Für einen modernen Kommandanten gehört es zu den ersten Aufgaben, die jederzeitige Einsatzbereitschaft der Waffen und Ausrüstung seiner Untereinheit sicherzustellen. Ein Mangel an ausreichender (sprich: personeller) Zahl kann eine Verringerung der Feuerkraft oder die Fähigkeit bedeuten, Sprengköpfe der richtigen Größe an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt zu konzentrieren. Die Aufrechterhaltung einer hohen Kampfbereitschaft ist besonders für Truppen, die an Expeditionen teilnehmen, von entscheidender Bedeutung. Hier ist der Kommandant durch die Kräfte und Mittel, die auf dem See- oder Luftweg geliefert werden, stark eingeschränkt, er muss alle Systeme in gutem Zustand halten und in der Lage sein, nicht nur Operationen durchzuführen, sondern auch ausreichendes Potenzial bis zum Nachschub vorzuhalten. Expeditionseinheiten stehen bei der Durchführung von Wartung und Reparatur vor einzigartigen Problemen, die Einheiten mit traditionellen Heckwerkstätten nicht haben, da die meisten Arbeiten nach dem Prinzip der "Selbstversorgung" durchgeführt werden müssen. Zweifellos werden Systeme komplexer, schwieriger zu reparieren und zu warten, aber es entstehen Technologien, die diese Arbeit vereinfachen und schneller und auf einer niedrigeren Organisationsebene erledigen lassen.
Integrierte Zustandsüberwachungssysteme
In der Vergangenheit erfolgte die Wartung nach einem Zeitplan nach bestimmten Zeiträumen, beispielsweise jährlich oder nach Erreichen einer bestimmten Kilometer- oder Stundenzahl. Diese planmäßigen Wartungsarbeiten spiegelten häufig nicht die tatsächliche Abnutzung oder den tatsächlichen Bedarf wider. Auf der anderen Seite wurde nur dann repariert, wenn tatsächlich eine Störung auftrat und etwas kaputt ging. Die Fehlfunktion könnte während des Betriebs aufgetreten sein und den Kommandanten der ausgefallenen Komponente berauben, bis die Reparatur abgeschlossen war. Das Integrated Condition Monitoring System (ISMS) ermöglicht eine vorausschauende Wartung und Reparatur durch kontinuierliches Sammeln, Speichern und Katalogisieren von Daten über die Nutzung und den Zustand verschiedener Komponenten eines Fahrzeugs, Flugzeugs oder anderer Subsysteme.
Diese Datenbank wird dann entweder von Bordcomputern analysiert oder von Technikern heruntergeladen und mit einer großen Statistikdatenbank verglichen, um mögliche Komponentenausfälle zu ermitteln.
Vice President von North Atlantic Industries, Hersteller von ISMS, sagte: „Sobald die wahrscheinlichen Ausfälle und Ausfälle identifiziert sind, können geeignete Korrekturmaßnahmen ergriffen werden. Unsere Lösungen ermöglichen es dem Wartungspersonal, den Service basierend auf der tatsächlichen Leistung und dem Zustand der Komponente selbst oder von Teilen davon besser vorherzusagen, anstatt auf den Ausfall einer Komponente zu warten.“ISMS lassen sich in eine Vielzahl von Plattformen einbetten, besonders attraktiv ist ihr Einsatz in Flugzeugen und Fahrzeugen. Sie bieten neue Möglichkeiten, einschließlich verbesserter Service- und Reparatureffizienz, während Ausfallzeiten drastisch reduziert werden.
Der praktische Wert der kontinuierlichen Überwachung der Parameter und des Zustands von Subsystemen wurde von einem Vertreter von Bell und Boeing bei der Beschreibung des ISMS demonstriert, das in den Tiltrotor der nächsten Generation V-280 Valor eingebaut ist. Das Tiltrotor-System V-280 erkennt nicht nur einen gebrochenen Knoten, sondern kann ihn auch während des Fluges automatisch an das Wartungsteam am Boden melden. Mit diesen Informationen kann das Personal vor Ort alles Notwendige besorgen und reparieren, sobald die Maschine zurückkehrt. Mit dem Aufkommen digitaler drahtloser Netzwerke und integrierter Nachrichtenübermittlung können dieselben Funktionen in praktisch jedes System integriert werden. Vorausschauende Reparaturen können das Problem im Voraus verhindern und beheben.
Eingebaute On-Board-Diagnose
Durch die Kombination von ISMS und lokaler Datenverarbeitung erhalten Sie eine integrierte On-Board-Diagnose. Die On-Board-Diagnose liefert der Besatzung einen ersten Hinweis auf eine mögliche Störung oder Panne und ist zugleich die Grundlage für eine tiefere Analyse durch den Techniker. Diese Systeme überwachen kontinuierlich und zeichnen in einigen Fällen die Leistungshistorie verschiedener Schlüsselkomponenten der zugrunde liegenden Plattform auf. Dadurch können Sie Probleme proaktiv erkennen und beheben, bevor etwas Ernsteres passiert. Das Command Zone-System von Oshkosh Defense umfasst On-Board-Diagnose als Teil eines breiteren, plattformintegrierten digitalen Netzwerks. Die Command Zone kann nicht nur Eigendiagnosen durchführen, sondern auch periodisch oder bei Bedarf ihren Status an externe Steuergeräte melden. Somit hängt die Verfügbarkeit des Systems maßgeblich vom Wissen des technischen Personals ab, das vorbeugende Wartungen bewerten und planen kann. Das Ergebnis ist eine rein „bedingte Wartung“, die zu einer vorbeugenden Wartung führen kann, die die Verfügbarkeit der Anlage für den vorgesehenen Betrieb erhöht.
Schnellwechselblöcke
Aus der Tatsache, dass die Maximierung der Verfügbarkeit von Systemen das Hauptziel von Wartungs- und Reparaturarbeiten ist, folgt unmittelbar, dass der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Wiederinbetriebnahme eines Systems, insbesondere eines kritischen Kampfsystems, idealerweise minimal sein sollte. Das Konzept der Schnellwechselblöcke wäre hier eine gute Lösung. Demnach sollen die Komponenten des konzipierten Systems leicht zugänglich, leicht zu entfernen und auszutauschen sein. Die Schnellwechselkomponente wird zu einem späteren Zeitpunkt repariert, wobei sich der Techniker an vorderster Front darauf konzentriert, das gesamte System so schnell wie möglich wieder auf Kurs zu bringen. Ursprünglich in der Luftfahrt übernommen, wurde diese Praxis weithin auf Land- und Seesysteme ausgeweitet. Ein Vertreter von Denel Vehicle Systems erklärte: „Optimierung für maximale Einsatzbereitschaft ist das Hauptziel unserer Kampffahrzeugprojekte. Das gepanzerte Fahrzeug RG35 realisiert beispielsweise einen schnellen Austausch von Subsystemen mit einer minimalen Anzahl von Operationen. Die Aufhängung kann mit nur vier Schrauben ausgetauscht werden und sogar das Armaturenbrett kann in weniger als 15 Minuten entfernt und ausgetauscht werden. Die Schnellwechselblockmethode ist ebenso nützlich bei der Reparatur von Gefechtsschäden, da sie Reparaturen an vorderster Front ermöglicht, die ansonsten unpraktisch wären oder eine Evakuierung des Fahrzeugs nach hinten erfordern würden.
3d Drucken
Es ist sehr wichtig, das notwendige Teil für die Reparatur zur Verfügung zu haben. Entsandte Truppen können nur eine begrenzte Anzahl von Teilen mitnehmen. Wenn die erforderliche Komponente nicht verfügbar ist, können keine Reparaturen durchgeführt werden. In den letzten Jahren wurde die 3D-Drucktechnologie gründlich untersucht. So können Sie auch im Feld ein bestimmtes Teil vor Ort herstellen. Ein Projektmanager bei der US Marine Corps Systems Development Authority erklärte: „Die ZD-Technologie, auch adaptiv genannt, ermöglicht das Drucken eines Teils nach Bedarf. Diese Technologien und Prozesse verwandeln digitale Dateien im Wesentlichen in physische Objekte. Eine digitale Datei kann erstellt werden, indem ein vorhandenes Objekt gescannt oder ein computergestütztes Designsystem verwendet wird. Das Programm sendet Anweisungen an den 3D-Drucker, der das Objekt druckt und Materialschichten hinzufügt, bis ein fertiges Produkt erhalten wird.
Die US Navy begann 2014 mit dem 3D-Druck an Bord ihrer Schiffe, um die erforderlichen Teile zu replizieren. Seitdem haben die Marines und die US Air Force begonnen, diese Fähigkeiten in ihre Service- und Logistikstrukturen zu integrieren. Auch das US-Militär und das indische Militär haben Programme zur Integration der digitalen Direktfertigung in ihre Lieferketten gestartet. Der Hauptvorteil hier ist die Möglichkeit, Teile schneller an den Benutzer zu liefern, was zu weniger Ausfallzeiten während des Wartens auf Reparaturen führt. Darüber hinaus ist es möglich, digitale Daten, die für die Reproduktion des Teils benötigt werden, aus der Remote-Produktion an die Position des Anwenders zu übertragen, was den Reparaturprozess ebenfalls beschleunigt. Dieses Verfahren eignet sich auch für die Herstellung von Teilen für veraltete Geräte, die nicht mehr produziert werden und für die Teile schwer erhältlich sind.
Der Einsatz des 3D-Drucks ist besonders für Expeditionsstreitkräfte attraktiv. Der Einsatz des ZD-Drucks vor Ort kann den Transport von Ersatzteilbeständen überflüssig machen, Kosten senken und die Effizienz und Einsatzbereitschaft der Truppen verbessern. Da einige der Vorräte im Feld erfunden werden können, wird dies das Militär innovativer machen. Darüber hinaus erfordert der ZD-Druck billigere Rohstoffe als Fertigprodukte.
Das USMC hat bereits den ausfahrbaren 3D-Druckkomplex X-FAB demonstriert. Es umfasst Computer mit CAD-Software; Speicherung digitaler Zeichnungen für den 3D-Druck; Handheld-3D-Scanner; Unterbrechungsfreie Stromversorgung; Großformat-3D-Drucker Cosinus; 3D-Drucker LulzBot TAZ; und Desktop-Composite-Drucker Markforged; sie alle gehören zur Klasse der Extrudermaschinen. Obwohl der Komplex derzeit nur in der Lage ist, Teile aus Kunststoff herzustellen, sind Pläne für Drucker geplant, die Teile aus Metallpulver drucken. Die vom X-FAB-Komplex hergestellten Teile sind in wenigen Stunden verfügbar, im Gegensatz zum Erhalt über das Ersatzteilbestellsystem, der Tage oder Wochen dauern kann.
Noch attraktiver wird der 3D-Druck in Kombination mit ISMS und Echtzeit-Fehlerberichten. Die Möglichkeit, Teile vor Ort zu fertigen, verringert die Sorge, dass ein benötigtes Teil möglicherweise nicht auf Lager ist.
Verbrauchsmaterial vor Ort
Das Bedürfnis nach Selbstversorgung beschränkt sich nicht auf Details. Viele Kategorien militärischer Ausrüstung, einschließlich Fahrzeuge, Luftfahrt und Artillerie, benötigen unterschiedliche Flüssigkeiten oder spezielle Gase, um ihre Subsysteme zu betreiben, zum Beispiel Federwegsteuerungen, Rollback-Mechanismen, Feuerlöschsysteme, Tagoptiken, Nachtsichtsysteme und sogar Reifen. Sie können vom Lieferanten an die ständigen Einsatzorte geliefert werden, das heißt „bis vor die Tür“. Während des Einsatzes oder in Feldlagern müssen Techniker diese Stoffe zur Verfügung haben, von denen viele bei Lagerung und Transport, insbesondere im Kampfgebiet, gesundheitsschädlich und gefährlich sind. Die Möglichkeit, diese Stoffe bedarfsgerecht und möglichst verbrauchernah zu beziehen, ermöglicht es, diese Gefahren weitgehend zu eliminieren und gleichzeitig die Verfügbarkeit des Produkts jederzeit sicherzustellen.
Einer dieser Stoffe ist komprimierter Stickstoff. Es wird in Nachtsichtsystemen, Aufhängungssystemen, Hubschrauberständern, verschiedenen Steuerungssystemen, Kraftstofftanks und Reifen von Drohnen und Flugzeugen verwendet. Schwere Druckstickstoffflaschen sind schwer zu handhaben und können bei Beschädigung gefährlich sein.„Die Marines waren die ersten, die vor Ort eingesetzte Stickstoffgeneratoren zur Versorgung akzeptierten“, erklärte Scott Bodman von South-Tek Systems. „Es hat unsere kompakte, separate N2-Gen-Niederdruck-Stickstofferzeugungseinheit in seine optoelektronischen Wartungssysteme im Irak und in Afghanistan integriert. Diese Feldworkshops beinhalteten alles, was zur Wartung und Reparatur von Zielfernrohren und Nachtsichtgeräten benötigt wird. Der N2 Gen erzeugt Stickstoff aus Luft, wird mit einer tragbaren Stromquelle betrieben und versorgt die Verbraucher überall mit Stickstoff, wodurch externe Lieferanten überflüssig werden. Diese Systeme ermöglichen es Marines, Zielfernrohre und Nachtsichtgeräte schnell zu reparieren und an die Jäger zurückzugeben. Der zunehmende Einsatz fortschrittlicher aktiver Suspensionen und die zunehmende Verwendung von Stickstoff für militärische Zwecke haben South-Tek dazu veranlasst, auch ein vollständig einsetzbares Hochdruck-Stickstofferzeugungssystem mit der Bezeichnung N2 Gen HPC-1D zu entwickeln. Angetrieben von einem gemeinsamen Netz oder Generator kann das System sowohl auf Militärstützpunkten als auch im Feld betrieben werden. Das System erzeugt Stickstoff für Kampffahrzeuge wie den Stryker und AMV, die neuesten taktischen Lastwagen mit fortschrittlicher Federung wie den JLTV, Artilleriegeschütze wie die 155-mm-Haubitze M777 sowie Flugzeuge und Hubschrauber.
Der Beladung von Feuerlöschanlagen im Feld wird oft nicht die gebührende Aufmerksamkeit geschenkt. Dazu gehören beispielsweise die Löschtanks von automatischen Feuerlöschanlagen für Kampf- und Einsatzfahrzeuge, Flugzeuge und Hubschrauber sowie Handfeuerlöscher. Um diese Fähigkeiten im Feld zu erhalten, hat die US-Armee das Fire Suppression Refill System (FSRS) entwickelt. Das gesamte System ist in einem robusten Container untergebracht, der auf einem Flugzeug oder Schiff montiert und für den Landtransport auf einem Anhänger platziert werden kann. Ein Sprecher der Armored and Vehicle Administration der US-Armee stellte fest, dass „ein defektes Feuerlöschsystem auf der Plattform dazu führt, dass die Plattform nicht betrieben werden kann. FSRS stellt sicher, dass Techniker an vorderster Front das System reparieren und ohne Verzögerung wieder online schalten können. Die ersten FSRS-Systeme werden 2019 bei der US-Armee eingesetzt.
Wartung und Reparatur mit Augmented Reality
Die zunehmende Komplexität militärischer Systeme hat die Komplexität ihrer Wartung und Reparatur erhöht. Dies, verbunden mit der Notwendigkeit, diese Maßnahmen auf der untersten Ebene durchzuführen und weiter an die Spitze zu rücken, wo die Ressourcen begrenzter sind, stellt das technische Personal vor große Herausforderungen. Die Hauptfrage ist, wie man diesen Spezialisten die Kompetenz verleiht, die grundlegenden Aufgaben zu erfüllen, die für die Wiederinbetriebnahme eines Flugzeugs, Fahrzeugs, Waffensystems und anderen Eigentums erforderlich sind. Eine der vorgeschlagenen Lösungen besteht darin, die Fähigkeiten der "virtuellen Realität" zu nutzen. Immer mehr Simulationen für die Ausbildung nutzend, hat Krauss-Maffei Wegmann diese Technologie zu einem engagierten Techniker erweitert. Der Leiter der Abteilung Training und Modellierung beschreibt dieses System wie folgt: „Der Anschein eines Videospiels mit Elementen der virtuellen Realität, bei dem der Besitzer des Helmdisplays nicht nur das 3D-Bild der Maschine (oder eines anderen Systems) sieht), sondern wird auch Schritt für Schritt durch den Reparaturprozess geführt. Es kann rein virtuell für einen Lern- oder Eingewöhnungsprozess sein, oder es kann einer realen Plattform überlagert werden. Im zweiten Fall durchläuft der Reparateur alle notwendigen Schritte im Reparatur- oder Wartungsprozess.
Durch den Einsatz von Augmented Reality-Technologie kann der Spezialist beliebig viele Aufgaben sicherer übernehmen, auch wenn er sie noch nie zuvor gemacht hat. Es garantiert zusätzlich die Korrektheit des Prozesses, wodurch Fehler, die ihn gefährden könnten, ausgeschlossen werden. Dies ist effektiver als gedruckte oder sogar Video-Tutorials, da die Benutzer tatsächlich in den Prozess eintauchen. Das System ermöglicht es dem Vorgesetzten auch, die Aktionen des Spezialisten in Echtzeit aus der Ferne zu überwachen, auf Fehler hinzuweisen und Ratschläge zu erteilen. Der Einsatz von Augmented-Reality-Technologien in der Ausbildung ermöglicht es dem Personal von Reparatureinheiten, die an vorderster Front oder im Expeditionseinsatz eingesetzt werden, ein breiteres Spektrum an Wartungs- und Reparaturaufgaben durchzuführen, ohne dass hierfür eine obligatorische Schulung des Personals erforderlich ist. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit von Reparaturen, andernfalls sollte, wenn solche Technologien nicht verfügbar sind, diese aufgrund mangelnder Erfahrung am Reparaturort verschoben werden. Dies ermöglicht in Kombination mit dem Einsatz von ISMS, On-Board-Diagnosetools und dem Konzept von Schnellwechseleinheiten eine schnellere Wiederinbetriebnahme von Geräten und Waffen (u. a. aufgrund einer geringeren Organisationsebene).
Die Zukunft liegt in der Wartung und Reparatur
Das Aufkommen dieser Technologien hat das Potenzial, den Wartungs- und Reparaturprozess sowie den Betrieb zu revolutionieren. Die neuen und einzigartigen ergänzenden Fähigkeiten, die diese Technologien bieten, werden einen großen Einfluss darauf haben, wie und auf welcher Ebene diese Aktivitäten durchgeführt werden. Eingebettet in einen integrierten Service-, Reparatur-, Betriebs- und Teileversorgungsprozess werden diese Technologien die Unabhängigkeit und Eigenständigkeit der in Expeditionseinsätzen eingesetzten Voraustruppen verbessern. Dadurch schnellere Reparaturarbeiten und dementsprechend schnellere Wiederinbetriebnahme von Ausrüstung oder Waffen. Darüber hinaus erhöht sich dadurch die Zahl der zur Durchführung operativer Aufgaben zur Verfügung stehenden Kräfte und Mittel. Dieser neue Ansatz für Wartung und Reparatur wird zu einem Faktor bei der Steigerung der Kampffähigkeit und der Kampfkraft, was sich positiv auf das Verhältnis von Siegen und Niederlagen auswirken kann.
