李 赟 海軍裝備部 陜西寶雞 721006
淺談某雷達系統交互式電子技術手冊研究
李赟 海軍裝備部陜西寶雞 721006
本文介紹了交互式電子技術手冊的產生和發展過程,簡述了基于S1000D規范制作的IETM的技術特點及簡化分級標準。結合某雷達系統IETM研制工作,提出了一般雷達系統IETM 的基本結構和設計方法,并以該系統編制過程為例,詳細說明了將裝備現有紙制手冊資料轉換為交互式電子技術手冊的過程。
交互式電子技術手冊;雷達系統
IETM (Interactive Electrical Technical Manual)作為一種電子技術手冊,不僅實現了技術手冊的數字化,而且具有交互功能,能夠使用戶根據自己的需求,方便靈活地使用技術手冊。可有效地解決傳統裝備紙質手冊文檔信息管理模式帶來的諸多問題,極大提高現代裝備維修保障效率。在國外許多大型武器裝備均已配備了交互式電子手冊,國內目前主要應用對象多在航空工業領域。隨著信息技術的發展和國內航空、船舶等國防行業積極開發研究,我國IETM技術的研究和應用已經進入快速發展階段。
隨著武器裝備的發展以及對技術資料重視程度的提高,單純的紙質技術資料已經滿足不了信息化時代的需要,其主要問題表現為:一、隨著新型武器裝備的技術資料的增多,軍方采購和使用成本大幅度的增加;二、裝備維修時,本應盡快的解決問題,而大量的紙質資料卻使得維修人員查詢困難,嚴重影響維修效率;三、裝備的技術狀態隨著使用階段和壽命階段的不同而不同,因此,技術資料也必須不斷的更新完善,但是,紙質資料的維護工作因為數量的龐大而變得十分困難,而其延遲更新造成的后果卻會嚴重影響裝備維護工作的正常開展。
為了解決紙質資料暴露出來的問題,美國國防部于20世紀80年代后期啟動了一系列研究項目來研究技術資料數字化的可行性及有效性,最終提出了技術資料電子化的實現方法-IETM,并制定了一系列標準規范。同期歐洲的航空工業協會與英國國防部也成立了一個工作組專門負責開發一個技術出版物的國際規范,將其稱為交互式電子技術出版物(Interactive Electrical Technical Publication,IETP),并于1989年頒布了第一個正式版本Spec 1000D,隨后美國也于1998年加入了S1000D的發展工作。目前,國際上大部分國家都在采用S1000D標準,我國的IETM也是基于S1000D進行開發的。
隨著研究工作的深入開展,IETM正向著標準化、集成化、網絡化、智能化的方向快速發展。目前國內編制的IETM大多以網頁形式發布及顯示,與國外相比還有些差距,但其對于我國IETM的應用和發展有積極的推動作用。
基于S1000D標準的交互式電子技術手冊的技術特點主要包括以下幾個方面:1)內部數據模塊采用統一的標準格式,各模塊之間可以相互調用;2)內容可包括裝備的技術說明、使用說明、零部件圖解、維修記錄等信息;3)存儲介質靈活,可以包括硬盤,DVD等,也可以輸出為紙張格式;4)通過開發及發布平臺,提供貼近用戶、操作快捷的用戶接口;5)具有很強的網絡通信和數據交換功能,可進行快速的數據資料更新。
由于開發IETM的機構不同使得其采用的標準也不盡相同。最新的行業規范根據IETM所包含的功能將其簡化分類為兩類:Type1、Type2。
1)線性結構IETM(Type1)
描述了簡單功能的IETM,具有一定的交互性,可以認為其是面向頁面的,能夠在屏幕上瀏覽,也可以輸出為紙質手冊。
2)非線性結構IETM(Type2)
從技術實現手段上來看比線性結構復雜,交互性和故障診斷性能較強,一般打包為IETP,在屏幕上交互瀏覽。
S1000D規范中提出的面向頁面的出版物與IETP,正好與這兩種分類方式相吻合。
3.1某雷達系統IETM功能特點
1)數據完整性:為了使用戶能夠系統地了解整個雷達系統,IETM中包含了系統所有相關資料,包括技術說明說,使用維護說明書,圖解零部件等;在數據引入、編寫發行時,通過數據檢查及驗證來維護數據的完整性。文件由文檔管理系統通過鎖定文檔和檢入、檢出功能進行維護,確保文件不會丟失;
2)數據形式多樣化:為了使用戶能夠更容易地理解雷達系統的組成和原理,該雷達系統IETM不僅提供了豐富的文字內容,還提供了其它類型的數據形式,包括圖片、多媒體(動畫,影音)等;
3)具有友好的人機交互界面:按照S1000D標準進行規范設計的操作界面采用 的Web瀏覽器窗口,主要包括主功能區、目錄區、主內容區等,用戶可以按照交互界面的提示信息瀏覽整個IETM系統;
4)信息查詢功能:對于那些對系統不是很熟悉的用戶,可以使用交互式查詢界面直接定位所需信息;
5)培訓功能:通過交互式界面用戶可以快速獲取所需的技術信息,可以達到與傳統培訓相同的效果;
6)版本控制功能:實現了對數據模塊更改的控制,具有快速有效性。
3.2IETM 設計開發過程
在設計交互式電子技術手冊的過程中,首先分析現有的紙質資料是否足夠豐富,確定需要編制的手冊類型,可直接使用雷達系統研制生產過程中的各類過程文件(電路圖設計,程序設計等);其次,為了使用戶更容易了解系統原理與組成,在設計時需考慮向用戶提供多種形式的數據文件,包括文字,圖形,動畫,聲音等,此時需要制作相關多媒體資料;第三,建立產品的分解結構(可按照雷達整體體系結構定義至分機模塊級),并定義SNS(各分機系統劃分)編碼;第四,對產品分解結構中所有節點進行分析,確定各分機所需的技術信息并分配適當IC(信息碼);第五,確定數據模塊需求列表(DMRL)所需要包含的DM(數據模塊)標識信息,形成初步的DMRL;第六,根據DMRL使用開發平臺編制相應的數據模塊(DM);第七,完成IETM手冊編制,實施發布。IETM設計開發過程如圖1所示。

圖1 數據集詳情

圖2 IETM閱讀系統結構圖
最終發布的某型雷達IETM電子技術手冊出版物由安裝包及IETM使用說明書兩部分組成。安裝包的主要內容為IETM安裝環境及IETM閱讀系統。最終出版物由兩份文件組成,包括《技術說明書》以及《使用維護說明書》。IETM閱讀系統的設計目的是便于使用人員能快速查找當前所需的全部、最新的技術信息,系統提供了靈活多樣的信息訪問方式,包括目錄樹導航、關鍵字查詢、全文檢索等。除此之外,系統還提供了用戶驗證、適用性過濾、資料更新管理、個人信息管理、意見反饋及標注等功能。詳細結構功能圖如圖2所示。該系統最強大的功能之一是故障隔離指導能力,使用的排故方法類似于傳統技術文檔中提供的故障隔離邏輯框圖,但是,系統解決了在復雜的流程圖中,有時需要依靠經驗進行導航的問題。故障隔離信息以線性方式,逐步呈現給用戶。每一步驟均包含詳細說明及提出的問題,用戶只需簡單回答“是”或“否”,或者按照要求進行裝備測試驗證,系統會根據回答按照分支結構執行下一步驟,或者根據用戶驗證后的結果確定顯示的下一步驟。這種通過對話框與用戶交互,使用邏輯引擎解算分支路徑的方法,可以簡化復雜的維修程序。
某型雷達IETM系統遵循了S1000D標準,依托國內IETM編制與管理發布平臺,采用XML文檔技術以及交互式3D技術,按照IETM設計開發流程,對裝備現有的技術手冊、上百幅插圖進行了格式標準轉換,實現了該型雷達技術資料的模塊化編制、標準化存儲、單一化數據源管理、電子化交付、交互式使用和全壽命管理,為裝備的維修培訓提供了有力的保障。目前,該系統已交付用戶試用,安裝形式為便攜式平板計算機及臺式計算機兩種,基于此系統的部署應用,用戶能夠使用電子資料對問題故障進行快速有效的排查,而產品承制方則能與用戶建立長期的信息交換渠道,可以實現對某型雷達裝備的全壽命周期的信息綜合保障。
3.3IETM 設計實施過程中的注意事項
在IETM的設計實施過程中,必須注意以下幾個事項:
1)在實施項目之前,用戶、IETM承制方、合作單位之間必須達成一致的業務規則約定,可以說,定義SNS編碼,確定IC是項目實施的重點;
2)在進行紙質資料模塊化的同時必須確保資料的準確性;
3)在設計時必須從用戶角度出發,考慮到IETM對用戶就是一個診斷和維護裝備所必須的技術信息包,且其具有實時培訓的功能,需要提供更強的交互顯示功能,在內容組織以及格式編排上進行必要的優化。
經過十余年的快速發展,IETM在國防工業中的應用也越來越廣泛,相應的國家標準及軍用標準都已經制定完成。IETM是實現武器裝備全壽命周期保障的基礎性工程,其在國內的發展研究必能大大加強我軍的裝備保障水平。
[1]朱興動,《武器裝備交互式電子技術手冊-IETM》,國防工業出版社,2009.12;
[2]彭喜元,楊智明,彭宇等,某測試系統交互式電子技術手冊(IETM)的研究,測試技術學報,2004.8;
[3]王崇,交互式電子技術手冊研究,電光系統,2005.6。