E維修發(fā)展概述

夏偉，石全，王芳

（軍械工程學(xué)院，石家莊050003）

E維修發(fā)展概述

夏偉，石全，王芳

（軍械工程學(xué)院，石家莊050003）

隨著電子制造業(yè)以及電子商務(wù)的成熟發(fā)展為新的一種維修概念——E維修提供了挈機。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，伴隨著通信和信息技術(shù)的發(fā)展，E維修也將作為一個新的科學(xué)學(xué)科。概述了E維修的概念內(nèi)的基本思想，總結(jié)E-維修的發(fā)展規(guī)律，準(zhǔn)確把握其內(nèi)涵及其本質(zhì)，明確E-維修建設(shè)的對策，為進一步研究裝備維修信息化理論奠定了基礎(chǔ)。

E維修，信息技術(shù)

0 引言

E-維修的提出首先是信息化戰(zhàn)爭的要求。現(xiàn)代條件特別是高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭，是高時空、高速度、高精度、高烈度和高消耗的信息化戰(zhàn)爭。信息化戰(zhàn)爭使用的武器裝備，需要具有很高效能和作戰(zhàn)適應(yīng)性以及持續(xù)作戰(zhàn)能力，需要優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟的維修保障。維修信息化是實現(xiàn)這一目標(biāo)的根本途徑。同時，維修信息化也是隨著裝備發(fā)展由其特性決定的。高技術(shù)、高效能的現(xiàn)代武器裝備（系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其維修過程或活動的重點（核心）已由傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕畔@?。ㄑb備狀態(tài)監(jiān)控，故障檢測、隔離和預(yù)測，維修資源信息獲取）、處理和傳輸并做出維修技術(shù)與管理決策為主。實現(xiàn)維修過程信息化，是縮短維修時間、提高維修效率、節(jié)約維修資源的關(guān)鍵。積極應(yīng)用電子、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，發(fā)展E-維修成為武器裝備建設(shè)適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭的迫切需求。

1 E維修介紹

1.1 發(fā)展過程

自2000年初以來，專業(yè)術(shù)語E維修出現(xiàn)了，現(xiàn)在與維修相關(guān)的概念中一個很常見的詞。在當(dāng)前世界上，電子和網(wǎng)絡(luò)改變著人們的社會生活。E-（電子）打頭的電子商務(wù)、電子制造、電子服務(wù)、電子戰(zhàn)、電子郵件、電子政府、電子警察、電子診斷、電子銀行等等，舉不勝舉。這些新的概念及其一系列的活動或行為，正在迅速地影響著國家和世界的政治、軍事、經(jīng)濟、文化環(huán)境和形勢，改變著人們的精神和物質(zhì)生活。E-維修首先是面向企業(yè)提出的，是市場特別是全球化市場競爭要求的服務(wù)創(chuàng)新和資產(chǎn)優(yōu)化。隨著互聯(lián)網(wǎng)、Web技術(shù)和無線通信技術(shù)的使用，電子維修正在轉(zhuǎn)化為能夠在任何時間、任何地點保障用戶的服務(wù)業(yè)務(wù)。電子維修為企業(yè)、單位提供預(yù)測智能工具，通過互聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng)監(jiān)控它們的資產(chǎn)（設(shè)備、產(chǎn)品、過程等），預(yù)防其意想不到的損壞。事實上，電子維修的形成和發(fā)展是一個過程。它由計算機輔助維修—計算機輔助診斷，計算機輔助維修管理（計劃，器材或備件管理，經(jīng)費管理，信息管理等）開始，隨著網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)生了突變，形成了維修領(lǐng)域的廣泛創(chuàng)新。

1.2 E-維修在外軍軍事上的應(yīng)用

E-維修要面向戰(zhàn)場、面向全軍或戰(zhàn)區(qū)，建設(shè)從作戰(zhàn)指揮中樞到末端維修單兵、單位、裝備的，借助于網(wǎng)絡(luò)化信息平臺的維修系統(tǒng)。其功能包括：建立在故障與損傷預(yù)測基礎(chǔ)上的精確維修；裝備維修組織與指揮；維修資源的合理配置與調(diào)度；遠程診斷與維修；與作戰(zhàn)指揮和后勤指揮自動化相協(xié)調(diào)。這樣一個系統(tǒng)由各種硬件、軟件、人員、組織和基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成，大體上可由3個層次結(jié)構(gòu)組成。如圖1是美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機保障結(jié)構(gòu)示意圖，形象地表示了信息化保障結(jié)構(gòu)。

圖1 美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機保障結(jié)構(gòu)示意圖

維修作業(yè)層。大體相當(dāng)于圖1中虛線框內(nèi)的部分。除傳統(tǒng)維修作業(yè)（如故障診斷、修復(fù)及定期預(yù)防工作等）外，它借助于傳感器、計算機軟硬件等各種信息技術(shù)和裝備測試性設(shè)計，廣泛使用交互式電子技術(shù)手冊（IETM），有重點地實施裝備性能監(jiān)控與評估，根據(jù)性能退化狀況預(yù)測其剩余使用或儲存壽命，利用嵌入式診斷和自動測試，做出使用與維修決策。對于武器裝備，戰(zhàn)場損傷是維修的首要的著眼點，必須利用“戰(zhàn)場損傷快速評估系統(tǒng)”進行損傷評估，并在其基礎(chǔ)上進行快速修復(fù)。

保障（支援）層。大體相當(dāng)于圖虛線框外的部分。由中繼級和基地級以及產(chǎn)品生產(chǎn)單位服務(wù)部門等組成，通過網(wǎng)絡(luò)化手段對維修作業(yè)層進行技術(shù)支援，達到“3R”或精確保障的要求。主要職能包括：維修人員培訓(xùn)；維修器材包含備件供應(yīng)；軟件保障包含自動化的升級；遠程診斷和技術(shù)指導(dǎo)；裝備維修數(shù)據(jù)管理等。與傳統(tǒng)維修支援的主要區(qū)別在于通過信息化手段，以電子數(shù)據(jù)交換（EDI）方式，信息流部分代替和減少了物質(zhì)流，建立在TAV基礎(chǔ)上的精確、及時的保障。

決策（管理）層。維修保障管理，包括平時和戰(zhàn)時維修組織、計劃、監(jiān)督、控制和協(xié)調(diào)等職能。它是裝備保障指揮的一個重要部分。在信息化維修保障中，其核心是建立在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上的計算機輔助維修管理和輔助決策。

2 理論內(nèi)涵和特點

在現(xiàn)在維修定義中，工程師或科學(xué)家考慮E維修，認為這是一個概念，或者作為一個哲學(xué)，或作為一個現(xiàn)象，等等。例如，根據(jù)Baldwin［1］的“E”在E維修中就意味著“優(yōu)秀”：

E-維修=優(yōu)秀維修=高效維修（希望更少的人和更少的錢做更多事情）+有效維修（改善可靠性，可用性，可維護性和安全性指標(biāo)）+企業(yè)維修（向企業(yè)效績直接做出貢獻）。

E維修的概念，目前行業(yè)中普遍存在是指集成的信息和通信技術(shù)（ICT），包含面臨新需求的新興創(chuàng)新支持方式生產(chǎn)、企業(yè)（電子商務(wù)）預(yù)期的制造業(yè)復(fù)興的維修策略和/或計劃。但是首先討論這一點：可以考慮E維修維護策略（即管理方法）維修計劃（即一套結(jié)構(gòu)化的任務(wù)）的維護類型（如狀態(tài)維修（CBM），糾正，等等）或者維修支持（資源，服務(wù)進行維護）?在以下段落可以找到一些線索來回答這些問題：

E-維修可以僅僅定義為一個維護策略，使用實時任務(wù)管理電子設(shè)備。通過數(shù)字技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)（即移動設(shè)備、遙感、狀態(tài)監(jiān)測、知識工程、電信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）。從這一點來看，E維修解讀為維護管理過程，處理的數(shù)據(jù)量的擴張。這個定義是Baldwin［2］或Moore和Starr［3］在以下方式：“E維修是根據(jù)需要通過一個資產(chǎn)信息管理網(wǎng)絡(luò)，集成同步的各種維護，可靠性應(yīng)用收集和交付資產(chǎn)信息。

E-維修類型：一般來說，E維修的發(fā)展象征著逐步替代傳統(tǒng)的維護類型的具有預(yù)測/積極的類型。定期維護應(yīng)先進、智能維護哲學(xué)轉(zhuǎn)向滿足制造商的高可靠性需求［4］。因此，Koc和Lee［5］稱為E維修（系統(tǒng)）預(yù)見性維護（系統(tǒng)），它只提供了監(jiān)視和預(yù)測預(yù)后功能［6］，如圖2所示。

E-維修作為維修支持：最后，E維修可以稱為維護支持。例如，有人認為E維修的組合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)和代理技術(shù)，它提供了一種實現(xiàn)智能和合作系統(tǒng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)的功能。E維修定義為一個分布式人工智能環(huán)境，其中包括信息處理能力、決策支持和溝通工具，以及維護流程和專家系統(tǒng)之間的協(xié)作。

3 E-維修面臨的挑戰(zhàn)

3.1 改善維護類型的可能性和E-維修提供的策略

遠程維護：利用信息，無線（例如：藍牙）和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用戶可以在任何地方登錄，使用自己所希望的任何類型的網(wǎng)絡(luò)連接和瀏覽器設(shè)備。任何運營商經(jīng)理或?qū)＜乙灿心芰νㄟ^互聯(lián)網(wǎng)遠程鏈接到一個工廠的設(shè)備，允許他們遠程操作，如設(shè)置、控制、配置、診斷、調(diào)試/修復(fù)、性能監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集和分析。因此，機器人的制造商保留客戶的資料是減少的，當(dāng)有設(shè)施為他診斷發(fā)生錯誤時，接下來，機器性能監(jiān)視功能改善預(yù)防性維修。

圖2 E維修的企業(yè)視圖

實際上，E-維修最大的優(yōu)勢之一是能夠連接領(lǐng)域系統(tǒng)按照所希望的技術(shù)中心與位于地理遙遠的客戶聯(lián)系，允許特別是遠程維修決策，增加價值，削減開支，減少浪費。其最重大的貢獻，使得一個可靠的投資資產(chǎn)信息管理網(wǎng)絡(luò)得以開發(fā)。

合作維護：E維修象征著實現(xiàn)一個信息基礎(chǔ)設(shè)施連接地理區(qū)域所有分散的子系統(tǒng)代理的機會（如供應(yīng)商希望客戶和機械希望工程師）的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)允許不同的顧客在不同的平臺允許一個強大的合作企業(yè)領(lǐng)域（生產(chǎn)、維護采購等）和不同的公司（供應(yīng)商的客戶，機器制造商，等等）共同使用。

E-維修平臺為整個行業(yè)引入了前所未有的透明度和效率，它可以提供一個足夠的業(yè)務(wù)流程集成的支持。結(jié)果，這里的機會，從根本上減少，可能是人員、部門、甚至不同的IT系統(tǒng)之間的接口。業(yè)務(wù)流程的集成明顯有助于總進程的加速，一種更簡單的設(shè)計（精益流程），和同步維護按照所預(yù)計的生產(chǎn)、過程吞吐量最大化和最小化停機時間成本。一般來說，這個過程會導(dǎo)致更少的錯誤，改進溝通過程，反饋周期短，因此，改善質(zhì)量。

預(yù)測和健康管理系統(tǒng)，可以有效實現(xiàn)本文提供的功能，提供了一個在減少（LCC）操作系統(tǒng)的全生命周期成本以及減少操作/維護物流足跡絕佳的機會。

3.2 潛在E-維修提供的維護支持和工具的改進

可以總結(jié)這些潛在的改進如下：

錯誤/故障分析：傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，信號處理、信息通訊技術(shù)，和其他技術(shù)相關(guān)的狀態(tài)監(jiān)測和診斷增加了利用來自多個來源的數(shù)據(jù)和來源，和不同的類型的可能性。此外，通過網(wǎng)絡(luò)遠程制造飛機，E-維修提供了一種多源知識和數(shù)據(jù)環(huán)境。

維護文檔/記錄：E-維修提供一個透明的、無縫的、自適應(yīng)的平臺。信息交換過程以統(tǒng)一的方式訪問所有文檔，獨立于其起源、設(shè)備制造商、集成商和最終用戶信息（圖3），如任務(wù)完成表單填充一次用戶，可以派遣監(jiān)聽器注冊這些事件。

圖3 PROTEUS平臺

在設(shè)備層面，對工作指令事務(wù)或位置檢出是實時被記錄的。然后，計劃之間的大量數(shù)據(jù)瓶頸層和業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過轉(zhuǎn)換消除原始機器完好數(shù)據(jù)，生成符合數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息和知識動態(tài)決策能力。此外，可以利用這些明智的決定通過網(wǎng)絡(luò)代理，將它們連接到電子商務(wù)工具（如客戶關(guān)系管理系統(tǒng)，ERP）來實現(xiàn)智能電子服務(wù)的解決方案。

售后服務(wù)：啟用使用互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)，E-維修正在隨時隨地支持他們的客戶而改變制造企業(yè)，服務(wù)業(yè)務(wù)。

3.3 潛在的改進E-維修提供的維修活動

總結(jié)一下潛在的改進維修活動：

故障診斷/本地化：E診斷提供專家進行在線故障診斷的能力，互相分享他們的寶貴經(jīng)驗的愿望，運營商如果發(fā)生異常情況檢查機器，故障診斷就會及時提出補救措施。

修復(fù)/重建：運營商可以利用通過E聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)遠程快速專業(yè)技能，沒有調(diào)度延遲。希望通過和專家直接交互減少故障排除。另一方面，診斷、維護工作，和削減取代通過結(jié)構(gòu)化，實時記錄當(dāng)場工作。

修改/提高資源管理：E維修所提供的多源知識和數(shù)據(jù)環(huán)境允許一個有效的信息共享，因此，知識資本的重要功能的可用性和管理工具進行交互處理和分析信息產(chǎn)品的構(gòu)成，使得維修工程的發(fā)展產(chǎn)品生命周期（PLC）支持包括維護和退休階段（拆卸、回收、重用和處置）變得可行。

4 結(jié)束語

本文概述了E維修概念內(nèi)的基本思想，然后概述了該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和在這個新興領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。其一個潛在的目標(biāo)是識別工業(yè)/學(xué)術(shù)參與科技、組織或管理相關(guān)E維修的發(fā)展問題。今天，這種多項聯(lián)合必然成為大趨勢，E維修也將作為一個新的科學(xué)學(xué)科。

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E-maintenance Development Overview

XIA Wei，SHI Quan，WANG Fang
（Ordnance Engineering College，Shijiazhuang 050003，China）

The importance of the maintenancel function has increased because of its role in keeping and improving system availability and safety，as well as product quality.To support this role，the development of the communication and information technologies has allowed the emergence of the concept of e-maintenance.Within the era of e-manufacturing and e-business，e-maintenance provides the opportunity for a new maintenance generation.This paper outlines the basic ideas within the emaintenance concept and then provides an overview of the current research and challenges in this emerging field.An underlying objective is to identify the industrial/academic actors involved in the technological，organizational or management issues related to the development of e-maintenance. Today，this heterogeneous community has to be federated in order to bring up e-maintenance as a new scientific discipline.

E-maintenance，information technology

TJ630

A

1002-0640（2015）12-0009-04

2015-01-11

2015-03-01

夏偉（1980-），女，山東濟南人，講師，博士。研究方向：軍事裝備學(xué)。