舰船级维修对IETM的功能增值要求

0 引 言

海军不同于其他兵种，有其自身的特殊性。特别对于那些经常远离基地执行任务的舰船，结合海洋自然环境和海上作战环境的恶劣性，必需具备极强的自主能力。舰船级维修是舰船战备完好性和舰队战斗力的重要保障。在现代舰船的设计和保障过程中，舰船级维修越来越受关注，目前的维修策略是为舰员提供尽可能多的帮助条件下，不断增加舰船级维修任务。舰船IETM(Interactive Electronic Technical Manual)——交互式电子技术手册系统作为舰船级维修的一项重要保障资源，为舰船级维修提供最充分的信息支持，其功能的不断增值势在必行。

1舰船级维修概念及能力要求

1.1舰船级维修概念

舰船装备维修是舰船在服役期间，使装备保持或恢复其规定状态所进行的技术和管理活动，它是由信息、资料、人员、备品备件、保障设备、计划、工作流程和工序等一系列资源投入的活动。舰船装备一般采用三级维护体制。其维修机构和主要维修任务见表1。其中，舰船级维修最为重要，它是保证舰船处于良好战备状态的关键。简言之，舰船级维修就是在舰船上，由舰上各级领导组织实施的对舰船装备进行维护保养和修理活动。

1.2舰船级维修特点及能力要求

由于海军作战环境和海洋环境的特殊性，以及舰船任务剖面的特点，海军舰载装备保障与陆军、空军等军种相比具有其特殊性。首先，按一般舰艇的任务剖面，舰艇远离基地执行海上巡航和作战任务平均每次约21～60d，如遇执行远洋任务或出访多个其它国家则可能需要90d。舰艇出海时间长，长期离开基地，缺乏支援，要求舰船级维修有其自主性。其次，舰船处于恶劣的海洋环境下，并处在以高速突袭导弹为主要威胁的复杂多变的作战环境之中，要求单舰和舰艇编队具有很强的海上训练、海上机动维修、舰员自修和战损抢修的能力。再者，也是海军与其他兵种区别最大的，舰船是所有军事装备和民用装备中最复杂的系统。舰船上除了作战系统(例如武器系统、探测系统等)和平台系统(例如推进系统、电力系统、损管系统和辅机系统)外，还包括舰员生活系统。装备数量之大，复杂程度之高直接导致维修任务复杂、维修工作量巨大，而且各维修工作之间相互关联，主次有序。这就要求舰船级维修分层次，分级别。

然而，舰员毕竟不是专业维修人员，他们只是使用者和操作人员，在没有辅助系统的支持下，他们只能承担日常维护及换件维修等简单任务。所以美国海军以往的维修策略，是在舰船级维修中尽量减少任务和降低难度。而现在，随着现代计算机、网络、微电子等技术的发展，维修保障技术也获得了迅猛发展。美国海军目前的维修策略是增加舰船级维修任务，同时为舰员提供尽可能多的帮助，增强舰船级维修的自主性。对舰员提供的帮助包括增强舰员自主维修培训和舰船维修辅助保障系统。其中，舰上维修辅助保障系统是舰船综合保障系统SILSs(Ship Integrated Logistics Support System)的一部分，需要有人力、供应保障、保障设备、技术资料、保障设施等一系列保障资源的支持。为舰船研制的交互式电子技术手册(IETM)、便携式维修辅助(PMA)、自动测试系统及设备(ATE)等一系列现代维修保障技术就是重要的保障资源，对改善舰船级维修条件提供巨大支持。

2 IETM的功能增值

2.1 IETM的级别划分和现状

交互式电子技术手册IETM(Interactive Electronic Technical Manual)是技术手册TM(Technical Manual)的数字化。它最早起源于美国海军，最初是为了解决美国国防部遇到的技术手册和技术文档数量膨胀的难题，用它来代替传统的纸质技术文档和技术手册。经过十多年的发展，已能够将数据库管理、专家系统、多媒体信息处理、电子出版等多项技术结合在一起，以电磁介质为载体，将大量的使用操作说明、维修过程指导、技术图纸资料、元器件代换说明以及备件储备信息精练组织，储存在智能化的“数字”技术手册内，从而建立一个无纸的、人机和谐的交互式维修测试过程和系统维护环境。

IETM概念和技术已经历了5个发展阶段，形成了规范性的5种功能级别：第1级，电子索引页面图象；第2级，电子滚动式文档；第3级，线性结构的IETM；第4级，层次结构的IETM；第5级，综合数据库的IETM。各级IETM技术特点如图1所示。

20世纪90年代末期以来，人们更多考虑IETM的实用性。在第4级和第5级的IETM中应用了数据库和XML标记语言，从而具有了不依赖专用软件的“中性”格式，具有通过Web发布的电子媒体优点，使得它们最受关注。其中，对采用知识提取，知识表示和构建知识库共技术实现的第5级IETM研究在国外目前仍处于尝试性研究，还停留在前瞻性描述阶段。而第4级层次结构的IETM在交互技术、标记语言、数据库技术和标准化技术的支持下，已经取得一定成果并获得应用。

2.2 IETM的功能增值及发展趋势

现有实用的IETM中，第4级IETM最具代表性。它将TM手册的全部数据对象(如文本段、图标、表格单元、安全警示等非冗余信息)存储在一个面向对象的层次数据库中。下面从其创作标准、运用技术及创作过程中几方面深入了解其功能特性及具体功能模块。

创作标准方面，早在1992～1995年间，美国防部颁布了一系列有关数字化技术文档和技术手册的军用规范和标准，包括MIL-PRF-87268A、MIL-PRF-87269A等，对IETM的用户界面风格及其数据库等各方面做了详细规定。目前应用的第4级IETM一般都符合这两个军用标准：MIL-PRF-87269A规定了源数据库的通用数据模型；MIL-PRF-87268A则规范最终产品格式本身。运用技术方面，制作第4级IETM运用到的技术有XML标记语言、数据库技术、交互技术及标准化技术。创作过程方面，首先是数据采集，收集各种格式的文档和数据；再将收集到的，依特定行业(比如海军)的文档类型定义DTD(Document Type Define)规则，绘制DTD图，设计DTD，然后根据DTD中定义的元素名和属性，作为标记符，将它们转换成XML文档，构建数据库，然后用XML标记语言开发基于数据库的IETM。

第4级IETM应具有的功能特性概括为：①便利性②安全性③辅助性④关联性⑤智能性⑥规范性⑦整合性。现有第4级IETM的基本功能模块包括有(以江苏科技大学自主研制的某装备第4级IETM为例)：①数据库管理与维护模块；②手册查询模块；③维修手册模块；④计算机辅助训练模块；⑤工程图纸库模块。这样的第4级IETM为用户提供的增值功能包括：与内容一致的信息的逻辑显示，并且统一显示格式；交互功能，包括超文本、超媒体链接，全文智能检索，注解功能；互用性和数据共享功能；导航功能；安全性功能(按查询和修改的不同权限分别授权)。

IETM以其在维修和培训活动中无可比拟的优势，正在军用和民用领域中得到迅速推广。对IETM的功能增值要求也随着IETM的发展逐渐凸现。对现有IETM的进一步要求有：①突出其智能性，在维修领域希望能够提供专家系统、自动诊断等智能性功能；②交互功能有待进一步增强，希望通过对话框的形式为用户提供有效的交互式维修和培训辅助，能够根据用户要求对特定内容提供帮助；③数据共享和整合功能，IETM只有通过外部接口与其他数据库或专家系统通讯，实现数据共享，才能发挥其最大功效。2000年5月，美国防部针对联合式IETM结构(JIA)颁布了IETM互用性手册，即MIL-HDBK-511，为基于网络的跨部门联合式IETM(第5级)发展奠定了基础。

针对这些要求，必然需要技术上的有力支持。首先要采用统一标准，目前在我国研究IETM的单位和部门大多参考美军MIL-PRF-87268A、MIL-PRF-87269A、MIL-HDBK-511等标准，但尚未建立我国自己的技术标准。其次是计算机技术，除了XML标记语言和数据库技术外，采用本体论技术实现知识提取、知识表示和构建知识库，不必通过连接外部系统，就可以使专家系统、自动诊断、辅助培训等功能在IETM本身得到实现。目前，把本体论引入IETM的研究和开发还处于试验阶段。

总的来说，IETM目前的发展趋势是：①商用的数字化技术及其产品应用于军用领域；②IETM不再仅仅关注维修，逐渐与培训系统紧密结合；③第5级具有智能性的综合数据库的IETM正在成为趋势。

3 舰船级维修对IETM的功能增值的需求

上文结合舰船级维修的特殊性，分析其能力要求，概括为：舰船级维修要有其自主性；有海上机动维修、舰员自修和战损抢修的快速反应力；舰船级维修要根据维修工作的复杂性和重要性分层次，分级别。所以，舰船级维修希望IETM能对其提供两个方面的帮助：①舰员培训，包括舰船装备的使用培训和维修培训；②维修辅助，不但能快速高效的指导舰员维修，并能与整个舰船综合保障系统(SILSs)实时交换数据，提高维修效率。

结合舰船级维修要求，对其IETM进行分析，采用网络化、模块化、集成化结构设计思想，得出结论，舰船级维修IETM应由两部分组成：一是主IETM系统，它是舰船所有装备IETM的中央控制系统，是舰船综合保障系统(SILSs)中计算机辅助管理系统CAMS的重要组成部分。二是各装备本身的IETM子系统。它一般嵌入自动测试设备ATE或武器装备中；或者由便携式计算机携带，这是对不具备嵌入式自动故障诊断和预计功能的装备而言。还有一个值得关注的问题就是，在现代舰船及装备设计中，数据接口必不可少，整艘舰船必须是以舰船综合保障系统为核心的一个局域网(LAN)。这样舰船上IETM主系统和子系统才能相辅相成，结合使用，共同服务于舰船装备维修和舰员培训。

对舰船上IETM系统进行功能模块分析，无论是主系统还是子系统，都应由6个应用模块组成：技术资料查询系统模块；装备可靠性、维修性、保障性分析模块；故障智能诊断与预测系统模块；维修作业程序辅助系统模块；装备零部件信息数据库管理系统模块；数据上传/下载模块。舰船上IETM系统在现有功能基础上的增值性见表2。

4 结束语

由于现代舰船的不断进步和舰船级维修特点，IETM作为一项重要的保障资源，必须对其提出更高要求。文中提出的舰船IETM系统的功能增值性就是针对这一要求，具有实践价值。