狀態監測系統在基地級裝備保障信息化建設中的研究實踐

高春林

(海軍上海地區裝備修理監修室，上海 200136)

近年來，隨著我海軍高新技術武器裝備數量的不斷增多，艦艇航跡不斷向深藍延伸，艦艇裝備也展現大量信息化特征，集多種新技術、新材料、新工藝于一身，向智能化、精確化、自動化方向發展，其技術標準要求高，保障程序嚴格規范，運行機理非常復雜，維修保障和故障診斷難度大。傳統的裝備維修保障手段和保障模式已明顯滯后于裝備發展和遂行任務的需要。如何加快我軍艦船裝備信息化建設的進程，進而實現裝備現代化建設的跨越式發展，是擺在我們面前一個現實而又迫切的問題［1］。本文以開展艦艇裝備溫度、振動監測系統的在基地范圍內整合運用為例，對如何應用現代信息技術，推進艦艇裝備保障信息化建設，提高基地級裝備保障能力做一探索分析。

1 設計思路

1)在同類型艦艇上使用統一的溫度、振動等工作狀態監測系統，開發數據分析軟件，通過記錄各設備自身運行以及工作 (溫度監測、振動幅度、故障診斷等)狀態信息，并將存儲的信息通過USB接口設備自動下載，導入數據分析軟件，自動完成項目統計、分類、故障狀態等報表信息，以及人工加載設備故障、原因及排除記錄，錄入單艦裝備使用及保障數據庫。

2)通過長期對艦艇裝備工作狀態和故障的監測、收集、整理分類，在現有信息系統的技術標準和質量管理體系基礎上，完善相關數據、接口標準、技術規范和修理項目管理規范，統一規范技術平臺和數據交換平臺，形成共享數據庫，并建立統一的艦艇修理標準規范體系。為信息系統的整合和建設，實現信息資源“軟實力”共享打下堅實的基礎，使保障和維修資源走向“一體化”的高效發展軌道上來。

3)基于統一的數據標準，搭建基地級同型號艦艇裝備溫度、振動等數據的交換平臺和集中處理中心，實時采集、整理和匯總各艦艇裝備狀態數據，利用數據分析軟件，實現艦船裝備狀態的全程監管，建立裝備數據統計查詢和分析監控平臺，充分利用信息化技術，為統籌開展基地級裝備保障提供科學、有效依據。

2 單艦裝備使用及保障信息系統

艦艇裝備使用及保障信息系統支撐體系，由軟件系統和硬件系統構成，如圖1。

圖1 艦艇裝備使用及保障信息系統支撐體系

隨著測控嵌入技術的發展，軟件系統均嵌入硬件模塊中一體化工作。在艦艇裝備使用及保障信息系統中，包括信息存儲、數據分析軟件、信息數據庫的軟件系統與具有高可靠性和良好維修性的硬件系統相結合，互相支撐，以實現其裝備日常、戰訓應急保障故障定位，備件更換訓練輔助等功能。

2.1 單艦溫度、振動等工作狀態監測系統

采用現代虛擬儀器測控技術與微型計算機技術，設計開發標準統一的艦艇用溫度、振動等監測系統，裝艇使用。

1)系統組成。主要由負責設備溫度、振動監測、存儲和匯總、分析的上位機系統和負責溫度及系統工作狀態顯示的下位機系統，以及作為溫度、振動的傳感器組成。

2)工作原理。系統原理如圖2所示。

系統測量工作原理是各測點溫度或振動傳感器傳來的信號，在測控模塊軟件的控制下經過信號調理后再進行數據采集處理、存儲，并通過串口將溫度信號通過MCU顯示微處理單元直接顯示在顯示模塊上，完成傳感器溫度或振動信號的持續測量、顯示以及測量數據存儲［2］。

要求系統自帶時鐘系統，可以將采集到的數據附加上時間信息。自動采集存儲的數據可以通過EXI機網口導出，進行匯總分析，為基地級裝備保障提供數據支持。

圖2 系統原理圖

2.2 可靠性研究

產品的固有特性主要由產品設計決定。在艦艇裝備保障的根本是產品的戰備完好性，其關鍵在于產品的高可靠性和良好維修性。

將可靠性MTBF指標和維修性MTTR指標納入產品技術規格書中，促使產品設計要將可行性和維修性等技術要求納入產品設計和制造。并通過高溫、低溫、振動、沖擊、鹽霧等環境試驗以及電磁兼容試驗進行考核驗收;通過內場、外場產品使用故障及維修信息的統計進行可行性數據積累;通過產品故障指示、更換部件等驗證維修性指標。

3 基地級裝備狀態監測及保障信息系統構成

基地級裝備使用及保障信息系統是一個復雜的系統化工程，包括艦艇級保障能力、支隊級保障能力以及艦艇廠修保障等，各部門之間相互配合，相互支撐，信息共享，使保障需求和維修資源真正走向“一體化”，從而達到利用信息化［3］技術提升部隊裝備保障能力和水平的目的。基地級艦艇裝備狀態及保障信息系統示意圖如圖3所示。

4 結束語

建立艦艇裝備溫度、振動等工作狀態監測系統，基地范圍內收集、積累艦艇裝備工作狀態、故障診斷等數據，建立單艦和基地同型號裝備保障數據庫，使用數據處理軟件進行數據統計及分析，加載備件管理系統、設備制造及承制單位信息和承修廠修理信息，合理統籌優化保障資源，能夠有效提升基地裝備保障能力和水平，保證艦艇部隊裝備戰斗力的有效發揮，從而滿足國防建設需求，具有重大的國防軍事效益。

圖3 基地級艦艇裝備使用及保障信息系統示意圖