雷达综合保障信息系统研究
引 言
保障性信息是包括在装备系统全寿命周期内，装备及其与保障有关的所有信息。进入21世纪后，以电子计算机为核心的数字化信息技术在军事领域得到广泛应用，使得装备保障信息的获取、显示、存储、处理以及装备实际的保障工作更为方便、快捷、精确和可靠，并达到实时化的程度。外军不断加大高新技术在武器装备保障中的应用力度，如利用信息技术发展远程故障诊断与维修技术，改进备件补给方式等，实现精确化保障等，使装备保障总体性能得到显著提高。
由于传统雷达保障缺乏有效信息管理手段，装备形成战斗力的周期长，战备完好率低，寿命周期费用高，成为制约装备作战效能提高的重要因素。在保障方面突出反映出如下问题：(1)缺少有效的维修管理手段，维修保障效率低；(2)装备故障诊断水平低，故障检修效率低下，维护保障体制复杂；(3)缺少有效的状态监测手段，维护工作效率和设备费用高；(4)保障工作的训练方法和手段不足；(5)纸质资料在编制、运输及维护方面耗费人力物力，检索、查询周期长，不利于保障能力提高；(6)对维修需求响应效率不高，备件冗余或不足；(7)缺乏远程维修技术服务能力。
雷达综合保障信息化系统利用计算机技术，对装备相关保障信息进行自动分析与处理，实现雷达装备技术保障、供应保障、维修保障等业务的网络化、透明化、科学化、可视化管理。并通过引入故障预测与健康管理(PHM)技术，实现雷达由预防性维修向预测性维修转变，实现雷达全寿命周期保障的自主化、智能化。综合保障信息系统对雷达作战效能的提高，战斗力快速生成具有重要意义。
1 功能需求
围绕雷达全寿命周期运行状态、维修测试、维修计划、维修执行、器材、人员训练、维修履历等综合保障业务管理需求，建立基于统一平台的雷达综合保障信息系统。该信息系统建立了集成的数据环境，综合管理雷达装备的基本数据、技术资料、使用维护数据以及维修器材供应保障数据，为雷达建立全寿命周期履历档案，提供产品基本信息支持、维护维修工作管理、供应保障数据信息、记录维修数据等信息，保障设备的正常运行。雷达综合保障信息系统主要功能需求如下：(1)建立雷达从生产出厂到退役报废全过程的电子履历；(2)实时监控雷达运行状态，对可能发生的故障进行预测和管理，将事后保障转变为预先保障和精确维修；(3)对雷达的日常保养、预防性维护、故障修理提供信息化管理手段；(4)提供雷达基础信息的管理及维护，包括雷达状态管理、维修工艺管理、人员管理、保障设备管理、保障决策管理、数据存储管理；(5)提供装备器材申请、采购、调拨和库存管理；(6)提供装备保障训练的电子化训练手段，改变传统训练模式，提高整体训练效果和对人员能力进行评估；(7)提供远程维修技术支援；(8)统计分析装备技术状态和部队装备保障能力，为保障方案和雷达性能优化提供依据等。
2设计方案
2.1业务流程
雷达综合保障信息系统主要业务流程，如图1所示。
综合保障信息系统运行于雷达站独立的计算机平台，通过网络接口与雷达进行机内检测(BIT)信息交互。综合保障信息系统根据雷达实时运行状态(健康管理子系统给出)、故障(自动测试获得)和预防性维护要求(技术资料规定)三方面的保障需求，制定维修与维护计划。根据维修计划，安排和执行维修作业，在维修过程中，工作人员可通过交互式电子技术手册(IETM)获得雷达直观详细的交互式操作程序说明，按需从器材库中申请备品备件和工具，并对维修完成后的维修档案进行更新管理，形成雷达完整的电子履历。同时，对故障库进行积累，形成专家知识库，为后续保障提供辅助决策和依据。随着使用维护数据的积累，可以进行可靠性分析、装备性能分析，为保障方案和装备性能进行适用性评估，提供改进信息。
其中，通过人员训练管理模块实现对装备使用维护人员的训练功能，使其掌握装备维护操作以及基层级保障设备的使用、维护和装备故障单元的外场拆装、更换等技术。通过IETM模块将装备维修所需的各种结构图与电子线路图、故障查找程序、零备件信息及其他有关使用、维修的全部技术信息集合到一个或数个数据库里。同时，还可以直接与故障检测与诊断设备相连接，实现智能化的状态监测与故障诊断，适用于现场指导维修活动。对于雷达站不能解决的维修问题，可通过远程维修技术支援系统及时请求工业部门技术支援。通过远程通信接口，与上级机关保障信息网络集成来提供雷达保障信息。
2.2功能架构
系统功能结构，如图2所示。信息系统功能结构分为4层。
(1)门户层：主要作用是作为综合保障业务的统一入口，授权对访问综合保障各业务系统及获取、执行通用任务和操作。系统所有用户通过门户进行登录，在门户上维护个人信息及获取业务系统的访问入口。提供用户的身份认证和授权，获得不同的访问权限。
(2)业务系统层：提供雷达综合保障信息管理核心业务，包括雷达维修管理、器材管理、IETM管理、人员训练管理、远程技术支持等主要功能。
(3)基础平台层：面向工程应用的网络协同平台，提供了系统的基础框架和开发环境，支持企业级的信息化平台。也可提供注册及权限管理、流程管理、日志服务、安全服务、工具集成等基础服务内容。
(4)支撑环境层：主要包括操作系统、数据库、管理工具、系统集成工具、基础支撑工具等。
信息系统提供远程通信接口，实现与上级装备管理机关的保障信息网络集成，为上级机关实时提供雷达站保障信息，为机关决策提供服务。另外，可通过远程通信传输模块向工业部门综合保障中心发起远程维修技术支持请求，与工业部门工程师进行技术交流或者访问工业部门专家系统寻求问题解决方案。
2.3业务功能描述
2.3.1健康管理
健康管理与评估建立在雷达实时BIT数据基础上。PHM子系统收集雷达分系统级的测试信息，结合专家知识库进行综合故障诊断推理，依据处理结果对雷达性能和状况进行预测和评估，用于安排和优化综合保障任务，主要功能模块如下所述。
(1)故障诊断：对雷达整机或组件的工作状态进行判定；并对已经录入知识库中的故障模式进行检测和辨识，分析故障原因，隔离故障部位，对故障危害进行评估，输出维护修理建议；
(2)健康评估：根据健康数据库中存储的参数数据，使用动态综合评估模型对装备的健康状态进行单参数和多参数综合评估；
(3)剩余寿命预测：利用历史参数分析雷达关键器件如功率管的性能衰退率，并将装备健康状态预测结果与其基线进行比较，获得某监测参数的裕度，进而根据参数裕度和性能衰退率评估雷达部分分系统的剩余使用寿命。
(4)基线管理：该模块使用小样本理论和非线性回归分析方法建立雷达的健康状态基线。
2.3.2维修管理
维修管理子系统主要以雷达履历为信息管理主线，根据健康管理输出结果，以维修业务管理为重点，包括雷达日常的管理、维修业务支持、履历管理等功能，支持各级用户数据导入导出，以及和雷达站其他系统的信息共享。提供了维修的保障、全过程监控，实现对雷达动态维修和全寿命跟踪管理。
维修管理子系统包括维修需求管理、状态管理、维修计划管理、维修作业管理、电子履历管理、故障库管理以及统计分析，对雷达从生产出厂到退役报废全过程的主要信息进行管理。
(1)维修需求：管理设备的维修策略、维修需求以及维护维修所需资源的标准；使用基于规则的维修策略表示和判定方法，为待修设备计算出需要进行的维修活动和计划。
(2)设备状态：录入、导入和管理雷达的组成、运行时间、任务、维护间隔、质量状况等与设备维修相关的日常运行信息。
(3)维修计划：根据维修需求产生维修活动，需要在维修计划管理中进行作业卡的人力资源分配和工具材料分配，排列组合各种维修活动成可执行的工作单。
(4)维修执行：维修执行是以下达的作业卡作为驱动，根据作业卡中的物料需求领取物料，根据作业卡的标准工序执行维修。
(5)电子履历：主要功能包括履历的自动生成、履历分类管理、履历查询、维护等。
(6)故障库：针对收集的故障信息进行有效的信息提取，可以按照故障代码、故障特征、故障原因、排故方法等进行故障归纳和整理。
(7)技术通报：对上级机关下发的有关雷达技术状态变更提供闭环处理功能。
维修管理子系统在产品的维修保障过程中可连接产品交互式电子技术手册子系统、人员训练子系统、器材管理子系统等协助维修保障，进而提高雷达维修保障效能。
2.3.3器材管理
随着雷达部署使用，使用过程中对现场保障和故障修复的工作量也越来越多，对雷达装备器材的申请、采购、调拨和库存管理的过程中产生很多信息。器材管理的主要功能如下：
(1)基础信息管理：包括备件器材名称、型号、供应商、机用数、性能参数、采购周期等基础信息。
(2)库存管理：包括器材定位、批次、收发、维护、账目等管理。
(3)器材申请：包括临时申请和年度申请的生成、审核、汇总。
(4)器材调拨：包括一对一、一对多、多对多调拨。
(5)器材采购：包括器材采购合同管理。
(6)查询统计：包括器材余缺、呆滞、积压、消耗等数据统计。
2.3.4训练管理
培训管理子系统是对传统培训有效补充，将大大提高用户单位的自训能力。训练子系统对装备全寿命周期内所涉及的人员进行训练管理，包括训练规划、训练实施、训练考核、训练评估以及训练过程中所涉及的文档、人员训练档案管理等。人员训练管理子系统主要功能如下所述。
(1)训练规划：包括各类专业人员的训练课题、课时安排、实施步骤等管理。
(2)训练实施：包括训练信息发布、课程发布、报名管理、实施管理等。
(3)训练考核：包括各类专业人员的训练实施、成绩评判等管理。
(4)考核评估：包括结合人员岗位能力考核评估细则进行装备保障人员能力评估。
(5)资料管理：包括大纲、标准、教材、课件、人员档案等资料信息管理。
2.3.5 交互式电子技术手册(IETM)
IETM是以数字化格式编制，采用文字、表格、图形、视频、三维动画等形式，以人机交互方式展现装备原理、操作、使用、维修等内容的技术出版物。IETM通过良好的导航、检索和人机交互界面，实现了技术手册的快速查阅、信息检索定位、故障隔离定位、专家诊断等功能。IETM管理子系统主要用于装备使用、维护、修理及技术相关的手册和技术文档的管理和交互式浏览。支持基于S1000D的IETM数据包导入。
雷达IETM管理子系统涵盖使用说明书、技术说明书、维护手册、修理手册、参数测试手册、图册、软件使用与维护手册、设备树、维修任务分配等各类用户技术资料，可为雷达装备维修管理子系统和雷达训练管理子系统提供数据支持。主要功能如下所述。
(1)型号数据导入与维护：按型号导入基于S1000D的IETM数据到IETM浏览器中并进行删除、更新等数据维护。
(2)备注意见管理：对用户提出的备注意见进行管理和导出，并反馈给研制单位。
(3)数据更新：新版本型号数据的导入以及技术通报、更改单等的上传、发放和维护。
(4)客户适用型号数据识别：根据客户的登录信息，自动识别和过滤客户适用的型号数据。
(5)在线浏览：基于IETM浏览器进行各类技术手册浏览、导航、动画和视频播放、全文检索等。
2.3.6远程维修技术支持
远程维修技术支持子系统解决维修诊断中存在的厂家技术人员必须到现场、诊断时间长、诊断效率低等问题，可实现雷达维修远程信息获取、分布式故障诊断处理以及实时决策能力。主要功能模块如下所述。
(1)远程诊断：对用户自行无法诊断的故障首先利用中心的智能诊断系统中的知识进行分析处理，推断故障产生原由，并给出相应的故障处理方案。如果诊断失败，则启动远程专家系统，根据故障类型选择相关专家，作进一步的诊断。
(2)资源信息查询：根据故障诊断的分析结果，向用户提供维修工具信息、更换零部件信息等。
(3)维修工艺：针对雷达关键部位、易引起安装错误或装配工艺要求较高的部位维修，自动生成相应的维修工艺，指导雷达站进行维修操作。
(4)专家系统：通过专家知识库和专家的支持，可以对现场级的问题进行分析，得出维修结论，并指导相应维修操作。
(5)通信传输：主要处理远程传输的信号，为远程交流提供必要的声音和视频支持。
3 结束语
综合保障信息系统把雷达装备与保障人员、保障设备、备件、培训等保障资源有机结合，实现装备全寿命周期保障的自主化、智能化。该信息系统具有全周期覆盖、全资源集成、全系统协同和全数据管理特点，实现雷达装备综合保障业务的数字化、信息化。该信息系统在雷达管理机关、雷达承制方、各级保障机构之间建立了一个高效的信息交互平台。通过该平台，雷达保障部门能够高效地开展各项保障技术和管理活动，对提高雷达全寿命周期使用可用度，降低全寿命周期费用具有重要意义。
