IETM等級劃分研究

丁 凡 石教華

（1.中航工業綜合技術研究所， 北京 100028；2.中國電子科學研究院， 北京 100041）

上個世紀90年代初，隨著美國國防部提出CALS計劃并逐步推進和實施，“交互式電子技術手冊”（Interactive Electronic Technical Manual，IETM）從概念變為了現實。美國國防部要求所有自1997 年開始的重大采辦項目均采用IETM 技術，并投入大量經費對現役裝備的紙型技術手冊進行IETM 改造。由于信息技術發展日新月異，承包商所采用的IETM制作方法也越來越多，為了幫助裝備采購管理人員理解IETM并正確評估IETM的制作費用，美國海軍水面戰中心（Naval Surface Warfare Center， NSWC）發布了一份名為《DoD Classes of Electronic Technical Manuals》的文件，提出了電子技術手冊等級劃分的依據和方法。

本文對美國海軍水面戰中心提出的電子技術手冊等級劃分方法進行研究，分析了該方法的不足之處，介紹了IETM功能性矩陣的發展和演變，對我國編制武器裝備IETM標準提出了建議。

1 美國海軍IETM等級劃分

1.1 索引式電子頁面圖像——第1級

此類電子手冊主要由數字化的頁面圖像構成，是美軍最早實現的電子技術手冊。由于20世紀80年代計算機技術處于發展初期，只能通過掃描紙型手冊獲得電子頁面圖像，然后添加、編輯正文前資料（如目錄、圖形和表格等）實現智能索引，用戶只能通過正文前資料查詢并訪問相關技術內容，技術內容以頁為單位進行顯示，并且可以頁為單位直接打印輸出。

1.2 滾動式電子文檔——第2級

許多此類電子技術手冊采用了SGML（通用標準標記語言）技術，一般與紙型手冊一一對應，其制作方法如下：先將紙型手冊中技術內容依據章節順序劃分為數據片段，并按照統一的文檔類型定義（DTD）生成/轉換為SGML文件，添加相應的鏈接（如表、圖形、音頻、視頻以及專家系統等外部應用程序），最后根據手冊中的前后順序將數據片段組合起來，按照統一的樣式生成電子頁面式手冊。

此類手冊能夠提供關鍵字查詢功能、書簽功能、自動提示功能和光柵、矢量圖形顯示功能等，用戶通過目錄表訪問手冊中相應內技術內容，也可以通過控制滾動條直接瀏覽整個手冊。由于紙型手冊中的技術內容可能有重復，此類電子技術手冊的數據片段中有冗余數據。

1.3 線性結構IETM——第3級

線性結構IETM的數據組織方式與滾動式電子文檔大致相同，即以傳統紙型手冊的技術內容（線性結構）組織技術信息，根據技術信息內容（如描述信息、故障信息等）不同劃分為數據片段，按照MIL–PRF–87269A《Revisable Database for Support of Interactive Electronic Technical Manuals》要求生成/轉換為SGML文件，最后按照手冊中的前后順序將數據片段組合起來，生成電子手冊。此類電子技術手冊在功能上與滾動式電子文檔（第2級）相比有較大的提高，除了第2級IETM所具有的功能以外，還能夠以對話框方式實現交互，并且圖形與文字分窗口顯示，能夠提供瀏覽記錄和交互式輔助維修等功能。

線性結構IETM可以消除冗余數據，但是基于考慮節省費用或是向用戶提供直接打印成冊（紙型）功能要求，許多冗余數據被保留下來，如通用的警告和注意信息、一些相同的維修操作步驟等。

1.4 基于層次結構數據庫的IETM——第4級

前幾級電子手冊的數據組織都是基于章節、段落等傳統的線性出版方式，只是在展現方式上由于采用了計算機技術而有所不同，而層次結構IETM與前幾類手冊完全不同。盡管層次結構IETM的數據對象（或數據片段）也是按照MIL–PRF–87269A要求生成/轉換，但數據對象中的技術內容均按照后勤保障分析記

錄（Logistic Support Analysis Record，LSAR）要求進行組織，并存儲在基于后勤保障分析（Logistic Support Analysis ，LSA）原理和格式要求的層次結構的數據庫中，這樣不僅消除了數據冗余，而且減少了IETM數據更新的次數和工作量。

層次結構IETM的用戶界面按照MIL–PRF–87268A 《General Content, Style, Format, and User Interaction Requirements for Interactive Electronic Technical Manuals》要求設計，能夠向用戶提供更多樣的交互式訪問方式，使用戶能夠更加快捷、方便訪問其所需的信息（包括文字、表格、圖形、音視頻等），并向用戶提供基于功能系統或結構的導航訪問方式，而不是傳統的基于頁面/章節的導航和顯示方式。因為第4級IETM的技術信息存儲在層次結構的數據庫中，無法作為一個整體打印成紙型形式（以線性方式輸出），只能提供數據單元的打印功能。

1.5 基于集成數據庫的IETM——第5級

此類IETM將專家系統、智能診斷系統、培訓輔助系統等與裝備的技術信息數據庫（層次結構）相集成，向用戶提供故障隔離、操作指導等先進功能，從而更快速和準確地幫助用戶完成任務。第5級IETM允許各個領域的專家將他們的實踐知識導入系統，并使之能夠得到正確的重復使用，實現知識的動態擴充。用戶通過IETM的界面可以直接訪問專家系統或智能診斷程序，以幫助缺乏相關經驗和技能的人員順利完成復雜的工作程序。

美軍電子技術手冊5級劃分圖形化表示見圖1[1]。

2 等級劃分方法和不足

美軍電子技術手冊主要從數據格式、顯示方式、功能等方面綜合考慮進行等級劃分，具體內容見表1。

2.1 數據的格式

數據格式是電子技術手冊等級劃分的核心，因為數據格式決定了IETM的功能和顯示方式。從電子頁面圖像到SGML文件，從線性關系SGML文件到層次關系SGML文件，從按照一個手冊一個DTD方式生成SGML文件到根據技術內容不同采用不同DTD生成SGML文件，數據的格式和處理方式越來越復雜，IETM的功能也越來越強大。

2.2 顯示方式

顯示方式是評價電子技術手冊交互性的關鍵指標，從單一的頁面圖像到帶目錄導航的滾動電子頁面文檔，從文字與圖形同窗格顯示到文字與圖形同時分窗格顯示，用戶不僅可以更方便地查詢和瀏覽技術內容，而且可以最大化獲取相關技術信息。

2.3 功能

功能是評價電子技術手冊性能的關鍵指標，關鍵字查詢、熱點鏈接、對話框交互、交互式圖形等功能表明IETM不是簡單的將紙型手冊數字化，而是充分利用先進的信息技術幫助用戶更快、更多、更準確的獲得技術信息數據。尤其是第4、5級IETM，將傳統紙型手冊的線性（章節順序）技術出版方式改變為按照武器裝備功能系統/結構劃分的層次結構技術出版方式，對提高武器裝備保障水平起到了極大的促進作用。

表1 電子技術手冊等級劃分

在上個世紀90年代，由NSWC提出的電子技術手冊5級劃分方法對促進IETM的研制和應用起到了積極的作用。隨著信息技術發展和相關標準體系建立，IETM的概念和用途逐漸被用戶理解和熟悉，電子技術手冊5級劃分方法已不能滿足用戶實際需要，如5級劃分方法中關于IETM功能的規定過于簡單，不利于用戶對IETM進行功能定制；數據格式標準MIL–PRF–87269因缺乏必要的更新維護已經過時[2]，限制了新信息技術的使用，需要采用新的方法指導IETM的研制和應用等。

3 IETM功能性矩陣

1998年在美國國防部的支持下，美國航空航天工業協會（AIA）聯合工業部門和軍方成立聯合工作組，研究一種新的IETM采購價格評估方法，以適應信息技術飛速發展給IETM研制帶來的影響，并解決因IETM等級劃分理解不同造成的軍方和承包商之間的矛盾。

考慮到IETM即具有典型軟件產品的特點，又包含裝備的技術信息，尤其是IETM具備的一些交互式多媒體培訓和智能故障診斷功能，會對IETM研制費用造成較大影響，工作組經過研究提出了IETM功能性矩陣的解決方法，并編制了《電子技術手冊費用評估指南》，但是相關文件未獲得美國國防部批準。

2002年，北約集成技術數據（Integrated Technical Data，ITD）互操作性的特殊工作組確定了基于S1000D規范構建北約IETM標準化解決方案[3]。因此AIA在美國國防部的支持下，與AECMA簽署協議加入S1000D規范編制和維護工作，共同發布了適用于陸海空所有裝備的2.0版S1000D規范。在該規范第6章中，AIA根據前期工作的成果提出并添加了功能性（functionality）等相關內容，規定了IETM功能的名稱、定義和示例，幫助用戶對IETM的功能進行定制。

在隨后發布的S1000D規范中，IETM功能性內容不斷得到補充和完善，對于一些容易引起誤解的功能均給出較為詳細的定義和示例。最新的4.0版S1000D規范中，IETM的功能性主要包括以下主要內容[4]：

● 訪問控制功能（Access）；

● 注釋功能（Annotation）；

● 傳遞和分發功能（Delivery and Distribution）；

● 診斷和預測功能（Diagnostics and Prognostics）；

● 外部程序功能（External Processes）；

● 圖形功能（Graphics）；

● 鏈接功能（Linking）；

● 導航和跟蹤功能（Navigation and Tracking）；

● 打印功能（Printing）；

● 特殊內容（Special Content）；

● 更新功能（Updates）；

● 用戶操作方式（User Operation Mode）。

目前，歐洲多個軍用裝備的IETM采辦項目均采用了功能性矩陣，美國各軍兵種也已經開始利用功能性矩陣進行IETM采辦，其中美海軍航空司令部發布了《海軍飛機IETM采購和標準的政策》，明確提出按照功能性矩陣進行IETM采辦的要求[5]；美空軍和陸軍不僅參加了AIA組織的IETM功能性矩陣研究工作，而且對相關文件、標準進行修改以方便裝備采辦人員利用功能性矩陣進行IETM采辦。

表2 我國裝備IETM的基本功能列表

表3 我國裝備IETM的擴展功能列表

4 我國IETM標準編制建議

隨著S1000D被確定為北約IETM標準，基于S1000D規范構建我軍IETM標準逐步得到軍方和工業部門專家的認可，但由于我國目前對IETM的認識和應用水平與國外相比存在較大差距，在IETM的功能性要求上必須結合我國的實際情況，走分階段逐步完善的道路。

經過分析研究，建議現階段我國裝備IETM的功能性要求由基本功能和擴展功能組成，其中裝備IETM的基本功能是IETM必須具備的功能，主要參考S1000D規范功能性矩陣和美軍IETM等級劃分中第3級的功能進行規定，具體內容見表2；擴展功能是裝備IETM可以提供或添加的功能，主要包括S1000D規范功能性矩陣中定義的、我國目前IETM研制技術能夠實現的功能，具體內容見表3。

裝備IETM標準的功能性要求劃分為基本功能和擴展功能，既體現了標準的先進性、合理性，又具有很強的可操作性、指導性，對于推進我軍裝備IETM的研制和應用，提高軍方和工業部門對IETM的理解，具有積極的促進作用。

[1]《INTERACTIVE ELECTRONIC TRAINING MANUAL (IETM) GUIDE》，DSMC IETM Guide.

[2]“DON Policy on Digital Product/Technical Data” , Department of the Navy Memo of 23 Oct 04.

[3]《NATO Integrated Technical Data (ITD)Interoperability Task Force Roadmap》，http://www.dcnicn.com/IETMCentral/Roadmap_2002.

[4]ASD/AIA/ATA S1000D規范4.0版[S].

[5]《POLICY FOR PREPARATION AND STANDARDIZATION OF NAVAIR INTERACTIVE ELECTRONIC TECHNICAL MANUALS (IETMS)》， Naval Air Systems Command.