礦山行業交互式電子技術手冊（IETM）探索與實踐

姜建軍，張士忠，安慶九，殷志華，于曉剛

（1.招金礦業股份有限公司,山東 煙臺 265400；2.廣州學府設備管理工程顧問有限公司，廣東 廣州 510000；3.廣州廣志信息科技有限公司，廣東 廣州 510000）

1 IETM的定義及作用

1.1 IETM的定義

交互式電子技術手冊(Interactive Electronic Technical Manual)，是一種應用計算機技術設計制作、以數字化形式存儲，通過人機交互方式提供裝備基本原理、使用操作和故障維修等內容的電子技術出版物。

隨著科技的創新，IETM也有了更豐富的內涵，目前還綜合了專家系統、人工智能、自動診斷、故障隔離以及培訓等其它處理過程,并可嵌入到便攜式維護輔助裝置和自動測試設備中，或儲存在云端服務器上，交互性更強，能夠直接指導實際工作。

它綜合應用了計算機多媒體、數據庫和互聯網等技術的優勢,將內容繁雜的操作手冊、維修手冊等信息,按照有關的標準有機地組織管理起來,并以最優化的方式將文字、表格、圖像、工程圖形、聲音、視頻、動畫等多種信息形式顯示在電子屏幕或移動終端上,并以交互的方式進行查閱,將維修技術人員或系統操作人員所需的信息,精確地展現在使者面前,保障裝備的使用和維護活動的實施。

1.2 IETM的特點與作用

IETM克服了傳統紙質技術手冊重量體積大、使用不便、更新困難、數據無法共享等不足，能夠有效提升各類裝備尤其是復雜技術裝備的保障水平，它具有原來技術手冊所不具備的幾個新特征：

（1）優化了信息的呈現樣式，利用計算機或移動終端為載體，具有預覽、翻滾、縮放、色彩、動畫、聲音、錄像等附加性能，信息內容具象化，易于理解和掌握。

（2）信息之間相互關聯，可以方便快捷地查找所需信息，實現了數據與人的交互。

（3）信息可以及時地更新和同步修訂，方便傳播，易于反復地學習和練習。

IETM的核心作用是裝備技術資料的管理、故障隔離、維修指導、數字化培訓，同時基于結構化、標準化數據結構，實現內、外部系統的技術信息集成、共享。可以給裝備的使用、修理和維護工作帶來顯著改進，即使是沒有經驗的維修人員，也能通過學習，毫無困難地操作和維修各種復雜裝備。

1.3 IETM的應用與發展

IETM的最早應用是在1997年，美國國防部門首先使用IETM對現役裝備的技術手冊管理，隨后在歐洲也逐步從軍方開始使用，并逐步形成了IETM的標準，如S1000D、MIL-PRF-8726A等，目前已經更新到了4.0版本，廣泛應用于國防、航天、航空等各個領域。

我國的IETM研究起步比較晚，研究單位主要是軍事學院和大專院校，目前的應用也逐步由軍隊的裝備管理，轉向工業設備及日用消費品的管理，其中在電子消費品的使用說明方面應用最廣。

2 招金礦業發展需求及IETM探索

招金礦業總部位于山東招遠，成立于2004年。公司具有黃金生產的完整產業鏈，集勘探、開采、選礦及冶煉于一體，主要生產工藝技術及設備達到國內領先和國際先進水平。公司主營業務遍及新疆、甘肅、內蒙古、山西、遼寧等全國主要產金區域，擁有生產礦山30余家。公司秉承“金脈承千年，仁義結天下”的發展理念，憑借優越的地理位置、豐富的礦產資源、領先的工藝技術和創新的管理模式，一直處于國內同行業的榜首。

招金礦業在設備管理方面自2015年啟動全優生產保障體系（TOPS），同時在企業內全面推行設備全壽命周期管理，并于2018年推行中國設備管理體系標準，實現“雙輪驅動”，設備管理取得了很大的進步。隨著公司的快速發展，公司未來幾年規劃建立“四化融合”的“智慧礦山”，因此在設備管理方面，需要繼續大力推進，助力企業的轉型升級。

但是，由于礦山行業的特點，設備種類多，設備環境惡劣；礦區及井下作業面積廣，設備需要維護的工作量非常大；設備維護時需要的技術資料和文件規范化不夠，造成設備維護過程中時間長，標準不統一；員工的維護技能及維護水平參差不齊，年輕員工的培訓時間長，員工成長比較慢。這幾個問題制約著公司的發展，為徹底解決這些問題，公司決定與廣州學府合作，研究探索適合招金礦業的IETM，同時為礦山行業設備管理開辟新的管理模式。

廣州學府作為國內設備管理理論的奠基者和引領者，將積累了多年的設備管理方面的很多經驗與信息化融合，于2013年建立了自己的信息化團隊，并開始了中國設備管理IETM的探索和研究。廣州學府團隊在設備“智能維護”和“交互式電子技術手冊（IETM）”方面一直處于國內領先的地位。招金礦業與廣州學府合作，共同開發礦山設備的IETM系統。

3 招金礦業IETM的主要功能

根據招金礦業各企業的實際情況，利用先進的管理理念，開發實現了符合礦山行業需要的IETM系統。

3.1 制定和完善設備的技術手冊

IETM的基礎是設備管理的流程和各種技術手冊，沒有完整的設備管理手冊，IETM無法實現技術資料的展示和相互關聯。由于企業的特點，設備種類比較多，設備的役齡也比較長，造成部分設備的技術資料不完備，設備維護和修理的技術標準也不齊全，因此首先需要建立設備的技術手冊，主要包括：

設備的基礎資料—— 如設備的分類、設備編號、設備參數、零件圖紙、設備的履歷檔案等。

設備的技術標準 如維修技術標準、作業標準、驗收標準、維修——定額、現場管理標準等。

設備的知識積累資料—— 如設備的常見故障分析、維修案例、升級改造檔案等。

3.2 技術手冊內容的電子化

針對每類設備編制技術手冊后，用文字、圖像、動畫、聲音、錄像等多種形式，以數字格式存儲技術手冊的各項信息。將關鍵部位的維修過程，常用現場錄像的方式進行記錄和編輯，制作成詳細的操作視頻標準。

3.3 實現IETM的功能

定制開發IETM軟件平臺，搭建系統結構，關聯設備的技術手冊、人員角色和顯示設備，形成人機的交互式管理。

根據以上三方面的主要內容，研究開發的IETM手冊可以實現以下功能：

（1）計算機和移動終端（手機等）顯示人機交互界面，登錄系統以后可以實現功能導航，根據人員角色的配置，實現對應的功能的展示形式。

（2）實現通用設備技術手冊內容的錄入、顯示、下載和修訂功能，支持手冊添加和定制。

（3） 展示設備的基礎信息，包括設備的分級、編號、型號規格、供應商、履歷等。

（4）可以展示設備的體貌，建立設備樹，實現分級分層展示各個部件、零件的形狀、圖紙以及原理圖、裝配圖、電路圖等。

（5）展示設備或部件的維修技術標準，包括維修準備工作、維修順序、維修工時、驗收標準等。

（6）關鍵部位的維修，可以播放操作錄像，并逐步解說操作的關鍵點。

（7）提供靈活的微服務模式，便捷新增模塊，記錄現場維修所消耗的物質和備件，與EAM系統連接，直接查找備件及庫存管理。

（8）展示維修現場的安全要求及注意事項。

（9）對維修的案例進行匯，形成案例庫。

（10）實現對新員工的培訓和演練。

4 招金礦業IETM的成果及應用

招金IETM系統整合了先進的設備管理思想，前沿的專業技術知識，搭建了精巧的軟件架構，呈現了用戶友好型的UI界面，實現了“零”學習成本的使用。

招金IETM突破性的創新功能和結構包括：

（1）本平臺融入了TnPM（全面規范化生產維護）的管理理念，踐行“規范一切，一切規范”精神。例如，通過如下的作業網絡圖，規范了作業流程。

（2）以設備樹形結構展開設備的組成結構和作業標準，平臺在數據結構的邏輯性和關聯性的方面表現更強。

（3）開發的系統平臺突破傳統的IETM文件格式和數據儲存方式，一般IETM的文件多為HTML單體文件包、PDF、EXE等格式，本平臺采用基于數據庫+文檔的多文件格式，將所有的技術手冊中的數據信息制作成強大的數據庫形式，使用數據庫管理系統（DBMS）來管理所有數據內容，交互性能強。數據庫中除了包括靜態數據外，還可以擴展加入過程數據，用于支持遠程故障診斷、在線培訓、專家系統等。其優點表現在：方便查詢，能迅速定位數據信息；便于數據的集成，易于數據多樣性的顯示；安全性更高，易于擴展和修訂管理；

（4）系統的程序源代碼全部由廣州學府團隊編寫，可以結合公司的實際情況進行客戶化定制，使用性更強。

（5）設計開發了用戶友好型人機界面。系統的使用方法類似于智能手機，開機即用。用戶使用前不需要特別培訓，“零”學習成本。界面具有招金礦業特色，符合礦山、冶金行業特點。界面簡潔，功能強大，能快速索引到—— 存儲的海量技術信息。

（6）支持移動終端。可以在智能手機、平板、移動點檢儀等兼容設備上使用。

（7）綜合使用了文字、圖片、動畫、視頻等展示形式，使維修人員更容易掌握作業方法和標準。

（8）作業標準涵蓋了設備的關鍵作業。以某型號鏟運機為例，作業標準清單如下表：

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通過IETM的探索和應用，大力提升了招金礦業的設備管理水平。招金礦業完善了各種標準200多份，現場維修時間明顯下降，員工的培訓效果顯著改善，提高了管理溝通的效率。IETM平臺的建立，將所有的設備互聯，打通了人機交互的渠道，為招金礦業“智慧礦山”的建設突破了關鍵的一環。

5 IETM的未來及展望

隨著“中國制造2025”宏偉計劃的推進，中國制造業正在邁向“智能制造”的時代。工廠使用了更多的智能設備，工廠無人化、少人化的趨勢日益明顯，設備管理在整個工廠管理中的重要性日益突出。

設備管理的理論和實踐也正在突飛猛進地發展。人工智能（AI）、大數據（BD）、物聯網（IoT）技術的出現和成熟，為設備管理的發展提供了新的可能性。正如李葆文教授指出的“隨著信息技術的普及，基于大數據的維修模式（BDBM），智能點檢、智能診斷、智能備件、智能檢修指引、智能工業集成等也正在成為新的技術手段，成為傳統產業向智能制造轉型的技術支撐”。

IETM推動了維修作業的標準化、電子化及交互化，為人工智能（AI）、大數據（BD）、物聯網（IoT）等技術在設備管理領域的應用，破除了壁壘，打下堅實的基礎。

通過IETM的探索和應用，招金不僅大大提高了設備管理的水平，減少了設備的維修時間，對員工的培訓和成長起到巨大的作用。對于下一步邁向智能維護，應用基于大數據的維修模式（BDBM），意義重大。隨著IETM在招金的投入使用，將進一步完善和擴大應用范圍，打造適合礦業行業的標準。

6 小結

IETM有力推動了維修作業的標準化、電子化及交互化，為人工智能（AI）、大數據（BD）、物聯網（IoT）等技術應用在設備管理領域打下堅實的基礎。助力中國制造業轉型升級，邁向智能制造。

對于IETM的開發和應用，已經帶來了巨大的經濟效益和社會效益，特別是在軍事領域的應用，甚至直接體現著一個國家的國防水平。隨著我國制造業的強大，應用于生產的裝備水平也越來越高，若能夠將IETM應用于企業的設備管理， 一定也有非凡的效果。

作為黃金行業的領頭羊的招金礦業與設備管理的領導者廣州學府，共同研發了適用于礦山行業的IETM，不僅給企業帶來了巨大的效益，而且開創了國內IETM應用的先河。

本文介紹的IETM具有完全著作權，系統架構完全自主開發，系統融入了先進的設備管理理念，具有設備技術標準完善、資料邏輯結構完整、表現形式多樣、人機交互界面友好、使用方便等特點。為招金礦業帶來了實實在在的好處，引領我國礦山行業IETM的發展方向。