Per un comandante moderno, uno dei primi compiti è garantire la prontezza delle armi e dell'equipaggiamento della sua subunità per il lavoro in qualsiasi momento. La mancanza di un numero sufficiente (leggi: personale) può significare una diminuzione della potenza di fuoco o la capacità di concentrare testate della dimensione corretta in una posizione precisa e in un momento preciso. Mantenere un'elevata prontezza al combattimento è particolarmente critico per le truppe che partecipano alle operazioni di spedizione. Qui, il comandante è gravemente limitato dalle forze e dai mezzi che vengono consegnati via mare o per via aerea, deve mantenere tutti i sistemi in buone condizioni ed essere in grado non solo di condurre operazioni, ma anche di mantenere un potenziale sufficiente fino al rifornimento delle scorte. Quando eseguono la manutenzione e la riparazione, le unità di spedizione affrontano problemi unici che le unità con le tradizionali officine posteriori non devono affrontare, poiché la maggior parte del lavoro deve essere eseguita secondo il principio di "autosufficienza". Indubbiamente, i sistemi stanno diventando più complessi, più difficili da riparare e mantenere, ma stanno emergendo tecnologie che semplificano questo lavoro e consentono di farlo più velocemente e a un livello organizzativo inferiore.
Sistemi di monitoraggio delle condizioni integrati
In passato, la manutenzione veniva effettuata secondo una pianificazione basata su periodi di tempo specifici, ad esempio annuali o al raggiungimento di un certo numero di chilometri o ore. Queste manutenzioni programmate spesso non riflettevano l'effettiva usura o necessità. D'altra parte, le riparazioni venivano eseguite solo quando si verificava effettivamente un malfunzionamento e qualcosa si rompeva. Il malfunzionamento potrebbe essersi verificato durante l'operazione, privando il comandante del componente guasto fino al completamento della riparazione. Il sistema integrato di monitoraggio delle condizioni (ISMS) consente la manutenzione predittiva e le riparazioni raccogliendo, archiviando e catalogando continuamente i dati sull'uso e le condizioni di vari componenti di un veicolo, aereo o altri sottosistemi.
Questo database viene quindi analizzato, dai computer di bordo o scaricato dai tecnici e confrontato con un ampio database di statistiche per determinare eventuali guasti dei componenti.
Il vicepresidente del produttore di ISMS North Atlantic Industries ha affermato che “una volta identificati i probabili guasti e guasti, è possibile intraprendere le azioni correttive appropriate. Le nostre soluzioni consentono al personale di manutenzione di prevedere meglio il servizio in base alle prestazioni e alle condizioni effettive del componente stesso o di parti di esso, piuttosto che aspettare che un componente si guasti.” ISMS può essere integrato in una varietà di piattaforme, ma il loro uso in aerei e veicoli è particolarmente interessante. Offrono nuove opportunità, tra cui una migliore efficienza del servizio e delle riparazioni, riducendo drasticamente i tempi di fermo.
Il valore pratico del monitoraggio continuo dei parametri e dello stato dei sottosistemi è stato dimostrato da un rappresentante di Bell e Boeing nel descrivere l'ISMS integrato nel convertiplano V-280 Valor di nuova generazione. Il sistema convertiplano V-280 non solo rileva un nodo rotto, ma può anche segnalarlo automaticamente al team di manutenzione a terra, anche durante il volo. Con queste informazioni, il personale a terra può ottenere tutto ciò di cui ha bisogno ed effettuare le riparazioni non appena la macchina ritorna. Con l'avvento delle reti wireless digitali e della messaggistica integrata, queste stesse funzionalità possono essere integrate praticamente in qualsiasi sistema. Le riparazioni predittive possono prevenire e correggere il problema in anticipo.
Diagnostica integrata a bordo
Combinando l'ISMS e l'elaborazione dei dati locali, è possibile ottenere una diagnostica integrata a bordo. La diagnostica di bordo fornisce all'equipaggio una prima indicazione di un possibile malfunzionamento o guasto, ed è anche la base per un'analisi più approfondita da parte del tecnico. Questi sistemi monitorano continuamente e, in alcuni casi, registrano la cronologia delle prestazioni di vari componenti chiave della piattaforma sottostante. Di conseguenza, ti consentono di rilevare in modo proattivo i problemi e risolverli prima che accada qualcosa di più serio. Il sistema Command Zone di Oshkosh Defense include la diagnostica di bordo come parte di una rete digitale più ampia e integrata nella piattaforma. La Zona Comando può non solo effettuare l'autodiagnosi, ma anche periodicamente o, se necessario, segnalare il proprio stato a dispositivi di controllo esterni. Pertanto, la disponibilità del sistema dipende in gran parte dalle conoscenze del personale tecnico, che può valutare e pianificare la manutenzione preventiva. Il risultato è una mera “manutenzione condizionata” che può portare a una manutenzione preventiva che aumenta la disponibilità del sistema per l'operazione prevista.
Blocchi a cambio rapido
Poiché massimizzare la disponibilità dei sistemi è l'obiettivo principale del lavoro di manutenzione e riparazione, ne consegue direttamente che il tempo e lo sforzo richiesti per riportare un sistema, in particolare un sistema di combattimento critico, in servizio, dovrebbero idealmente essere minimi. Il concetto di blocchi a cambio rapido sarebbe una buona soluzione qui. Secondo esso, i componenti del sistema progettato dovrebbero essere facilmente accessibili, facili da rimuovere e sostituire. Il componente a cambio rapido viene riparato in un secondo momento, con il tecnico in prima linea che si concentra sul ripristino dell'intero sistema il prima possibile. Originariamente adottata nell'aviazione, questa pratica è stata ampiamente estesa ai sistemi terrestri e marittimi. Un rappresentante di Denel Vehicle Systems ha spiegato che L'ottimizzazione per la massima prontezza operativa è l'obiettivo principale dei nostri progetti di veicoli da combattimento. Ad esempio, il blindato RG35 attua una rapida sostituzione dei sottosistemi con un numero minimo di operazioni”. La sospensione può essere sostituita con solo quattro bulloni e anche il cruscotto può essere rimosso e sostituito in meno di 15 minuti. Il metodo del blocco a cambio rapido è ugualmente utile per riparare i danni da combattimento in quanto consente riparazioni in prima linea che altrimenti sarebbero impraticabili o richiederebbero l'evacuazione del veicolo nella parte posteriore.
Stampa 3D
È molto importante avere a disposizione la parte necessaria per la riparazione. Le truppe schierate possono portare con sé solo un numero limitato di parti, quindi se il componente richiesto non è a portata di mano, non è possibile effettuare riparazioni. Negli ultimi anni, la tecnologia di stampa 3D è stata studiata a fondo. che permette di realizzare una parte specifica in cantiere anche sul campo. Un project manager della US Marine Corps Systems Development Authority ha spiegato che “la tecnologia ZD, chiamata anche adattiva, consente di stampare una parte secondo necessità. Queste tecnologie e processi trasformano essenzialmente i file digitali in oggetti fisici. Un file digitale può essere creato eseguendo la scansione di un oggetto esistente o utilizzando un sistema di progettazione assistita da computer. Il programma invia le istruzioni alla stampante 3D, che stampa l'oggetto, aggiungendo strati di materiale fino ad ottenere un prodotto finito.
La Marina degli Stati Uniti ha iniziato a utilizzare la stampa 3D a bordo delle sue navi nel 2014 per replicare le parti richieste. Da allora, i Marines e l'US Air Force hanno iniziato a integrare queste capacità nelle loro strutture di servizio e logistiche. Le forze armate statunitensi e indiane hanno anche avviato programmi per integrare la produzione digitale diretta nelle loro catene di approvvigionamento. Il vantaggio principale in questo caso è la possibilità di spedire le parti all'utente più velocemente, con conseguente riduzione dei tempi di fermo in attesa delle riparazioni. Inoltre, è possibile trasferire i dati digitali necessari per riprodurre la parte dalla produzione remota alla posizione dell'utente, velocizzando anche il processo di riparazione. Questo metodo è adatto anche per la produzione di parti per apparecchiature obsolete che non sono più in produzione e per le quali è difficile ottenere parti.
L'uso della stampa 3D è particolarmente interessante per le forze di spedizione. L'utilizzo della stampa ZD in loco può eliminare la necessità di trasportare scorte di pezzi di ricambio e ridurre i costi e contribuire a migliorare l'efficienza e la prontezza al combattimento delle truppe. Poiché alcune delle forniture possono essere inventate sul campo, ciò renderà i militari più innovativi. Inoltre, la stampa ZD richiede materie prime più economiche piuttosto che prodotti finiti.
L'USMC ha già dimostrato il complesso di stampa 3D distribuibile X-FAB. Include computer con software CAD; archiviazione di disegni digitali per la stampa 3D; scanner 3D portatile; alimentatore ininterrotto; stampante 3D di grande formato Coseno; stampante 3D LulzBot TAZ; e stampante composita desktop Markforged; appartengono tutti alla classe delle macchine estrusori. Sebbene il complesso sia attualmente in grado di produrre solo parti in plastica, sono in corso piani per includere stampanti che stampano parti da polvere metallica. I pezzi realizzati dal complesso X-FAB sono disponibili in poche ore, invece di riceverli tramite il sistema di ordinazione dei pezzi di ricambio, che può richiedere giorni o settimane.
La stampa 3D diventa ancora più attraente se combinata con ISMS e segnalazione dei guasti in tempo reale. La possibilità di avere la produzione di parti in loco riduce la preoccupazione che una parte richiesta possa non essere disponibile.
Materiali di consumo in loco
La necessità di autosufficienza non si limita ai dettagli. Molte categorie di attrezzature militari, inclusi veicoli, aviazione e artiglieria, richiedono diversi fluidi o gas speciali per far funzionare i loro sottosistemi, ad esempio controlli di viaggio delle sospensioni, meccanismi di rollback, sistemi di estinzione incendi, ottica diurna, sistemi di visione notturna e persino pneumatici. Possono essere consegnati nei luoghi di schieramento permanente dal fornitore, che si chiama "diritto alla porta". Durante il dispiegamento o nei campi di campo, i tecnici devono avere a portata di mano queste sostanze, molte delle quali sono nocive e pericolose durante lo stoccaggio e il trasporto, soprattutto nella zona di combattimento. La capacità di ottenere queste sostanze secondo necessità e il più vicino possibile al consumatore consente per lo più di eliminare questi rischi garantendo la disponibilità del prodotto in qualsiasi momento.
Una di queste sostanze è l'azoto compresso. Viene utilizzato in sistemi di visione notturna, sistemi di sospensione, portaelicotteri, vari sistemi di controllo, serbatoi di carburante e pneumatici di droni e aerei. Le bombole di azoto compresso pesanti sono difficili da maneggiare e possono essere pericolose se danneggiate."I Marines sono stati i primi ad accettare generatori di azoto schierati sul campo per la fornitura", ha spiegato Scott Bodman di South-Tek Systems. “Ha integrato la nostra unità di generazione di azoto a bassa pressione N2 Gen compatta e separata nei suoi sistemi di manutenzione optoelettronica in Iraq e Afghanistan. Questi workshop sul campo includevano tutto il necessario per la manutenzione e la riparazione di cannocchiali e dispositivi per la visione notturna. L'N2 Gen genera azoto dall'aria, funziona su una fonte di alimentazione portatile e fornisce azoto ai consumatori ovunque, eliminando la necessità di fornitori esterni. Questi sistemi consentono ai marine di riparare e restituire rapidamente mirini e dispositivi per la visione notturna ai caccia. Il crescente utilizzo di sospensioni attive avanzate e il crescente utilizzo di azoto per scopi militari hanno portato South-Tek a sviluppare anche un sistema di generazione di azoto ad alta pressione completamente dispiegabile, denominato N2 Gen HPC-1D. Alimentato da una comune rete o generatore, il sistema può operare sia su basi militari che sul campo. Il sistema genera azoto per veicoli da combattimento come Stryker e AMV, gli ultimi camion tattici con sospensioni avanzate come il JLTV, pezzi di artiglieria tra cui l'obice M777 da 155 mm e aerei ed elicotteri.
Spesso non si prestava la dovuta attenzione al caricamento degli impianti antincendio in campo. Ciò include, ad esempio, serbatoi con agenti estinguenti per sistemi automatici di estinzione incendi per veicoli da combattimento e tattici, aerei ed elicotteri, nonché estintori portatili. Per ottenere queste capacità sul campo, l'esercito americano ha sviluppato il Fire Suppression Refill System (FSRS). L'intero sistema è alloggiato in un robusto contenitore che può essere montato su un aereo o una nave e posizionato su un rimorchio per il trasporto via terra. Un portavoce dell'Armored and Vehicle Administration dell'esercito americano ha osservato che “un sistema antincendio difettoso sulla piattaforma significa che la piattaforma non può essere utilizzata. FSRS garantisce che i tecnici in prima linea possano riparare il sistema e riportarlo online senza indugio. I primi sistemi FSRS saranno schierati nell'esercito degli Stati Uniti nel 2019.
Manutenzione e riparazione con la realtà aumentata
La maggiore complessità dei sistemi militari ha aumentato la complessità della loro manutenzione e riparazione. Questo, unito alla necessità di svolgere queste azioni al livello più basso e ulteriormente avanzato in prima linea, dove le risorse sono più limitate, pone grandi sfide per il personale tecnico. La domanda principale è come dare a questi specialisti la competenza per eseguire i compiti di base necessari per riportare in servizio un aereo, un veicolo, un sistema d'arma e altri beni. Una delle soluzioni proposte è quella di utilizzare le capacità della "realtà virtuale". Utilizzando sempre più la simulazione per l'insegnamento, Krauss-Maffei Wegmann ha esteso questa tecnologia a un tecnico dedicato. Il capo del dipartimento di formazione e modellistica descrive questo sistema come segue: “La parvenza di un videogioco con elementi di realtà virtuale, in cui il proprietario del casco-display vede non solo l'immagine 3D della macchina (o altro sistema), ma è anche guidato passo dopo passo attraverso il processo di riparazione. Può essere puramente virtuale per un processo di apprendimento o familiarizzazione, oppure può essere sovrapposto a una piattaforma reale. Nel secondo caso, il riparatore eseguirà tutte le fasi necessarie del processo di riparazione o manutenzione."
L'uso della tecnologia della realtà aumentata consente allo specialista di svolgere qualsiasi numero di compiti con maggiore sicurezza, anche se non li ha mai svolti prima. Garantisce inoltre la correttezza del processo, che, di conseguenza, elimina gli errori che potrebbero comprometterlo. Questo è più efficace rispetto all'utilizzo di tutorial stampati o anche video poiché gli utenti sono effettivamente immersi nel processo. Il sistema consente inoltre al supervisore di monitorare da remoto in tempo reale le azioni dello specialista, segnalare errori e fornire consigli. L'uso delle tecnologie della realtà aumentata nella formazione consente al personale delle unità di riparazione situate in prima linea o schierate in operazioni di spedizione di eseguire una gamma più ampia di attività di manutenzione e riparazione senza la necessità di una formazione obbligatoria del personale per questo compito specifico. Di conseguenza, aumenta la probabilità di riparazioni, altrimenti, se tali tecnologie non sono disponibili, dovrebbe essere rinviata a causa della mancanza di esperienza nel sito di riparazione. Questo, in combinazione con l'uso di ISMS, strumenti diagnostici di bordo e il concetto di unità di cambio rapido, consente di rimettere in funzione attrezzature e armi più velocemente (a causa, tra l'altro, di un livello organizzativo inferiore).
Il futuro è nella manutenzione e riparazione
L'emergere di queste tecnologie ha il potenziale per rivoluzionare il processo di manutenzione e riparazione, nonché le operazioni. Le nuove e uniche capacità complementari offerte da queste tecnologie avranno un impatto importante su come ea quale livello vengono svolte queste attività. Impegnate in un processo integrato di servizio, riparazione, funzionamento e fornitura di parti, queste tecnologie miglioreranno l'indipendenza e l'autosufficienza delle forze avanzate schierate nelle operazioni di spedizione. Di conseguenza, lavori di riparazione più rapidi e, di conseguenza, un più rapido ritorno in servizio di attrezzature o armi. Inoltre, ciò aumenterà il numero di forze e risorse disponibili per svolgere compiti operativi. Questo nuovo approccio alla manutenzione e alla riparazione sta diventando un fattore per aumentare le capacità di combattimento e il potere di combattimento, che può influenzare positivamente il rapporto tra vittorie e sconfitte.
