裝備技術信息服務平臺設計

寇 翔

（中國電子科技集團公司第二十七研究所，河南 鄭州 450047）

隨著信息技術的發展，裝備的性能和技術復雜性迅速提高，傳統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，向應用計算機和網絡等先進信息技術的高度電子化、集成化和自動化過度的措施[1]—CALS（Computer Acquisition and Life-cycle Support，持續采辦與全壽命支持）戰略。為了推進和指導實施CALS，美國國防部頒布了一系列方針政策和指導性文件，建立了完整的CALS技術標準體系，頒布了一系列技術標準，積極建設了現代化信息基礎設施，并且不斷改進和優化武器裝備的信息管理。與此同時，我國也開展了一系列CALS建設工作，但也存在裝備信息化管理建設重硬件建設、輕標準制定和軟件開發等問題，把信息化建設的重點放在計算機、網絡設備等硬件上，而在軟件開發和標準制定方面卻顯得比較滯后。相對于硬件，軟件系統是裝備信息化管理建設的核心，而標準體系是裝備管理信息化中的“法規”。只有符合國情適合用戶的裝備信息化管理平臺才能把裝備研制、生產和使用的全過程有機的貫通。我們按照國內外CALS標準根據國內裝備使用情況開發了裝備技術信息服務平臺，從裝備全壽命周期來考慮裝備的技術信息管理，為裝備的研制、生產和使用服務。

1 系統分析

現在通用的裝備技術信息管理方式仍采用傳統的管理模式，項目人員通過方案論證、初步設計和詳細設計，產生的設計文檔和圖紙經過簽署后進行存檔，保存在檔案室，在裝備生產時需要調用存檔的定型文件資料進行生產，當有設計修改時需要重新簽署設計修改文件并替換存檔文件。在現行的裝備文件管理中技術資料、設計圖紙雖然都采用了電子化的處理方式，但是在數據的處理和存儲時都相互獨立，不方便數據的集成、復用和查找。而且對裝備研制的科研成果和數據不方便查找，很難在別的同類工程中復用，產生了很多的重復勞動。對裝備技術信息進行全壽命周期信息化管理，就可以方便信息的復用和管理。裝備技術信息服務平臺不僅可以應用于裝備的研制生產和再生產，更重要是為給用戶和研制單位、科研院所提供了對裝備全壽命進行考察、監督、檢查、溝通的渠道或平臺。

對裝備進行需求分析：

全壽命周期各個階段分為：方案–初步設計–詳細設計–試生產–試用–設計定型–（小批生產–生產定型–批生產）–使用–報廢。

信息數據需求包括：管理信息數據、產品數據、后勤保障數據和技術出版物。

信息數據的用戶：管理部門、工程設計部門、供應部門、制造部門、培訓部門、維修部門。

用戶對信息數據的使用要求：僅查看、評價/注釋、更新/維護、摘錄/處理/變換、歸檔。

用戶信息基礎設施情況：硬件，軟件和網絡，裝備的開發環境是在局域網內進行，使用XP操作系統，文檔使用office辦公軟件，電路開發軟件，結構設計使用AutoCAD，軟件版本控制使用Firefy。

信息數據的文件格式：文檔圖形文件、文檔文件、圖形文件、聲音影像文件、綜合數據文件等。

數據交換標準：文檔圖像標準、文本標準、圖形標準、特殊應用/數據標準。

裝備技術信息服務平臺利用單位的局域網，采用集中式星形框架，該平臺設置一個數據庫，與裝備有關的單位包括：裝備管理部門、使用部門、工程設計部門、供應部門、制造部門、維修部門和培訓部門等都是這個平臺的客戶端，呈現星形形式。各客戶端根據規定的數據格式，進行數據交流。客戶端連接到“裝備技術信息服務”平臺，經過身份認證證明合法用戶并有相應權限以后，就能按照平臺的功能提示進行數據的管理、檢索、上傳和下載。這樣大大提高了數據的查詢和復用，方便了用戶的信息溝通。

2 系統實現和應用

2.1 系統開發環境

圖1 裝備信息服務平臺示意圖

裝備技術信息服務平臺的開發環境：Windows XP操作系統、Oracle 9i數據庫管理系統、Microsoft Visual C++6.0程序編譯語言。硬件系統主要包括數據庫服務器、磁盤陣列、數據處理工作站、數據處理客戶端、網絡打印機和數控機床，依托單位內的局域網，采用TCP/IP協議作為通信協議組成工作網絡。

2.2 裝備技術信息服務平臺主要功能

2.2.1 項目信息數據管理

管理信息數據主要包括工程項目計劃、工程項目進度安排、工程保障計劃、系統工程管理計劃、技術狀態管理計劃、成本性能報告、財務數據、通知、申請及一般通信等[2]。

對每項信息數據的用戶：項目管理部門、研制部門、供應部門、訓練部門、維修部門、裝備操作使用人員等，根據每個數據用戶的工作崗位和職責不同確定權限。把用戶對信息數據的使用分為5種：閱讀查看、批注和注釋、摘錄、維護管理和歸檔。

2.2.2 產品數據管理

產品數據主要包括產品數據定義、設計數據、工程數據、工程圖樣及有關清單、分析數據、實驗數據、各種規范以及軟件報告等。提供對產品數據的建立、修改、保存和刪除。

2.2.3 后勤保障信息數據管理

后勤保障信息數據主要包括裝備保障性分析記錄、后勤保障分析計劃、綜合后勤保障計劃、修理級別分析以及可靠性和維修性數據等[3]，還包括其他與后勤保障有關的計劃和報告等。裝備的保障性、維修性、可靠性等的數據按照國軍標規定的格式進行收集，可以用來優化裝備全壽命周期的綜合保障工作和降低全壽命周期費用。綜合保障數據通過分析可以對用戶制定維修規劃、計算備件需求和預計壽命周期費用等工作提供幫助。

2.2.4 技術手冊和資料管理

主要包括用于裝備培訓、維修、保養等各項工作所需要的各種技術手冊，例如維修手冊、培訓資料、使用手冊、線路圖冊及其他保障手冊等。技術手冊和資料采用交互式電子技術手冊方式進行編輯管理，交互式電子技術手冊具有比傳統紙質資料的有點：技術信息采用數據庫管理，信息可以多次利用和更新；強大的交互能力，可實現方便快捷的信息查找和獲取；可與專家系統集成，增強故障定位能力；體積小，重量輕；生產費用低；可以解決隨裝備應用問題。

裝備技術信息服務平臺在開發過程中，按照相應的國內外標準進行了功能設置，對照GB/Z 18786–2002和MIL–STD–974規定內容，實現了大部分的功能。裝備技術信息服務平臺實現的功能對比GB/Z 18786–2002規定內容情況見表1，對比MIL–STD–974規定內容情況見表2。

2.3 軟件界面設計

系統界面采用對話框的方式，主要由按鈕和數據窗口組成，通過不同的模塊實現軟件的功能。系統的主界面有4個菜單項，分別是：項目信息管理、產品數據、后勤保障數據和用戶技術資料。

裝備技術信息服務平臺功能機構圖如圖2。

項目信息管理可以實現對項目信息的添加、修改、查詢和刪除，圖3是項目信息管理的界面。

裝備保障性管理可以實現對保障性規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。

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

3 應用效果及存在的問題

表1 裝備技術信息服務平臺實現的功能與GB/Z 18786–2002規定內容對比

表2 裝備技術信息服務平臺實現的功能與MIL-STD-974規定內容對比

圖2 裝備技術信息服務平臺功能結構圖

圖3 項目信息管理界面

圖4 裝備保障性管理界面

圖5 全壽命周期費用/可用度比

3.1 應用裝備技術信息服務平臺的效果

通過裝備技術信息服務平臺在裝備開發過程中的應用，在以下4個方面產生了積極的影響：

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量

通過使用裝備信息化服務平臺，數據信息一次生成，可以多次重復使用，在數據傳輸環節中大量減少數據傳輸的錯誤，同時由于電子樣圖通過網絡傳到制造部門，可直接生成數控機床的加工信息，提高了效率和質量，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，提高了研制生產質量，研制成本自然下降，同時完善的后勤保障數據支持了裝備的使用，也降低了全壽命周期的費用。

3.1.4 提高了裝備的保障水平

用戶技術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驗在信息服務數據庫中的積累，大大提高了裝備的質量和維修保障水平。

3.2 應用裝備信息服務平臺的問題

平臺雖然是根據相關集成信息服務、保障性、可靠性、電子化等標準編制，但是由于現行的工作流程和方式仍然以傳統的工作方式為主，和信息化集成的標準還是有很大的差距，也存在不少制約推廣使用的問題，如數據不能融合、交換，從而形成了信息的孤島，如果進行數據轉換又增加了工作量。裝備信息服務平臺的關鍵數據能從研制到生產，再到使用的整個過程中流轉和復用，這就需要對科研的流程按照CALS標準進行體系建設。

4 結 語

裝備信息服務平臺的使用使裝備的研制、生產、使用提高了效率，減少了全壽命周期的費用。但是要在更大范圍的應用和推廣CALS，就需要統一規劃、統一協調和制定強制性技術標準，避免各個部門條塊分割、自行規劃、自行開發的情況，使之相互有機協調，互聯互通避免“孤島”的存在。建立包含裝備全壽命周期信息的數據庫，該數據庫為不同用戶提供技術數據支持。裝備技術信息公共數據環境是裝備從“定性”走向定量的關鍵之一，優化裝備體系結構，使裝備具有時效性、安全性和可靠性。

通過裝備技術信息化管理的推進，使裝備交付時不但要交付實物，還需要在裝備全壽命周期內向客戶方提供技術支持和信息服務。在裝備的研制生產過程中可以向用戶提供信息服務，使得使用方及時了解研制生產中的重大技術問題、進展情況、經費使用情況、質量保證情況等，以便對生產加強監控，加強管理。在裝備交付后，能持續提供技術支持，包括提供支持培訓、維修和備件供應等各方面信息數據（例如：用戶技術資料、培訓教材和課件、備件信息等），確保裝備的正確使用、保養、維修、改進升級等。隨著裝備技術信息化管理的實施，從采辦管理、研制生產、使用保障等各項工作構建一個和諧的數字化信息環境，將會大幅度的提升生產力和帶來巨大的經濟效益。