面向故障诊断的IETM故障数据模块研究

1 引言

IETM（Interactive Electronic Technical Manual）是计算机辅助后勤保障（computer-aided logistic support，CALS）的关键技术之一，也是装备保障信息化的重要手段，它的出现极大地提高了装备保障的效率和准确率。美军试验结果显示：与传统的纸质资料相比，使用IETM可以使查找技术信息的时间缩短50%；数据传递的差错率减少98%；故障排除的正确率可提高35%，效率可提高30%～60%；故障隔离失误率减少50％，效率提高20%～50%。IETM最初的目的是实现技术手册的数字化，但是随着装备信息化程度的不断提高和保障的快节奏要求，保障人员对IETM的故障诊断功能提出了更高的要求。关于IETM故障诊断的研究国内外尚处于初级阶段。IETM的故障诊断功能的实现主要是依赖故障数据模块，本文就是针对这一问题展开研究的。

2 IETM数据模块

IETM的国际普遍认同的规范S1000D中规定了使用公共源数据库（common source data base，CSDB）和数据模块（Data Module，DM）的概念。CSDB是S1000D标准的一个核心概念，它是一个信息存储地和管理工具，是一个虚拟的IETM信息存储地。CSDB中存储和管理的对象包括数据模块、插图及多媒体文件、数据模块列表（data module list，DML）、评注（comments）、出版物模块（publication module，PM）和数据分发说明（data dispatch note，DDN）。数据模块、插图、多媒体等是技术信息重用的基础，保证了数据信息来源的权威性、唯一性、完整性和可追溯性。

DM作为IETM标准的另一个核心概念，是技术信息标准化的描述模型。逻辑上，一个数据模块是一个自我包含、且包含装备一部分完整信息的数据单元，不可分割，具有原子性；物理上，它是一个ASCII码文件，S1000D（3.0版后）建议数据模块以XML格式组织数据，并有相应的模式（Schema）来约束和验证数据文件中的标记。各个数据模块之间使用数据模块编码（data module code，DMC）和版本号相互区分。

DM是由装备或其部件的相关数据组成的独立信息单元，包括多种类型，根据其类型不同可分为描述信息、程序信息、故障信息、维修计划信息、人员信息、零部件信息、接线信息、过程信息、图解零部件信息等，用于描述装备使用操作和维修等活动的所有技术信息。所有的数据模块有一个基本的结构，都包括两个部分：标识和状态（IDSTATUS）部分、内容（CONTENT）部分，其中，IDSTATUS部分所有的DM基本是一样形式，不同的DM区别主要在于CONTENT部分的不同。

3 IETM故障数据模块组成

故障数据模块主要用于描述装备的故障现象、原因、故障件的相关信息以及简要解决措施或者详细的故障隔离程序。故障数据模块作为一种类型的IETM数据模块，也具有IDSTATUS和CONTENT两个部分。故障数据模块的CONTENT部分一般包括故障报告、故障隔离、警告注意和<refs>子元素三部分。其中，故障报告用于故障描述，故障隔离用于故障的排除，<refs>子元素用来引用其它技术资料，其基本结构如图1所示。

4 故障报告

故障报告信息（fault Reporting）来源于装备的中央监控系统、设备自检，以及机组和维护人员。为使熟练的技术人员能够准确分析报告信息，以便选择适用的故障隔离信息，故障报告信息必须是准确规范的。根据故障处理状态的不同，故障报告信息可分为已隔离的故障、已检测到的故障信息、已观察到的故障和相关联故障四类信息。其中，已隔离的故障是由监控系统检测出并已进行隔离的故障，可以引用修理程序；其他三种故障信息则需要引用故障隔离程序。

已隔离的故障用元素<ifault>来描述。由于这类故障是由自动检测设备已经定位，所以它必须有一个fcode属性，这个编码要与维修性分析中产生的故障代码一致。已隔离故障包含以下几种元素：故障描述<describe>，发现信息<detect>，地区和维修信息<locandrep>，备注<remarks>。

检测到的故障用<dfault>来标记。检测到的故障的内容包括故障描述<describe>，检测信息<detect>、检测隔离信息<disolate>、备注<remarks>。同观察到的故障一样，故障描述用来详细说明故障现象，用检测信息来明确故障原因，用故障隔离来定位故障在装备上的结构位置。由于检测到的故障可能要进行故障诊断，因此，也采用故障隔离<afi>的结构。

观察到的故障用元素<ofault>来标记。用属性fcode和属性ftype用来说明故障的代码和故障模式，用故障的描述<describe>详细说明故障现象。用故障产生的环境<fcontext>，故障隔离信息<isolate>明确故障产生的位置。用标注元素<remarks>进行相关的补充说明。需要说明的是，观察到的故障需要采用故障诊断<diagnost>来明确故障原因，这需要采用故障隔离<afi>的结构。

相关联的故障是由监控系统检查、过滤的互相关联的一组故障，用以建立与故障隔离程序的唯一引用，用元素<cfault>来标记。元素<cfault>包含相关联故障的信息。此元素包含子元素：适用性信息<applic>、关联信息及警告/故障描述<msg-wmlf-desc>、故障隔离信息<disolate>以及备注<remarks>。在这里要详细阐述一下元素<msg-wmlf-desc>，它包含相关联的基本故障信息或警告的列表：警告或故障<wmlfdesc>、相关警告或故障<wmlf2desc>、来自机内测试设备的电子化信息<msgdesc>。这些元素都有同样的内容：可选因素<applic>；基本故障(电子化信息或警告/故障)，它是当前关联故障的一部分，通过属性fcod标示基本故障；对DM的一个可选的引用，通过故障代码被引入该数据模块，如对“已检测到的故障列表”数据模式的引用；可选描述(element<describe>)和检测(element<detect>)的相关信息。故障报告详细的结构和元素名称见图2。

5 故障隔离

故障隔离用来标识和描述故障并且对隔离故障项目给出诊断路径，用元素<afi>表示。元素<afi>包含故障代码<fault>，故障描述<describe>，隔离程序<isoproc>等元素。元素<isoproc>包含初始需求用元素<prelreqs>，隔离程序步骤元素<isolatep>。初始需求一般包括所需条件、所需人员、引用信息、保障设备、耗材、备件和安全条件等。元素<isolatep>中的元素<isostep>详细描述了任何适用性方面的问题，适当的警告、注意和说明，可以用元素<applic>，<warning>，<caution>和<title>加入适合的标题。元素<action>用于隔离程序的一个具体操作。基于这个操作，利用元素<question>引出一个问题，并且利用元素<yes>、<no>、

<choice>提供备选的答案用于选择；或者利用元素<entfield>提供一个用户输入窗口。基于所选的答案或输入的内容，使用属性refid与元素<isoend>或元素<para>建立一个链接，给出故障隔离的结果。元素<isoend>包含进一步隔离程序（这些程序既可以在本数据模块内部，也可以引用外部的另一个数据模块）。元素<para>包含在元素<closetxt>中，用于关闭程序。故障隔离详细的结构和元素名称见图3。

结束语

故障诊断功能是智能IETM的一项重要功能，其中故障数据模块是实现这一功能的关键环节。论文系统深入地对IETM的故障数据模块的元素组成和详细结构进行了研究。本文的研究成果对于更好地理解和创作IETM故障数据模块，实现故障诊断功能具有一定的理论和应用价值。