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交互式電子技術手冊標準化現狀及問題探討

2017-02-10 02:13解志鋒賈雨軒
航空標準化與質量 2017年6期
關鍵詞:手冊研制裝備

解志鋒 賈雨軒

航空裝備技術資料作為裝備綜合保障能力的重要組成部分,是支持飛機使用和維修保障的重要資源和工具。隨著現代科學技術和計算機網絡技術的快速發展,設備的復雜性越來越高,預防性維修、基于狀態的保障、自主式保障等新技術在航空維修領域的實施應用,紙質技術手冊已無法滿足綜合保障信息化發展需求。為有效地開發、管理和使用好這些技術信息資源,交互式電子技術手冊(IETM)于20世紀90年代產生,目前已成為美國等許多發達國家所推行的計算機輔助后勤保障(CALS)戰略的重要組成部分。

IETM作為綜合保障信息化能力的3大支撐技術之一,是及時、精確、高效進行裝備保障、發揮裝備作戰效能和提高部隊戰斗力的關鍵因素。在保障系統中的使用保障、維修保障、訓練保障、技術管理等多方面發揮著重要作用,如圖1所示。IETM有效地解決了傳統紙質技術資料易受各種因素影響導致破損、存儲占用空間大、查詢效率低、管理不便、修改更新困難、時效性差等問題。

1 國外標準發展現狀

1.1 美國IETM標準發展現狀

美國是最早提出武器裝備技術資料采用IETM的國家,其IETM標準源于軍方,更加注重用戶IETM的使用性和特殊維修環境要求,從而對數字化手冊的內容、格式、用戶交互要求、顯示風格、圖標圖示、數據庫以及體系結構等方面進行了嚴格要求,這些措施有力地推動了IETM的研究和發展。到21世紀初,已經逐步形成了以美軍標為主的IETM標準體系。

近20年的發展過程中,美國國防部對IETM規范進行了多次修訂。最早于1992年11月制定的MIL-M-87268《交互式電子技術手冊通用內容、風格、格式和用戶交互要求》、MIL-D-87269《交互式電子技術手冊可修改數據庫》和MIL-Q-87270《交互式電子技術手冊及相關技術信息的質量保證程序要求》,在1995年10月被新頒布的MILPRF-87268A和MIL-PRF-87269A代替,名稱未作變化,并取消了MIL-Q-87270。MIL-PRF-87268A提出了IETM的標準化要求,并規定了通用內容、樣式、格式和用戶交互特性的通用要求。MIL-PRF-87269A規定了對由武器系統承包商構建的IETM數據庫的要求,主要目的是制定通用的數據規格,使得文字或圖形存儲于數據庫時,能不受軟、硬件的限制,即可跨平臺進行數據交換。同時為適應IETM網格化發展的需要和解決IETM的互操作性,美軍提出聯合IETM體系結構的概念,并于2000年5月發布了MIL-HDBK-511《交互式電子技術手冊的互操作性》,對IETM互操作體系結構進行規范。隨著IETM技術的發展,2007年1月再次修訂后,頒布了MIL-DTL-87268C《交互式電子技術手冊通用內容、風格、格式和用戶交互要求》和MIL-DTL-87269C《交互式電子技術手冊可修改數據庫》,將執行規范發展為詳細規范。

1.2 歐洲IETM標準發展現狀

自1992年美國國防部陸續頒布了一系列IETM標準和規范后,英、德、法等國家軍用標準化機構在此基礎上也相繼頒布了適應本國應用要求的技術規范。北約組織、國際標準化組織(ISO)也制定了一些相關標準。目前,國際上具有代表性的另外一個IETM標準規范外便是由歐洲航空航天和防務工業協會(ASD)、美國航空航天工業協會(AIA)和美國航空運輸協會(ATA)共同發布的ASD/AIA/ATA S1000D《基于公共源數據庫的技術出版物國際規范》(簡稱“S1000D”)。

S1000D規范是一個適用于所有武器裝備、民用交通工具和設備的IETM規范,其內容涵蓋了從數字化信息的生成、交換和在“公共數據源”中的管理到交互式電子技術出版物的生成、更新和版本管理等IETM的全部過程。

從上個世紀80年代發布第一個版本以來,S1000D規范先后頒布了1.6、1.7、1.8、1.9等多個版本。2003年5月頒布2.0版本,標準編號改為S1000D,除了對SGML的支持,還增加了對XML的支持,另外增加了Process數據模塊,用于提高交互性。2005年5月頒布2.2版,成為能夠規范航空、航海、陸地裝備技術出版物的影響最大的標準。2007年7月頒布3.0版,2008年8月頒布了4.0版本,并于2012年12月頒布了4.1版本。S1000D有明確的發展步驟和時間節點,以跟蹤IT技術的發展和滿足越來越多的需求。

S1000D區別于其他技術資料的標準之處是引入了數據模塊的概念,是指在一個獨立的數據單元中,描述裝備的一部分完整信息。數據模塊是描述信息的最小單元,不可分割,從而提供了數據重用的功能。當數據模塊創建完畢并存儲在公共源數據庫中后,就可以在不同的出版物中重用和發布,極大地節省了編制技術手冊的時間,降低了技術手冊編制、使用和維護費用。

1.3 兩個系列標準的對比

IETM是將文本、圖形、表格、對話框、動畫、音頻和食品等基本信息,以數字化形式按照特定的結構組織起來,通過設定的顯示方式向用戶發布,并具有不同程度的交互功能。目前,IETM格式規范體系的本質區別在于他們關注的重點及其不同的實現機制。

美標主要關注IETM產品的開發,歐標更加關注IETM的內容管理。美標的技術方法來自長期的實踐,有堅實的基礎,成熟可靠,微調式的維護更新方式也有利于IETM開發平臺的成熟性。歐標在技術方法上仍然有待發展和完善,尤其是交互機制方面,其開發平臺也尚未成熟。因此,目前兩個標準體系有各自的應用空間。

在適用領域方面,美標主要面向部隊裝備領域,較少涉及民用設備,因此其發展受到很大限制,但也容易形成成熟的IETM開發工具。歐標則致力于軍民兩用,且盡可能采用國際上先進的科學技術,更新速度很快。

2 國內標準發展現狀

國內在上世紀90年代初引入了IETM概念,并于2008年10月和2009年12月分別頒布了我國首部IETM軍用標準GJB 6600-2008《裝備交互式電子技術手冊》的總則、數據模塊編碼和信息控制編碼、模式、數據字典4部分。該標準規定了裝備交互式電子技術手冊的功能、內容、樣式、數據格式、管理等要求,主要數據庫要求參照歐洲標準的S1000D、英國國防部標準00–60《綜合后勤保障 第10部分:電子文檔》,其顯示要求主要是參照MILPRF-87268A。

GJB 6600-2008規定了軍方獲取IETM時的要求,是IETM研制、定型、驗收以及使用和維護的主要依據。標準的構成如下。

第一部分主要規定了IETM的功能要求、管理要求、安全保密要求、安裝運行包裝要求,以及IETM的內容、樣式和數據等方面的要求。

第二部分規定了數據模塊代碼編制要求和信息控制代碼編制要求。

第三部分主要規定了描述類、程序類、過程類、故障類、圖解零件類、操作類、接線類和計劃類等8類數據模塊的組織結構。

第四部分主要圍繞第三部分中描述的8類數據模塊的結構,對每類數據模塊的元素和屬性進行描述。

GJB 6600-2008統一了我國IETM頂層要求,統一IETM數據模塊的數據結構,統一了數據信息的編碼定義等,對于加快IETM技術在武器裝備研制中的推廣和應用具有一定的意義。

3 軍用飛機IETM研制實施中存在的問題

目前,國內針對IETM的研究已經有很多成果,建立了IETM的頂層國軍標要求,且在國內幾個型號飛機技術手冊研制中使用,表現出了IETM較傳統紙質技術手冊更便捷、快速等特點,為維修保障人員減輕了工作負擔。但根據多個型號的研制及使用過程分析,我國軍用飛機ITEM研制過程中仍然存在一些問題。

3.1 IETM的研制過程與主裝備的研制過程嚴重脫節

航空裝備全系統、全壽命過程中與IETM相關的要素,包括了設計人員的組織結構、主裝備和保障要素、裝備從論證到退役階段的業務流程及協調活動、各種輸入輸出數據,在裝備設計早期進行合理部署、合理利用,可對后期的IETM創作提供多種支持。但是,國內IETM創作多是在設計完成以后進行的,沒有納入到裝備研發流程,且國內航空裝備系統的研制生產由很多廠家同時進行,各廠家紙質技術資料的內容與格式遠未統一,使得在后期創作IETM時花費大量時間、人力和物力來收集、整理IETM所需的各種技術信息。

3.2 缺少相應的運行和管理規范

IETM的研制涉及到航空裝備研究設計單位、生產廠商、IETM制作方、部隊等多個部門的不同種類的技術人員。涉及到計算機軟件、硬件、網絡通信、信息安全等多個方面,不是一個簡單的技術問題,需要一系列配套的運行機制和管理規范。

例如,國內IETM開發主要由軟硬件技術人員進行,而航空裝備技術手冊的編寫和數字化工作由型號研制技術人員進行。但IETM整個研發過程還需要一定的管理人員、裝備故障和測試診斷人員的協作、參與開發或提供咨詢,需要一些具備外場維修保障經驗的人員,以提高研發IETM系統的適用性。除此之外,在IETM研制早期,缺少對參與人員要求的管理規范。

3.3 缺少研制IETM的配套規范

在IETM的制作早期,開發人員既要開發創作系統,又要開發瀏覽系統,相互之間各自獨立,對標準又有各自不同的理解,因此創作系統與瀏覽系統耦合度很大,難于實現數據與顯示的分離。除此之外,設備研制、生產單位、IETM制作方均有自己的管理模式、體制,各單位缺乏相關信息共享的接口和IETM研發的具體規范(以GJB 6600-2008為基礎)。

3.4 信息技術在軍事領域的應用差異性大

軍隊的信息化、網絡化和數字化是軍隊發展的一個方向。我國的信息產業還比較落后,信息技術在各基層部隊的應用還存在較大差異。IETM研制中除需要嚴格按照標準化進行,同時需要結合部隊現有資源、信息系統建設的特點,特別是現有質量保障體系、航空綜合維修信息管理等內容進行研制。這對我軍提升維修保障信息系統,加快現代化、信息化建設具有重要的意義。

4 國內IETM研發的幾點建議

根據當前國內IETM的研究和開發現狀,針對國內IETM研發過程中存在的問題給出以下建議。

● IETM研發與航空裝備的設計、保障系統建立同步開展。在設計早期建立航空裝備的總體結構,進行IETM工作部署,促使生產研制單位對武器裝備壽命周期內的綜合保障工作有全面深刻的理解;在武器裝備開發時全面分析滿足裝備系統保障性的要求和設計準則;把設計文件、科技文件、圖片信息、多媒體信息和三維信息等電子資料從早期開始就同IETM研發工作緊密結合起來,達到同步開展IETM研發的目的;

● 在航空裝備IETM研制早期,應該制定適合國內實際情況的IETM研制相關運行機制和管理規范;

● 在航空裝備IETM建立前,需要根據頂層GJB 6600- 2008的要求構建裝備體系結構,制定詳細的IETM支撐性規范,例如裝備IETM設計要求、IETM數據模塊要求以及管理和交互規范等;

● 進一步開展與IETM技術相關的研究,如虛擬現實演示技術、智能化IETM、嵌入式IETM、遠程網絡支持技術的研究等;進行基于國軍標的IETM制作工具的研究開發;進行相應的電子化提交軟件的開發,在裝備資料提交后,方便IETM系統的直接生成。

5 結束語

IETM信息標準化、網絡化、集成化、智能化的特點決定了其是實現武器裝備綜合保障的重要技術手段。IETM不僅對維修保障工作提供了必要的技術資料支撐,還可以和保障信息系統集成,提高其它信息系統輔助實現裝備信息化保障的能力。本文通過介紹國內外IETM標準化的發展狀況,根據國內多個型號飛機IETM的研發過程,分析了軍用飛機IETM研制及使用驗證過程中存在的問題,為IETM的研制生產提供了相應的建議,為國內軍用飛機IETM的快速發展提供了參考。

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