许多颠覆性技术不断涌现,一些新的科技创新成果正在快速引入军事领域,人工智能和社会经济形态的变革推动战争向智能化演变。在此背景下,世界主要国家纷纷加强战略研判,充分运用第四次工业革命带来的机遇,实施一系列军民融合发展战略举措,以抢占战略制高点。抓住机遇就抓住了未来。当前,“工业4.0”革命为中国发展成为世界装备制造业强国提供了机遇和挑战。国家发展制造业的远景目标和行动纲领,正在重构国家科技与工业动员体系的全新格局。无论是“指导思想”和“基本原则”的总体规定,还是九项“战略任务和重点”的具体描述,都深刻体现了加强军民融合的国防科技工业动员建设,是履行维护国家安全和保障军队打赢使命的基本要求。应当充分认清形势现状,抓住重点,把握关键,强化科技协同创新,深入推进军民融合动员的深度发展。

凝聚力量准确把握着力点,提高推进国防科技工业军民融合动员的思想认识

“工业4.0”时代国防科技工业军民融合面临着难得的发展机遇,必须坚持国家主导,同时发挥好市场机制的作用。破除障碍制约,营造良好的政策环境。加强统筹,形成发展合力。要进一步强化大局意识,破除利益藩篱,打破自我封锁;强化改革创新,建立统一领导、军地协调、顺畅高效的组织管理体系,建立政府主导、需求牵引、市场运作相统一的工作运行体系,让全社会创新活力竞相迸发;强化战略规划,做好顶层统筹,把国防科技工业军民融合纳入国家经济和社会发展规划。强化法治保障,坚持依法解决国防科技工业军民融合中遇到的问题,使国防科技工业军民融合动员走上快车道。要广泛动员和凝聚社会各方力量参与建设,发挥各方特色优势,形成整体建设合力。要着眼为国防和军队建设服务,提高支援保障能打胜仗的能力,军地协力推进。省军区要及时提供军队需求信息,积极引进军队科研院所、大型军工开发项目,将具备重要军事价值的高新技术产品技术推荐军方使用,为地方经济培育新的增长点。军工单位可充分发挥技术、人才、成果优势,加快国防高技术成果转化和产业化步伐,加快与地方经济的融合,发挥对工业乃至国民经济的牵引带动作用。民用单位可积极“参军”,促进军工体制机制创新,增强自主创新能力。

继续拆除制度与标准壁垒,营造国防科技工业军民融合动员的保障环境

国防装备的采购制度和军用标准,是政府直接干预军品采办市场、规制国防科技工业动员的重要手段,是影响军民两用技术双向转移和国防科技、工业资源合理配置的重要因素。科学有效的制度与标准有利于提高武器装备动员的质量与效益,但不合理的制度与标准壁垒也将成为动员效率提升的障碍。随着军品研制从“相互扩散”向“相互融合”转变、民用技术标准与民用装备制造水平的提高,国防装备采办制度和标准的干预强度也应当不断减弱,并在很多方面实现军需与民用的开放化制度与标准的统一。美国国防部的调查统计表明,“如果容许实行军民一体化以及更多地采用两用产品、技术和工业操作规程,每年可节省大约300亿美元的国防开支”。因此,有必要进一步优化武器装备采购和军民技术双向转移的制度与标准体系。在条件具备的情况下,特别是在“工业4.0”民用装备制造技术达到较高水平的条件下,应当尽可能多地实现军需装备与民用装备和元器件的标准通用化,尽量采用现有成熟的装备制造工艺。

不断壮大民用装备制造业,夯实国防科技工业军民融合动员的物质基础

民用装备制造业是武器装备动员的基础,是国防科技工业军民融合动员准备和建设的重点。经过改革开放40年发展,我国民用装备制造业总体规模大幅提升,综合实力不断增强,民用装备制造业的产业结构和集聚、集约发展水平显著优化。但在“工业4.0”新一代信息与制造技术融合变革的大背景下,民用装备制造业的自主创新体系不够完善,高端装备对外依存度高,资源能源利用率低,与国防和军队建设紧密相关的产业基础还比较薄弱,尤其是“两化深度融合总体上处于起步阶段,大部分企业仍以信息化手段单项应用为主,面临集成应用跨越困难,智能装备不足,国产研发设计工具、制造执行系统、工业控制系统、大型管理软件缺失等一系列问题”,这在一定程度上制约了面向“工业4.0”国防科技工业军民融合动员的发展。因此,必须不断壮大民用装备制造业,进一步扩大军工开放,拓展“民参军”,充分吸纳社会优质资源进入武器装备科研生产和维修领域。扩大军工企业外部协作配套,推进军品科研生产竞争,推进“两化融合”的动员基础建设。

设法突破“关键”技术瓶颈,巩固国防科技工业军民融合动员的制胜优势

军队的战斗力来源于先进的武器装备,而武器装备的作战效能在很大程度上又决定于关键元器件的先进与自主可控程度。关键技术是武器装备动员的核心,是形成国防科技工业军民融合动员制胜优势的支撑要素。所以,军事强国都把争夺高端装备制造领域的技术创新优势,作为国防科技与军事工业动员能力较量的主战场。第二次世界大战后,美国策划的“巴黎统筹委员会”,对我国贸易的特别禁单长期比苏联和东欧国家多出500余种,其目的就在于限制对我国的关键技术和设备的出口。2013年美国政府预算中的高端制造业拨款增长19%,高达22亿美元,主要用于建设创新中心和研发3D打印等具有潜在革命性影响的关键技术。只有突破关键技术瓶颈,不“受制于人”才能真正巩固军民融合的国防科技工业动员基础。我国已提出要加强关键核心技术研发的任务,定期研究制定和发布制造业重点领域技术创新路线图,抓紧实施重大专项,发挥行业骨干企业的主导作用。国防科技工业部门应当在突破关键技术瓶颈方面,自主创新有所作为,为巩固军民融合动员的制胜优势贡献力量。当前,面对西方国家针对关键技术和相关产品,特别是生物技术、人工智能、机器人、深度学习、定位导航、微处理器技术等的出口管制,在高端技术领域设置门槛和障碍,意在维持其技术领导地位,这种做法既反映了他们对中国企业越来越强大的担忧,也促使我们更要加大自主创新力度,推动我国国防科技工业军民融合动员创新发展。(陆军指挥学院)

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