艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)

原宗，李靜

（中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢 430064）

0 引言

隨著我國(guó)海軍裝備事業(yè)的不斷發(fā)展，新型水面艦船性能日趨先進(jìn)，裝備結(jié)構(gòu)也日漸復(fù)雜，使得艦船計(jì)劃修理（塢修、小修、中修）工程量及技術(shù)難度日益增大，也造成了計(jì)劃修理中的裝備故障信息及維修過程信息的信息量越來越大。而目前在艦船計(jì)劃修理過程中各類技術(shù)文件及信息幾乎全部采用人工管理，絕大多數(shù)技術(shù)文件是通過紙質(zhì)手寫的方式輸入，各承修單位多采用僅本單位熟悉的文件格式，這使得在修理中各類技術(shù)文件的可查找性、可追溯性較差，在修理中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因信息不齊全或文件不規(guī)范而延誤工程進(jìn)度的情況，在修理結(jié)束后也缺乏對(duì)裝備修理過程信息的詳細(xì)記錄。

通過有效的手段管理好、利用好艦船計(jì)劃修理相關(guān)信息，能有效提高艦船計(jì)劃修理工作的效率和規(guī)范性，還能從修理中獲取裝備可靠性、維修性、保障性信息，為服役艦船的后續(xù)保障工作和新研艦船的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供有價(jià)值的參考。

1 系統(tǒng)主要功能及組成

艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)應(yīng)具備裝備信息管理、裝備故障與維修信息管理、器材信息管理、維修設(shè)施設(shè)備信息管理、技術(shù)資料管理等相關(guān)功能。為了確保系統(tǒng)安全可靠地工作，系統(tǒng)還須配置用戶管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)管理等系統(tǒng)管理功能。

艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)功能組成如圖1所示。

圖1 艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)功能組成Fig.1The structure and function framework of the scheduled warship-repair information management system

1.1 裝備信息管理

裝備信息指艦上各裝備的基本信息及使用信息?；拘畔ㄑb備名稱、裝備型號(hào)、裝備類型、裝艦數(shù)量、生產(chǎn)廠家、出廠日期、裝備批次、設(shè)計(jì)壽命、維修間隔期、大中小修標(biāo)準(zhǔn)等;使用信息包括服役日期、運(yùn)行時(shí)間、使用環(huán)境、裝備狀態(tài)、計(jì)量檢定情況等。

裝備信息管理是建立艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，管理系統(tǒng)能對(duì)艦船總體及艦上各裝備信息進(jìn)行分類配置。為了正確指導(dǎo)修理工作，必須保證裝備信息與艦船實(shí)際情況相一致，在計(jì)劃修理準(zhǔn)備階段，應(yīng)在管理系統(tǒng)內(nèi)對(duì)全艦裝備信息進(jìn)行更新。在艦船進(jìn)廠修理期間，艦員及各承修單位修理人員能登錄管理系統(tǒng)，準(zhǔn)確并迅速查詢、導(dǎo)出各類裝備信息，避免了紙質(zhì)資料借閱的復(fù)雜手續(xù)和所耽誤的時(shí)間。

1.2 裝備故障與維修信息管理

裝備故障與維修信息指在修理過程中應(yīng)記錄的裝備故障信息及維修過程信息。裝備故障信息包括故障發(fā)生時(shí)間、故障發(fā)生部位、故障現(xiàn)象、故障模式、故障類型、故障原因分析、故障造成的影響等;維修過程信息包括裝備修理級(jí)別、修理工藝流程、采取的技術(shù)措施、修后技術(shù)狀態(tài)等。

裝備故障與維修信息管理是艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)的核心功能。裝備故障信息是進(jìn)行維修決策、確定工程范圍的依據(jù)，維修過程信息能為后續(xù)維修保障工作的開展提供參考，因此系統(tǒng)必須完整、準(zhǔn)確、及時(shí)地收集和處理裝備故障與維修信息。

在修前準(zhǔn)備階段，系統(tǒng)具備工程單管理、勘驗(yàn)報(bào)告管理、修理技術(shù)方案管理等功能。在艦船計(jì)劃修理開始前，艦方對(duì)全艦裝備進(jìn)行檢查，并登錄管理系統(tǒng)填寫修理工程單，管理系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了各裝備常見故障的描述方式供艦員參考，使其能準(zhǔn)確、快速的填報(bào)故障。修前勘驗(yàn)結(jié)束后，承修單位勘驗(yàn)人員登錄管理系統(tǒng)填寫勘驗(yàn)報(bào)告，管理系統(tǒng)根據(jù)修理工程單和勘驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容自動(dòng)生成修理技術(shù)方案，針對(duì)裝備的每項(xiàng)故障分別列出其故障原因、故障排除方法及技術(shù)措施、修后技術(shù)要求，各承修單位修理人員可以登錄系統(tǒng)查詢其所承修設(shè)備的修理方案，作為開展施工的依據(jù)。

在修理施工階段，系統(tǒng)具備施工進(jìn)度管理、技術(shù)協(xié)調(diào)文件管理等功能。管理系統(tǒng)根據(jù)全艦修理施工網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，及時(shí)跟蹤統(tǒng)計(jì)各承修單位的實(shí)際修理開、完工情況等信息，當(dāng)承修單位工期滯后時(shí)，管理系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)對(duì)其發(fā)送提醒信息。主管領(lǐng)導(dǎo)登錄管理系統(tǒng)后，可以清楚地查明已完工項(xiàng)目、未完工項(xiàng)目，輔助其做出相應(yīng)的決策。技術(shù)協(xié)調(diào)文件管理指對(duì)聯(lián)系單、協(xié)調(diào)表等協(xié)調(diào)文件進(jìn)行的規(guī)范化管理，各承修單位能登錄管理系統(tǒng)收、發(fā)電子聯(lián)系單、協(xié)調(diào)表，管理系統(tǒng)可以按發(fā)送方要求的時(shí)間節(jié)點(diǎn)提示接收方及時(shí)予以回復(fù)，系統(tǒng)還能對(duì)聯(lián)系單、協(xié)調(diào)表進(jìn)行自動(dòng)分類編號(hào)，便于各方追溯查找。

在修后試驗(yàn)階段，系統(tǒng)具備試驗(yàn)信息數(shù)據(jù)記錄、修理質(zhì)量評(píng)估功能。管理系統(tǒng)能分類存儲(chǔ)各系統(tǒng)、設(shè)備的試驗(yàn)信息及數(shù)據(jù)，并具有對(duì)裝備修理質(zhì)量進(jìn)行打分或評(píng)估的功能。

1.3 器材信息管理

器材信息分為舊件信息和新更換器材信息。舊件信息包括舊件的狀態(tài)描述、廢棄原因、存放位置、接收單位等;新更換器材信息包括新器材的名稱、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠家、數(shù)量、價(jià)格、訂貨周期等。

器材信息管理的主要功能是實(shí)現(xiàn)器材庫(kù)存帳目處理、申領(lǐng)報(bào)表的自動(dòng)生成。庫(kù)存帳目處理為各承修單位提供了器材庫(kù)存賬目的寫入、查閱、統(tǒng)計(jì)、輸出等手段［1］。在新件出庫(kù)和舊件入庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)建立相應(yīng)的出入庫(kù)記錄文件，在庫(kù)存數(shù)量發(fā)生變更時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)檢查艦庫(kù)存數(shù)量，及時(shí)提醒承修單位生成器材申領(lǐng)單;申領(lǐng)報(bào)表自動(dòng)生成的功能可以有效減少繁雜的器材申領(lǐng)手續(xù)所延誤的時(shí)間，及時(shí)提供給器材管理人員、審批人員關(guān)于器材的詳細(xì)信息，輔助其制定合理的器材采購(gòu)及管理計(jì)劃。

1．4 維修設(shè)施設(shè)備信息管理

維修設(shè)施設(shè)備信息包括維修設(shè)施信息與維修設(shè)備信息。維修設(shè)施信息包括用于裝備維修保障所需的永久性或者半永久性的構(gòu)筑物及其附屬設(shè)備，包括維修場(chǎng)地、維修工間、裝備倉(cāng)庫(kù)、專業(yè)訓(xùn)練與科研場(chǎng)所等的相關(guān)信息。維修設(shè)備信息包括測(cè)試設(shè)備、維修設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)備、計(jì)量與校準(zhǔn)設(shè)備、搬運(yùn)設(shè)備、拆裝設(shè)備、工具等固定保障設(shè)備和機(jī)動(dòng)保障設(shè)備的相關(guān)信息［2］。

維修設(shè)施設(shè)備信息管理的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)維修設(shè)施、維修設(shè)備使用信息的記錄與統(tǒng)一管理。在艦船修理期間，各承修單位對(duì)于需要借用的設(shè)施、設(shè)備，可以登錄管理系統(tǒng)向修船廠提出申請(qǐng)，便于修船廠提前規(guī)劃準(zhǔn)備。管理系統(tǒng)能將各裝備修理所用到的設(shè)施、設(shè)備信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，尤其是特殊、專用工具的信息的積累，可為保障基地、修船廠維修保障能力的建設(shè)提供參考。

1．5 技術(shù)資料管理

技術(shù)資料主要包括修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行政和技術(shù)法規(guī)，以及艦上各裝備的使用說明書、維修說明書、維修手冊(cè)、維護(hù)規(guī)程、履歷簿、電子技術(shù)手冊(cè)、操作視頻教程等。

技術(shù)資料管理通過建立起集成了裝備修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、裝備維修管理法規(guī)以及各類參考文獻(xiàn)資料的裝備保障信息庫(kù)，為加強(qiáng)修理中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化管理提供數(shù)據(jù)支持。管理系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的技術(shù)資料可按資料種類、艦上系統(tǒng)歸屬等劃分方法進(jìn)行快速索引，且管理系統(tǒng)具備信息查詢功能和關(guān)鍵詞模糊搜索功能，使修理人員能便捷查詢、檢索資料。

1．6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括數(shù)據(jù)管理、用戶管理等幾項(xiàng)功能，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1）數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理的主要功能為數(shù)據(jù)安全控制、數(shù)據(jù)備份、版本控制等。

數(shù)據(jù)安全控制包括數(shù)據(jù)的訪問授權(quán)，對(duì)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)加密，對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)解密，以及防止數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)遭到人為或自然災(zāi)害破壞，提供較好的容災(zāi)與數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。

數(shù)據(jù)備份主要是配合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)管理系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行定期備份，備份的數(shù)據(jù)保存在另外的備份數(shù)據(jù)庫(kù)中。

版本控制主要用于對(duì)艦船計(jì)劃修理階段的同類維修過程信息進(jìn)行管理，以保證用戶可以快速查找所需的信息。對(duì)同一階段的同類信息也可保存多個(gè)版本。

2）用戶管理

用戶管理包括分組管理、用戶基本信息管理和用戶權(quán)限管理。

各承修單位對(duì)應(yīng)各不同用戶，用戶分組默認(rèn)其具有不同的訪問權(quán)限，但是系統(tǒng)管理員在用戶默認(rèn)權(quán)限的基礎(chǔ)上還能對(duì)用戶分配其他權(quán)限或取消部分訪問權(quán)限。

系統(tǒng)管理員與普通用戶的用戶界面基本上一樣，只是系統(tǒng)管理員能看到所有功能界面，可以添加、刪除、編輯用戶分組信息，用戶基本信息以及設(shè)置用戶權(quán)限，并可對(duì)各類信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除、修改操作。普通用戶可以瀏覽共用信息，但只能修改本單位資料及本單位的工作數(shù)據(jù)。

1.7 系統(tǒng)工作方式

艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)工作方式如圖2示。

圖2 艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)工作方式Fig.2The working mode of the scheduled warship-repair information management system

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)開發(fā)模式

在對(duì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)開發(fā)的需求分析、對(duì)系統(tǒng)性能的要求，以及目前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，選用基于B/S三層結(jié)構(gòu)模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如圖3所示，三層結(jié)構(gòu)依次為用戶服務(wù)層、功能服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層。采用三層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:可實(shí)現(xiàn)功能服務(wù)級(jí)和數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的全面分布，較好地實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的平衡，中間層的加入也提高了數(shù)據(jù)的安全性［3］。

用戶服務(wù)層是用戶接口部分即人機(jī)界面，是用戶與系統(tǒng)間交互信息的橋梁;功能服務(wù)層是應(yīng)用的主體，包括了系統(tǒng)中各種模型的決策的邏輯。在該層中，一方面要接受來自用戶層的數(shù)據(jù)的輸入，另一方面還要接受數(shù)據(jù)服務(wù)層的數(shù)據(jù)并向外輸出用戶層所需要的查詢結(jié)果，所以功能服務(wù)層起中間樞紐作用;數(shù)據(jù)服務(wù)層由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和維護(hù)工作，并且具有數(shù)據(jù)資料的分析能力。

在該模式中，當(dāng)用戶需要進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問或復(fù)雜計(jì)算時(shí)，用戶服務(wù)層即客戶端向功能服務(wù)層發(fā)出請(qǐng)求，功能服務(wù)器響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理或向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)出SQL命令，由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作，最后由功能服務(wù)器將結(jié)果返回客戶端。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)

Visual Studio．NET是微軟創(chuàng)建的．NET應(yīng)用程序的軟件開發(fā)工具集，它集成了大量成熟技術(shù)和多種開發(fā)語(yǔ)言，提供了1個(gè)用于在該平臺(tái)上創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形集成開發(fā)環(huán)境。在用戶服務(wù)層的設(shè)計(jì)上，．NET提供了友好的界面控件;在功能邏輯層的設(shè)計(jì)上，．NET提供的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法能保證通過完好的類設(shè)計(jì)完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯;在數(shù)據(jù)服務(wù)層的設(shè)計(jì)上，．NET采用了ADO來支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問，能高速、安全地連接和操作數(shù)據(jù)庫(kù)，且同屬于微軟公司的．NET平臺(tái)與Windows操作系統(tǒng)也具有很好的兼容性［4］。由此，選用Visual Studio．NET作為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。

2．3 數(shù)據(jù)庫(kù)選型

基于對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際需要和艦船計(jì)劃修理實(shí)際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量，以及操作系統(tǒng)和開發(fā)平臺(tái)的兼容性等方面考慮，選用微軟SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

2．4 安全性設(shè)計(jì)

由于艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)有大量涉密信息，為確保信息、數(shù)據(jù)的安全性，應(yīng)當(dāng)從數(shù)據(jù)庫(kù)安全、應(yīng)用程序安全和主頁(yè)訪問安全三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)安全性設(shè)計(jì)應(yīng)將SQL服務(wù)器與Windows操作系統(tǒng)的安全模式有機(jī)地結(jié)合在一起，一方面充分利用Windows操作系統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制，另一方面通過SQL Enterprise Manager應(yīng)用程序中的“安全選項(xiàng)”設(shè)置安全模式、缺省域、特殊字符映射等，把SQL的用戶與操作系統(tǒng)的用戶結(jié)合在一起;應(yīng)用程序安全設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)客戶端的應(yīng)用程序及密碼以及驗(yàn)證用戶的ID號(hào)，限制使用應(yīng)用程序的用戶，防止對(duì)用戶密碼的竊取，對(duì)系統(tǒng)中的用戶按照子系統(tǒng)設(shè)置不同的修改權(quán)限、查看權(quán)限、禁止權(quán)限等;主頁(yè)訪問安全是將信息設(shè)計(jì)為不同的安全級(jí)別，部分信息需要輸入密碼或先進(jìn)行授權(quán)才能進(jìn)行訪問。

此外，系統(tǒng)應(yīng)采用與外界網(wǎng)絡(luò)相隔離的專用軍事網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器、客戶端計(jì)算機(jī)全部安裝加密機(jī)，通信通道由通信部門負(fù)責(zé)加密，以防止信息的外泄。

3 結(jié)語(yǔ)

艦船計(jì)劃修理信息管理水平的高低直接關(guān)系到修理文件及數(shù)據(jù)信息的規(guī)范性和可查性，并影響到工程的效率和質(zhì)量，而用傳統(tǒng)的方法和手段來做好計(jì)劃修理信息管理是難度極大的。文章提出利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，按照裝備技術(shù)保障管理要求，結(jié)合現(xiàn)有海軍艦船計(jì)劃修理工作體制，以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，建立艦船計(jì)劃修理信息管理系統(tǒng)，以加強(qiáng)對(duì)艦船計(jì)劃修理信息的管理能力。

該系統(tǒng)已在某型號(hào)艦船塢修工程中得到試用，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證系統(tǒng)能準(zhǔn)確地輔助技術(shù)人員查閱裝備修理信息、制定修理技術(shù)文件，及時(shí)協(xié)助管理人員對(duì)器材申領(lǐng)信息、維修設(shè)備設(shè)施使用信息進(jìn)行詳細(xì)記錄和統(tǒng)一管理，有效地提高了修理工作的效率和規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)了艦船計(jì)劃修理工作的信息化。

［1］金家善，黃政，楊金城，夏松．裝備維修數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能及數(shù)據(jù)流程［J］．中國(guó)修船，2002，（6）:39－41．

［2］魏玉凡．裝備維修信息管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．電腦與信息技術(shù)，2009，17（4）:62－66．

［3］姜文志，豐海波，李彪，閻春光．基于B/S的艦船裝備維修保障信息系統(tǒng)［J］．計(jì)算機(jī)時(shí)代，2006，（9）:5－7．

［4］劉佳，邢濤，徐永新．艦船裝備維修性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研究［J］．中國(guó)修船，2009，22（4）:44－46，50．