从标准到战力:ASTM与北约携手,以标准化与先进制造重塑无人海上力量

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       2026年初,一则消息标志着全球防务技术与标准化的融合进入新阶段:国际标准组织ASTM International被选定牵头一项北约资助的倡议——“无人水面艇标准化:现状与未来展望”。该项目远非一份简单的技术报告,而是北约在应对日益复杂的海上安全环境,特别是波罗的海等热点区域紧张局势时,为系统性整合下一代无人系统能力所下的战略赌注。其核心目标是通过强化互操作性、战备状态和未来能力,确保北约盟国能高效地将USV技术整合到作战环境中[^用户提供]。本文将深入剖析这一倡议的战略背景、ASTM的独特角色、增材制造(AM)在其中扮演的关键赋能作用,以及项目面临的现实挑战与广阔前景。

北约搜救演习。图片来源:北约

北约搜救演习。图片来源:北约

战略紧迫性:北约为何此刻聚焦USV标准化?

北约对USV标准化的迫切需求,根植于地缘政治现实与军事变革的双重驱动。

       首先,作战环境的演变催生了新质作战力量。近年来,波罗的海等区域水下电缆遭破坏等事件频发,俄罗斯军事活动加剧。传统有人舰艇在高风险、高强度对抗环境中面临成本与人员安全的巨大压力。USV以其低成本、可牺牲性以及能够执行持久监视、反水雷、反潜作战等任务的特点,成为弥补能力缺口的关键。北约已在2025年6月在波罗的海进行无人艇演示,测试其在持续态势感知、电缆保护和跟踪敌对船只等方面的任务角色。这些并非研究项目,而是逐步承担作战任务的原型系统。

    其次,技术扩散与互操作性瓶颈。USV市场正经历快速增长,军事与国防领域是其主要驱动力,占全球市场份额超过60%。美国海军有“幽灵舰队霸主”项目,澳大利亚等盟国也在快速发展相关能力。然而,各国及各军种采用的USV平台、通信协议、数据格式和控制接口各异。若无统一标准,北约期望的“网络化海军作战”将沦为空谈,跨盟国、跨军种的协同指挥、数据共享和后勤保障将困难重重。因此,标准化是释放USV集群作战效能、实现“1+1>2”联盟优势的前提。

ASTM International:连接民用标准与国防需求的桥梁

ASTM被选中领导此项目,绝非偶然。它作为全球领先的自愿共识标准制定组织,在连接民用技术创新与国防需求方面拥有独特优势。


1. 深厚的国防标准基础与官方合作:ASTM制定的标准中,约30%涉及航空航天与国防领域,并被美国国防部、北约等机构广泛采用。更重要的是,ASTM与北约签有正式谅解备忘录(MOU),这为双方在国防技术对齐上的合作提供了制度保障[^用户提供]。其委员会F41长期致力于无人水下航行器(UUV)和无人水面艇(USV)系统的标准制定,旨在促进可互操作、模块化和多功能的平台家族。例如,ASTM已制定了关于UUV自主与控制、通信、传感器数据格式等一系列标准指南。这些现有工作为评估北约USV标准现状提供了坚实基础。


2. “研-标-认”一体化的先进制造赋能体系:本项目特别强调要利用ASTM在先进制造和标准开发方面的专业知识[^用户提供]。这正是ASTM近年来战略布局的核心。其旗下的增材制造卓越中心(AM CoE) 是一个集研发、标准化、教育、培训和认证于一体的全球协作平台。AM CoE的使命正是通过战略研发来加速标准制定,以推动增材制造技术的可靠、可持续和规模化应用。ASTM全球先进制造项目副总裁Mohsen Seifi博士指出:“先进制造只有在规模化应用时才具有意义。”这一理念与北约对可部署、可规模化的USV能力的追求完全契合。

 增材制造:突破USV研发与后勤限制的关键赋能技术

在USV从概念到部署的全生命周期中,增材制造正成为解决传统制造瓶颈的革命性工具,而标准化是使其从“可用”到“可信”的关键。

1. 加速原型迭代与复杂部件生产:USV作为新兴平台,其设计需要快速迭代以适配不同任务载荷,如情报、监视、侦察(ISR)、反水雷或环境监测。增材制造允许工程师快速打印出复杂的传感器支架、轻量化结构件、定制化流体通道(如推进器部件)甚至整个船体分段进行测试,极大缩短了研发周期。这对于北约快速响应新兴威胁、验证新概念至关重要。


2. 保障分布式后勤与战备状态:北约由多个盟国组成,其工业基础和供应链分布不均。传统制造的长采购周期和复杂供应链是战备状态的瓶颈[^用户提供]。增材制造支持“按需生产”和“分布式制造”。例如,一个盟国可以共享经过认证的零件数字文件,另一个盟国在获得许可后,即可在本土具备资质的AM设施中生产该备件。这能显著减少对集中式供应链的依赖,缩短前线装备的维修等待时间,提升联盟整体的后勤韧性。美国海军已通过AM将某些部件生产时间缩短达70%[^用户提供],证明了其在维持战备方面的巨大价值。


3. 标准化是AM用于国防的“通行证”:然而,AM的潜力发挥取决于严格的标准化和认证。这正是ASTM AM CoE的核心工作。AM CoE通过与America Makes(美国国家增材制造创新机构)合作加强国防供应链韧性,参与英国DECSAM等项目规模化生产飞行就绪零件,并在全球推广AM设施与人员认证项目。这些努力旨在解决材料性能一致性、工艺可重复性、数字线程和质保体系等关键瓶颈[^用户提供]。只有当AM材料和工艺像传统铸锻件一样经过权威认证(如类似NAVAIR与Velo3D的合作[^用户提供]),其生产的USV关键部件才能被放心地用于高价值军事平台。

美国材料与试验协会(ASTM)增材制造卓越中心旨在加速增材制造的标准化进程。图片来源:美国材料与试验协会国际组织

美国材料与试验协会(ASTM)增材制造卓越中心旨在加速增材制造的标准化进程。图片来源:美国材料与试验协会国际组织

 挑战、联盟与未来之路

尽管前景光明,但北约通过标准化整合USV与AM技术仍面临显著挑战。

1. 技术整合与认证的复杂性:将AM集成到USV的生产和维护体系中,需要贯穿设计、仿真、打印、后处理、检测的全数字线程。不同国家、不同企业使用的软件、设备和材料可能不同,建立联盟通用的认证体系耗时费力[^用户提供]。ASTM的项目需要评估现有框架、识别差距,并提供切实可行的建议[^用户提供],任务艰巨。

2. 工业基础与联盟协同:AM的采用深度依赖于各成员国的国内工业基础设施和人才储备[^用户提供]。并非所有盟国都具备同等水平的AM生产能力。因此,标准化的另一层含义是建立“资格互认”机制,确保在一个国家认证的AM流程和零件,能被其他盟国接受。这需要深度的政治互信与技术协作。

3. 强大的联盟支撑:本项目由希腊国防系统公司INTRACOM DEFENSE (IDE) 作为主承包商领导 consortium 交付[^用户提供]。IDE本身是欧洲防务基金多个项目(如ACTUS战术无人机系统、LOTUS低可观测无人机系统)的协调方,具有丰富的欧盟防务科研项目管理经验。同时,ASTM还与欧洲防务局(EDA)、英国国防部等在先进制造和数字化领域保持合作[^用户提供]。这种“标准化组织+国防承包商+多国政府机构”的合作模式,确保了项目既具备技术权威性,又紧贴实际防务需求。

结论
       北约选择ASTM International领导USV标准化倡议,是一次极具远见的战略布局。它超越了单纯的技术规范制定,旨在构建一个涵盖先进制造(特别是增材制造)、数字认证、跨盟国互操作性的完整创新生态系统。通过ASTM成熟的“研-标-认”一体化模式及其与全球防务界的深度连接,北约有望系统性地解决USV从快速原型开发、规模化生产到分布式后勤保障的全链条挑战。最终目标是将技术创新转化为可部署的联盟作战能力[^用户提供],确保在日益无人化、智能化的未来海战中,北约能够保持技术优势与集体防御的有效性。这条从“标准”到“战力”的道路,正是21世纪联盟防务创新的关键路径。

   中国3D打印网编译文章!


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