淺析S1000D規(guī)范在無人直升機(jī)交互式電子技術(shù)出版物編制中的應(yīng)用

張耀丹

中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所

目前，國內(nèi)相關(guān)單位基本上采用ATA2200規(guī)范編制無人直升機(jī)技術(shù)出版物，缺乏對(duì)S1000D規(guī)范的研究和應(yīng)用。本文對(duì)S1000D規(guī)范進(jìn)行分析，探討S1000D規(guī)范在無人直升機(jī)交互式電子技術(shù)出版物編制中的應(yīng)用，最后對(duì)無人直升機(jī)交互式電子技術(shù)出版物的發(fā)展進(jìn)行展望，為國內(nèi)無人直升機(jī)交互式電子技術(shù)出版物編制工作提供參考。

技術(shù)出版物作為無人直升機(jī)交付物的重要組成部分，可保證無人直升機(jī)在全生命周期內(nèi)正常安全運(yùn)行。它的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范能有效提高無人直升機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)、維修質(zhì)量，提升無人直升機(jī)的使用效率，縮短排故周期，減少無人直升機(jī)的停放時(shí)間。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，航空領(lǐng)域尤其是民用航空領(lǐng)域的技術(shù)出版物編制逐漸從Word文件排版轉(zhuǎn)向SGML/XML格式數(shù)字文件編寫，技術(shù)出版物的發(fā)布形式也從紙質(zhì)手冊(cè)和PDF電子手冊(cè)升級(jí)為交互式電子技術(shù)出版物（IETM）。IETM有效克服了傳統(tǒng)紙質(zhì)資料體積龐大、造價(jià)昂貴、信息查找困難、換版困難等弊端。目前，越來越多的用戶認(rèn)識(shí)到IETM的重要性，無人直升機(jī)IETM的質(zhì)量甚至成為用戶評(píng)價(jià)無人直升機(jī)產(chǎn)品可靠性的標(biāo)準(zhǔn)之一。

無人直升機(jī)IETM編制所依據(jù)的規(guī)范將對(duì)IETM的編制方式、編制質(zhì)量、編制成本、維護(hù)成本、使用便捷性產(chǎn)生非常大的影響?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外民用航空領(lǐng)域廣泛使用的技術(shù)出版物規(guī)范為ATA2200和S1000D，我國民用航空產(chǎn)品的技術(shù)出版物編制大都采用ATA2200規(guī)范，但我國C919大型飛機(jī)技術(shù)出版物已使用S1000D規(guī)范，其維修手冊(cè)已引用2000多個(gè)數(shù)據(jù)模塊。波音公司787飛機(jī)和空客公司A350XWB飛機(jī)的技術(shù)出版物已全面采用S1000D規(guī)范，惠普公司也決定，最新程序文件采用S1000D規(guī)范編制產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并逐步替換原先使用的ATA2200規(guī)范。

ATA2200規(guī)范簡介

2000年，美國航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(ATA)根據(jù)最新版ATA100《航空產(chǎn)品技術(shù)資料編寫規(guī)范》和最新版ATA2100《飛機(jī)支援?dāng)?shù)字化資料規(guī)范》編制成ATA2200規(guī)范。ATA2200規(guī)范對(duì)技術(shù)出版物的編碼規(guī)則管理、適用性、有效性管理、內(nèi)容編排、版本管理、變更管理以及檢索功能等內(nèi)容提出規(guī)范性要求，該規(guī)范已廣泛應(yīng)用于我國民用航空產(chǎn)品技術(shù)出版物編制。AC-91-11R1咨詢通告明確規(guī)定，每本手冊(cè)都應(yīng)便于使用者查閱、修訂本手冊(cè)的各個(gè)章節(jié)，以及了解修訂歷史，正文內(nèi)容編寫和格式也應(yīng)符合ATA2200規(guī)范或等效標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。但是，ATA2200規(guī)范并沒有對(duì)IETM進(jìn)行特別說明。

S1000D規(guī)范簡介

S1000D規(guī)范由歐洲航空航天與防務(wù)工業(yè)協(xié)會(huì)(ASD)、美國航空航天工業(yè)協(xié)會(huì)(AIA)以及美國航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)共同發(fā)布，是技術(shù)出版物的國際標(biāo)準(zhǔn)。作為新一代技術(shù)出版物的國際規(guī)范，S1000D規(guī)范適用于所有裝備的紙質(zhì)技術(shù)文件和交互式電子技術(shù)出版物，其內(nèi)容涵蓋了包括數(shù)字化技術(shù)信息生成與交換、公共源數(shù)據(jù)庫(CSDB)管理，交互式電子技術(shù)出版物生成、更新和版本管理在內(nèi)的IETM編制的全部過程。

S1000D規(guī)范的特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)模塊與公共源數(shù)據(jù)庫概念使用

S1000D規(guī)范有別于其他規(guī)范，它不采取手冊(cè)形式，而是提出了數(shù)據(jù)模塊（DM）概念。數(shù)據(jù)模塊是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)單元，用來描述裝備的一部分完整信息。在S1000D規(guī)范中，數(shù)據(jù)模塊描述信息的最小單元，可以包含描述性、程序性和故障診斷等不同信息類型。數(shù)據(jù)模塊提供了數(shù)據(jù)重復(fù)使用的功能。

公共源數(shù)據(jù)庫可以存儲(chǔ)和管理所有創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)模塊。在公共源數(shù)據(jù)庫中，不同數(shù)據(jù)模塊可以各種方式進(jìn)行組合，進(jìn)而構(gòu)成各種技術(shù)出版物，并在不同項(xiàng)目和出版物中被重復(fù)使用和發(fā)布，極大縮短了技術(shù)手冊(cè)編制的時(shí)間，降低了技術(shù)手冊(cè)的編制、使用和維護(hù)成本。

（2）編制語言使用

根據(jù)S1000D規(guī)范的要求，技術(shù)出版物編制采用XML語言，在系統(tǒng)內(nèi)組織、驗(yàn)證和動(dòng)態(tài)發(fā)布技術(shù)出版物的內(nèi)容，最終形成PDF格式手冊(cè)或HTML格式的交互式電子技術(shù)出版物。

（3）編號(hào)系統(tǒng)使用

S1000D規(guī)范指定了唯一的數(shù)據(jù)模塊代碼。每個(gè)數(shù)據(jù)模塊代碼包含17~41個(gè)字符，分為標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)系統(tǒng)（SNS）、拆分代碼（DC）和信息代碼（IC）三部分。標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)系統(tǒng)相當(dāng)于ATA2200規(guī)范中的三段編號(hào)系統(tǒng)。

（4）數(shù)據(jù)具有唯一性

技術(shù)出版物使用S1000D規(guī)范，可從單一數(shù)據(jù)源獲得不同的輸出，確保交給用戶的數(shù)據(jù)具有唯一性。

（5）降低成本

該規(guī)范的使用可減少技術(shù)資料的維護(hù)費(fèi)用和產(chǎn)品全生命周期費(fèi)用，并能根據(jù)用戶需求生成信息子集和定制化技術(shù)出版物。與每次重新創(chuàng)建的信息相比，重復(fù)使用的信息可以節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)，便于信息配置、管理和控制。

（6）可提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換格式

技術(shù)出版物使用S1000D規(guī)范，可為同一項(xiàng)目的所有參與人員提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換，便于項(xiàng)目的后續(xù)開發(fā)。

（7）實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的信息傳輸和電子輸出

S1000D規(guī)范在無人直升機(jī)IETM編制中的應(yīng)用探討

本節(jié)以AR-500無人直升機(jī)為例，闡述S1000D規(guī)范在無人直升機(jī)IETM編制過程中的具體應(yīng)用。

IETM需求分析

為準(zhǔn)確了解和描述目標(biāo)用戶對(duì)IETM的需求，在項(xiàng)目啟動(dòng)初期，項(xiàng)目研制方須要進(jìn)行IETM需求分析,規(guī)劃并制訂數(shù)據(jù)模塊需求列表(DMRL)，即將技術(shù)信息劃分為數(shù)據(jù)模塊，這項(xiàng)工作對(duì)確保數(shù)據(jù)的完整性、規(guī)范性和重用率非常重要。同時(shí)，研制方應(yīng)規(guī)劃和制訂與每個(gè)數(shù)據(jù)模塊相對(duì)應(yīng)的插圖、視頻、動(dòng)畫列表。準(zhǔn)確有效的IETM需求分析能保證研制方有效開展IETM編制工作，使IETM滿足目標(biāo)用戶的要求。

需求分析工作主要包括編制目標(biāo)確定，功能、數(shù)據(jù)、界面與顯示樣式等內(nèi)容的需求分析，平臺(tái)選用與開發(fā)，產(chǎn)品交付方式和更新方式制訂等。

（1）編制目標(biāo)確定

該項(xiàng)工作將確定IETM的用戶對(duì)象層級(jí)、使用時(shí)機(jī)、使用與維修范圍。

（2）功能需求分析

研制方應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)平臺(tái)功能的滿足程度開展功能分析工作。在此基礎(chǔ)上，確定可能要定制開發(fā)的特定功能和具體功能。

（3）數(shù)據(jù)需求分析

數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備即確定哪些數(shù)據(jù)資料應(yīng)納入IETM，并對(duì)資料進(jìn)行收集。數(shù)據(jù)資料分析包括三方面內(nèi)容，一是對(duì)數(shù)據(jù)資料內(nèi)容進(jìn)行分解，以確定擬采用的數(shù)據(jù)模塊類型，如描述類、程序類、故障信息類等數(shù)據(jù)模塊；二是確定可重復(fù)使用的信息；三是確定須要重新創(chuàng)建的技術(shù)信息，如動(dòng)畫、語音、視頻等信息。

（4）界面與顯示樣式需求分析

IETM的顯示界面和顯示樣式規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作包括：一是確定主窗體的菜單欄、工具欄、標(biāo)題欄、導(dǎo)航區(qū)、數(shù)據(jù)模塊內(nèi)容顯示區(qū)的位置及各欄在整個(gè)主窗體中所占的比例；二是確定IETM的文本、圖形、表格、鏈接、多媒體、警告和注意等顯示需求。

（5）平臺(tái)選用與開發(fā)

平臺(tái)選用與開發(fā)應(yīng)遵守以下原則，一是平臺(tái)制作必須滿足S1000D規(guī)范的要求；二是采用企業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)，滿足大規(guī)模編輯的需求；第三要考慮圖片、多媒體、影像制作所須的設(shè)備和條件，包括系統(tǒng)硬件、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等條件。

（6）產(chǎn)品交付、更新等方式分析與確定

技術(shù)資料內(nèi)容分析

根據(jù)文檔所描述的信息內(nèi)容，S1000D規(guī)范將數(shù)據(jù)模塊文檔內(nèi)容分為描述類、說明類、程序類、人員或操作員類、故障信息類、維修計(jì)劃類、圖例數(shù)據(jù)類、管線數(shù)據(jù)類、戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估、維修信息類共9種類型。

AR-500無人直升機(jī)已有紙質(zhì)技術(shù)資料。因此，AR-500無人直升機(jī)IETM編制工作只須對(duì)現(xiàn)有技術(shù)資料進(jìn)行收集、整理與分析?，F(xiàn)有技術(shù)資料主要包括技術(shù)使用手冊(cè)、飛行操控手冊(cè)、維修手冊(cè)、主要維修建議、故障隔離手冊(cè)、圖解零件目錄、布線圖冊(cè)、四隨文件等資料。

現(xiàn)有技術(shù)資料內(nèi)容分析應(yīng)結(jié)合S1000D規(guī)范的特點(diǎn)，對(duì)技術(shù)資料的內(nèi)容進(jìn)行分類，確定擬采用的數(shù)據(jù)模塊類型。下面介紹部分手冊(cè)的主要內(nèi)容。

（1）技術(shù)使用手冊(cè)的內(nèi)容

技術(shù)使用手冊(cè)的主要內(nèi)容包括AR-500無人直升機(jī)的整體介紹，例如系統(tǒng)組成、性能指標(biāo)、工作原理、接口關(guān)系等介紹。該手冊(cè)內(nèi)容以描述性信息為主，因此IETM編制采用描述類數(shù)據(jù)模塊。

（2）維修手冊(cè)的內(nèi)容

維修手冊(cè)是維修人員與機(jī)務(wù)人員開展維修工作所須的重要資料，包括系統(tǒng)說明和日常檢查、定期檢查、測(cè)試校驗(yàn)、維修維護(hù)操作等詳細(xì)要求。系統(tǒng)說明采用描述類數(shù)據(jù)模塊，日常與定期檢查信息采用維修計(jì)劃類數(shù)據(jù)模塊，維修維護(hù)操作信息采用程序類數(shù)據(jù)模塊。

（3）故障隔離手冊(cè)的內(nèi)容

故障隔離手冊(cè)包括排故準(zhǔn)備工作、常見故障分析、故障隔離樹等內(nèi)容，可以通過人機(jī)問答、熱點(diǎn)互動(dòng)的方式，導(dǎo)引用戶按步驟完成工作。因此，故障隔離手冊(cè)采用故障信息類數(shù)據(jù)模塊。

IETM系統(tǒng)構(gòu)建

本文對(duì)技術(shù)出版物編寫、管理、發(fā)布以及交付方面的具體業(yè)務(wù)需求進(jìn)行深入分析，構(gòu)建基于S1000D規(guī)范的IETM編制系統(tǒng)。該編制系統(tǒng)分為4個(gè)分系統(tǒng)。圖1為IETM平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖。

（1）內(nèi)容編輯與驗(yàn)證分系統(tǒng)

該系統(tǒng)中按照S1000D規(guī)范，采用XML結(jié)構(gòu)化語言編輯數(shù)據(jù)模塊內(nèi)容，完成手冊(cè)模塊（PM）的手冊(cè)源數(shù)據(jù)記錄和跟蹤后，繪制成技術(shù)出版物二維插圖以及三維插圖，編輯動(dòng)畫與視頻，最后完成數(shù)據(jù)模塊有效性驗(yàn)證。

（2）公共源數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)

公共源數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)出版物單一數(shù)據(jù)源管理的關(guān)鍵系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)模塊、可重用單元、插圖、公共信息庫等所有技術(shù)出版物的內(nèi)容及相關(guān)屬性信息，可完成各類信息的編碼管理、版本管理、工作流程管理、有效性管理等任務(wù)。該系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)均應(yīng)實(shí)現(xiàn)有效集成，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和有效傳遞。

（3）內(nèi)容發(fā)布分系統(tǒng)

內(nèi)容發(fā)布分系統(tǒng)主要包括發(fā)布管理系統(tǒng)、PDF文件發(fā)布引擎，旨在組織和動(dòng)態(tài)發(fā)布技術(shù)出版物的內(nèi)容，最終按顯示樣式要求，將XML格式技術(shù)出版物數(shù)據(jù)發(fā)布成PDF格式手冊(cè)，或HTML格式的交互式電子技術(shù)出版物。

（4）交付分系統(tǒng)

交付分系統(tǒng)主要包括交付管理模塊和IETP瀏覽器。交付管理模塊實(shí)現(xiàn)了發(fā)布物分類、存儲(chǔ)以及狀態(tài)、權(quán)限、訪問控制等基礎(chǔ)管理，同時(shí)對(duì)技術(shù)出版物的歸檔過程實(shí)施電子化流程控制和記錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中備份，保證技術(shù)出版物的有效版本在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)獲得管理和追溯。交付客戶使用IETP瀏覽器可查閱和檢索電子手冊(cè)。

數(shù)據(jù)模塊編碼方法應(yīng)用

S1000D規(guī)范明確規(guī)定，數(shù)據(jù)模塊編碼由字母或數(shù)字字符組成，字母或字符不得低于17位，最多不超過41位，字母或字符中間以“-”區(qū)分。在編寫技術(shù)資料之前，研制方應(yīng)按規(guī)定劃分無人直升機(jī)的系統(tǒng)、分系統(tǒng)與次級(jí)分系統(tǒng)，確定系統(tǒng)差異碼、拆分碼/拆分碼變量、信息碼/信息碼變量、零件位置碼。數(shù)據(jù)模塊編碼組成詳見圖2。

現(xiàn)以AR-500無人直升機(jī)機(jī)頭口蓋拆卸與安裝模塊為例，說明基于S1000D規(guī)范的模塊編碼方法及其優(yōu)勢(shì)，詳見圖3。

圖3顯 示，AR-500-A-53-70-01-00A-720A-A為AR-500無人直升機(jī)機(jī)頭口蓋的拆卸和安裝模塊編碼。其中，AR-500是無人直升機(jī)型號(hào)。

A是系統(tǒng)差異碼。系統(tǒng)會(huì)存在差異，例如同一系統(tǒng)安裝了不同廠家的部件。

53-70-01為標(biāo)準(zhǔn)編碼，與ATA2200編碼一致。53表示機(jī)體結(jié)構(gòu)，70表示整流罩，01是具體部件即機(jī)頭口蓋。

拆分碼從00開始。如果53-70-01標(biāo)準(zhǔn)編碼下一級(jí)的復(fù)雜組件執(zhí)行進(jìn)一步維修操作，則要分配拆分碼/拆分差異碼。

在信息碼中，720表示拆卸與安裝過程，信息碼變量為A。如拆裝過程仍須細(xì)分加以區(qū)別，可進(jìn)一步分配信息碼變量。

零件位置碼為A，標(biāo)注了拆卸操作開始前零件所處位置。

圖1 IETM平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖。

圖2 數(shù)據(jù)模塊編碼組成。

圖3 AR-500無人直升機(jī)機(jī)頭口蓋的拆卸與安裝模塊編碼示例。

國內(nèi)無人直升機(jī)IETM的發(fā)展展望

基于S1000D規(guī)范的IETM可以大幅提升裝備的綜合保障能力。我國軍民領(lǐng)域的用戶高度重視IETM的應(yīng)用，并開始在新型號(hào)項(xiàng)目中推廣IETM編制方法。我國無人直升機(jī)項(xiàng)目亟須建立有效、基于S1000D規(guī)范的IETM編制管理體系與開發(fā)平臺(tái)，研制方應(yīng)不斷完善IETM內(nèi)容的同時(shí)，兼顧形式構(gòu)建，以達(dá)到高效管理技術(shù)信息和數(shù)據(jù)共享的目的，滿足軍用與民用無人直升機(jī)用戶的需求。

未來，在完善無人直升機(jī)IETM編制管理體系及開發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，研制方還可以強(qiáng)化IETM的培訓(xùn)功能，融合內(nèi)容對(duì)象共享參考模型(Shareable Content Object Reference Model，SCORM)標(biāo)準(zhǔn)。SCORM標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)字化教材制作、內(nèi)容開發(fā)提供了一套通用規(guī)范，核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)教材重用與共享。研制方在IETM編制過程中引入SCORM標(biāo)準(zhǔn)，能讓用戶共享技術(shù)信息，并按照SCORM標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)學(xué)習(xí)資源。同時(shí)，開發(fā)一種基于移動(dòng)設(shè)備或者可穿戴設(shè)備的IETM，以替代目前使用的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，使信息獲取更加方便、快捷和智能化。