IETM技术范文

IETM技术范文（精选7篇）

IETM技术 第1篇

中国汽车工业协会发布数据显示, 目前中国民用汽车保有量已达1.5亿辆左右, 随着我国经济的发展和人民生活水平的提高, 汽车保有量也会持续增大。在此背景下, 汽车维护保养需求也会越来越大, 如何让生产的汽车维护保养成本低廉、操作简单, 也成为汽车市场竞争的重要因素。

IETM (Interactive Electronic Technical Manual, 交互式电子技术手册) 技术经过多年的发展, 已经广泛应用于军事和民用的诸多领域, 极大地提高了装备保障的信息化水平, 取得了显著的效益。而在汽车维护保养方面, IETM技术的应用十分少见。本文将探讨IETM技术在汽车维护保养中的应用, 使汽车的维护保养操作更加方便、简单, 普通车主借助IETM即可自行参与汽车维护保养工作, 降低汽车使用保障成本, 让汽车维护保养大众化。

1 IETM技术

1.1 定义

IETM是一种基于信息技术的交互式电子技术手册, 它将产品的数据信息如文字、图像、声音、视频、动画等, 按照特定的业务规则, 以数字化的格式存储, 并能够让操作人员在智能终端上进行交互式查阅。IETM是一种先进的装备综合保障技术和手段, 近年来随着信息技术和复杂装备系统的不断发展, IETM技术也取得了长足的发展。目前国际上通常将IETM分为五个级别:电子索引扫描页 (1级) 、滚动窗口显示电子文档 (2级) 、线性结构电子文档 (3级) 、层次化结构的IETM (4级) 和数据库集成共享的IETM (5级) 。现阶段应用大多是4级IETM技术, 产品信息被拆分成不同的数据模块, 按照一定的逻辑结构和业务规则, 存放在公共源数据库 (Common Source Data Base, CSDB) 中, 在线性发布手册或者交互浏览的时候, 只需挑选数据模块即可。而5级IETM技术, 更强调后台数据的集成和共享, 如IETM内容与训练系统共享, 与故障诊断系统集成等。运用5级IETM技术是复杂装备综合保障工程的发展趋势, 是国内外争相研究和重点发展的方向。

1.2 优点

相对于传统的纸质技术资料, IETM具有显著的优点:

(1) 体积小, 重量轻, 容量大, 使用方便。相比纸质技术资料, 电子文件易于控制管理, 使用更加方便。

(2) 费用低。相比纸质资料研制、出版等费用, 研制IETM费用明显降低, 这在美军战斗机、航母、导弹等工程实践中已被充分证明。

(3) 具有交互能力。IETM可以实现用户与技术资料内容的交互, 可以根据用户的反馈选择下一步提示信息, 有效地引导用户完成工作。比如在故障隔离过程中, 用户可以选择步进式浏览, 每一步做出判断, 系统会自动选择排故路径, 引导用户找到排故措施。而这个功能, 纸质技术资料是无法做到的。

(4) 内容正确性高, 更新快捷方便。在现代复杂装备研制过程中, 针对不同的技术状态, 纸质技术资料需要出版多套, 而运用IETM技术, 只需更新公共源数据库即可, 非常快捷方便, 内容正确性水平也比纸质技术资料高。

(5) 信息种类丰富。IETM可以采用矢量图、声音、视频、动画等方式展现产品信息, 使用户更加易于理解, 操作指导作用更加显著。

(6) 数据格式标准化。IETM具有S1000D等通用的国际标准, 数据格式统一, 可以实现数据网络集成化, 跟其他综合保障信息系统实现数据集成共享。

2 IETM技术在汽车维护保养中的应用

2.1 必要性

汽车在使用过程中不可避免地会发生自然腐蚀和零部件的磨损, 导致技术性能下降, 必须经常进行必要的维护保养工作, 才能保证汽车的运行性能和可靠性。而国内汽车随车交付给车主的纸质手册内容较少, 大多只是简单地介绍汽车各个功能的使用方法和常规的检查内容, 对于维护保养成本较高的发动机机油和机油滤清器更换、燃油滤清器更换、空气滤清器更换等操作过程, 几乎没有介绍, 对于一些重要的检查项目, 也只是部分简单介绍, 远远满足不了车主的需求。随着汽车市场的快速发展和国家相关政策法规的出台, 汽车维护保养形式将更加多样化, 而不必须在4S店完成。

因此, 汽车厂商应该丰富汽车技术资料的内容, 让车主能够自主地正确地完成汽车的维护保养工作, 降低车主的用车成本, 这样才能在日趋激烈的汽车市场竞争中获得长远的发展。而目前技术资料研制最好最高效的技术就是运用IETM技术, 因此在汽车维护保养中运用IETM技术已变得十分迫切。

2.2 可行性

IETM技术已广泛应用于军事领域和民用领域的复杂装备, 因此在汽车维护保养中应用IETM技术, 技术上是可行的。而且现在IETM研究单位很多, 能够提供顶层方案设计、软件编制平台、编制技术支持服务等一整套解决方案, 因此对汽车厂商来说, 从纸质技术资料编制向IETM研制转变, 需要的周期也不会很长。研制完成的IETM如何交付给车主, 方式也多样。现在好多汽车都带有行车电脑和显示屏, 可以将IETM数据包嵌入发布, 车主在车上就可以浏览IETM内容;也可以建立IETM数据库服务, 车主凭账号密码通过Internet访问。

2.3 技术方案

结合目前飞机、风电等装备IETM研制情况, 以及考虑现阶段汽车维护保养的可操作性, 提出了IETM技术在汽车维护中的应用技术方案, 如图1所示, 分为项目规划、内容创建、内容管理、发布及数据应用四个阶段。 (1) 项目规划阶段。在项目规划阶段, 首先要制定总体工作方案, 确定IETM研制的需求、计划、目标等, 选定参考的标准, 进一步根据项目需求制定顶层规范和业务规则, 包括标准编码系统、数据模块代码、信息编码等, 确定数据模块需求类型, 制定数据模块需求列表; (2) 内容创建阶段。在内容创建阶段, 首先要搜集丰富的技术资料素材, 除了文本描述的信息, 可以制作能够交互的矢量图、操作演示动画、视频拍摄等, 方便用户使用, 然后借助于IETM平台, 将这些内容编制相应的数据模块并存储到CSDB中, 所有的对象都有相应格式的编码; (3) 内容管理阶段。内容管理阶段主要是对CSDB中存储的数据模块、多媒体信息等进行管理, 随时准备更新信息, 并做好各种审核记录工作; (4) 发布及数据应用阶段。根据现阶段汽车领域智能显示终端的普及情况, 可以同时采用纸质发布和交互式发布两种发布方式。发布的纸质手册, 要比之前配套的手册内容丰富, 可以包括汽车维护保养、故障隔离等内容, 让车主可以根据手册完成这些工作。交互式发布可以采用B/S架构的方式, 服务器由汽车厂商负责维护, 车主通过Internet访问浏览技术资料内容。

3 结束语

本文在分析汽车行业维护保养形势发展和IETM应用情况基础上, 提出了IETM技术在汽车维护保养中的应用技术方案, 并对其必要性、可行性及实施过程作了详细描述, 可以为汽车行业实施IETM技术提供借鉴和参考。随着汽车行业的蓬勃发展, 在汽车行业推广和应用IETM技术, 是当今时代智能化发展的需求, 将是大有作为的。

摘要：本文首先介绍了IETM技术的定义, 分析了其相对于传统纸质技术资料的显著优点。然后本文提出IETM技术在汽车维护保养中应用的技术方案, 分析了其必要性、可行性, 描述了IETM技术在汽车维护保养中应用的整个研制流程。

关键词：IETM,汽车维护保养,应用

参考文献

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[5]曲秀秀, 王桂华, 安燕霞.S1000D标准在航空发动机IETM研制[J].航空标准化与质量, 2016 (02) :53-56.

[6]杨洁芳, 陈开考, 郑尧军.IETM技术在汽车维修实训教学中的应用[J].实验室研究与探索, 2012 (02) :208-212.

[7]李刚, 王吉恩, 苏凯, 王华锋.IETM在舰船装备维修保障中的应用研究[J].计算机与数字工程, 2014 (08) :1508-1511.

IETM技术 第2篇

关键词：交互式电子技术手册,GJB6600,S1000D,可扩展标记语言,航空军械,现代化教学

0 引言

装备教学是军事院校绝大多数学员必修的教学环节,是打牢岗位任职能力的必经阶段。随着科学技术的不断发展,装备的技术含量不断提升,结构原理日益复杂,使用维护的要求越来越高,加之院校新装备的相对滞后性,以讲授加图解的传统装备教学方式已经不能适应现代化装备的教学需求,亟需新的教学表现形式来适应这种新的变化。交互式电子技术手册(IETM)作为装备技术资料的一种数字化表现形式,一经出现,就表现出强大的生命力。其多元化的表现形式,不仅能够用于技术资料文档的快速查询和装备的辅助维修维护,还能应用于装备的教学、培训,是一种新颖的现代化教育技术手段,可使学习者对于装备的认识和理解更加深刻,从而更好地促进装备教学的发展。

1 装备现代化教学的特点

装备现代化教学是指利用先进的教育技术,通过多样化的表现手段,进行装备教学的一种施教模式。与传统的装备教学相比,装备现代化教学具有如下特点:

(1)运用先进的现代化教育技术手段,表现形式灵活多样。

现代教育技术在教学中的应用可以说是日新月异,诸如多媒体技术、虚拟现实技术等都已成功地应用于装备教学中,使得装备教学不再仅仅是枯燥的结构原理讲解,而是变得生动有趣,通过音频、视频、动画、交互式仿真等多种表现形式,使得对装备复杂的内部结构和工作原理能够以直观、形象的方式加以呈现,学员更易理解,印象更加深刻。

(2)在缺乏实装的情况下,能够以较小的成本取得与实装操练近似的效果。

多年来,院校装备教学存在一个始终无法圆满解决的问题,即新装备的缺乏。院校的装备与部队的装备总是存在一定的滞后性,而装备教学又要求将最新的装备知识传授给学员,不但要学原理、懂构造,更要会操作,能维护,因此,在实装缺乏的情况下,运用现代化教学手段,以虚代实,开发相应的多媒体教学课件和教学演示系统,可在很大程度上缓解因没有装备造成的操作演练科目无法开展的难题,教学效费比显著。

(3)在一定程度上克服了实装操作带来的危险隐患和装备寿命损耗,军事经济效益明显。

实装操作固然有真实、直观等优点,但武器装备的使用毕竟具有一定的危险性,尤其是对火工品的操作,就更是如此。并且,装备都具有一定的寿命期限,频繁的装备操作,势必会减少装备的使用寿命,采用先进教育技术的装备教学,能够最大程度地用软件实现硬件的功能,即以软代硬,从而有效地克服上述不足。

2 IETM简介

IETM是一种按标准的数字格式编制,采用文字、图形、表格、音频和视频等形式,以人机交互方式提供装备基本原理、使用操作和维修等内容的技术出版物[1]。实质上是一个以计算机技术为核心的信息综合体。从上述定义可以看出,IETM不但能够实现装备技术资料的管理,辅助维修等功能,还可以利用其丰富的资源,进行教学、培训、训练等功能,非常适合在装备现代化教学中加以应用。

与传统的纸质技术资料相比,IETM具有以下主要特点[2]:

(1)能够集成不同来源的数据。

(2)具备良好的人机交互性。

(3)具有多样化的呈现形式。

(4)具备良好的开放性与互用性。

(5)能够与各类信息系统进行有机结合。

(6)灵活多样的存储与应用形式。

3 IETM技术标准对比分析[3,4,5,6]

标准化作为IETM的重要关键技术之一,一直是各国IETM发展过程中研究的热点和难点。虽然目前指导IETM的标准、规范很多,但最具影响的是美国的MIL-PRF-87268C、MIL-PRF-87269C、MIL-HDBK-511,以及欧洲的ASD/AIA S1000D。其内容比较如表1所示。

我国在消化吸收国外先进IETM标准的基础上,相继编写了GB/T 24463系列国家标准和GJB6600系列国家军用标准。两者都是以欧洲S1000D规范为基础的,在技术上具有兼容性,其中GJB6600是规范我国军工企业开发IETM的技术文本,分为总则、数据模块编码和信息控制编码、模式、数据字典等四个部分。它规定了装备交互式电子技术手册的功能、内容、样式、数据格式和管理信息要求,规定了装备交互式电子技术手册的数据模块代码、信息控制代码编码要求,给出了数据模块模式的通用层信息和信息层信息的要求以及数据模块通用层、信息层元素的要素及关系等。本文后续所述的装备IETM原型系统开发过程即遵循GJB6600标准。

4 装备教学IETM原型系统设计

根据当前装备教学的实际需求,遵循IETM创作的一般原则,设计开发了基于GJB6600标准的某型飞机军械装备教学IETM原型系统。

4.1 IETM创作软件的选择

IETM系统的开发是一个复杂的系统工程,涉及技术复杂,制作难度高,工作量大,因此,选用一套适合项目开发的IETM创作软件是十分必要的。目前,IETM的创作开发软件主要分为专用开发软件和通用开发软件两大类。

专用开发软件专门为制作IETM而开发,针对性强,使用方便,但成本较高。国外较成熟的、商品化的软件有美国雷神公司的AIMSS系列软件、美国PTC公司的Arbortext软件、丹麦CORENA公司的LifeSTAR软件等;国内的IETM专用软件有工业和信息化部电子第五研究所的腾睿-IETM创作软件,装甲兵工程学院的GIAS通用创作软件等。在经费允许的情况下,开发IETM产品应尽量选用专用软件。

通用开发平台主要指现在通用的各种商业现货软件,如数据模块的编写可以使用Altova XMLSpy软件,CSDB部分制作可以使用Microsoft SQL Server软件,前台显示系统可以使用.NET和Microsoft Visual C#等软件制作,利用操作系统自带的浏览器来进行信息发布。使用这些软件制作开发IETM,成本低,使用灵活,但开发过程相对于专用开发平台要繁琐一些。因此,在经费受限、主要进行原型演示的场合,可以选用通用软件自行开发。鉴于此,综合考虑各方面因素,本文最终选择基于.NET技术的通用开发平台来制作某型飞机军械IETM原型验证系统,使用Altova XMLSpy 2006软件编写数据模块,以操作系统自带的浏览器结合XML可扩展样式表来进行信息发布。

4.2 IETM创作流程

基于GJB6600标准制作IETM的完整过程包括:制定业务规则、确定技术信息粒度(精细程度)、制定数据模块需求列表、编写数据模块、制作插图及其它对象、管理所有信息对象、发布技术信息、交换数据模块等过程。结合本系统的实际,IETM系统制作可分为四个部分:数据模块制作、插图及多媒体信息资料制作、信息对象管理和信息发布。

(1)数据模块制作[7,8]

数据模块采用Altova XMLSpy 2006制作。Altova XMLSpy是工业标准的XML开发环境,能够建模、编辑、调试并转换XML相关文档,然后自动生成多种编程语言的运行时代码。XMLSpy支持NewsXML等多种标准XML文档的所见即所得的编辑,同时提供了强有力的样式表设计。

借鉴GJB6600标准中对应于描述性信息的Schema,利用XMLSpy编写Schema,示例如图1所示。

在这个Schema中,系统信息可以包括各种各样的信息数据,有文字信息、图形及动画视频。该Schema中还定义了各种格式,如表格、图形、注释、警告等,这些格式都通过样式表来实现。飞机军械系统的数据模块编码采用GJB6600的标准编码系统,将军械系统按功能结构或物理结构进行分解后,对各部分进行的编码。GJB6600标准中给出的军械SNS编码方法适用于通用和系统级信息,具体编号如表2所示。

(2)插图及多媒体信息资料制作[9,10]

在GJB6600标准中,允许使用CGM,TIFF,PNG,JPEC,GIF,PDF等格式存储图像数据,可以将其它格式的图形或CAD工程图转换或输出到与GJB6600相兼容的格式。并且也允许使用音频、视频、动画和3D模型等多媒体形式,从而大大增强了IETM的动态表现效果,使装备教学更加生动、形象。

本项目的二维技术图形采用IsoDraw7.0软件进行处理,通过对CGM图形中的对象进行热点创建,如图2所示,可以实现在IETM中图形与文本的双向交互操作。

由于飞机大量的军械装备均为机械结构,因此,本项目的三维模型采用SolidWorks软件进行创建较为便捷,并采用Cult3D软件进行交互式3D仿真。Cult3D采用先进的压缩技术支持多重阴影效果、贴图和双线性滤镜,并有效减小了生成文件的大小。使得Internet用户可以迅速看见并作用于显示效果良好的、高质量的仿真物体。需要注意的是,由于Cult3D不直接支持SolidWorks格式输出,需要先将SolidWorks输出的.wrl格式利用3DSMAX进行变换处理,最后输出Cult3D能够处理的C3D格式。效果如图3所示。因此,制作交互式3D仿真的一般步骤如下:3D模型的制作→3D模型的加工→3D模型的格式转换→给3D模型加入交互功能和控制模块并输出为IETM可用的文件格式→使用IETM制作工具将输出的文件嵌入IETM中。

(3)信息对象管理

使用本地文件系统进行XML文档的存储与管理,方法简单、容易实现。把相关的XML文档放入一个目录中,利用文件系统来管理,提供查询、更改、增删等操作。

(4)信息发布

本文采用Visual Studio 2010作为编程开发环境,选择基于Web的体系结构来进行信息的发布。

根据前文所设计的Schema编写了相应的可扩展样式表,将以XML文件格式的数据模块用可扩展样式表语言来格式化,并在浏览器中显示给用户使用,显示效果如图4所示。

5 结束语

目前,国内将IETM技术应用于装备现代化教学尚处于初期发展阶段,但其应用前景十分广阔。随着对IETM认识的不断深化,将会有更多的装备IETM产品应用到装备教学中。本文的研究与开发工作,对于促进IETM技术在装备现代化教学中的推广使用,提高装备教学的效果能够起到有益的借鉴作用。

参考文献

[1]徐宗昌.装备IETM研制工程总论[M].北京:国防工业出版社,2012.

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基于IETM的装备维修保障系统 第3篇

关键词：IETM,数据库

近年来, 随着高新技术在部队装备中的广泛应用, 装备向信息化、网络化、数字化的方向高速发展, 极大地提高了部队适应现代化局部战争的能力。同时, 随着装备集成度越来越高, 结构越来越复杂, 对装备的维修保障也提出了越来越高的要求。如何应对部队装备飞速发展对装备维修保障人员提出来的新的要求是摆在当前部队装备维修保障人员的面前最紧迫的问题。

IETM就是将技术手册的内容转换为数字化, 进行重新编制, 并以交互方式进行查阅, 通过计算机等设备把所查阅内容展现给维修技术人员或系统操作人员。

IETM作为CALS的关键应用技术和主要内容, 作为装备保障信息化技术研究和应用的热点之一, 一直受到美国防部和国防工业界的重视, 美国三军和很多装备生产厂家均成立了IETM研究单位。IETM相关开发技术和应用得到了全面深入的研究。

1 数据库设计与实现

1.1 需求分析

根据部队平时和战时的装备维修保障要求, 本系统基于IETM的B/S结构装备维修保障系统应能为不同层次的用户 (指挥机关、装备管理人员、装备维修保障人员) 提供下列信息支撑。

(1) 指挥机关能够全面地掌握装备信息且有效地控制装备状态:提供装备技战术性能参数 (用途、配置地域、功能特性、运行能力、运行状况) ;提供装备的故障、修理维护、改造记录和任务完成情况;提供元器件的更换记录、重大技术问题;同类装备的统计、分析及管理信息、装备管理人信息、装备维修保障责任人信息等等。

(2) 装备维修保障人员能够方便进行资料录入和维护:提供统一的数据录入规范和组织标准;提供基于网络的方便易用的录入方式;自动提取关键信息元, 进行分类和存储索引;规范装备状态变更的流程、体现历史信息、录入装备基础信息、故障信息、技术资料信息等等。

(3) 装备使用人员训练维护有依据、排除故障有资料可查询:提供装备技术资料、培训教材和维修手册;提供故障案例分析、故障归零和备件信息;提供装备使用记录, 包括改造、操作手批注、状态变更及原因;提供元器件的电路资料和各类图纸。

(4) 装备使用人员与装备维修保障人员的在线互动交流、以及装备维修保障人员与专家在线互动交流, 可以及时地通过沟通, 快速、准确地解决装备故障的疑难点问题, 提高装备维修保养的效率。

1.2 数据库设计

该数据库可以构成一个“野外分散配置条件下装备保障维修系统”, 由装备维修保障人员对该系统数据库进行最高权限的维护, 各装备责任人可以通过该系统向服务端上报故障现象。发现故障, 装备责任人首先向服务端上报, 同时可以利用该系统通过故障现象或者原因进行检索查询, 看以往的检修记录中有没有检修方法。如果有, 并且操作简单, 则可以在维修保障人员的远程指导之下自行解决, 这样就大大缩短的检修的时间, 提高了检修速度;如果没有, 维修人员也可以根据上报的信息, 进行分析预判, 提出几种解决方案, 然后派人迅速赶到故障现场进行维修, 同时其他人员可以继续研究故障现象和原因, 不断完善维修方案。这样“三管齐下”可以最大效率的利用各种资源提高维修速度。其系统结构图1。

上级指挥所 (客户端) :可以直观的掌握各个装备的技术性能、故障状况、位置配置情况。

指挥控制站 (服务器) :可以对数据库进行修改、维护, 接受分群指挥所和各分站的数据。

专家咨询 (客户端) :可以与服务端进行在线交流, 解决装备维修保障问题。专家咨询主要是来源于装备生产厂家。

分站 (客户端) :查询一般故障的维修方法、装备图纸资料、向服务器上报故障和装备状况情况。

1.2.1 数据库系统结构

该数据库系统包括:装备维修信息管理子系统、野战故障诊断维修子系统、装备状态对上反馈子系统。装备维修保障系统结构图如图2。

1.2.2 装备维修信息管理子系统

装备维修信息管理子系统负责对装备维修相关的各种基础数据进行管理, 包括装备基础信息管理、装备故障信息管理、技术资料管理、库存管理和装备维修人员管理六个部分。目前装备的信息资料都是采用纸质存储介质, 资料分散、管理困难、容易流失、不便于使用。为此系统利用IETM技术对这些信息资料进行更简洁、科学、有序的管理。

装备基础信息管理:主要负责对装备基本信息和使用信息进行管理。其中, 装备基本信息包括装备名称、装备型号、装备类型、生产厂家、出厂日期、装备批次、大中修周期、大中修标准、计量周期、装备寿命等;装备使用信息包括装备使用日期、使用单位、工作时间、工作状态、使用环境、装备状态、故障次数、计量检定情况等。

装备故障信息管理:主要负责对装备故障及维修信息进行管理。其中故障信息包括故障时间、故障部位、故障现象、故障模式、故障原因、故障类型、责任单位、纠正措施等;维修信息包括维修级别、维修类型、维修时间、消耗资源、维修计划、维修措施、维修次数和维修评价等。

技术资料管理:主要负责对各种装备维修手册、维护规程、操作手册、技术通报、技术说明书、使用说明书、技术规范、产品履历书、各种教程、有关计算机软件文档以及相关的维修行政和技术法规、文件等进行管理。

库存管理:主要负责对库存的装备备品备件基本信息、存储信息、出入库信息等信息进行管理。

装备维修人员管理:主要负责对装备维修人员的相关信息进行管理。

1.2.3 野战故障诊断维修子系统

野战故障诊断维修子系统负责对装备的远程维修提供技术支持, 包括装备远程检测、智能故障诊断、专家交互诊断三个部分。

装备远程检测:通过基于虚拟仪器技术设计的装备检测终端实现对装备的远程检测。

智能故障诊断:采用数据库查询模式, 通过对故障现象和故障原因的关键字检索, 对装备进行故障定位, 并提供故障的解决方案。

专家交互诊断:通过网络, 利用文字信息交互和视、音频交互等多种交互手段, 与生产厂家和科研院所的专家进行沟通, 实现对装备的远程故障诊断及故障排除。

1.2.4 装备状态对上反馈子系统

装备状态对上反馈子系统包含装备状态反馈, 负责对上级指挥机关反馈装备目前的性能、所在地理位置、正在执行的任务、装备负责人等等信息。为指挥所战略决策提供依据。

2 IETM的实现

IETM综合应用了计算机多媒体、数据库和网络等技术的优势, 将内容繁杂的操作手册、维修手册等信息, 按照有关的标准有机地组织管理起来, 并以最优化的方式将文字、表格、图像、工程图形、声音、视频、动画等多种信息形式显示在电子屏幕上, 并以交互的方式进行查阅, 将维修技术人员或系统操作人员所需的信息, 精确地展现在使用者面前, 以加速装备使用和保障活动的实施。

2.1 IETM的开发过程

IETM以产品数据标准为基础, 内容包括产品的设计、图纸、使用、维修等数据。采用标准化和多媒体技术实现用户接口。存储介质可以是CD-ROM、硬盘、磁带等各种类型、容量合适的电子媒体。IETM最突出的特色为分布式的信息存储形式。除此之外, 由于它在技术上采用了标准化的方案, 使得它具有很强的开放性和交互操作性。技术数据在存储到数据库前, 必须经过加工处理, 分解成基本的信息元素。用户界面遵循统一的标准, 信息数据可以以文字、表格、图像、图纸、声音、视频、动画等多种形式表现, 包含多种查询和导航、链接功能, 提供全文检索。如图3所示。

2.2 IETM中的数据存储

IETM中的数据模块以XML格式存在, 而对于XML数据的存储方式, 大致可以分为以下三种。

(1) 存储于文本字节流式的文件系统。

(2) 存储于传统的关系型数据库或者面向对象数据库。

(3) 存储于原生XML数据库。从数据结构上看, 一个数据模块包含了标识状态段和内容段, 其中标识状态段以数据为中心, 更适用于关系数据库, 有更快的检索速度;而内容段则以文档为中心, 因此更适用于原生的XML数据库, 相对于关系数据库方式, XML文档的存储无需模式转换, 存取速度快。因此, 系统采用原生XML数据库和关系数据库相结合的方式作为数据库平台, 将结构简单的数据存储在关系数据库中, 对于结构复杂的数据, 将其直接存储在原生XML数据库中。这种根据数据特性分别将其存储在不同形式数据库内的方法, 可以充分利用不同形式数据库的优点, 既能发挥新技术的特长, 又能充分利用传统成熟技术, 获得最高的成效。

XML (Extensible Markup Language, 可扩展标签语言) 是SGML (Standard Generalize Markup Language) 的一个子集, 是互联网联盟W3C提出的一套用于Web网络上的数据和文档结构的通用标记语言。由于XML对数据赋予了上下文相关功能, 具有自描述性、内容和显示相分离、可扩展性、独立于平台等特性, 近年来已成为各种应用中的数据表示及交换的标准格式。

XML被看作是E-Commerce、E-Business的关键技术。由于异构数据源系统之间的互操作使数据共享过程复杂, 实现技术可扩展性和可移植性差, 如采用传统的交换技术则会带来许多弊病。而利用XML作为数据通道就很容易克服这个问题。XML为各异构数据源提供了一层缓冲, 它实现了数据与平台无关性, 且不会影响其它数据源。XML的自定义性及可扩展性, 使它足以表达各种类型的数据, 作为独立于平台和设备的结构化数据表达方式, 有效地实现了异构数据源之间的对话。

3 结语

进入21世纪以来, 随着信息技术的高速发展和在军事领域的广泛应用, 传统的机械化战争模式正在发生深刻的变化:全面信息化战争将成为一种新的战争形态。在这种形势之下, 装备保障的信息化必然成为未来信息化战争发展的趋势, 实施以信息技术为基础的装备维修保障手段, 己成为新时期我军装备维修保障的必然要求。

立足于数据库应用设计原理和方法, 对部队装备维修保障系统进行了设计与实现, 本系统具有以下特点。

(1) 界面简洁大方, 系统具备良好的操作性。

(2) 向部队需求, 系统具备良好的实用性。

(3) 通过反复调试, 系统数据具备高度的可靠性与灵活性合理进行设计, 系统经过反复调试、修改, 基本上解决了目前所发现的问题, 能够可靠的在部队这个特殊的环境中被放心的使用。

参考文献

[1]陆洪武, 陈建国, 王荣颖.IETM技术发展综述及其特点分析[J].舰船电子工程2009 (7) :25～28, 44.

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IETM技术 第4篇

关键词：导弹维修保障,交互式电子技术手册,IETM

随着高科技战争的发展, 计算机技术、微电子学、大规模集成电路、嵌入式芯片等在导弹组成、维修与保障中的应用越来越广。一方面导弹的作战性能、保障可靠性大大增强, 另一方面其规模和复杂性迅速增加, 要求维修人员和维修设备具有很强的专业性。为了克服这些存在的问题, 简化维修过程, 在某型导弹中修能力建设中, 交互式电子技术手册 (Interactive Electronic Technical Manual-IETM) 的试应用, 较好的实现了导弹电路板与维修人员的交互, 使电路板信息的采集与处理、故障诊断与排除结合在一起, 使维修人员能够更迅速、准确的定位故障源, 提高了维修效率, 降低了维修成本。

1 IETM及其性能分析

IETM作为信息化装备保障技术的热点之一, 能够将装备全寿命周期内产生、传递、使用的大量技术信息和数据进行融合, 并与使用者交互, 完成保障教学、辅助维修、实用性分析等功能。国际上按照IETM内容存储的体系结构、数据格式、显示方式和功能等, 通常将IETM分为五级, 各级别IETM功能与特点如表1所示。

简单的说, 电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便, 数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式, 电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。第4类交互式电子技术手册是基于数据库的, 采用数据库组织管理信息, 它不同于一般多媒体数据库和数字文档, 必须具有以下特点:

1) 所管理的技术信息不依赖于特定平台 (计算机、操作系统) , 可以实现无约束的相互交换。能实现信息数据的多途径获取的, 信息数据可以提供给多种应用程序和用户;

2) 技术数据在存储到数据库前, 必须经过加工处理, 分解成基本的信息元素。数据库包含信息元素间的逻辑连接;

3) 用户界面遵循统一的标准, 信息数据可以以文字、表格、图像、图纸、声音、视频、动画等多种形式表现, 采用对话框与用户交互, 包含多种查询和导航、链接功能。

第四、五级IETM作为综合电子技术信息系统, 与装备及维护网络相连接, 具有装备诊断、故障排除、培训和维修等功能。从扩展功能角度看, 高等级的IETM能够与人工智能、专家系统、故障诊断相结合, 通过自动进行的故障分析和定位, 降低对技术人员的培训要求, 提高维修效率。

2 基于某型导弹维修系统的IETM系统结构

在某型导弹维修系统中运用IETM技术, 要重点突IETM对数据的融合能力, 以及对各种接口信号的处理, 突出其与专家系统、辅助维修、故障排除的结合。IETM系统运行于维修系统的工控机端, 分为数据层、交互层与应用层的三层结构。数据层是IETM的基础, 大量的技术标准和相关信息存储在工控机硬盘上, 需要时供IETM调用。交互层包括工控机和检测器, 工控机实现人与维修系统的交互、检测器实现维修系统与导弹装备的交互。应用层是IETM的核心, IETM从数据层获取信息, 经交互层逻辑判断, 最后在应用层上实现维修系统的目的。在导弹装备维修的IETM系统中, 其功能包含辅助维修、故障隔离功能, 达到了第四级IETM的要求。图1为IETM在导弹维修保障系统中的应用研究。

IETM中对数据的整合能力很大程度上体现在次数的交换格式上, 在导弹维修保障系统中可以借鉴欧洲的S1000D标准。S1000D标准是由欧洲航空航天和国防工业协会 (ASD) 和美国航空航天工业协会 (AIA) 共同制订的一个采用公共源数据库来采办和编著技术出版物的国际标准。它为IETM的制作提供了一个开放系统表述方法, 以数据模块组织技术信息, 以公共源数据库管理信息对象, 这两个核心概念的引入, 保证了IETM实例间的信息共享和交换。

数据模块是S1000D标准的核心, 其第一部分为标识状态段, 包含了数据模块的元数据信息 (如编号、发行号、语言等) , 这类信息用于装备的类型区分、标准定义、检索查询等。用户在使用IETM时, 元数据信息并不向用户提供, 即对用户而言是透明的。第二部分为内容段, 其中的文本、图片、影相等信息, 在IETM的逻辑判断语言引导下, 通过终端显示给用户。图2是对导弹维修保障IETM数据模块结构的研究设计。

3 发挥IETM在导弹装备保障中的优势

目前我国还没用统一的IETM规范, 各军、兵种针对多种武器进行了单体IETM系统的研发与应用, 将IETM技术应用于导弹维修系统中, 充分发挥了其信息化保障、辅助维修、人工智能等优势。导弹装备保障的复杂性以及IETM技术对信息的驾驭能力使两者很好的结合在一起。根据信息化保障的建设要求及导弹维修的实际需要, 在某型导弹中修能力建设中, IETM技术的应用可以有效提高故障诊断速度, 减少维修人员的工作量, 改善维修方法和过程, 其突出作用主要表现在以下四点:

3.1 充分发挥信息技术下多维、广面的沟通能力

在导弹装备保障领域, 相关的技术手册和资料品种多、数量大, 装备信号特征纷繁复杂处理难度高。IETM技术相比于传统的维修方法, 可以将大量手册、工程图纸、维修经验数字化, 给操作人员提供快速查询, 并以交互的方式提供维修指导。

3.2 加强了维修系统与导弹装备、导弹装备与维修人员的交互

IETM技术的一个显著特点就是其交互能力。在检测器端, IETM通过检测器与导弹装备进行信号的交互, 获取装备状态信息;在工控机端, IETM通过操作界面与操作者进行交互, 进行辅助维修和故障隔离, 最终实现了IETM与导弹装备, 操作者与IETM之间的交互。

3.3 突出IETM辅助维修功能, 细化维修系统的调控检测

在导弹维修过程中, 存在大量元器件的检测与判断, 为了达到中修目的中的故障隔离, 必须细化维修系统对导弹电路板的调控检测, 使IETM判别各电路板分立单元的好坏。硬件上维修系统细化检测单元, 缩小了故障诊断范围;软件上IETM突出辅助维修功能, 提高了维修效率。

3.4 规范化维修步骤, 降低了对维修人员的技术要求

当装备故障出现在电路单元、功能模块级别时, IETM友好的操作界面和规范化的维修步骤大大降低了对维修人员的要求, 操作者通过维修步骤可以方便、快捷的实现故障隔离。规范化的维修步骤也降低了维修的出错率, 提高了维修整体水平。

4 IETM技术在导弹装备保障中发展趋势

随着技术的不断发展, IETM技术的进步出现了与网络技术相结合的趋势。基于Web的IETM平台, 可以通过网络发布、更新和获取信息, 具有更加广阔地应用前景。集成化与嵌入式是IETM发展的另一趋势, 高等级的IETM平台应集成人工智能、专家系统和故障隔离等功能。

在导弹装备保障中运用先进的信息管理及人工智能方法, 借鉴国际上通用成熟的标准, 建立符合我国导弹装备保障领域实际情况的IETM相关规范, 服务导弹装备保障和装备信息化建设的需要。

参考文献

[1]朱家元, 张恒喜, 杨云.交互式电子技术手册的研究与发展.航空维修与工程, 2004.

[2]顾秀君, 解洪成.制作交互式电子技术手册标准化要求.江苏船舶, 2004.

[3]李宗亮.基于S1000D标准的IETM系统技术研究.广州工业大学硕士学位论文.2006.

IETM技术 第5篇

当前,较多新型装备结构复杂、技术含量高、维修难度大,使得维修保障工作面临较大困难[1]。IETM在控制维护费用,提高工作效率以及提升装备可靠性等方面具有明显优势。目前在交付使用的IETM辅助系统中,其所能提供的功能决定了该系统的实用性与可操作性,因此系统相关功能的设计在辅助系统开发过程中起着至关重要的作用。

2 系统需求

IETM是一种按一定的技术标准,采用文字、表格、图形、多媒体等多种表现形式,以友好的人机交互形式提供装备基本原理、操作使用、维修等内容的技术出版物[2]。IETM辅助系统作为面向用户的交互型系统,必然需要良好的交互使用性,这就需要系统开发人员在系统开发前进行需求分析,该辅助系统主要面向的用户为装备保障、维修、管理人员,通过广泛的调研分析,装备维修保障辅助系统应具备的基本功能有:查询功能、指导实施功能、辅助诊断功能、装备履历记录查询和统计分析功能、学习培训与考核功能、数据管理功能、对用户操作提供帮助的功能。

查询功能主要提供装备概况、结构原理、使用操作等信息,方便用户了解与查询;指导实施功能对维护保养的基础知识、保养规程以及实施内容等进行明确说明,指导维护保养的时机、内容与方法;辅助诊断功能通过提供装备各部件的拆卸、分解和装配以及故障现象问题描述等信息的快捷查询智能化地指导操作人员按照指定方法与步骤快速定位故障问题,提升检查效率,降低劳动强度;装备履历记录查询和统计分析功能能够对装备运行时间、各类维修保养、装备交接等信息进行记录统计,等同于为装备建立电子信息档案,为今后维修保养提供科学依据;学习培训与考核功能通过对装备技术资料、结构原理图、演示课件等进行讲解对操作人员进行培训,并通过考核强化其知识掌握情况;数据管理功能通过添加、删除、修改数据信息从而不断完善系统;帮助功能协助用户解决使用中出现的问题,并提供相应使用说明。

3 维修保障辅助系统模块

该维修保障辅助系统以C#作为开发语言,Visual Studio为开发平台,综合运用数据库技术、故障树分析法以及专家系统等。此外,该系统采用我国制订的GJB6600军用标准以方便信息实现跨平台、跨系统交换。

3.1 登录模块

出于对系统安全管理的角度考虑,需设计登录模块来区分不同级别的使用者,并对不同的使用者授予相应的权限。普通用户能够访问一般的查询、履历、学习考核等模块使用系统;维护人员在此基础上能够对信息数据进行维护修改;管理员能够对所有用户信息进行管理。登录系统流程图如图1所示:

3.2 技术资料查询模块

在构建查询模块时,需对技术资料进行分类整理并经规范化和标准化处理后编制成对应的数据模块(DM)并储存在公共源数据库(CSDB)中,再构建出与DM对应的树形结构目录节点,在辅助系统中只需通过查找目录节点即可对应出所需的技术资料。其框图如图2所示。

3.3 故障诊断模块

在故障诊断功能模块构建中,基于专家知识系统设计推理机制,在分析装备各项维修信息的基础上,智能化提示和引导维修人员进行故障诊断并提供维修方案,维修人员利用专家知识库对故障问题进行外部状态描述并利用关键字检索,从知识库中选择与故障状态相匹配的故障问题,系统经分析推理最终找出真正故障原因。如图3所示。

3.4 电子履历模块

电子履历模块主要实现装备全寿命周期管理过程中各种履历信息的数字化登记[3],包括履历信息的查询、登记、数据的导入与导出等功能,该模块主要包括装备的运转时间记录、保养记录、修理记录等履历信息,科学系统地对装备履历信息进行统计、分析,对掌握装备质量状况,预测变化趋势,开展维修和管理工作提供辅助决策和数据参考[4]。

3.5 学习考核模块

在学习考核模块中,学习部分通过丰富的演示动画、讲解视频、零件图册、电气原理图以及安全警示信息等学习资源,使装备保障的学习培训更加深刻直观;考核模块中通过编制具有针对性的试题库,为装备维护保养人员提供必要的测试,分为章节测试、随机测试、重难点题测试、错题测试及模拟测试5个部分。如图4所示。

3.6 管理模块

在数据管理功能中,通过添加、删除和修改3项功能的构建,使得辅助系统在后续使用中可以不断补充、剔除以及修改装备技术资料、履历信息、学习资料等信息,不断完善系统的各项内容。用户管理主要则是通过区分系统管理人员和维护人员给予其相应的权限,从而达到管理者管理维护系统,维护人员学习使用系统的作用。

4 系统部分模块界面展示

由于篇幅有限,现将系统登录模块和故障诊断模块界面展示如图5、图6所示:

5 结语

构建科学合理的装备维修保障辅助系统有助于提高装备使用维护效率,改善维护保障方法,为维护人员提供更为科学有效的技术数据支持。系统投入使用后,将会对装备保障人员产生积极有效的指导作用,为今后装备发展及维护保障工作打下坚实基础。

参考文献

[1]王业,石全,等.网络化装备维修保障概念与体系结构研究[J].军械工程学院学报,2013,1(5):18-22.

[2]胡梁勇,徐宗昌.基于S1000D的通用装备IETM创作新模式研究[J].船舶,2011,22(6):23-28.

[3]章涛,张立新,刘卫东.基于电子履历的车辆管理电子档案系统研究[J].现代电子技术,2011,34(19):198-204.

IETM技术 第6篇

IETM是一种按标准的数字格式编制, 采用文字、图形、表格、音频和视频等形式, 以人机交互方式提供装备基本原理、使用操作和维修等内容的技术出版物。实际上是一个以计算机技术为核心的信息综合体。从上述定义可以看出, IETM不但能够实现装备技术资料的管理, 辅助维修等功能, 还可以利用其丰富的资源, 进行教学、培训、训练等功能, 非常适合在装备现代化教学中加以应用。

一、IETM系统存在如下优势

1、提高维修保障效率。针对我部基层单位较多, 位置分布较广, 出现通信设备故障, 技术人员无法抢修复通时, 需要专业的技术人员快速到既定地点抢修, 但是存在耗时长。通过使用IETM的交互功能, 普通维修人员就能够快速进行故障的定位、隔离与排除。这样不仅缩短了故障隔离和维修的时间, 同时提高了维护人员的维修效率。

2、提高技术人员的维修技能。利用IETM系统, 进行交互式故障查询, 能够降低对维修人员的训练和经验要求, 并且提高缺乏经验的保障人员的维修技能。并且利用IETM进行辅助教学培训, 夯实自身专业技能的同时, 可以远程与专家进行技术探讨、专业咨询, 进而提高培训效率, 缩短培训环节, 减少培训时间, 降低训练费用。

3、提高装备信息管理的效益。IETM系统可以存储多种装备的技术与使用手册, 便于携带, 极大减少了纸质技术资料打印、印刷、运输和储存的费用, 适应新时代的需求。通过跨平台的易于修改的数据库, 可以及时记录、存储和更新装备使用维护过程中的技术数据、操作经验和故障信息。

二、IETM系统设计与实现

目前, 国内航天、船舶、兵器等行业的技术工作人员都积极投身于IETM系统的研发制作, 有的航空工业直接引进国外成熟的电子出版物技术平台, 有的单位针对于飞机型号参考国外成熟的软件进行参照开发了相应的软件, 但是针对于专门的通信装备而研发的IETM系统还未有典型的成功案例。IETM系统平台是IETM开发工作的核心部分, 是开发单位必备的工具。从实际需求出发, 采用较成熟的IETM系统平台既满足现今紧迫的需求现状, 使系统尽快配备到基层, 提高修复保障能力;又可节省技术人员的大量时间精力来高质量的完成项目。

从通信装备保障实际出发, 根据系统整体的设计依据和设计思想, 将IETM系统设计为四个主要模块:技术资料查询模块、故障诊断模块、远程专家指导模块与系统设置模块。在技术资料查询模块中录入装备的系统手册 (即装备资料、工程图等) 与用户使用手册;故障诊断单元分为故障信息查询单元 (可根据用户维修手册录入相关内容) 与交互式故障排除单元, 这个模块是整个系统的核心模块, 具备检索、导航、列表等功能, 达到人机交互的显示要求, 从而实现IETM在通信装备的故障辅助诊断的应用。远程专家指导模块分为远程排故单元与远程培训单元, 可依托已建成的远程可视指挥控制系统来实现, 这个功能不仅节约了排故与培训的人力与物力资源, 而且缩短了维修时限, 大大增强了战斗力的生成。同时系统还具有系统设置模块, 供给管理员用户与普通用户不同的需求。IETM系统物理结构包括网络交换机、数据库管理服务器、网络基础设施、单机编制终端、单机使用终端。其中数据库管理服务器运行数据库管理系统, 用来存储数据库数据和文件数据。单机编制终端可以供装备研制人员编制数据模块、多媒体模块等, 并通过网络将数据拷贝给网络终端。单机使用终端分为两类, 一类是不能连接或不便连接网络的终端, 如便携辅助维修设备PMA, 通常适用于野外或装备保障现场使用。第二类是能够连接入网的终端, 通常安装于基层单位主室, 供给日常通信保障使用。

三、总结

国内外的研究应用证明, IETM系统可用于辅助维修、人员培训, 能够为装备维修保障人员提供实时、高效的技术指导和信息支撑, 是装备维修信息化建设的重要组成部分。对比于美国、欧洲等技术发达国家, 我国自主研制的IETM系统仍处于初步发展阶段, 而且大多针对于航母、坦克、飞行器等重型装备, 专门适用于通信维修保障的IETM系统寥寥无几, 本系统的开发研究, 对于我国通信装备保障体制改革和信息化建设具有前瞻性的深远意义。

摘要：随着信息化建设的发展, 传统的通信装备维修保障模式以及单一的维修手段已经难以适应维修业务要求, 基于IETM的故障诊断通过交互式故障诊断模式, 可以实现面向对象领域的故障诊断力法和面向数据的故障诊断方法的有效结合, 克服单纯机器认识固有的局限性空, 并能够通过人机界面与用户交流询问的方式对装备故障逐步进行深入诊断, 从而大大提高诊断的灵活性和效率。

关键词：IETM,故障诊断,维修保障

参考文献

[1]夏芳, 王卫国.面向武器装备训练的IETM技术方案研究[J].兵工学报, 2006 (3) :22-25.

[2]何庆飞, 陈小虎, 陈桂明.IETM技术在武器装备维修信息化重的应用研究[J].设备管理与维修, 2009 (5) .

IETM技术 第7篇

关键词：计算机应用,IETM,航空发动机,应用

1 引言

目前,我国航空发动机产品在使用维护方面大都采用传统纸质的各种使用维护手册来表达和传递使用维护要求,存在着表达能力欠缺、更新速度慢、培训和检索效率低、一致性难以保证等方面的问题。为了解决纸质技术资料的这些问题,出现了交互式电子手册(Interactive Electronic Technical Manual,IETM)。它克服了纸介质手册出版、使用、保管、储存等各方面的不便,在加速保障人员执行任务的速度,提高发动机的可靠性与维修性,提升维修效率,降低发动机在全寿命周期内的保障费用等方面,得到了巨大经济与社会效益[1]。

为了更大程度上解决IETM的共享与重用问题,世界各国相继开展了IETM标准化的研究工作来指导IETM的制作。本课题在详细研究国外IETM标准体系[2][3]及相关技术基础上,立足于国内航空发动机业的实际,提出适合我国航空发动机业IETM的标准,建立IETM的开发流程以及系统结构,并开发出符合标准的IETM系统。课题来源于国内某航空发动机企业维护维修信息化改革项目。

2 航空发动机IETM规范简介

2.1 IETM标准化的必要性[4]

IETM的核心问题是信息共享、产品数据的互操作性,标准则是实现信息共享的前提和基本保障。交互式电子技术手册虽然解决了纸介质技术资料的问题,但是以数字化格式储存的不同航空发动机IETM存在着平台与系统的互异性问题。随着IETM类别和格式的增长,不同的制作单位制定了种类繁多的IETM标准,这些标准相互独立,没有统一的格式。具体体现在:

(1)各承包商IETM产品的不一致。IETM由众多承包商单独开发,各个承包商相互孤立,各自依据自己的一套独立的标准,各个标准之间由于平台和应用软件之间的差异性导致了IETM系统之间数据产品的不一致,并丧失了兼容性。

(2)出版物标准的差异性。随着IETM标准的数目的不断的增多,伴随而来的问题就是各个标准之间的冲突,为此,必须对标准进行规范,开发一个通用的标准来代替以前的所有标准。

(3)IETM内容的不一致性。各个承包商依据自己标准开发出来的IETM系统在数据格式、文件结构、界面说明、交互规范方面都有很大的差异性,无法解决数据的共享和互换。

2.2 IETM标准国内外研究现状

美国和欧洲都先后在20世纪80年代,开展了IETM的研究与标准化相关工作。目前,他们在这个领域的研究代表了国际先进技术水平。研究成果分别为美国国防部的MIL-PRF-87268、MIL-PRF-87269和MIL-HDBK-511系列标准和欧洲的ASD S10O0d标准。这些标准在装备的维护维修中取得了巨大收益:

(1)技术资料的数字化、标准化管理,不仅加强了技术资料的安全管理力度,减轻了技术资料维护更新的工作量和成本,更为建立完善的综合保障体系奠定了重要的基础。

(2)全面提升了装备的综合研制水平,通过技术资料数字化可以从设计到全生命周期为装备的综合保障提供重要的信息来源和更有效的改进途径。

国内20世纪80年代开始由军方率先引入综合后勤保障(LIS)和CALS的概念,并翻译了大量LIS资料,制定了部分国家军用标准,推动了我国LIS及CALS的研究。受当时美国国防部对CALS认识的影响和国内网络等信息基础建设还不完善等条件的限制,航空工业、空军、海军和高校的很多专家也把研究IETM作为研究CALS的重点。专家们对国外武器装备IETM的产生、发展、分类、有关技术标准、与实施CALS的关系以及IETM实现技术等多个方面的问题进行了大量的研究。

目前,研究主要集中在国外标准的介绍上,虽然有针对S1000d标准研究也曾做出了实践的例子[5]。中国航空工业第一集团公司在2000年组织了跨学科、跨单位的CALS专家组,以研究IETM作为切入点,编制了《飞机电子技术手册编制要求》。但工程化的IETM还未曾见诸于市场,在航空发动机IETM的研究上,就更是少之又少。目前,国内的航空发动机的使用手册、培训手册和维修手册等仍以纸介质为主,可见的技术产品大多为经光学扫描处理、PDF格式的电子技术手册系统,这些系统大都数据格式单一、功能简单、接口封闭、缺乏统一的标准,无法实现结构化,既不能进行智能化的交互,更谈不上网络化的集成。从建立数字化综合保障的角度出发,建立航空发动机IETM标准势在必行。

3 航空发动机IETM关键技术研究

3.1 航空发动机IETM制作流程[6]

航空发动机IETM的实施可以分为信息收集、数据处理、发布出版和同步反馈四个步骤。其主要内容如下:

(1)信息收集:主要任务是收集建立IETM系统所需各种原始素材,主要包括来源于PDM等系统的各种技术文档、产品三维模型、现场维修视频,来源于装配数字化系统的单台发动机技术状态信息,以及来源于熟练工人的故障诊断的经验知识等。

(2)数据处理:主要任务是依据数据模块标准,将所收集到的信息转换成IETM系统可识别的信息格式,并进行统一编码,存储于数据库中,形成通用资源数据库。

(3)发布出版:主要任务是根据对发布内容和形式的需求,对通用资源数据库中的数据进行组合和裁剪,定制各种出版物,满足纸介质、台式机、PDA、PMA等不同终端的显示要求,并发布给用户。

(4)同步反馈:主要任务是通过用户对IETM系统使用,采集发动机使用、维护、维修过程中的技术状态数据,并与服务器进行同步,实现发动机全寿命周期内完整的技术状态数据管理。

IETM的制作流程,如图1所示。

3.2 数据库层次结构

根据航空发动机技术资料的特点,采用三层的数据库结构:主题应用层、中间层、基本信息层。如图2所示。主题应用层依据S1000d对技术信息的分类并结合发动机技术资料的实际情况对技术资料内容按主题进行分类。每一个别都是一个主题的应用类型。中间层是主题应用层的分解,也是基本信息层的组合,包含了描述信息、交互信息等各种功能信息,由相关的基本信息元素组合而成。基本信息层是数据库的最底层,由文本、图形、表格等基本信息元素组成,每个信息元素是一个独立的数据模块。对应于主题应用层的每一类型主题,都定义了一套相关的显示模版,实现了数据与格式显示的分离,能更有效的对技术信息进行维护。

基本信息层是IETM系统的最终数据来源,直接存储在数据库中。它包括文本元素、表格元素、图片元素、多媒体元素等IETM技术资料信息,对话框等用于和用户交互的信息以及其他IETM需要调用的外部程序等等。这些信息元素以数据模块的方式进行存储。为了更好的支持快速导航与定位,图片采用支持Hotpot的CGM格式,可以挂上超链接属性。多媒体元素尽量采用通用格式,以保证系统的互换性。逻辑上,一个数据模块是一个自我包含、包含发动机一部分信息的数据单元,不可分割,具有原子性;物理上,它是一个ASCII码文件,以XML(或者是SGML)格式组织数据。每个数据模块都有一个根据命名规则生成的唯一数据模块编码,主要用于技术资料的检索和维护。

中间层是由基本信息层的基本信息组合得来的各种段落信息。一个段落包括一个或者几个数据模块信息,用来表示一段能完整说明一个语义的信息内容。根据逻辑关系的不同段落信息可以分为顺序段落、选择段落、循环段落等三种类型。顺序段落指的是段落之间有明显的前后顺序,选择段落表示段落之间是并行的选择关系,循环段落表示根据一定的规则,可循环重复的段落。根据段落内容的不同段落信息分为描述性信息和任务信息。描述性信息用来定义那些非过程性的、叙述性的信息,例如发动机的零部件信息、发动机的性能参数等等;任务信息是工作任务的相关信息,它由具有严格的逻辑关系的一系列步骤组合而来。如发动机装配任务、维护任务等等。

主题应用层也叫应用显示层。它是IETM数据资料的最终显示层。主题信息层由多个段落信息组合而成,含有为完成某种特定功能的所有技术信息。借鉴S1000d关于技术信息的分类描述,把航空发动机IETM中的技术信息分为如下八类:描述性信息、部件信息、维护步骤信息、馈电图信息、故障隔离信息、数据处理信息、维护计划信息、战伤和抢修信息。

3.3 数据模型

航空发动机IETM以数据模块的方式来组织技术信息,以数据库管理数据模块,这样能够实现CALS“一次创建,多次使用”的思想。这不仅可以最大程度的实现信息重用,而且可以增强数据的一致性和安全性的维护,节省维护费用,提高数据管理能力。当发动机技术信息发生改变时,仅改变对应的数据模块内容,即可影响到由该模块生成的所有技术出版物资料。为实现技术信息互换、共享、中性的目标,借鉴了S1000d关于数据模块设计的一些特点。设计发动机技术资料的数据模块结构如图3所示。

每个数据模块分为两部分结构:第一部分为属性段,包含了数据模块的标识信息如编号、标题、关键词、资料类型等和适用性、质量标准等状态信息。这些数据用于数据模块的更新和维护,以及检索和查询等。这部分内容在技术资料显示的时候是透明的,仅用于数据模块的管理与维护,并不显示给最终用户。第二部分是内容段,它是技术资料内容的主体,包含了数据信息格式的说明:文本、图片、多媒体等等。并且也包含信息类型的说明,每个内容段所包含的数据信息内容都是主题应用层所定义的8种信息类型中的一种。另外在内容信息段中还包含了备注内容,用于数据模块的扩展功能。不同类型的数据模块信息拥有不同结构的内容段,但拥有相同结构的属性段。

为了实现更有效的数据模块管理以及更快捷的完成航空发动机技术信息的搜索与定位,每个数据模块都给定了一个固定且唯一的编码。数据模块的编码考虑了两部分的内容:一是航空发动机的结构信息;二是技术信息的信息类型。因此,数据模块的编码分为硬件编码和信息码两部分。见图4所示。

硬件部件的编码分为三部分:第一部分是发动机的型号识别码;第二部分是系统标准编码,即能够反应发动机结构的编码,采用发动机行业的标准编码系统(SNS)进行编码;第三部分是零件分解编码及其变量,是对标准编码的后一位的说明,也就是零件的保障活动解释。信息码包括两部分内容:第一部分是信息类型编码及其变量,主要说明对应的信息应用主题类型以及信息元素的格式类型;第二部分是条目定位编码,说明的是该数据模块描述的硬件是否与父系统有无物理上的联接。

4 航空发动机IETM开发实例

以航空发动机IETM的发动机工作原理为例。如图5所示,发动机工作原理是一个主题应用,它的目标数据对象是存储于媒体库的一个动画文件。同时在界面上还应包括发动机工作原理的相关信息。在数据库中是对应于该发动机工作原理数据模块XML内容片段,该数据模块包含了数据模块的属性信息(模块标示,关键词等)和内容信息(信息格式,信息类型等)。其目标对象是存储于多媒体库的一个Flash文件,该数据模块包含的数据内容是一个基本信息元素,它组成了航空发动机数据库中间层一个描述性信息。同时又可以单独的描述发动机的工作原理,属于一个主题应用,可以根据后台定义的显示模板进行页面显示。

5 结束语

针对航空发动机纸质技术资料的问题,立足于国内航空发动机业的实际,制作出了基于标准的航空发动机IETM。经实例验证,主要取得了以下成果:

(1)提高了航空发动机产品生命周期内收集技术资料的能力,为发动机技术资料的完整性提供了保障。

(2)有效解决了航空发动机纸质技术资料的存储与效率问题,大大提高了发动机维护与维修的质量与效率。

(3)提出了适于我国航空发动机业IETM的制作流程,对后续其他装备制造业IETM数据库标准的建立,有一定的指导意义

参考文献

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[5]李宗亮.基于S1000d标准的IETM系统技术研究[D].广东工业大学硕士学位论文,2006.

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