IETM數(shù)據(jù)在裝備全壽命中的綜合利用

郭 曉

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

裝備，特別是航空裝備的采辦具有周期長、復(fù)雜度高和持續(xù)改進(jìn)的特點。在這一過程中，裝備信息管理，特別是裝備的技術(shù)信息管理隨著裝備復(fù)雜度和裝備信息化水平的增加正變得越來越重要。國外發(fā)達(dá)國家在裝備采辦政策中明確提出，從國防裝備（系統(tǒng)）的觀點看，技術(shù)信息是用來在全壽命周期內(nèi)保障裝備（系統(tǒng)）的重要資產(chǎn)，工業(yè)部門（承包商）要為軍方提供一個數(shù)字化裝備。

裝備技術(shù)信息的產(chǎn)生和使用主要涉及軍地雙方，貫穿設(shè)計、制造和使用3大過程。在這3大過程中，軍地雙方的信息具有極大的不對稱性。

工業(yè)部門是裝備設(shè)計和制造的主要責(zé)任方，通過多年的發(fā)展和積累達(dá)到了很高的信息化水平，通過產(chǎn)品全壽命周期管理（Product Life cycle Management，PLM）平臺集成了各個CAx系統(tǒng)的裝備技術(shù)信息，基本實現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計和制造。不過在裝備設(shè)計階段，工業(yè)部門進(jìn)行新機保障性分析等設(shè)計活動時往往缺乏相似機型使用保障的歷史數(shù)據(jù)，而裝備使用部隊的保障信息化系統(tǒng)中卻保管著豐富的這類數(shù)據(jù)。

軍方是裝備的使用方，裝備復(fù)雜度的提高使裝備使用部隊在進(jìn)行裝備維護(hù)時所需的技術(shù)信息與不斷變化的產(chǎn)品保持一致正變得更加困難，而這些維護(hù)裝備所需的信息在裝備采辦生命周期的開始階段（如設(shè)計階段）被生成和管理，如：構(gòu)型數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)、故障模式、連接圖、裝配圖、備件清單、測試需求等。

為了減少軍地雙方信息的不對稱性，必須樹立裝備信息全壽命管理的思想，貫徹持續(xù)采辦和全壽命支持（Continuous Acquisition and Life-cycle Support，CALS）戰(zhàn)略倡導(dǎo)的“信息一次生成多次使用”原則，通過促進(jìn)各類數(shù)據(jù)的綜合利用，實現(xiàn)對裝備信息的全壽命管理，減少軍地雙方的信息不對稱性。由于交互式電子技術(shù)手冊（Interactive Electronic Technical Manual，IETM）具有強有力的信息表現(xiàn)和存儲能力、人機交互和數(shù)據(jù)共享能力，現(xiàn)已成為工業(yè)部門向軍方提供裝備技術(shù)信息的主要方式和重要載體，IETM數(shù)據(jù)的綜合利用成為裝備信息全壽命管理的重要內(nèi)容。

1 IETM數(shù)據(jù)特點解析

IETM研究的對象是產(chǎn)品的技術(shù)信息數(shù)據(jù)，包括工程圖紙、設(shè)計說明書、工藝卡、使用手冊、培訓(xùn)手冊和維修手冊等。這些數(shù)據(jù)在武器裝備的設(shè)計、生產(chǎn)、使用和保障過程中產(chǎn)生、傳遞和使用。為了將這些數(shù)據(jù)有機地結(jié)為一體，構(gòu)成共享數(shù)據(jù)環(huán)境下具有強交互能力的數(shù)字化技術(shù)文檔，并支持?jǐn)?shù)據(jù)在武器裝備、維修設(shè)備、訓(xùn)練模擬系統(tǒng)以及交互式多媒體教學(xué)課件中的綜合利用，為操作人員提供適時、適需、適用的技術(shù)指導(dǎo)和信息支持，IETM數(shù)據(jù)的管理方式不同于一般的計算機文件或多媒體數(shù)據(jù)庫。

IETM數(shù)據(jù)在創(chuàng)作時，嚴(yán)格遵照有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的中性格式將裝備技術(shù)信息數(shù)據(jù)劃分成許多信息對象，比如歐洲航空航天和防務(wù)協(xié)會的S1000D《使用公共源數(shù)據(jù)庫的技術(shù)出版物國際規(guī)范》以及GJB 6600.1–2008《裝備交互式電子技術(shù)手冊 第1部分：總則》、GJB 6600.2–2009《裝備交互式電子技術(shù)手冊 第2部分：數(shù)據(jù)模塊編碼和信息控制編碼》、GJB 6600.3-2009《裝備交互式電子技術(shù)手冊 第3部分：模式》、GJB 6600.4–2009《裝備交互式電子技術(shù)手冊 第4部分：數(shù)據(jù)字典》這些最新的IETM標(biāo)準(zhǔn)都以數(shù)據(jù)模塊（DataModule，DM）這種結(jié)構(gòu)化的的方式來組織技術(shù)信息，在S1000D中詳細(xì)給出了描述類、程序類、故障類、維修計劃類、操作類、圖解零件類、接線類、過程類、戰(zhàn)損評估和修理類、技術(shù)信息知識庫類、容器數(shù)據(jù)類、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)類以及維修清單和檢查類等各類數(shù)據(jù)模塊的信息組織結(jié)構(gòu)。

IETM數(shù)據(jù)的存儲管理大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：（1）采用可檢索Bmp格式文件；（2）采用ASCII標(biāo)準(zhǔn)代碼或PDF格式構(gòu)建文檔系統(tǒng)；（3）采用SGML格式構(gòu)建文檔系統(tǒng)；（4）采用分層結(jié)構(gòu)多屬性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。只有使用分層結(jié)構(gòu)多屬性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行IETM數(shù)據(jù)存儲，才能真正體現(xiàn)IETM的交互式功能，因為IETM數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫時并不依賴于某種特定的軟件商品，而是將相互關(guān)聯(lián)的信息數(shù)據(jù)按照一定的結(jié)構(gòu)存儲在具有網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)交換能力、能夠保證數(shù)據(jù)內(nèi)容的實時性和可維護(hù)性的分布式公共源數(shù)據(jù)庫（CommonSource DataBase，CSDB）中。 這就從技術(shù)上確保了IETM數(shù)據(jù)在使用時，不僅可以以文字、表格、圖像、圖紙、聲音、視頻、動畫等多種形式實現(xiàn)人機交互，更重要的是能夠確保IETM系統(tǒng)與其他裝備管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互能力。

結(jié)構(gòu)化創(chuàng)作、單一數(shù)據(jù)源分布式存儲是目前IETM 數(shù)據(jù)處理的兩個最顯著特點，這兩個特點使得它具有很強的開放性、可互操作性和部署能力，從而在技術(shù)上為以IETM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)在全壽命周期構(gòu)建裝備信息共享環(huán)境，促進(jìn)數(shù)據(jù)綜合利用奠定了基礎(chǔ)。

2 共享數(shù)據(jù)環(huán)境是裝備信息全壽命管理的基礎(chǔ)

全壽命周期管理是一種管理技術(shù)信息的產(chǎn)生、存取、使用、維護(hù)、分發(fā)和重用的方法，它通過運用政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、軟件系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)來：標(biāo)識和控制數(shù)據(jù)的要求；及時而經(jīng)濟(jì)地采集符合這些要求的數(shù)據(jù)；確保獲取足夠的數(shù)據(jù)、保證信息安全的前提下高效地存取和分發(fā)數(shù)據(jù)；通過共享、重用、相互參引等促進(jìn)數(shù)據(jù)的綜合利用、分析數(shù)據(jù)的使用情況等。這種方法使裝備的技術(shù)信息在整個壽命周期內(nèi)的產(chǎn)生、交換和使用更有效，是美國和英法等國家在其國家裝備采辦全壽命管理體制上結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展水平提出的一種先進(jìn)的信息管理方法。

全壽命周期信息管理的目標(biāo)：一是在需要的地點、需要的時間，以需要的格式向授權(quán)用戶提供正確的信息；二是在整個壽命周期內(nèi)以最經(jīng)濟(jì)的方式管理（生成、使用、交換）信息。

構(gòu)建共享數(shù)據(jù)環(huán)境（Share Data Environment，SDE）是實現(xiàn)裝備信息全壽命管理的基礎(chǔ)。SDE被定義為集合了裝備共享的所有產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)和產(chǎn)品保障數(shù)據(jù)，且在物理上分散、邏輯上鏈接的一種數(shù)據(jù)管理信息化架構(gòu)，它包括存儲環(huán)境（如開放型交互式的數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)）、交換共享機制（如保密專網(wǎng)、介質(zhì)擺渡）、訪問控制和安全手段等。通過構(gòu)建裝備SDE能使裝備技術(shù)信息更具綜合性、數(shù)據(jù)利用更高效、數(shù)據(jù)更新更實時，同時為實行并行工程提供了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)環(huán)境。由于采取了集中管理、分布使用的方式，各系統(tǒng)按標(biāo)準(zhǔn)生成的技術(shù)信息通過SDE可以在裝備全壽命周期內(nèi)有效地實現(xiàn)交互和重復(fù)利用，授權(quán)用戶也能方便地利用SDE獲取需要的信息。

SDE的應(yīng)用范圍很廣，包括計算機輔助設(shè)計、設(shè)計分析、制造加工規(guī)劃、計算機集成制造、保障性分析、維修規(guī)劃、技術(shù)手冊與訓(xùn)練資料的編寫、無紙輔助維修、聯(lián)機供應(yīng)、自動備件采購及再采購等方面。SDE的構(gòu)建是一個逐步完善的過程，應(yīng)結(jié)合我國裝備研制管理工作的具體實際和軍地雙方的信息化發(fā)展水平來構(gòu)建SDE。如在我國目前裝備采辦管理“分階段管理的體制”下， SDE就可以在統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一技術(shù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等前提下分為工業(yè)部門和軍方兩個SDE分別建設(shè)，不具備網(wǎng)絡(luò)互通的條件下，可先通過介質(zhì)擺渡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享，待條件成熟時再通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，逐步發(fā)展過渡到實現(xiàn)軍地雙方使用統(tǒng)一的SDE來對裝備技術(shù)信息實現(xiàn)全壽命管理。

3 構(gòu)建裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境，促進(jìn)IETM數(shù)據(jù)的綜合利用

3.1 IETM數(shù)據(jù)是裝備保障的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

飛機的保障性不但取決于飛機自身的四性設(shè)計，而且取決于地面保障系統(tǒng)的科學(xué)合理性和運行效率，為了實現(xiàn)裝備高任務(wù)成功率、快速保障、機動保障、持續(xù)保障等作戰(zhàn)需求，需要借助先進(jìn)的信息化技術(shù)，將各種保障要素綜合起來形成一種高度自動化和智能化的保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境，最大程度地自動識別保障需求，輔助保障決策。

維護(hù)裝備所需的技術(shù)信息大多來自工業(yè)部門的各類Cax（計算機輔助設(shè)計、制造、工程等）系統(tǒng)。裝備承包商通過IETM創(chuàng)作系統(tǒng)將這些工程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)镮ETM數(shù)據(jù)，以一定的發(fā)布方式提供給裝備使用部隊。目前工業(yè)部門向軍方提供的裝備數(shù)字化信息主要是IETM數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境，就可以實現(xiàn)裝備故障智能診斷、計算機輔助保障任務(wù)決策和保障資源自動概算等裝備保障自動化管理功能。

3.1.1 IETM數(shù)據(jù)對故障智能診斷的支持

IETM數(shù)據(jù)包含裝備所需的有關(guān)故障查找與維修方面的全部技術(shù)信息，如故障隔離手冊、維修手冊等，這些信息被集合到公共源數(shù)據(jù)庫中，可以為用戶智能化地提供故障診斷和查找程序，使維修人員在任何需要的時間、場所和地點獲得充分的信息支持。因此，對于裝備保障和復(fù)雜產(chǎn)品的維修和維護(hù)來說，IETM已成為故障診斷的有效手段之一。為了提高故障診斷效率，發(fā)揮IETM數(shù)據(jù)在故障診斷中的作用，需加強IETM數(shù)據(jù)共享和整合功能，IETM只有通過外部接口與其他數(shù)據(jù)庫或?qū)＜蚁到y(tǒng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，才能發(fā)揮其最大功效。

3.1.2 IETM數(shù)據(jù)對保障任務(wù)決策的支持

IETM數(shù)據(jù)包含裝備構(gòu)型信息、維修計劃信息、操作信息、圖解零件信息、過程信息、維修清單和檢查信息以及戰(zhàn)損評估和修理信息等，綜合維修決策管理系統(tǒng)可以充分利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行定時維修預(yù)測、維修計劃智能優(yōu)化、維修工卡自動生成等一系列保障任務(wù)輔助決策。

3.1.3 IETM數(shù)據(jù)對保障資源自動概算的支持

在IETM的程序類信息、故障類信息、維修計劃類信息、過程類信息等數(shù)據(jù)模塊中的操作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分詳細(xì)記錄了人員、設(shè)備、耗材、備件等所需保障資源的信息，利用這些數(shù)據(jù)可以對完成各類保障任務(wù)所需的保障資源進(jìn)行匯總統(tǒng)計，完成保障資源的自動概算，并可與各資源管理系統(tǒng)聯(lián)動，自動計算資源可用度。

3.2 以CSDB為基礎(chǔ)構(gòu)建裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境

由于IETM數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)覆蓋面很廣并且它與裝備同研制、同交付、同使用，所以它具有與裝備本身幾乎同樣長的的壽命周期，這就要求對IETM數(shù)據(jù)實施全壽命周期管理。隨著技術(shù)的發(fā)展，采用結(jié)構(gòu)化形式組織并使用CSDB方式管理IETM數(shù)據(jù)成為主要趨勢，這為以CSDB為基礎(chǔ)構(gòu)建裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

因為IETM數(shù)據(jù)的創(chuàng)作由裝備的承包商完成，而IETM數(shù)據(jù)的使用者主要是部隊，創(chuàng)作者和使用者跨越軍地兩方，如何保證以IETM使用方CSDB為基礎(chǔ)構(gòu)建的裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境與IETM創(chuàng)作方的CSDB能夠有效集成是一個巨大挑戰(zhàn)。所以在構(gòu)建裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境時必須抓好規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)和驗證3個關(guān)鍵問題。

3.2.1 規(guī)劃

規(guī)劃裝備保障SDE時應(yīng)把握以下原則：

把IETM數(shù)據(jù)的綜合利用和裝備保障SDE的構(gòu)建提升到裝備采辦業(yè)務(wù)流程重組的高度來重視，從裝備研制階段就開始統(tǒng)籌考慮，與承包商的IETM創(chuàng)作系統(tǒng)同步規(guī)劃。

通過寫入研制總要求等方式明確對IETM數(shù)據(jù)全壽命周期管理的要求，提出IETM數(shù)據(jù)綜合利用的技術(shù)指標(biāo)，即除生成電子手冊外，它還要為部隊技術(shù)保障的哪些系統(tǒng)提供支持。

采用先進(jìn)技術(shù)，確保裝備保障SDE能夠集合一種或多種武器系統(tǒng)共享的所有產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)和產(chǎn)品保障數(shù)據(jù),且實現(xiàn)在物理上分散、邏輯上鏈接的一種分布式存取環(huán)境。

明確要求承包商提供以CSDB方式發(fā)布的IETM數(shù)據(jù)。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)

SDE的核心功能是支持信息共享以及數(shù)據(jù)的互操作，而標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)信息共享的前提和基本保障，也是和其他信息系統(tǒng)進(jìn)行高效數(shù)據(jù)集成的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了裝備使用和維護(hù)過程所需技術(shù)信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)存儲的組織方式。為了能夠最大限度地綜合利用IETM數(shù)據(jù)，要求選用的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)提供足夠多的信息類型，這樣才能支持裝備使用保障所需的各類技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化建模要求。S1000D標(biāo)準(zhǔn)就是一個不斷吸收先進(jìn)技術(shù)發(fā)展成果，不斷擴展信息應(yīng)用范圍的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。在4.0版本中，S1000D融入了有關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模塊，支持共享內(nèi)容對象參考模型標(biāo)準(zhǔn)（Sharable Content Object Reference Model，SCORM）。同時還推出了技術(shù)信息知識庫類型的數(shù)據(jù)模塊來加強自身數(shù)據(jù)的共享、改進(jìn)了數(shù)據(jù)適用性的描述方式等方便數(shù)據(jù)的綜合利用。

最新發(fā)布的GJB 6600《裝備交互式電子技術(shù)手冊》繼承了S1000D《使用公共源數(shù)據(jù)庫的技術(shù)出版物國際規(guī)范》的技術(shù)優(yōu)點，并漢化了數(shù)據(jù)元素。在進(jìn)行IETM創(chuàng)作時應(yīng)首選這些最新的IETM標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 驗證

必須加強對工業(yè)部門提交IETM數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)符合性驗證工作，保證交付的IETM數(shù)據(jù)與頂層文件和標(biāo)準(zhǔn)要求相符，確保交付部隊的IETM數(shù)據(jù)能夠順利導(dǎo)入裝備保障共享數(shù)據(jù)環(huán)境的數(shù)據(jù)庫中，并能被其他信息系統(tǒng)直接集成和利用。

4 結(jié)束語

雖然近些年來我國裝備使用保障的信息化管理水平有了極大提高，但是裝備保障信息還多處于原始的、分散的、孤立的狀態(tài)。以IETM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、通過CSDB把裝備使用維護(hù)階段的技術(shù)信息整合起來構(gòu)建共享數(shù)據(jù)環(huán)境就能使各層次信息化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互和共享達(dá)到高度自動化、智能化的運作狀態(tài)，從而大大提高IETM數(shù)據(jù)在裝備全壽命中的綜合利用程度。

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