Naval Warfare

NAVY SHIPYARD OPTIMIZATION MUST INCLUDE A DIGITAL BACKBONE

By James Foggo

Breaking Defense 

on January 06, 2023 at 12:45 PM

"Mặc dù việc cải thiện cơ sở hạ tầng vật chất của các cơ sở này sẽ rất quan trọng để thành công, nhưng điều cần thiết không kém là chúng ta phải tận dụng cơ hội này để xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số cần thiết để tăng tốc lợi thế sẵn sàng của mình," Đô đốc hồi hưu James Foggo viết.

Hình: Hải quân đang nỗ lực số hóa cơ sở hạ tầng và hoạt động của mình.

(Đồ họa của Breaking Defense, hình ảnh gốc qua Getty và DVIDS)

Cuộc đua hiện đại hóa hạm đội của Hải quân Mỹ đã gây căng thẳng cho các nhà máy đóng tàu công cộng của họ. Trong bài bình luận dưới đây, Đô đốc đã nghỉ hưu James Foggo cho biết đã đến lúc dịch vụ cũ của ông bắt đầu nhấn mạnh số hóa ngay từ đầu để nó có thể hoạt động thông minh hơn chứ không phải chăm chỉ hơn.

Trong tương lai gần, Hoa Kỳ sẽ không đóng nhiều tàu mỗi năm hơn Trung Cộng.

Đó là thực tế mà chúng ta phải đối mặt khi bước vào một kỷ nguyên hàng hải mới. Các đối thủ của chúng ta đang dành nguồn lực khổng lồ để thu hẹp khoảng cách năng lực, và để duy trì ưu thế, chúng ta phải vừa xây dựng nhanh nhất có thể, vừa phải tối đa hóa sức mạnh hàng hải của hạm đội hiện có.

Điều này sẽ đòi hỏi chúng ta phải dẫn đầu trong cả chiến đấu truyền thống và sáng tạo hơn trong việc phát triển các kỹ thuật mới. Nắm vững cả hai điều này sẽ bảo đảm sự sẵn sàng cho ngày hôm nay và trong tương lai, sự sẵn sàng hy vọng sẽ tiếp tục ngăn chặn xung đột quy mô lớn.

Một yếu tố chính để tối đa hóa sức mạnh của hạm đội hiện tại của chúng ta bắt đầu trong các xưởng đóng tàu (Navy’s shipyards) của Hải quân chúng ta. Bốn nhà máy đóng tàu công cộng của Hải quân - Xưởng hải quân Norfolk, Nhà máy đóng tàu hải quân Portsmouth, Nhà máy đóng tàu hải quân Puget Sound và Cơ sở bảo trì trung gian, và Nhà máy đóng tàu hải quân Trân Châu Cảng và Cơ sở bảo trì trung gian - là những yếu tố thiết yếu trong quốc phòng của chúng ta. Các nhà máy đóng tàu này thực hiện các hoạt động bảo trì quan trọng đối với tàu ngầm, tàu chiến mặt nước và tàu sân bay - từ đại tu đến tiếp nhiên liệu hạt nhân đến tái trang bị. Chúng là nền tảng để đảm bảo đội tàu ngầm và tàu sân bay của chúng tôi hiện đại, hoạt động và quan trọng nhất là có sẵn.

Nhưng ngày nay, các nhà máy đóng tàu của chúng ta phải đối mặt với một thách thức lớn: chúng được xây dựng từ lâu, một số có từ những năm 1800 và việc hiện đại hóa các cơ sở này đã khiến các ưu tiên khác bị lùi lại trong những năm qua. Một báo cáo của GAO vào tháng 8 năm 2020 [PDF] cho thấy sự chậm trễ trong việc bảo trì đối với việc sửa chữa HKMH và tàu ngầm từ năm 2015 đến năm 2019 đã dẫn đến tổng cộng 7,424 ngày mà những tàu đó không có sẵn để hoạt động — tương đương với việc mất một nửa HKMH và ba tàu ngầm mỗi năm. Chỉ mới tháng trước, Chuẩn Đô đốc Bill Greene đã xác nhận (confirmed) rằng Hải quân có 41 tàu mặt nước hiện đang trong giai đoạn bảo trì lớn, với 100 tàu nữa đang được lên kế hoạch và dự kiến tỷ lệ giao hàng đúng hạn là 36% trong năm tài chính 2022, giảm từ 44% trong năm tài chính 21 (FY21).

Những sự chậm trễ này làm giảm đáng kể sức mạnh chiến đấu được điều động. Để thu hẹp khoảng cách này, Hải quân đã phát triển Kế hoạch Tối ưu hóa Cơ sở hạ tầng Nhà máy đóng tàu (SIOP) (Shipyard Infrastructure Optimization Plan (SIOP)) vào năm 2018 để cấu hình lại, hiện đại hóa và tối ưu hóa bốn Nhà máy đóng tàu Hải quân cũ kỹ của chúng ta.

Và mặc dù việc cải thiện cơ sở hạ tầng vật chất của các cơ sở này sẽ rất quan trọng để thành công, nhưng điều cần thiết không kém là chúng ta phải tận dụng cơ hội này để xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số cần thiết để tăng tốc lợi thế sẵn sàng của mình.

Chất tăng tốc kỹ thuật số trong suốt vòng đời bảo trì

Hiểu cơ hội kỹ thuật số bắt đầu bằng việc hiểu vòng đời bảo trì. Khi một con tàu đến một xưởng đóng tàu, nó có nhu cầu: nhân lực, bộ phận, dịch vụ, sửa chữa, hiện đại hóa, thay đổi và phục hồi. Các hoạt động này đòi hỏi các vật liệu cụ thể và thường kỳ lạ, được thực hiện như một phần của quy trình xác định, được thúc đẩy và giám sát bởi các nhà khai thác có tay nghề cao.

Đây là một nhiệm vụ vô cùng phức tạp. Mỗi trạm trong một xưởng đóng tàu giải quyết một thành phần khác nhau của dự án. Đó là một quy trình gồm nhiều bước được thực hiện bởi một số nhóm khác nhau. Công việc được lên kế hoạch ở bất kỳ bước nhất định nào phụ thuộc vào các hành động được hoàn thành trong các bước trước đó, cũng như sự sẵn có của các dịch vụ và bộ phận cần thiết. Bất kỳ sự sai lệch nào giữa mọi người, vật chất và quy trình sẽ dẫn đến sự chậm trễ. Ba thách thức chính đối với hiệu quả bao gồm:

† Quy trình làm việc không hiệu quả: Đôi khi không có người phù hợp hoặc không có tài liệu phù hợp vào đúng thời gian.

† Khoảng trống về tài năng & đào tạo: Cần có rất ít người bảo trì lành nghề để thực hiện những nhiệm vụ vô cùng (incredibly) độc đáo (unique) này.

† Đại dương dữ liệu: Các giải pháp bảo trì được ẩn giấu trong một lượng lớn thông tin sửa chữa lịch sử không có cấu trúc và tốn thời gian để xác định vị trí và sử dụng.

Hải quân đang giải quyết những thách thức này thông qua ba dòng nỗ lực SIOP (LOEs): Ụ khô, Cơ sở hạ tầng và Thiết bị Nhà máy Công nghiệp. Và các công nghệ kỹ thuật số là nền tảng để thúc đẩy các cấp độ tốc độ và hiệu quả mới trong suốt vòng đời bảo trì. Các công cụ phân tích, trí tuệ nhân tạo và máy học có thể được triển khai để khám phá thông tin chi tiết quan trọng, đưa ra dự đoán dựa trên dữ liệu trong thời gian thực và chia sẻ liền mạch thông tin quan trọng giữa các nhóm nhà máy đóng tàu. Các giải pháp kỹ thuật số này đóng vai trò như một hệ số nhân lực, tối đa hóa tài năng của người vận hành và trao quyền cho các quyết định nhanh hơn, thông minh hơn cho mọi thứ, từ theo dõi hiệu suất máy móc vật lý đến hiệu quả quy trình làm việc.

Các nhà máy đóng tàu hải quân chia sẻ nhiều thuộc tính với các cơ sở sản xuất trong khu vực tư nhân và các công ty đã triển khai các công nghệ này trong nhiều năm với kết quả ấn tượng. Một nghiên cứu gần đây của McKinsey (McKinsey study) về ngành sản xuất cho thấy việc tận dụng công nghệ kỹ thuật số trong quản lý hàng tồn kho, năng suất lao động, giảm thời gian ngừng hoạt động của máy, tăng thông lượng và độ chính xác dự báo đã thúc đẩy tăng giá trị từ 15 đến 50% trong việc giảm chi phí và hiệu quả. Đó là một lợi ích đáng kể và mang lại cảm giác về những gì có thể đạt được bằng cách sử dụng các công nghệ kỹ thuật số để cải thiện các phương pháp truyền thống.

Đặt nhà điều hành vào trung tâm của các nỗ lực tối ưu hóa

Chuyển đổi kỹ thuật số sẽ đòi hỏi một khoản đầu tư trả trước, nhưng lợi tức đầu tư (ROI) đã được chứng minh về mức tăng sẵn sàng khiến nó trở nên cần thiết nếu chúng ta muốn cạnh tranh. Ngoài chi phí, có lẽ rào cản lớn nhất là niềm tin. Các nhà khai thác và lãnh đạo phải tin tưởng rằng công nghệ này sẽ giúp thúc đẩy kết quả sứ mệnh. Vì vậy, đây là bốn khuyến nghị để vượt qua những rào cản này và tích hợp liền mạch kỹ thuật số trong chiến lược SIOP rộng lớn hơn:

† Dành 3% ngân sách SIOP cho kỹ thuật số. Cam kết ngân sách ở cấp độ này sẽ không chỉ đủ để đạt được các mục tiêu chuyển đổi đáng kể mà ROI trên hiệu quả và tính khả dụng của tàu sẽ thay đổi cuộc chơi.

† Bắt đầu với những thách thức của người vận hành và làm việc trở lại. Thu hút sự tham gia của những người bảo trì ngay từ đầu. Nói chuyện với họ về những điểm khó khăn của họ, cung cấp khóa đào tạo cần thiết để thu hẹp khoảng cách kỹ năng và tập trung vào công nghệ có sẵn trên thị trường có thể được tùy chỉnh cho nhu cầu riêng của họ.

† Chứng minh giá trị bằng cách sử dụng các bộ dữ liệu hiện có và mô phỏng. Về cốt lõi, đây là một mối quan hệ mới giữa nhà điều hành và trí tuệ nhân tạo (AI). Cách nhanh nhất để thiết lập niềm tin là thể hiện sức mạnh của công nghệ trên tập dữ liệu hiện có mà nhà điều hành sử dụng hàng ngày. Nếu không có sẵn, hãy sử dụng bộ dữ liệu mô phỏng để chứng minh những gì có thể.

† Không làm hại. Tàu và nhà máy đóng tàu là những môi trường phức tạp với một số yêu cầu khắt khe nhất về bảo mật vật lý, điện từ và thông tin trên thế giới. Tối ưu hóa kỹ thuật số không được gây rối. Tránh “tách và thay thế” các hệ thống dữ liệu chính và tập trung vào các giải pháp định hướng vấn đề có thể được tích hợp liền mạch.

Chúng ta phải đầu tư vào một nền tảng kỹ thuật số hiện đại để tối ưu hóa nhà máy đóng tàu nhằm tối đa hóa giá trị hoạt động của tài sản vật chất của chúng ta đồng thời trao quyền cho nhân viên hoạt động hiệu quả, chính xác và năng suất nhất có thể. Tiền đặt cược quá cao để làm bất cứ điều gì ít hơn.

Tối ưu hóa nhà máy đóng tàu là một nhu cầu cấp thiết về an ninh quốc gia, nhưng nó cũng đại diện cho cơ hội chỉ có một lần trong đời để thực sự hiện đại hóa. Các đối thủ của chúng ta đang áp dụng các công nghệ kỹ thuật số tinh vi trên mọi khía cạnh của hoạt động quốc phòng và việc duy trì lợi thế của chúng tôi đòi hỏi sự vượt trội về kỹ thuật trong mọi khía cạnh của sự sẵn sàng. Chúng ta cần các nhà máy đóng tàu hiện đại.

James G. Foggo

James G. Foggo là một đô đốc Hải quân Hoa Kỳ đã nghỉ hưu, cựu chỉ huy Lực lượng Hải quân Hoa Kỳ Châu Âu và Châu Phi (US Naval Forces Europe and Africa) và chỉ huy Bộ Tư lệnh Lực lượng Liên hợp Đồng minh NATO Naples (NATO Allied Joint Force Command Naples). Ông hiện là trưởng khoa của Trung tâm Chiến lược Hàng hải của Liên đoàn Hải quân (Navy League’s Center for Maritime Strategy).

Naval Warfare

NAVY SHIPYARD OPTIMIZATION MUST INCLUDE A DIGITAL BACKBONE

By James Foggo

Breaking Defense 

on January 06, 2023 at 12:45 PM

"While improving the physical infrastructure of these facilities will be critical to success, it’s equally essential that we take this opportunity to build the digital infrastructure required to accelerate our readiness advantage," writes Ret. Adm. James Foggo.

Image: The Navy is working to digitize its infrastructure and operations.

(Graphic by Breaking Defense, original images via Getty and DVIDS)

The US Navy’s race to modernize its fleet has put a strain on its public shipyards. In the op-ed below, Retired Adm. James Foggo says it’s high time his former service started emphasizing digitization from the outset so it can work smarter, not harder.

For the foreseeable future, the United States will not build more ships per year than China.

That’s the reality we face as we enter a new maritime era. Our adversaries are devoting enormous resources to close the capability gap, and in order to maintain superiority, we must both build as fast as we can, and maximize the maritime power of our existing fleet.

This will require us to lead in both traditional warfighting and being more creative in developing new techniques. Mastering both of these will ensure readiness today and, in the future, readiness that will hopefully continue to deter large-scale conflict.

A major element of maximizing the power of our current fleet starts within our Navy’s shipyards. The Navy’s four public shipyards — Norfolk Naval Shipyard, Portsmouth Naval Shipyard, Puget Sound Naval Shipyard and Intermediate Maintenance Facility, and Pearl Harbor Naval Shipyard and Intermediate Maintenance Facility — are essential elements of our national defense. These shipyards perform vital maintenance activities on submarines, surface combatants and, aircraft carriers — from overhauls to nuclear refuelings to refits. They are the foundation of ensuring our submarine and carrier fleet is modern, operational, and most importantly available.

But today our shipyards face a major challenge: they were built a long time ago, some dating back to the 1800s, and modernizing these facilities has taken a backseat to other priorities over the years. An August 2020 GAO report [PDF] found that maintenance delays on aircraft carrier and submarine repairs from 2015 through 2019 resulted in a total of 7,424 days that those vessels weren’t available for operations—the equivalent of losing half an aircraft carrier and three submarines each year. Just last month Rear Admiral Bill Greene confirmed that the Navy has 41 surface ships currently in a major maintenance period, with 100 more in planning, and is expecting a 36 percent on-time delivery rate in fiscal 2022, down from 44 percent in FY21.

These delays translate to significant reduction in deployed combat power. To close this gap, the Navy developed the Shipyard Infrastructure Optimization Plan (SIOP) in 2018 to reconfigure, modernize and optimize our four aging Naval Shipyards.

And while improving the physical infrastructure of these facilities will be critical to success, it’s equally essential that we take this opportunity to build the digital infrastructure required to accelerate our readiness advantage.

Digital Accelerants Across the Maintenance Lifecycle

Understanding the digital opportunity starts with understanding the maintenance lifecycle. When a vessel arrives at a shipyard it has needs: manpower, parts, services, repairs, modernizations, alterations and restorations. These activities require specific and often exotic materials, implemented as part of a defined process, driven and overseen by uniquely skilled operators.

This is an incredibly complex task. Every station within a shipyard tackles a different component of the project. It’s a multi-step process executed by several different teams. The work planned at any given step is dependent on actions completed in previous steps, as well as the availability of required services and parts. Any misalignment across people, material and process will result in delays. The three major challenges to efficiency include:

† Inefficient workflows: Sometimes the right person is not available or doesn’t have the right materials at the right time.

† Talent & training gaps: There’s a dearth of skilled maintainers needed to perform these incredibly unique tasks.

† Oceans of data: Maintenance solutions are hidden in vast quantities of historical repair information that is unstructured and time-consuming to locate and use.

The Navy is tackling these challenges across three SIOP lines of effort (LOEs): Drydocks, Infrastructure and Industrial Plant Equipment. And digital technologies are foundational to driving new levels of speed and efficiency across the maintenance lifecycle. Analytics, artificial intelligence and machine learning tools can be deployed to uncover critical insights, make data-driven predictions in real-time, and seamlessly share critical information across shipyard teams. These digital solutions serve as a force-multiplier, maximizing operator talent and empowering faster, smarter decisions for everything from keeping tabs on physical machinery performance to workflow efficiency.

Naval shipyards share many attributes with manufacturing facilities in the private sector, and companies have been deploying these technologies for years with dramatic results. A recent McKinsey study on the manufacturing industry found that leveraging digital technology across inventory management, labor productivity, machine downtime reduction, throughput increase, and forecasting accuracy drove 15 to 50 percent value gains in cost reduction and efficiency. That’s a significant gain and gives a sense of what can be achieved by employing digital technologies to improve traditional methods.

Put The Operator At The Center Of Optimization Efforts

Digital transformation will require an upfront investment, but the proven return on that investment (ROI) in terms of readiness gains make it essential if we’re going to be competitive. Beyond cost, perhaps the biggest barrier is trust. Operators and leaders have to trust that the technology will help drive mission outcomes. So, here are four recommendations for overcoming these barriers and seamlessly integrating digital within the broader SIOP strategy:

† Dedicate 3 percent of SIOP budget to digital. A budget commitment at this level would not only be enough to achieve significant transformation goals but the ROI across efficiency and vessel availability would be game-changing.

† Start with operator challenges and work back. Involve the maintainers from the outset. Talk to them about their pain points, deliver the training required to close skill gaps and focus on commercially available technology that can be customized for their unique needs.

† Prove the value using existing and simulated datasets. At its core, this is a new relationship between the operator and the AI. The quickest way to establish trust is to showcase the power of the technology on an existing dataset that the operator uses every day. If one isn’t available, use simulated datasets to demonstrate what’s possible.

† Do no harm. Ships and shipyards are complex environments with some of the most demanding physical, electromagnetic, and information security requirements in the world. Digital optimization must not be disruptive. Avoid ‘rip and replace’ of major data systems and focus on problem-oriented solutions that can be seamlessly integrated.

We must invest in a modern digital foundation for shipyard optimization that maximizes the operational value of our physical assets while empowering personnel to be as efficient, accurate and productive as possible. The stakes are too high to do anything less.

Shipyard optimization is an urgent national security need, but it also represents a once in a lifetime opportunity to truly modernize. Our adversaries are embracing sophisticated digital technologies across every aspect of defense operations, and maintaining our advantage requires technical superiority in every facet of readiness. We need modern shipyards.

James G. Foggo

James G. Foggo is a retired US Navy admiral, former commander of US Naval Forces Europe and Africa and commander NATO Allied Joint Force Command Naples. He is currently the dean of the Navy League’s Center for Maritime Strategy.

*  *  *

Xem bài trên trang HQ thế giới: click vào đây

Xem trang Kiến thức, Tài liệu: click vào đây

More in English topic: please click here

Trở về trang chính: www.nuiansongtra.net