裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

寇 翔

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所，河南 鄭州 450047）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，裝備的性能和技術(shù)復(fù)雜性迅速提高，傳統(tǒng)的裝備的信息管理方式的問題也隨之凸顯。國外開展了從基于紙張的手工工作方式，向應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)信息技術(shù)的高度電子化、集成化和自動(dòng)化過度的措施[1]—CALS（Computer Acquisition and Life-cycle Support，持續(xù)采辦與全壽命支持）戰(zhàn)略。為了推進(jìn)和指導(dǎo)實(shí)施CALS，美國國防部頒布了一系列方針政策和指導(dǎo)性文件，建立了完整的CALS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，頒布了一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，積極建設(shè)了現(xiàn)代化信息基礎(chǔ)設(shè)施，并且不斷改進(jìn)和優(yōu)化武器裝備的信息管理。與此同時(shí)，我國也開展了一系列CALS建設(shè)工作，但也存在裝備信息化管理建設(shè)重硬件建設(shè)、輕標(biāo)準(zhǔn)制定和軟件開發(fā)等問題，把信息化建設(shè)的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件上，而在軟件開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定方面卻顯得比較滯后。相對(duì)于硬件，軟件系統(tǒng)是裝備信息化管理建設(shè)的核心，而標(biāo)準(zhǔn)體系是裝備管理信息化中的“法規(guī)”。只有符合國情適合用戶的裝備信息化管理平臺(tái)才能把裝備研制、生產(chǎn)和使用的全過程有機(jī)的貫通。我們按照國內(nèi)外CALS標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國內(nèi)裝備使用情況開發(fā)了裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)，從裝備全壽命周期來考慮裝備的技術(shù)信息管理，為裝備的研制、生產(chǎn)和使用服務(wù)。

1 系統(tǒng)分析

現(xiàn)在通用的裝備技術(shù)信息管理方式仍采用傳統(tǒng)的管理模式，項(xiàng)目人員通過方案論證、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的設(shè)計(jì)文檔和圖紙經(jīng)過簽署后進(jìn)行存檔，保存在檔案室，在裝備生產(chǎn)時(shí)需要調(diào)用存檔的定型文件資料進(jìn)行生產(chǎn)，當(dāng)有設(shè)計(jì)修改時(shí)需要重新簽署設(shè)計(jì)修改文件并替換存檔文件。在現(xiàn)行的裝備文件管理中技術(shù)資料、設(shè)計(jì)圖紙雖然都采用了電子化的處理方式，但是在數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)時(shí)都相互獨(dú)立，不方便數(shù)據(jù)的集成、復(fù)用和查找。而且對(duì)裝備研制的科研成果和數(shù)據(jù)不方便查找，很難在別的同類工程中復(fù)用，產(chǎn)生了很多的重復(fù)勞動(dòng)。對(duì)裝備技術(shù)信息進(jìn)行全壽命周期信息化管理，就可以方便信息的復(fù)用和管理。裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)不僅可以應(yīng)用于裝備的研制生產(chǎn)和再生產(chǎn)，更重要是為給用戶和研制單位、科研院所提供了對(duì)裝備全壽命進(jìn)行考察、監(jiān)督、檢查、溝通的渠道或平臺(tái)。

對(duì)裝備進(jìn)行需求分析：

全壽命周期各個(gè)階段分為：方案–初步設(shè)計(jì)–詳細(xì)設(shè)計(jì)–試生產(chǎn)–試用–設(shè)計(jì)定型–（小批生產(chǎn)–生產(chǎn)定型–批生產(chǎn)）–使用–報(bào)廢。

信息數(shù)據(jù)需求包括：管理信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、后勤保障數(shù)據(jù)和技術(shù)出版物。

信息數(shù)據(jù)的用戶：管理部門、工程設(shè)計(jì)部門、供應(yīng)部門、制造部門、培訓(xùn)部門、維修部門。

用戶對(duì)信息數(shù)據(jù)的使用要求：僅查看、評(píng)價(jià)/注釋、更新/維護(hù)、摘錄/處理/變換、歸檔。

用戶信息基礎(chǔ)設(shè)施情況：硬件，軟件和網(wǎng)絡(luò)，裝備的開發(fā)環(huán)境是在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行，使用XP操作系統(tǒng)，文檔使用office辦公軟件，電路開發(fā)軟件，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用AutoCAD，軟件版本控制使用Firefy。

信息數(shù)據(jù)的文件格式：文檔圖形文件、文檔文件、圖形文件、聲音影像文件、綜合數(shù)據(jù)文件等。

數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)：文檔圖像標(biāo)準(zhǔn)、文本標(biāo)準(zhǔn)、圖形標(biāo)準(zhǔn)、特殊應(yīng)用/數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)利用單位的局域網(wǎng)，采用集中式星形框架，該平臺(tái)設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)庫，與裝備有關(guān)的單位包括：裝備管理部門、使用部門、工程設(shè)計(jì)部門、供應(yīng)部門、制造部門、維修部門和培訓(xùn)部門等都是這個(gè)平臺(tái)的客戶端，呈現(xiàn)星形形式。各客戶端根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。客戶端連接到“裝備技術(shù)信息服務(wù)”平臺(tái)，經(jīng)過身份認(rèn)證證明合法用戶并有相應(yīng)權(quán)限以后，就能按照平臺(tái)的功能提示進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理、檢索、上傳和下載。這樣大大提高了數(shù)據(jù)的查詢和復(fù)用，方便了用戶的信息溝通。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

圖1 裝備信息服務(wù)平臺(tái)示意圖

裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境：Windows XP操作系統(tǒng)、Oracle 9i數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Microsoft Visual C++6.0程序編譯語言。硬件系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列、數(shù)據(jù)處理工作站、數(shù)據(jù)處理客戶端、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)和數(shù)控機(jī)床，依托單位內(nèi)的局域網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議作為通信協(xié)議組成工作網(wǎng)絡(luò)。

2.2 裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)主要功能

2.2.1 項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)管理

管理信息數(shù)據(jù)主要包括工程項(xiàng)目計(jì)劃、工程項(xiàng)目進(jìn)度安排、工程保障計(jì)劃、系統(tǒng)工程管理計(jì)劃、技術(shù)狀態(tài)管理計(jì)劃、成本性能報(bào)告、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、通知、申請(qǐng)及一般通信等[2]。

對(duì)每項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的用戶：項(xiàng)目管理部門、研制部門、供應(yīng)部門、訓(xùn)練部門、維修部門、裝備操作使用人員等，根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)用戶的工作崗位和職責(zé)不同確定權(quán)限。把用戶對(duì)信息數(shù)據(jù)的使用分為5種：閱讀查看、批注和注釋、摘錄、維護(hù)管理和歸檔。

2.2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

產(chǎn)品數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)、工程圖樣及有關(guān)清單、分析數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、各種規(guī)范以及軟件報(bào)告等。提供對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的建立、修改、保存和刪除。

2.2.3 后勤保障信息數(shù)據(jù)管理

后勤保障信息數(shù)據(jù)主要包括裝備保障性分析記錄、后勤保障分析計(jì)劃、綜合后勤保障計(jì)劃、修理級(jí)別分析以及可靠性和維修性數(shù)據(jù)等[3]，還包括其他與后勤保障有關(guān)的計(jì)劃和報(bào)告等。裝備的保障性、維修性、可靠性等的數(shù)據(jù)按照國軍標(biāo)規(guī)定的格式進(jìn)行收集，可以用來優(yōu)化裝備全壽命周期的綜合保障工作和降低全壽命周期費(fèi)用。綜合保障數(shù)據(jù)通過分析可以對(duì)用戶制定維修規(guī)劃、計(jì)算備件需求和預(yù)計(jì)壽命周期費(fèi)用等工作提供幫助。

2.2.4 技術(shù)手冊(cè)和資料管理

主要包括用于裝備培訓(xùn)、維修、保養(yǎng)等各項(xiàng)工作所需要的各種技術(shù)手冊(cè)，例如維修手冊(cè)、培訓(xùn)資料、使用手冊(cè)、線路圖冊(cè)及其他保障手冊(cè)等。技術(shù)手冊(cè)和資料采用交互式電子技術(shù)手冊(cè)方式進(jìn)行編輯管理，交互式電子技術(shù)手冊(cè)具有比傳統(tǒng)紙質(zhì)資料的有點(diǎn)：技術(shù)信息采用數(shù)據(jù)庫管理，信息可以多次利用和更新；強(qiáng)大的交互能力，可實(shí)現(xiàn)方便快捷的信息查找和獲??；可與專家系統(tǒng)集成，增強(qiáng)故障定位能力；體積小，重量輕；生產(chǎn)費(fèi)用低；可以解決隨裝備應(yīng)用問題。

裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)在開發(fā)過程中，按照相應(yīng)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了功能設(shè)置，對(duì)照GB/Z 18786–2002和MIL–STD–974規(guī)定內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了大部分的功能。裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)比GB/Z 18786–2002規(guī)定內(nèi)容情況見表1，對(duì)比MIL–STD–974規(guī)定內(nèi)容情況見表2。

2.3 軟件界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)界面采用對(duì)話框的方式，主要由按鈕和數(shù)據(jù)窗口組成，通過不同的模塊實(shí)現(xiàn)軟件的功能。系統(tǒng)的主界面有4個(gè)菜單項(xiàng)，分別是：項(xiàng)目信息管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、后勤保障數(shù)據(jù)和用戶技術(shù)資料。

裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)功能機(jī)構(gòu)圖如圖2。

項(xiàng)目信息管理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目信息的添加、修改、查詢和刪除，圖3是項(xiàng)目信息管理的界面。

裝備保障性管理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)保障性規(guī)劃的管理和保障性資源信息的添加、修改、查詢和刪除，圖4是保障性資源管理的界面。

通過對(duì)保障性資源的分析可以模擬裝備全壽命周期費(fèi)用和可用度的關(guān)系如圖5，為保障性資源配置提供了依據(jù)。

3 應(yīng)用效果及存在的問題

表1 裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能與GB/Z 18786–2002規(guī)定內(nèi)容對(duì)比

表2 裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能與MIL-STD-974規(guī)定內(nèi)容對(duì)比

圖2 裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

圖3 項(xiàng)目信息管理界面

圖4 裝備保障性管理界面

圖5 全壽命周期費(fèi)用/可用度比

3.1 應(yīng)用裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)的效果

通過裝備技術(shù)信息服務(wù)平臺(tái)在裝備開發(fā)過程中的應(yīng)用，在以下4個(gè)方面產(chǎn)生了積極的影響：

3.1.1 縮短了裝備的研制周期

由于使用新的信息化手段比原來的工作方式加快了速度，各個(gè)部門之間信息溝通反饋的速度大大提高。

3.1.2 提高了裝備的研制質(zhì)量

通過使用裝備信息化服務(wù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)信息一次生成，可以多次重復(fù)使用，在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)中大量減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤，同時(shí)由于電子樣圖通過網(wǎng)絡(luò)傳到制造部門，可直接生成數(shù)控機(jī)床的加工信息，提高了效率和質(zhì)量，也提高了裝備的可制造性和可裝配性。

3.1.3 降低裝備的研制成本

縮短了研制周期，提高了研制生產(chǎn)質(zhì)量，研制成本自然下降，同時(shí)完善的后勤保障數(shù)據(jù)支持了裝備的使用，也降低了全壽命周期的費(fèi)用。

3.1.4 提高了裝備的保障水平

用戶技術(shù)資料和保障信息集成在一起，并且隨裝備使用，大大提高了用戶的維修保障能力，并且通過故障的信息反饋和維修經(jīng)驗(yàn)在信息服務(wù)數(shù)據(jù)庫中的積累，大大提高了裝備的質(zhì)量和維修保障水平。

3.2 應(yīng)用裝備信息服務(wù)平臺(tái)的問題

平臺(tái)雖然是根據(jù)相關(guān)集成信息服務(wù)、保障性、可靠性、電子化等標(biāo)準(zhǔn)編制，但是由于現(xiàn)行的工作流程和方式仍然以傳統(tǒng)的工作方式為主，和信息化集成的標(biāo)準(zhǔn)還是有很大的差距，也存在不少制約推廣使用的問題，如數(shù)據(jù)不能融合、交換，從而形成了信息的孤島，如果進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換又增加了工作量。裝備信息服務(wù)平臺(tái)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)能從研制到生產(chǎn)，再到使用的整個(gè)過程中流轉(zhuǎn)和復(fù)用，這就需要對(duì)科研的流程按照CALS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行體系建設(shè)。

4 結(jié) 語

裝備信息服務(wù)平臺(tái)的使用使裝備的研制、生產(chǎn)、使用提高了效率，減少了全壽命周期的費(fèi)用。但是要在更大范圍的應(yīng)用和推廣CALS，就需要統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)和制定強(qiáng)制性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，避免各個(gè)部門條塊分割、自行規(guī)劃、自行開發(fā)的情況，使之相互有機(jī)協(xié)調(diào)，互聯(lián)互通避免“孤島”的存在。建立包含裝備全壽命周期信息的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫為不同用戶提供技術(shù)數(shù)據(jù)支持。裝備技術(shù)信息公共數(shù)據(jù)環(huán)境是裝備從“定性”走向定量的關(guān)鍵之一，優(yōu)化裝備體系結(jié)構(gòu)，使裝備具有時(shí)效性、安全性和可靠性。

通過裝備技術(shù)信息化管理的推進(jìn)，使裝備交付時(shí)不但要交付實(shí)物，還需要在裝備全壽命周期內(nèi)向客戶方提供技術(shù)支持和信息服務(wù)。在裝備的研制生產(chǎn)過程中可以向用戶提供信息服務(wù)，使得使用方及時(shí)了解研制生產(chǎn)中的重大技術(shù)問題、進(jìn)展情況、經(jīng)費(fèi)使用情況、質(zhì)量保證情況等，以便對(duì)生產(chǎn)加強(qiáng)監(jiān)控，加強(qiáng)管理。在裝備交付后，能持續(xù)提供技術(shù)支持，包括提供支持培訓(xùn)、維修和備件供應(yīng)等各方面信息數(shù)據(jù)（例如：用戶技術(shù)資料、培訓(xùn)教材和課件、備件信息等），確保裝備的正確使用、保養(yǎng)、維修、改進(jìn)升級(jí)等。隨著裝備技術(shù)信息化管理的實(shí)施，從采辦管理、研制生產(chǎn)、使用保障等各項(xiàng)工作構(gòu)建一個(gè)和諧的數(shù)字化信息環(huán)境，將會(huì)大幅度的提升生產(chǎn)力和帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。