基于S1000D的航空發動機IETM 方案規劃研究

安燕霞 王桂華 呂天波

（中航工業沈陽發動機設計研究所，遼寧 沈陽 110015）

0 引言

隨著航空發動機產品競爭日益激烈，方便維修與降低保障費用成為用戶關心的重要課題，特別是對用戶手冊的快速查閱、信息檢索定位、故障定位、方便攜帶等功能提出了更高要求，而傳統的紙質技術手冊重量與體積大、造價高，而且其執行更改不及時，不適宜存儲和使用，越來越難以滿足用戶的使用維護要求。為此交互式電子技術手冊（Interactive Electronic Technical Manual，以下簡稱IETM）項目的研究與開發引起軍方和裝備研制單位的高度重視。

目前IETM 不僅作為一種電子手冊，不僅實現了技術手冊的數字化，而且它具有交互功能，實現了技術手冊的智能化；更為重要的是，IETM 的數據格式采用了當前歐洲通用的成熟標準S1000D（《基于公共源數據庫的技術出版物國際規范》），為實現數據的互操作和共享性、實現數據的網絡集成化提供了可能，而這些正是實現裝備保障信息化，實現計算機輔助后勤支持（簡稱CALS）理念的最基本、最核心的技術。

本文論述了IETM 和S1000D 標準的特點，并在此基礎上提出了交互式電子技術手冊制作的規劃方案，為IETM 的制作提供借鑒。

1 IETM 的特點

IETM，不同于一般簡單的文檔或多媒體數據庫，而是把信息數據分割成許多信息對象并作為基本信息單元存放于數據庫中，這些信息數據相互關聯并按照特定的結構加以組織，按照CALS 標準進行存儲，具有以下特點[1]：

（1）不同來源的數據集成。IETM 能夠結合不同來源的結構化數據，后臺數據庫或其它應用來的數據經過中間層服務器集成后，可以形成自我描述式的數據，允許其它的應用程序直接進行訪問和處理。

（2）能夠與神經網絡、專家系統、測試程序集(TPS)等有機地結合，通過嵌入測試設備，方便用戶通過多種渠道對所需的信息進行查詢和檢索，同時用戶也可以用瀏覽器直接獲取技術資料。

（3）能夠以文字、表格、圖形、圖像、視頻、動畫等多種形式顯示技術信息，但這些信息的顯示風格描述包含在IETM 數據文檔之中(如樣式表等)，實現了數據信息和平臺、應用軟件(如：IE 瀏覽器、Reader 瀏覽器等)的相對獨立性，不必修改應用軟件，就可以通過用戶選擇或以默認的標準來顯示多樣化的技術資料信息。

（4）擁有良好的交互功能，實時響應用戶的操作，用戶可以通過按鈕觸發相應事件，按照屏幕操作提示，完成檢索、查詢等操作；它還可以為用戶提供信息更新的功能，用戶可以添加自己的注釋，更新充實數據資料信息。

（5）有導航、超級鏈接等功能，不同文檔的數據可以有機地結合在一起，不同的信息可以很方便地跳轉。

（6）數據可以粒狀地更新，多用戶使用IETM 時，當部分信息數據改變時，不必重發整個結構化的數據，不用刷新整個用戶界面數據就能夠顯示出來。

（7）具有開放性、互用性等特點，IETM 數據具有自定義性和擴展性，它可以描述各種類型的數據，并實現了各種不同來源數據的交換和傳遞，從而實現了數據的統一接口問題。

2 S1000D 標準特點

國內外廣泛采用S1000D 標準，是因為它采用了很多新的概念和設計理念，建立了長遠的設計目標，涵蓋了從內容創建、管理、發布和交付完整的技術出版物開發流程，并且融合了當前先進的計算機技術和信息管理方法，這決定了該標準具備一定的優越性：

（1）S1000D 標準是國際通用的技術出版物和信息交換的中性規范，能夠用于軍品和民品。

（2）提供了良好的數據交換標準（編碼、內容和格式等），便于協同開發和合作。

（3）應用了結構化的編制、公共源數據庫和模塊化內容模型的概念。

（4）能夠滿足編制一次，生成多種交付的個性化要求。

（5）定義了能夠與其他綜合保障信息系統進行交互的基礎信息架構。

S1000D 標準不僅僅定義了數據格式標準和數據交換標準，也為技術出版物從內容創建、內容管理、發布和交付等整個流程都進行了定義，提供了一整套解決方案。S1000D 標準中還提出了兩個核心概念，用來保證IETM 實例間的信息共享與交換，這兩個核心概念是：數據模塊與通用資源數據庫。只有實現了這兩個核心概念才能稱得上實現了S1000D 標準。

3 方案制定

IETM 方案規劃是IETM 制作過程中重要的組成部分（見圖1），在項目初期由總師單位編制IETM 的研制技術方案，論述研制工作的組成和安排，確定技術途徑和方法，如技術內容、樣式、數據模塊類型的使用等，以指導研制工作。下面是IETM 方案規劃的主要內容，對于項目中管理、人員的配備等這里不進行論述。

3.1 平臺選擇

IETM 平臺是用于創作并顯示電子技術信息的工具[4]，它應能實現S1000D 標準，應用先進的信息技術和理念及網絡技術提高與客戶的信息交換效率，實現園區網的用戶技術資料的協同編制和數據集成共享，提高技術資料的處理效率，降低航空發動機技術出版物的制作成本，提高航空發動機的維護效率和保障率。

為實現S1000D 標準有關要求，選擇的IETM 平臺能夠滿足如下要求（圖1）。

（1）用戶/用戶組管理

制作IETM 是一個大型工程，需要多人共同參與來完成，因此系統需要提供一個共享工作環境，并具有用戶管理功能，管理員可以自定義用戶組，添加用戶，分配權限等。

圖1 IETM 制作方案

（2）工程項目管理

同一企業可能有多個工程項目同步進行，因此CSDB 管理子系統應當提供有關工程的新建，查看、修改等。

（3）標準編碼系統與信息碼管理

數據模塊編號 (DMC) 由標準編碼系統 (Standard Numbering System，SNS)、信息碼(Information Code，CI)及其它部分組成，用于標識產品物理結構及數據模塊的內容類型。S1000D 標準中己經定義了一部分SNS 及IC，并為用戶預留了自定義空間，因此，CSDB 管理系統需要維護這些信息。

（4）數據模塊需求列表(DMRL)管理

DMRL 用于在工程項目中計劃，管理，控制數據模塊。因此，需要對數據模塊需求列表進行定義、管理。

（5）數據模塊、插圖的管理

對數據模塊、插圖進行存儲、按目錄方式或檢索方式進行查看，刪除等功能。

（6）集成第三方XML 編輯器、插圖編輯器

CSDB 管理子系統可以不具備數據模塊創建與插圖創建功能，但應當提供與第三方軟件接口，可以集成數據模塊創作子系統、插圖制作子系統，或第三方軟件。

（7）數據模塊的簽署和發布

軟件應具有適應本單位數據模塊和發布手冊的簽署流程，具有編制、修改、校對、審核、批準的工作過程，同時應考慮發布出的技術信息在簽署過程實現屏幕上以面向頁面的翻頁方式顯示或以交互式電子技術出版物形式顯示。

發布模塊在技術上應能夠根據完整手冊的結構定義，將相關的內容單元自動提取并匯編成完整的手冊。

（8）數據備份與恢復

以數據內容的安全為出發點，通過管理員對整個系統數據庫進行不定期的備份，在需要時再進行恢復。同時需要有效性驗證、了解版本控制管理、DM 制作程序流程、內容發布，以及多媒體制作要求等方面內容。

除了在軟件實現技術上滿足上述要求外，還需要綜合對比分析軟件的使用選擇操作簡便、功能完善、具有廣泛典型應用、工程適應良好、技術支持力量強等方面，滿足用戶管理和用戶要求定制。

3.2 獲取數據源

編制完整的航空發動機技術手冊有兩種實施方法[2]，一種是利用現有的技術手冊，這種手冊通常是采用國軍標或參考國外的紙質技術資料，需要根據S1000D 標準結構化的要求對手冊進行分析、重新歸類；另一種是重新制作，規劃好手冊的結構，讓設計人員按照要求進行編寫。

對于需要重新編寫的技術手冊，結合對部分航空發動機技術手冊內容的分析，可以歸納出編制技術手冊內容的主要數據來源：

（1）工程設計資料，包括該項目和類似項目的性能數據、設計文件和圖紙。

（2）保障性分析結果數據。

（3）使用與維修方面的驗證試驗及經驗數據。

（4）測試性設計數據。

（5）性能調整及排故經驗、流程。

3.2.1 航空發動機技術資料的特點

目前國內編寫IETM 手冊大部分是選用已經完成的技術手冊進行制作，在傳統的技術手冊上制作交互式電子技術手冊不僅要滿足S1000D 標準，還要在結構上、內容上和表達方式上等方面都進行改進，這樣才能滿足用戶的使用需求，具體情況如下：

（1）技術手冊結構不符合S1000D 標準。

過去大部分軍用設備的技術資料是基于傳統的章節結構。在S1000D 概念中，數據模塊是描述信息的最小單元，不可分割，手冊實行數據的“模塊化”結構。所以，這就要求我們對數據進行分析，將原始的線性文檔逐層拆分為單元模塊的形式，與此同時，還要兼顧多路徑信息訪問的功能，盡量地將所有的相關信息都反映在數據模塊中，以便組織相互之間的鏈接關系。

（2）技術手冊內容不完整。

手冊內容過多反映設計人員所熟悉的設計內容，而較少反映用戶所需的使用和維修內容，例如用戶技術手冊、使用維修手冊中編有大量的工程參數，而對維修工作的內容描述極其簡單，不能指導用戶進行預防性和修復性維修。內容不完整主要是因為很少進行裝備研制過程中所需的可靠性、維修性和保障性分析工作，而且維修所需的歷史和經驗數據也很少。內容不規范主要是指手冊的結構、內容的格式和印刷版式不符合規范。

（3）表達方式不適應用戶理解水平。

當裝備交付部隊后，手冊的使用人員大部分是高中以上文化水平，編寫人員沒有考慮使用人員的知識水平、技能等級等的限制，使用的專業術語會超出閱讀者的理解能力，同時對于不同的用戶對某些名詞的理解也有很大不同。

（4）多媒體數據與技術內容的結合不緊密。

目前國內在創作時過分注重多媒體信息的創作，由于對手冊所需的技術信息理解不充分，很少考慮多媒體信息與手冊技術內容的相關性，甚至大量制作多媒體文件，偏離了基本功能要求。

3.2.2 確定出版物深度和范圍

綜上分析，在方案制定階段就需要在分析現有技術手冊的基礎上進行確定IETM 的深度和范圍，這項工作需要結合S1000D 標準制定IETM 手冊的業務規則，規劃數據模塊需求列表確定出版物的范圍，確定單個數據模塊的深度。例如對于單個維護類數據模塊應從使用維護工作角度出發，決定需要產生什么信息，進行哪些維護工作，所需工具、耗材、備件，完成維護任務所要執行的具體步驟、以及應當注意的安全警告信息等。在維護步驟信息中也可以查看與當前維護步驟相關的其他維護信息。

3.2.3 制定多媒體數據

為了更直觀更形象地幫助用戶理解技術手冊的內容，特別是工作原理、產品結構、使用和維修等內容，需要在技術手冊中集成圖片、音頻、視頻、及仿真圖像等多媒體數據。多媒體數據是在技術手冊內容基礎上新增加的技術信息，它們需要重新制作，并要與技術手冊的內容密切結合，實現信息的增值。

多媒體數據制作時應根據技術手冊的內容要求，對數據來源進行分析，看哪些數據需要做成多媒體，并確定內容、格式、制作方法以及表現要求。如在性能調整排故手冊中利用“問答”實現邏輯決斷，可幫助用戶快速找到解決辦法，避免出現錯誤，圖片中使用熱點可實現用戶與計算機的交互，使用動畫、flash 給用戶直觀、清晰的感覺。

應指出的是，在IETM 中必須是難以使用戶確切理解的文本部分，才需要用多媒體文件輔助說明，而不能過多追求多媒體的樣式，都做成熱點、CGM 圖等效果，不僅浪費人力、物力，而且還可能起到本末倒置的結果，同時要考慮現有多媒體數據是否適合生成相應的數據。

3.3 制定業務規則和編寫數據模塊需求列表

業務規則是S1000D 標準在手冊中的體現，是將S1000D 標準進行裁剪并結合型號的實際需求制定的規范，業務規則包括標準編碼系統（SNS）、信息碼（IC）、信息控制碼（ICN）、出版物模塊編碼（PMC）、數據交換、技術插圖編制要求、手冊數據制作規范等等，在方案中要確定數據模塊類型，制定詳細的數據模塊結構的剪裁使用規范，細化數據元素的使用和編寫規則，確保不同參研單位編制數據模塊的結構和內容編寫一致，否則造成各類數據風格不一，重新返工。

在S100OD 標準中有許多編碼是需要自定義的，例如S100OD 標準規定了SNS 的表示方法及意義。規定了SNS 的前三維編碼，后三位編碼為用戶預留了自定義空間。這就需要設計者根據對技術資料的粒度劃分原則，并根據粒度的大小進行構建整個發動機的結構。裝備的標準編碼是IETM 系統結構的重要組成部分，它是數據顯示的基礎，是整個IETM 方案的重點。SNS 制定首要的原則是確定每一個數據模塊應該包含的信息內容，既要做到內容能夠進行重復引用，又要保證數據模塊內容不產生冗余，即保證數據模塊的唯一性，方便模塊之間的引用。

數據模塊需求列表相當于制作傳統技術手冊時使用的大綱，用于記錄一個工程項目中所需要的數據模塊信息，對數據模塊的計劃、報告、產生、配置等進行管理，在分工合作環境下特別重要。在方案制定過程中要根據技術內容的范圍和深度，明確清單的編制要求，確保研制過程中對數據模塊進行有效的管理。

4 結論

開發基于S1000D 的IETM 手冊是一個工程項目，需要多人共同參與來完成，在方案階段規劃好IETM 制作方案，將顯著提升IETM 的水平。當然，制作出用戶滿意的IETM 還需要積極與用戶溝通，努力貼近用戶需求，才是促進IETM 發展的重要途徑，也是推進裝備信息化建設，提高裝備使用、維修和綜合保障能力。

［1］蘇珉，王秀霞，王永華，等.依據ACEMA S1000D 制作飛機IETM[J].海軍航空工程學院學報，2005，5，20（3）.

［2］劉旭奕.提升交互式電子技術手冊的質量[J].航空標準化與質量，2008（1）.

［3］馮柯，陳偉強，馬玉皓，陳立武.提升交互式電子技術手冊的質量[J].設備管理與維修，2008（10）.

［4］郭建勝，劉雪峰.基于Web 計算模式的交互式電子技術手冊研究[J].計算機工程，2004，30（4）：145.

［5］王學奇，肖明清，周越文.交互式電子技術手冊及其應用研究[J].計算機工程，2002，28（5）：227.