IETM数据模型标准研究

技术人员在使用和维护复杂设备的过程中，技术手册能够提供重要的指导。传统纸质技术手册有查询困难、难于更新、不易保存等缺陷，因此在20世纪70年代，美军提出了技术手册数字化，IETM(Interactive Electronic Technical Manual)是其具体实现。IETM通过数字化手段将技术信息显示在PC机、PDA等设备上，充分利用计算机多媒体、数据库与网络等技术优势，具有查询快、易更新、便于携带等特点。目前，IETM已成为各国竞相发展的领域，而我国的IETM研究刚刚起步。

在美军IETM的开发初期，由于没有建立通用的IETM数据模型，使得不同的IETM创作系统之间不能共享数据，而且管理部门对不同设备的IETM难于管理，这样导致重复开发和资源浪费。因此美军建立了IETM相关的数据模型标准，对IETM的开发进行严格的规范。为了给我国的IETM数据模型标准化研究提供借鉴，本文将对国外的IETM数据模型标准进行详细的分析，并提出一种适合我军的IErrM数据模型。

1 IETM数据模型作用

在IETM开发中，IETM的数据模型标准化是一个重要的问题。IETM数据模型是对不同设备的使用和维护过程所需技术信息进行规范分类的信息模型，数据模型的标准化是不同设备的IETM共享数据的基础，也是和其他信息系统进行高效数据集成的基础。所以在我国的IETM开发中，IETM的标准化的研究，必须在各种设备的IETM的大规模开发之前进行。

IETM数据模型是创作IETM的关键，其重要作用可在图1中体现。图1表示了IETM的创作过程，创作过程首先是将各种类型的产品技术信息转换成为标准的数字信息，然后IETM创作系统根据数据模型来组织设备的技术信息，并将组织好技术信息存储在数据库中，IETM数据库结合显示系统就组成了IETM系统。IETM数据模型规定了IETM创作系统如何组织技术信息，它没有规定IETM数据库的结构，但是它会影响数据库的结构。

2 国外IETM数据模型相关标准分析

美军对IETM的标准化问题已经开展了深人研究，并建立了全军或各军种的IETM相关标准。所以本文要重点分析美军的IETM数据模型标准，同时还对欧洲的相关标准进行研究，将会对我国IETM数据模型研究提供重要的借鉴。下面将分别对美军的IETM标准MIL-PRF-87269A、MIL-STD-236lB和欧洲标准S1000D进行详细分析。

2.1 MIL-PRF-87269A

美军国防部1995年颁布了交互式电子技术手册数据库性能规范MIL-PRF-87269A，目的在于提供标准化的技术信息组织方式，其定义了IETM数据库的结构。MIL-PRF-87269A规范了美军IETM中的技术信息的组成和结构，并使用SGML语言对此数据模型进行了描述。

MIL-PRF-87269A将IETM数据模型划分为两个层次：通用信息层和特定内容层。通用信息层由文本、表格、图形、音频、视频等通用元素组成，这些通用元素都有其标准的组成方式；特定内容层由描述信息、任务信息、故障信息、零件信息等信息模型组成，特定内容层中信息模型由通用层中的通用元素以特定方式组合而成，并根据武器装备的组成结构来组织技术信息。

87269A中的数据模型的优点是层次分明、结构简单、易于组织技术信息、提高了数据的共享性；其缺点是没有对技术信息进行专业性的划分，如可将技术信息划分为操作信息、故障诊断信息、维修信息等信息。可见信息分类缺乏针对性将导致技术信息分类的不规范，影响数据的共享。

2.2 MIL-STD-2361B

MIL-PRF-87269A所建立的IETM数据模型虽然具有较强的通用性，但是其对信息划分没有针对不同军种的特点，所以降低了其规范性。针对MIL-PRF-87269A的缺陷，并结合各军种装备的特点，美陆、海、空三军又颁布了各自的IETM数据模型，美陆军部在2004年颁布了数字出版物开发标准MIL-STD-2361B，其对美陆军技术手册中所包含的技术信息进行了规范，建立了陆军IETM的数据模型，并对数据模型进行了XML描述。

MIL-STD-2361B对武器系统技术手册中信息进行了分类，并定义了其组成结构，即建立了陆军通用的IETM数据模型。其对陆军装备的IETM中包含的技术信息进行了详细的分类，并使用了先进的XML中的文档定义类型(DTD)描述了此模型。MIL-STD-2361B将IETM数据模型按照信息功能划分为通用信息、操作信息、零件信息、故障诊断信息、维修信息、保障信息等六种信息章。每种信息章又包含多个工作包，每个工作包由执行某一特定功能的全部信息组成，如操作说明章包括：控制器和指示器、特殊条件下操作、正常条件下操作等工作包。而每个工作包又由有多种基本信息(如文本、图、表格、视频等)组合而成。此模型的优点是信息划分详细、针对性强；但是其信息组织较为复杂，缺乏层次性。

2.3 S1000D

S1000D是采办和创作技术出版物的国际规范，此规范由欧洲宇航局首先制定，为了使S1000D成为国际通用规范，欧洲宇航局联合美国航空工业协会共同更新和维护此规范，现在S1000D的最新版本是2005年推出的2.2版。

S1000D将技术出版物中的信息划分为描述信息，任务，故障隔离，维修计划，人员，零部件，战场损伤评估和抢修，布线，过程等九种信息。它通过数据模块的方法来高效地管理数据和共享不同出版物中信息。S1000D提出了数据模块的概念，数据模块是由以上九类信息中的某一类信息构成的独立数据单元，它由定义和内容两部分组成，每个数据单元都有标准化的编号，使用标准化的模块编码是高效地管理数据和共享不同出版物中信息的基础。

S1000D将技术出版物中的信息进行了详细的分类，数据模型及其标准化的编码为高效地管理数据和共享技术信息提供了基础，但是其信息组织较为复杂、缺乏层次性，并且缺乏更高层次的信息组织数据模块。

以上的三个标准还在应用中不断完善，相关部门不定期地推出其修定版本。从以上对IETM数据模型相关标准的分析看出，美国和欧洲已建立了IETM数据模型标准体系。

3 基于主题的CDM 

我军IETM的研究刚刚起步，只是针对少数装备编制了简单的电子文档，而且没有成熟的IETM创作系统对不同装备的IETM进行开发。所以在我军IETM的研究初期，必须要尽快建立规范化的CDM，避免今后的信息资源难于共享和管理困难等问题。

鉴于CDM在IETM开发中的重要性，因此以我军装备的使用和维修实际为基础，借鉴美军经验，建立基于主题的CDM。基于主题的CDM根据装备的层次结构来组织技术信息，装备的结构层次由复杂到简单依次为：系统、子系统、设备(装置)、组件、部件、零件，在IETM中装备的技术信息由各层次产品的技术信息组合而成。

3.1模型的结构

主题代表了技术信息的功能类型，基于主题的CDM，是按照应用主题对装备的技术信息进行组织和分类。如图2所示，此模型把装备的技术信息划分为三个层次：主题应用层、通用功能层、基本信息层。主题应用层将装备的技术信息按主题进行分类，分为四类主题信息：通用信息、操作信息、故障诊断与维修信息、保障器材信息。通用功能信息是主题信息从功能角度的继续分解，其包含描述信息、交互信息、任务信息等通用功能信息，可由多种通用功能信息组成各种主题信息。基本信息层由文本、图形、表格等基本信息组成，通用功能层中的信息由不同种基本信息组合而成。技术信息最终在计算机中要以基本信息的形式进行存储，然后再对其进行组合，最终组合成用户需要的主题信息。

3.2基本信息层

基本信息层组成如图3。其中文本信息是由字符组成的文本，图信息包括工程图(如机械图、电路图等)、流程图等图示。此处表格信息是通用的表格，其具体信息(如行、列、字段名)可根据需要来定义。视(音)频能更加生动地表述信息，外部程序是指与IETM分离的程序，调用它可使IETM功能增强，并可简化IETM的编制，例如调用外部的计算程序可方便用户计算。交互元素用于和用户的交互，包括：对话框、输人框、单选框、复选框等元素。内容过滤元素能够为用户提供所需的信息，过滤不需要的信息，其包括前置条件和后置条件，前置条件能选择所需的信息以显示；后置条件元素能够记录当前显示事件，以保证后续信息的过滤。

3.3通用功能层

通用功能层组成如图4，描述信息元素用来定义非过程性、叙述性的信息，如装备的性能和组成信息、零部件信息等。描述信息由一个或多个段落组成，段落由基本信息层中的信息组合而成，一个段落能够表达一个完整的语义，如用一个段落能描述某零件的说明信息，其中可包含文字、图、表格等信息。根据段落之间的逻辑关系不同，将描述信息划分为顺序段落、选择段落、循环段落，段落之间的逻辑关系可由内容过滤元素表示。顺序段落表示段落之间的关系是有规定的前后顺序；选择段落表示段落之间的关系是并列的，用户可选择其中的一个段落，过滤其他的段落；循环段落表示根据一定的规则，可循环重复的段落。这三种段落之间可以互相包含。交互信息是由交互元素为媒介，并辅助其他基本元素进行说明，使用户和IETM友好地进行交流。任务信息是工作任务的相关信息.它由具有严格逻辑关系的一系列工作步骤组成，如操作任务、测试任务、维修任务等，每个步骤由基本信息层中的文本、图、视频等信息组合而成，按照步骤之间的逻辑关系，任务信息划分为顺序步骤、选择步骤、循环步骤。

3.4主题应用层

图5表示主题应用层由四种主题信息组成。主题信息又由多个信息包组成，信息包中含有执行某一特定功能的全部技术信息，它是通用功能层信息的组合，如修复性维修包中包含的维修任务信息，是由通用功能层中的任务信息组成。

通用信息提供装备的描述性信息，还包括特定结构层次的产品的工作原理。其包括通用信息、产品描述和数据、操作理论等信息包。通用信息包由装备使用时的注意事项，以及IETM的说明等信息组成；产品描述和数据包由组成装备的各层次产品的描述性信息和数据组成；操作理论包由技术人员执行维修、故障检测等任务所需要的理论背景信息组成。

操作信息为装备的操作人员提供装备在正常条件和特殊条件下的操作方法，以及控制器和指示器的描述信息和使用方法。其包括：装备使用前的操作，正常条件的操作，特殊条件的操作，控制器和指示器等信息包。

故障诊断和维修信息包括个人设备包、使用检查和故障诊断、预防性维修、修复性维修、维修分配表、维修设施工作、可制配品、辅助设备等信息包。

保障器材信息包括零部件和维修工具的相关信息，其包括零部件、工具、油料、附件、参考资料、修理设备、修理原材料等信息包。

4 小结

CDM可以规范IETM中的技术信息，是不同装备的IETM系统共享数据，以及和其他信息系统高效集成的基础。本文以我军装备的使用和维修实际为基础，借鉴美军IETM开发中的经验，建立了基于主题的CDM，此模型对我军装备的IETM中的内容信息进行了详细的分类和规范，具有清晰的层次结构和规范的技术信息分类，并用XML语言对此模型进行了描述。由于复杂装备的技术保障信息量大，此模型还需要在实践中检验，不断加以完善。