IETM在舰船级维修PMA中的应用

武器装备的使用与维修保障水平直接影响装备的战备完好性和军队的战斗力。在现代计算机技术、网络技术、信息技术的支持下, 舰船装备维修保障技术正在发生新的变化，如:交互式电子技术手册IETM( Interactive Electronic Technical Manual)、便携式维修辅助PMA(Portable Maintenance Aids)、自动测试系统及设备ATE(Automatic Test Equipment)、远程保障技术等。这些技术相互结合应用，能极大地提高装备的战备完好性, 降低使用和保障费用。由于IETM是软件系统, PMA是硬件设备, 两者的结合应用是必然趋势, 能同时发挥IETM 的功能性和PMA的便利性。目前, 国内外IETM和PMA在各自的领域发展迅猛,并已开始结合使用。资料显示IETM和PMA在民用和军用飞机上结合应用较为多见，在舰船应用的报道很少。笔者认为, 海军舰船级维修具有其特殊性，对综合保障系统的要求更高, 因此, IETM与PMA结合为舰船级维修服务的问题就更为迫切。本文探讨将IETM技术应用于舰船级维修中的PMA设备的方法，研究其潜在优势，特别是它们在海军舰船综合保障系统SILSs( Ship Integrated Logistics Support Systems) 中结合应用的问题。

1. 舰船级维修中舰员所需的维修保障要求

与空军、陆军的基层级维修相比，海军舰船级维修具有以下特点：① 长时间远离基地在海上航行，要求有较强的自主能力，因此要求舰员完成的维修工作量比飞机和陆上武器大的多；② 舰船装备极其复杂，总的维修工作量很大；③ 要求舰员完成的工作量主要有两类，一类是日常例行的维护保养任务，由各装备的使用人员结合使用工作进行，使用人员兼维修人员；另一类是预防性维修和修复性维修中的检查、测试和换件修理工作，由经过培训的维修技师完成。

由于舰员维修任务工作量大且难度较大，更需要为舰员维修提供充分保障。在舰船级维修工作中，需要为维修人员提供下述维修保障条件：①有关维修的文件，主要是设备使用手册和维修手册；②与维修相关的文件，如零件分解图册IPC( Illustrated Parts Catalog)；③提示何人、何时和在何部位进行预防性维修作业，需要预先做哪些准备?④在一次维修结束后，提示下一次维修的大致日期或间隔；⑤ 让维修人员能方便的了解舰上可能提供的维修资源(如所需工具、仪器、备品、消耗材料等在舰上储备情况)；⑥ 当舰艇远离岸基时，修复性维修中的疑难问题能获得舰上的智能专家系统帮助或远程专家帮助；⑦ 当舰上短缺维修所需备件时，能获得岸基的支援；⑧ 舰员维修培训条件。

舰上目前和将来可以为维修人员利用的维修保障条件是：① 正在开发的SILSs；② 正在开发的IETM；③各种便携式维修辅助，主要是小型成套手动工具、便携式测试设备、便携式计算机、便于携带的纸型技术手册或维修卡片等；④ 为舰上专用设备开发的智能系统或其他信息系统；⑤ 为舰船综合后勤保障系统专门配置的舰上局域网或无线网。

2. IETM技术及其在舰船级维修中的应用

2.1 IETM的研究开发

技术手册TM( Technical Manual) 是由装备承包商制定并提供给最终用户, 指导用户如何使用和维护,装备的一批文件。传统的技术手册是以印刷格式记录、装订并显示的纸型文件。由于装备的日益复杂, 技术手册的数量、体积和重量急剧增加, 在使用、修改、保存和管理等方面面临日益严重的问题。美国国防部于1985年9月提出计算机辅助后勤保障CALS( Computer Aided Logistic Support )，即CALS 战略。CALS战略把节省时间、空间和费用作为目标, 将以书面文件为基础的资料转化为电子格式, 从而开创了波及全世界的关于武器装备技术资料的数字化时代。IETM是传统的纸型文件转换为具有较强的用户交互功能的电子技术文件ETM( Electronic Technical Manual)。IETM最早由美国国防部于1992年提出需求并进行研究开发，现已成为美国及其它北约国家军方应用的一种普遍形式，美国海军又是研究、开发和应用IETM的发源地。IETM不是TM简单转换为数字格式，它具有不同于TM的特点和使用功能，是在TM基础上的再创作，即用现代技术实现它的功能增值，如：交互与导航功能；智能检索功能；数据共享与整合功能等。经过十多年的发展，IETM经历了电子索引页面图像、电子滚动式文档、线性结构的IETM、层次结构的IETM、综合数据库IETM 的5个发展阶段，不断增强了IETM的功能，从而形成了IETM的5个级别。现在的IETM正朝着网络化、智能化的方向发展。

IETM 的5个级别具有不同的功能，级别的选择与手册内容和应用对象有关。为了规范IETM的创作和应用, 美国国防部从1992年起陆续制定和颁布了一系列有关的军用规范和标准，如MIL- PRF-87268A、MIL- PRF- 87269A就是对IETM的显示界面以及支持IETM的数据库的规定。目前，美海军应用最多的是第二级IETM，最先进的是第四级IETM，而第五级IETM也已进行开发和试验。2000年5月，美国国防部又颁布了IETM互用性手册，即MIL- HDBK- 511，对JIA的系统结构、信息流程、用户网络交互界面、数据结构、通信安全、基础设施建设等方面提出了统一标准性建议，为基于网络的联合式IETM(第五级)发展奠定了基础。近几年，包括俄罗斯、欧洲各国、加拿大、澳大利亚、日本、韩国在内的各国的军事和民用产品也在积极研究和推广IETM。

我国从20世纪90年代开始引入CALS战略及IETM概念和技术开展研究。早期的研究论文以介绍国外成果为主，没有涉及到IETM开发和相关技术研究。20世纪90年代末和21世纪初，开始了第四级IETM的研究和开发，2002年，完成了《海军舰船装备IETM技术及应用研究》的系统性研究报告，采用XML( Extensible Markup Language)标记语言为某型雷达开发了第四级IETM的试验性版本。

2.2 IETM在舰船级维修中的应用

海军综合后勤保障系统综合了舰船的配置管理、维修计划和维修管理、供应计划和供应管理、技术资料管理等多种功能,而IETM已成为SILSs技术资料新的组成部分参见图1。舰船维修是SILSs的核心部分，按维修场所的人员水平和保障条件分为三级，即舰船级、中继级(或中间级)和工厂级(或基地级)。舰船级维修由舰上使用和维修人员实施，而这一级的维修尤其需要将TM加工成为IETM。IETM不仅大大减少了文件的体积和重量，而且更加适应于舰员的理解水平，更有利于舰员对文件的使用和管理。舰船级维修需求正在进一步推动IETM的发展，这包括IETM中多媒体信息的应用、IETM与专家系统和其它智能系统的综合、IETM在不同部门、不同军种之间通过共享数据库或Web的互用性，以及将制造厂商的详细设计数据在数字化环境中自动生成IETM的技术等。      

3. PMA及其在舰船级维修中的应用

便携式维修辅助(PMA)泛指在维修中能方便移动使用的现代化自动处理设备，如便携式电子显示设备、便携式维修设备(如手动工具，便携式电子仪器)、技术数据读取机/浏览器等硬件及软件。

本文讨论的PMA特指便于现场维修人员使用的便携式计算机，例如：便携式电脑(laptop)、可穿戴计算机(Wearable Computer)。PMA用于维修使得电子化技术手册的使用更加方便，所以，技术手册数字化、IETM的迅速发展对PMA在维修中的应用起到了促进作用。利用PMA，维修人员可以在维修作业地点查询机内保存的维修资料，以帮助维修人员进行维修决策和按正确的要求和步骤实施维修作业，并实时的输入维修作业数据和维修结果。利用SILSs的局域网或全舰数据网，维修人员可通过PMA与SILSs交换数据，查阅预防性维修计划和维修管理数据库，或查询舰上其它文件，查阅所需备品和工具在舰上的储存状况。通过无线网络，还可使用PMA获得远程维修专家的指导、帮助，甚至通过视频录取装置将维修设备状况传送到岸上维修机构或远程专家。

目前国外PMA的应用主要方向是民用和军用飞机，在舰船应用的报道很少。根据PMA在海军装备保障中的应用特点，侧重于探讨PMA应用于舰船级维修所需要解决的问题，主要是交互式电子技术手册，舰船综合保障系统与PMA的结合问题。而PMA的硬件性能和在舰船环境的适应性等不在本文讨论之列。

4. IETM与PMA的结合应用

4.1 IETM和PMA结合应解决的问题

IETM和PMA都是舰船上的重要保障资源。IETM是软件系统，PMA是硬件系统，把IETM的功能性和PMA的便利性结合起来使用，相辅相成，能够发挥更大优势。

所讨论的PMA是一个适应环境要求的加固型便携计算机，它是由维修技师随身携带，是维修技师与舰船装备及舰船综合保障系统数据库的主要连接装置。PMA的工作环境一般在舱室内，舰船维修技师既可以在维修工作现场使用安装在PMA中的IETM以及其它技术资料(如图纸和文件)，也可以通过网络连接本舰和岸上基地调阅、下载所需资料或数据，或者将维修点情况或数据上传到本舰和岸上基地有关机构，还可以随时记录维修情况。从而实现维修资料与数据实时互连，有助于提高舰船级维修能力。

       IETM技术发展很快，它从一开始以CD-ROM光盘形式储存的低级别的IETM发展到现在采用XML标记语言开发的基于数据库的第4级IETM，在功能上已有了质的飞跃。目前，以CD-ROM光盘形式储存的1、2级IETM，一般用来实现相对稳定、很少修改的的技术资料，以及不需要交互功能的文件。具有交互功能第3、4级IETM，适合于加工系统和设备的使用与维修手册，这些文件技术性和实践性强，需要舰员准确和深入理解，IETM有助于指导舰员在正确的时间和正确的地点做正确的事情。

现有条件下，舰船上的PMA应主要为专业维修技师配备，因为他们负责除日常维护之外的预防性维修和修复性维修。PMA与IETM系统结合应用的目标是为这些维修人员提供最快捷、最具体、最实用的帮助。在维修现场，维修人员打开PMA，就能够进行下列工作：装备技术手册的交互式查询和检索，参照维修手册做故障诊断和维修指导，根据零件手册进行备件无线申请，记录和分析维修信息，实现与舰船综合保障数据库数据的上传/下载等。所以，载入PMA的IETM除了设备使用和维修手册外，还应增加一些新功能：对舰上技术资料库的在线查询；在线使用舰上专用设备的故障诊断系统；在线使用舰船级维修管理系统；在线使用舰上供应计划系统和库存管理系统；记录维修结果；数据上传/下载等。

为此，PMA应能通过舰载局域网(LAN)与舰船综合保障系统数据库相连接，还能通过无线网与岸上海军仓库系统数据库相连接。因此，PMA与舰载局域网的通信也是IETM与PMA相结合应当解决的问题。

4.2 IETM和PMA相结合的潜力

IETM和PMA相结合在舰船级维修中所体现的好处，通过以下3方面技术进步还有很大潜力：计算机技术的进步，舰船级维修IETM的功能扩展，SILSs的研究、开发和应用。

计算机技术的进步必然导致PMA的性能提高，如可穿戴计算机(WPC)在舰上的应用，PMA的运行速度、内存和外存容量、通信能力的提高等。PMA的另一个问题是舰载环境的适应性和操作的方便性。但这些不在本文讨论。

解决IETM的功能增值和互用性是IETM今后的主要发展方向。其中IETM的智能化正在引起研究开发者的关注。如第五级IETM以多功能整合为最大特征，将IETM与专家系统、自动诊断和培训等外在智能系统进行整合，从而增加了IETM的智能性。目前研究开发了基于语义网技术的第五级IETM，运用本体论实现知识表示和知识推理，解决了柴油机部件的故障智能诊断问题。这种将IETM本身智能化，不同于目前第五级IETM整合外在智能系统的思路。

未来的舰船级维修中，不仅维修技师需要配备PMA，作为操作人员兼维护人员的舰员也需要配备PMA，以帮助其完成日常例行的维护保养任务。这样，载入PMA的IETM还需要考虑这一层次人员的需要和理解能力。同时，IETM还应扩展训练功能，帮助舰员和维修技师进行随时的和自主安排的自学方式维修训练。所以载入PMA的IETM系统的功能还应进一步扩展。

SILSs是现代舰船的有机组成部分，是由舰船装备采购方(海军)、舰船使用舰队提出保障需求并与舰船装备一起采购，由供应商进行系统设计并与舰船装备一起提供的系统。舰船综合保障系统包括以下3个部分：①按规定格式和载体提供的综合保障系统文件；②以数据库为主要内容的保障工作软件包(即计算机辅助系统)；③ 配置在舰上和岸上的以网络为基础的计算机辅助保障资源。载入PMA的IETM主要利用的是计算机辅助系统。该系统包括配置管理、维修计划、维修管理、供应计划、舰上库存管理、技术资料管理、培训计划等7个功能模块。美国海军从20世纪60年代开始改变装备保障思路，80年代装备保障系统渐趋成熟。我国从80年代末期引入综合后勤保障(ILS)概念、理论、方法、工具等，但是一直没有进行应用系统的开发。随着SILSs的开发成功和投入使用，PMA、IETM与SILSs的结合就有了现实的基础。而IETM与SILSs的结合，关键是要解决IETM与SILSs的计算机辅助系统的结合，进一步扩展IETM的功能。一方面，IETM应成为SILSs技术资料管理模块的一个新的内容，另一方面，载入PMA的IETM要能在线使用SILSs的计算机辅助系统各个功能模块，并能与该系统交换数据和资料。例如，进行预防性维修作业时，需要查阅舰上维修作业安排，查阅零件分解图册(IPC)，了解设备配置信息，了解备品储存情况，而这些都储存在SILSs的计算机辅助系统数据库中。维修工作结束，要实时记录维修信息，形成反馈报告，上传给SILSs数据库保存。

5. 结 语

舰船级维修中，使用配有IETM系统的PMA能有效帮助舰员进行预防性和修复性维修，改善维修培训，使舰员按照正确的指令，在正确时间、正确地点执行正确的操作和维修，极大地提高舰船运行和维修效率，确保操作和维修质量，它将成为海军舰船综合保障系统的有力工具。