建立以技術(shù)資料為核心的直升機綜合保障數(shù)據(jù)庫

賈云青，孟慶會

(中國直升機設(shè)計研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

0 引言

“綜合保障”又稱綜合保障工程，其源于“綜合后勤保障”(Integrated Logistics Support ,簡稱ILS)，是在裝備研制過程中為滿足戰(zhàn)備和任務(wù)要求，綜合規(guī)劃裝備所需的保障問題，在裝備部署使用的同時以可承受的壽命周期費用提供與裝備相匹配的保障資源并建立有效的保障系統(tǒng)所進行的一系列技術(shù)與管理活動。這種活動要達到兩個目的：一是通過開展綜合保障工作對裝備設(shè)計施加影響，使裝備設(shè)計得便于保障；二是在獲得裝備的同時，提供經(jīng)濟有效的保障資源并建立相應(yīng)的保障系統(tǒng)，以使所部署的裝備是能夠得到保障的[1]。

在我國，“綜合后勤保障”，于軍機稱綜合保障，于民機叫做產(chǎn)品技術(shù)支援或運行技術(shù)支持，本質(zhì)上是同一概念，即是為保證產(chǎn)品在其全壽命周期內(nèi)能得到有效而經(jīng)濟的各種保障而進行綜合考慮的一系列工程活動。它是從20世紀(jì)60年代興起，當(dāng)前正處于發(fā)展時期的一門學(xué)科。

1 綜合保障的國內(nèi)外現(xiàn)狀

近年來，隨著我國軍用直升機的數(shù)量、種類、效能的不斷提高和民用直升機的蓬勃發(fā)展，無論是在軍機還是在民機中，綜合保障工作的地位都越來越重要，作用也越來越大。目前，我國直升機綜合保障工作已經(jīng)得到了相當(dāng)大的發(fā)展，綜合保障日漸與國際直升機公司的先進技術(shù)接軌，在能力水平上有很大提升。如：MSG-3((Maintenance Steering Group，簡稱MSG)分析技術(shù)和方法已廣泛應(yīng)用于民機， IETM(Interactive Electronic Technical Manual，交互式電子技術(shù)資料)從理論研究進入到了實驗性產(chǎn)品開發(fā)和初步應(yīng)用階段，便攜式維修輔助設(shè)備、遠程維修支援系統(tǒng)、航保指揮管理系統(tǒng)等保障設(shè)備實現(xiàn)了信息化發(fā)展，在型號工作中造就了一批具有民航資質(zhì)的教員隊伍和富有工程經(jīng)驗的外場綜合保障隊伍，基本建立了健全的民機運行支持體系文件和技術(shù)規(guī)范。但是，目前我國直升機綜合保障仍是傳統(tǒng)的使用維修保障模式，即修復(fù)性維修停留在直升機飛行中發(fā)生了故障或失效，空勤人員把飛行中的故障或失效記錄在飛機履歷本上，下機后交給地勤人員，由地勤人員進行故障檢測、診斷和隔離，并進行維修工作。綜合保障工作中仍然存在一些突出問題，如：一線機務(wù)維護保障工作中維護資料質(zhì)量問題；人員培訓(xùn)過程中沒有系統(tǒng)性強、直觀、易懂的教學(xué)資料；備件的供應(yīng)周期長；維修規(guī)劃不合理造成使用成本過高等。因此，綜合保障工作的正常運轉(zhuǎn)成為制約直升機外場使用效能的關(guān)鍵問題。

從世界范圍來看，美國軍方于20世紀(jì)60年代首先提出了綜合后勤保障的概念。目前，飛機產(chǎn)品系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，呈現(xiàn)出集成化的發(fā)展趨勢，這給飛機綜合保障工作提出了更高的要求。尤其是因信息技術(shù)的快速發(fā)展，國外綜合保障的發(fā)展出現(xiàn)了一些新的變化趨勢：

綜合化：各種技術(shù)相互滲透、相互影響，全面促進了現(xiàn)代武器裝備設(shè)計、制造、維修和保障過程的綜合化，出現(xiàn)了多學(xué)科綜合設(shè)計，即充分利用多學(xué)科(各子系統(tǒng))之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)獲得整體性能最優(yōu)的裝備[2]。

信息化：利用當(dāng)今快速發(fā)展的數(shù)字化通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)刃畔⒓夹g(shù)來完善綜合保障管理、改造現(xiàn)用的后勤保障體系[2]。

仿真化：建模仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)在綜合保障領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的前景，對于縮短產(chǎn)品研制周期，減少武器裝備壽命周期飛躍，提高戰(zhàn)備完好性，解決專家離地，減少維修人力需求以及采用計算機輔助培訓(xùn)，提高培訓(xùn)質(zhì)量都有著極其重要的作用，通過仿真技術(shù)不斷檢驗維修方案的可靠性，經(jīng)過方案優(yōu)化和改進來提升保障水平，降低保障成本[2]。

智能化：人工智能技術(shù)是以計算機為依托的新型技術(shù)，在飛機的綜合保障中的應(yīng)用程度逐漸加深，各個綜合保障系統(tǒng)在復(fù)雜的工作環(huán)境下能夠自行完成保障工作。以可靠性維修性保障性(RMS)領(lǐng)域為例，智能化故障診斷維修系統(tǒng)(HUMS)能夠在多種類型的飛行中應(yīng)用，不僅降低了故障診斷時間，同時打破了傳統(tǒng)人工診斷維修的局限性，結(jié)合專家系統(tǒng)，能夠在降低成本的基礎(chǔ)上提升維護水平[2]。

軍民合作化：發(fā)展軍民兩用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)軍民的融合[2]。

美軍提出從2015年開始，將目前的基于故障的反應(yīng)式維修，即傳統(tǒng)的維修保障模式轉(zhuǎn)化為預(yù)先的、主動的、基于狀態(tài)的維修[3]，從而實現(xiàn)使用維修保障的一體化[4]。

目前，綜合保障隨著信息化手段的提高和客戶與研發(fā)部門交聯(lián)程度的加深，已由傳統(tǒng)的序貫式保障模式向并行方式、自主式保障模式[4]快速轉(zhuǎn)變。

2 建立以技術(shù)資料為核心的綜合保障數(shù)據(jù)庫的必要性

綜合后勤保障活動是圍繞許多與后勤保障工作緊密相關(guān)的因素進行的，習(xí)慣上將這些與后勤保障直接關(guān)聯(lián)的因素稱為綜合后勤保障要素。通常把綜合后勤保障要素列為10個項目，即：①維修規(guī)劃；②人力和人員；③供應(yīng)保障；④保障設(shè)備；⑤技術(shù)資料；⑥培訓(xùn)和培訓(xùn)保障；⑦計算機資源保障；⑧設(shè)施；⑨包裝；⑩設(shè)計接口[5]。

2.1 技術(shù)資料與綜合保障各要素之間的關(guān)系

技術(shù)資料(Technical Data，TD)是綜合保障的要素之一，但又與綜合保障各個要素相互關(guān)聯(lián)。維修規(guī)劃的結(jié)果在技術(shù)資料中體現(xiàn)，如：維修規(guī)劃的維修方案就是直升機的維修大綱或主要維護建議；人力和人員數(shù)量和技能又在技術(shù)資料的維護手冊的維護程序所需的人員中體現(xiàn)；供應(yīng)保障中的油脂、備件等補給品又在維護手冊和圖解零件目錄中體現(xiàn)；保障設(shè)備的用途在維護手冊的程序中體現(xiàn)；技術(shù)資料又是培訓(xùn)和培訓(xùn)保障的教材；技術(shù)資料的使用、存儲需要計算機資料保障；直升機保障設(shè)施的要求又在技術(shù)資料中體現(xiàn)；包裝、裝卸、貯存和運輸方案及要求也在技術(shù)資料中予以明確；設(shè)計接口是指從保障系統(tǒng)的合理性和經(jīng)濟性對飛機設(shè)計提出的反要求，設(shè)計接口的結(jié)果將直接反映在技術(shù)資料中。

2.2 技術(shù)資料的內(nèi)容與設(shè)計和用戶的關(guān)系

無論是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單的直升機還是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的直升機,服務(wù)用戶的技術(shù)資料包括但不僅限于如下部分：

1)飛行手冊：內(nèi)容來源于性能數(shù)據(jù)，設(shè)計文件和工程圖紙，用于指導(dǎo)用戶的使用。

2)主要維護建議：內(nèi)容來源于可獲得的可靠性、維修性數(shù)據(jù)以及保障性分析文件和其他計算文件和分析報告，用于建議直升機用戶何時需做何種維護工作。

3)維護手冊：簡單來講就是告知用戶做維護工作的程序是什么，維護程序中要求有做該項維護工作所需的保障設(shè)備、工具、耗材、備件、人力和人員以及操作程序。保障工具、設(shè)備與綜合保障要素的保障設(shè)備有關(guān)，而耗材、備件又與綜合保障要素的供應(yīng)保障有關(guān)，而人力和人員的數(shù)量、技能與綜合保障要素人力和人員有關(guān)，而人力和人員又是經(jīng)過培訓(xùn)的，與綜合保障培訓(xùn)和培訓(xùn)保障有關(guān)，而維護手冊自身又與其他技術(shù)資料相關(guān)聯(lián)、配合使用。同時，若是做該項維護工作考慮不同用戶的保障設(shè)施不同從而有不同的維護程序，那么維護技術(shù)資料的內(nèi)容要求又與綜合保障的要素設(shè)施相關(guān)聯(lián)。而做成交互式電子技術(shù)資料又與計算機資源保障相關(guān)。維護手冊的內(nèi)容除來源于工程設(shè)計資料外,還從使用和維護方面的驗證試驗結(jié)果中獲得。從這里來看，維護手冊這一技術(shù)資料與綜合保障的其他幾個要素都有關(guān)系，是綜合保障要素展現(xiàn)的一個方面，同時使用維護經(jīng)驗又與直升機用戶密切相關(guān)。

4)系統(tǒng)描述部分、圖解零件目錄、故障分析手冊、布線圖冊、系統(tǒng)原理圖冊、機載設(shè)備維修手冊[6]等技術(shù)資料：內(nèi)容來源于設(shè)計文件、報告、圖紙、使用維護經(jīng)驗和邏輯程序產(chǎn)品特性、試驗報告等。

從上面可以看出：技術(shù)資料的內(nèi)容來源于工程設(shè)計文件，內(nèi)容涉及到綜合保障的每一個要素。如圖1所示，綜合保障各要素的規(guī)劃和實施在技術(shù)資料中展現(xiàn)，技術(shù)資料服務(wù)于用戶，同時用戶使用和維護方面的驗證試驗結(jié)果也在技術(shù)資料的內(nèi)容中反映，技術(shù)資料是溝通工程設(shè)計與用戶的橋梁和紐帶。從這個方面來講，技術(shù)資料的內(nèi)容包括了工程設(shè)計文件和用戶意見。直升機設(shè)計、生產(chǎn)、使用和保障過程中產(chǎn)生、傳遞和使用的大量技術(shù)信息數(shù)據(jù)，如工程圖紙、設(shè)計說明書、工藝卡、使用技術(shù)資料、培訓(xùn)技術(shù)資料和維修技術(shù)資料等，都可以歸為技術(shù)資料。

技術(shù)資料是支持用戶使用操作和維護修理的重要資源。使用操作注意事項直接關(guān)乎直升機的安全性，維修技術(shù)資料內(nèi)容的準(zhǔn)確性與航空事故有很大關(guān)系。為此，美國曾建議制造商在技術(shù)資料的數(shù)據(jù)庫中保留用戶報告的差錯及反饋信息的所有歷史記錄,特別是對安全性或經(jīng)濟性產(chǎn)生重大影響的維修程序[7]。我國目前沒有建立使用和維護的歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)、故障歷史記錄的有效的采集和應(yīng)用機制。歷史和經(jīng)驗數(shù)據(jù)一般產(chǎn)生于直升機的使用過程，直升機交付后,操作人員通過操作實踐總結(jié)出來的直升機使用操作經(jīng)驗，通過一定的渠道和機制反饋給裝備的研制單位，經(jīng)過設(shè)計人員的進一步驗證，用來補充或修改技術(shù)資料。維修人員通過操作實踐獲得的故障診斷和修理技術(shù)等經(jīng)驗，通過一定的渠道和機制反饋給直升機的研制單位，通過設(shè)計人員的進一步驗證，用來補充或修改技術(shù)資料的預(yù)防性維修、故障檢查步驟和方法以及修復(fù)性維修等內(nèi)容，以彌補直升機研制階段分析工作做得不充分或不準(zhǔn)確的問題。

2.3 建立綜合保障數(shù)據(jù)庫的必要性

基于技術(shù)資料龐大的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，將這些數(shù)據(jù)進行整理歸類，存儲和共享是一個亟待解決的問題，有必要建立綜合保障數(shù)據(jù)庫。要建立的數(shù)據(jù)庫不僅僅包括綜合保障的10大要素信息、工程設(shè)計圖解等輸入文件，還應(yīng)包括直升機的使用操作經(jīng)驗、信息反饋等數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)高度自動化的綜合保障信息管理。如圖1所示，綜合保障數(shù)據(jù)庫應(yīng)實現(xiàn)設(shè)計—綜?！脩舻臒o縫連接，最終服務(wù)用戶，使用和維護好直升機。

3 建立綜合保障數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國IETM采用歐洲航宇及防務(wù)工業(yè)集團(ASD)基于S1000D(International specification for technical publications)公共源數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)初步試用，可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)再開發(fā)。實現(xiàn)綜保數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)有以下兩個方面：

圖1 技術(shù)資料與綜合保障要素和設(shè)計數(shù)據(jù)以及用戶的關(guān)系圖

1)建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

綜合保障數(shù)據(jù)庫的用戶是直升機的設(shè)計人員、生產(chǎn)制造人員、產(chǎn)品保障人員和直升機用戶。由于用戶眾多且數(shù)據(jù)龐大，所以必須高度重視標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作。標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)信息共享的前提和基本保證，綜合保障數(shù)據(jù)庫的每一部分，每時每刻都離不開標(biāo)準(zhǔn)，只有在標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下進行數(shù)據(jù)庫建設(shè)，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫良好的互操作性與共享性。

為了實現(xiàn)綜合保障數(shù)據(jù)庫的快速發(fā)展，我們要積極借鑒歐美等發(fā)達國家的標(biāo)準(zhǔn)體系的成功經(jīng)驗。本文建議我國航空領(lǐng)域綜合保障數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)的制定及選擇原則為：

① 盡量采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以減少組織、制定標(biāo)準(zhǔn)的費用與風(fēng)險；

② 同時存在多個標(biāo)準(zhǔn)時，綜合考慮，并結(jié)合我國實際情況，盡量選擇國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)；

③ 盡量選取軍民共用的標(biāo)準(zhǔn)，減少成本費用；

④ 當(dāng)在多個標(biāo)準(zhǔn)間進行選擇時，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮標(biāo)準(zhǔn)的頒布時間、應(yīng)用范圍、實現(xiàn)方式及通用程度、當(dāng)前的技術(shù)條件和對新技術(shù)的支持程度等因素；

⑤ 當(dāng)無標(biāo)準(zhǔn)可用或標(biāo)準(zhǔn)確實不能滿足使用時，則制定國內(nèi)軍民通用標(biāo)準(zhǔn)。

2)數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)即數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，它是實現(xiàn)綜合保障數(shù)據(jù)庫開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

為實現(xiàn)設(shè)計、制造、管理、質(zhì)量保證、維修等的集成，做到產(chǎn)品全生命周期支援，而且要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行，需要解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的動態(tài)、分布式集成產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

現(xiàn)在企業(yè)間的集成已由信息集成發(fā)展到過程集成，需要保證管理好所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程，使各種數(shù)據(jù)保持定義的唯一性，更改的一致性、快捷性，實現(xiàn)各項工作的有效運作，因此必須解決產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)。

4 結(jié)論

通過上述分析，得出以下結(jié)論：

1)技術(shù)資料不只是指導(dǎo)用戶使用和維護的文件，更是直升機產(chǎn)品本身和綜合保障多個要素協(xié)調(diào)一致的體現(xiàn)。

2)基于技術(shù)資料龐大的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性、準(zhǔn)確性，應(yīng)建立以技術(shù)資料為核心的綜合保障數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括產(chǎn)品標(biāo)識信息、工作狀態(tài)與環(huán)境信息、故障信息、維修信息、維修差錯信息、五性參數(shù)信息、保障性信息等，各要素之間可實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換，能夠在全球范圍內(nèi)為用戶提供直接服務(wù)，從而保障直升機，降低保障費用。

3)現(xiàn)在西方國家都在加快綜合保障信息化技術(shù)發(fā)展的步伐，國內(nèi)業(yè)界應(yīng)加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，盡快構(gòu)建適應(yīng)我國航空領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系和開發(fā)創(chuàng)作應(yīng)用系統(tǒng)。