建立以技術資料為核心的直升機綜合保障數據庫

賈云青，孟慶會

(中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001)

0 引言

“綜合保障”又稱綜合保障工程，其源于“綜合后勤保障”(Integrated Logistics Support ,簡稱ILS)，是在裝備研制過程中為滿足戰備和任務要求，綜合規劃裝備所需的保障問題，在裝備部署使用的同時以可承受的壽命周期費用提供與裝備相匹配的保障資源并建立有效的保障系統所進行的一系列技術與管理活動。這種活動要達到兩個目的：一是通過開展綜合保障工作對裝備設計施加影響，使裝備設計得便于保障；二是在獲得裝備的同時，提供經濟有效的保障資源并建立相應的保障系統，以使所部署的裝備是能夠得到保障的[1]。

在我國，“綜合后勤保障”，于軍機稱綜合保障，于民機叫做產品技術支援或運行技術支持，本質上是同一概念，即是為保證產品在其全壽命周期內能得到有效而經濟的各種保障而進行綜合考慮的一系列工程活動。它是從20世紀60年代興起，當前正處于發展時期的一門學科。

1 綜合保障的國內外現狀

近年來，隨著我國軍用直升機的數量、種類、效能的不斷提高和民用直升機的蓬勃發展，無論是在軍機還是在民機中，綜合保障工作的地位都越來越重要，作用也越來越大。目前，我國直升機綜合保障工作已經得到了相當大的發展，綜合保障日漸與國際直升機公司的先進技術接軌，在能力水平上有很大提升。如：MSG-3((Maintenance Steering Group，簡稱MSG)分析技術和方法已廣泛應用于民機， IETM(Interactive Electronic Technical Manual，交互式電子技術資料)從理論研究進入到了實驗性產品開發和初步應用階段，便攜式維修輔助設備、遠程維修支援系統、航保指揮管理系統等保障設備實現了信息化發展，在型號工作中造就了一批具有民航資質的教員隊伍和富有工程經驗的外場綜合保障隊伍，基本建立了健全的民機運行支持體系文件和技術規范。但是，目前我國直升機綜合保障仍是傳統的使用維修保障模式，即修復性維修停留在直升機飛行中發生了故障或失效，空勤人員把飛行中的故障或失效記錄在飛機履歷本上，下機后交給地勤人員，由地勤人員進行故障檢測、診斷和隔離，并進行維修工作。綜合保障工作中仍然存在一些突出問題，如：一線機務維護保障工作中維護資料質量問題；人員培訓過程中沒有系統性強、直觀、易懂的教學資料；備件的供應周期長；維修規劃不合理造成使用成本過高等。因此，綜合保障工作的正常運轉成為制約直升機外場使用效能的關鍵問題。

從世界范圍來看，美國軍方于20世紀60年代首先提出了綜合后勤保障的概念。目前，飛機產品系統的復雜度越來越高，呈現出集成化的發展趨勢，這給飛機綜合保障工作提出了更高的要求。尤其是因信息技術的快速發展，國外綜合保障的發展出現了一些新的變化趨勢：

綜合化：各種技術相互滲透、相互影響，全面促進了現代武器裝備設計、制造、維修和保障過程的綜合化，出現了多學科綜合設計，即充分利用多學科(各子系統)之間的相互作用所產生的協同效應獲得整體性能最優的裝備[2]。

信息化：利用當今快速發展的數字化通信、網絡傳輸等信息技術來完善綜合保障管理、改造現用的后勤保障體系[2]。

仿真化：建模仿真與虛擬現實技術在綜合保障領域的應用具有廣闊的前景，對于縮短產品研制周期，減少武器裝備壽命周期飛躍，提高戰備完好性，解決專家離地，減少維修人力需求以及采用計算機輔助培訓，提高培訓質量都有著極其重要的作用，通過仿真技術不斷檢驗維修方案的可靠性，經過方案優化和改進來提升保障水平，降低保障成本[2]。

智能化：人工智能技術是以計算機為依托的新型技術，在飛機的綜合保障中的應用程度逐漸加深，各個綜合保障系統在復雜的工作環境下能夠自行完成保障工作。以可靠性維修性保障性(RMS)領域為例，智能化故障診斷維修系統(HUMS)能夠在多種類型的飛行中應用，不僅降低了故障診斷時間，同時打破了傳統人工診斷維修的局限性，結合專家系統，能夠在降低成本的基礎上提升維護水平[2]。

軍民合作化：發展軍民兩用的技術和標準，實現軍民的融合[2]。

美軍提出從2015年開始，將目前的基于故障的反應式維修，即傳統的維修保障模式轉化為預先的、主動的、基于狀態的維修[3]，從而實現使用維修保障的一體化[4]。

目前，綜合保障隨著信息化手段的提高和客戶與研發部門交聯程度的加深，已由傳統的序貫式保障模式向并行方式、自主式保障模式[4]快速轉變。

2 建立以技術資料為核心的綜合保障數據庫的必要性

綜合后勤保障活動是圍繞許多與后勤保障工作緊密相關的因素進行的，習慣上將這些與后勤保障直接關聯的因素稱為綜合后勤保障要素。通常把綜合后勤保障要素列為10個項目，即：①維修規劃；②人力和人員；③供應保障；④保障設備；⑤技術資料；⑥培訓和培訓保障；⑦計算機資源保障；⑧設施；⑨包裝；⑩設計接口[5]。

2.1 技術資料與綜合保障各要素之間的關系

技術資料(Technical Data，TD)是綜合保障的要素之一，但又與綜合保障各個要素相互關聯。維修規劃的結果在技術資料中體現，如：維修規劃的維修方案就是直升機的維修大綱或主要維護建議；人力和人員數量和技能又在技術資料的維護手冊的維護程序所需的人員中體現；供應保障中的油脂、備件等補給品又在維護手冊和圖解零件目錄中體現；保障設備的用途在維護手冊的程序中體現；技術資料又是培訓和培訓保障的教材；技術資料的使用、存儲需要計算機資料保障；直升機保障設施的要求又在技術資料中體現；包裝、裝卸、貯存和運輸方案及要求也在技術資料中予以明確；設計接口是指從保障系統的合理性和經濟性對飛機設計提出的反要求，設計接口的結果將直接反映在技術資料中。

2.2 技術資料的內容與設計和用戶的關系

無論是系統結構較簡單的直升機還是系統結構較復雜的直升機,服務用戶的技術資料包括但不僅限于如下部分：

1)飛行手冊：內容來源于性能數據，設計文件和工程圖紙，用于指導用戶的使用。

2)主要維護建議：內容來源于可獲得的可靠性、維修性數據以及保障性分析文件和其他計算文件和分析報告，用于建議直升機用戶何時需做何種維護工作。

3)維護手冊：簡單來講就是告知用戶做維護工作的程序是什么，維護程序中要求有做該項維護工作所需的保障設備、工具、耗材、備件、人力和人員以及操作程序。保障工具、設備與綜合保障要素的保障設備有關，而耗材、備件又與綜合保障要素的供應保障有關，而人力和人員的數量、技能與綜合保障要素人力和人員有關，而人力和人員又是經過培訓的，與綜合保障培訓和培訓保障有關，而維護手冊自身又與其他技術資料相關聯、配合使用。同時，若是做該項維護工作考慮不同用戶的保障設施不同從而有不同的維護程序，那么維護技術資料的內容要求又與綜合保障的要素設施相關聯。而做成交互式電子技術資料又與計算機資源保障相關。維護手冊的內容除來源于工程設計資料外,還從使用和維護方面的驗證試驗結果中獲得。從這里來看，維護手冊這一技術資料與綜合保障的其他幾個要素都有關系，是綜合保障要素展現的一個方面，同時使用維護經驗又與直升機用戶密切相關。

4)系統描述部分、圖解零件目錄、故障分析手冊、布線圖冊、系統原理圖冊、機載設備維修手冊[6]等技術資料：內容來源于設計文件、報告、圖紙、使用維護經驗和邏輯程序產品特性、試驗報告等。

從上面可以看出：技術資料的內容來源于工程設計文件，內容涉及到綜合保障的每一個要素。如圖1所示，綜合保障各要素的規劃和實施在技術資料中展現，技術資料服務于用戶，同時用戶使用和維護方面的驗證試驗結果也在技術資料的內容中反映，技術資料是溝通工程設計與用戶的橋梁和紐帶。從這個方面來講，技術資料的內容包括了工程設計文件和用戶意見。直升機設計、生產、使用和保障過程中產生、傳遞和使用的大量技術信息數據，如工程圖紙、設計說明書、工藝卡、使用技術資料、培訓技術資料和維修技術資料等，都可以歸為技術資料。

技術資料是支持用戶使用操作和維護修理的重要資源。使用操作注意事項直接關乎直升機的安全性，維修技術資料內容的準確性與航空事故有很大關系。為此，美國曾建議制造商在技術資料的數據庫中保留用戶報告的差錯及反饋信息的所有歷史記錄,特別是對安全性或經濟性產生重大影響的維修程序[7]。我國目前沒有建立使用和維護的歷史經驗數據、故障歷史記錄的有效的采集和應用機制。歷史和經驗數據一般產生于直升機的使用過程，直升機交付后,操作人員通過操作實踐總結出來的直升機使用操作經驗，通過一定的渠道和機制反饋給裝備的研制單位，經過設計人員的進一步驗證，用來補充或修改技術資料。維修人員通過操作實踐獲得的故障診斷和修理技術等經驗，通過一定的渠道和機制反饋給直升機的研制單位，通過設計人員的進一步驗證，用來補充或修改技術資料的預防性維修、故障檢查步驟和方法以及修復性維修等內容，以彌補直升機研制階段分析工作做得不充分或不準確的問題。

2.3 建立綜合保障數據庫的必要性

基于技術資料龐大的數據和數據之間的關系，將這些數據進行整理歸類，存儲和共享是一個亟待解決的問題，有必要建立綜合保障數據庫。要建立的數據庫不僅僅包括綜合保障的10大要素信息、工程設計圖解等輸入文件，還應包括直升機的使用操作經驗、信息反饋等數據，并實現高度自動化的綜合保障信息管理。如圖1所示，綜合保障數據庫應實現設計—綜保—用戶的無縫連接，最終服務用戶，使用和維護好直升機。

3 建立綜合保障數據庫的關鍵技術

目前，我國IETM采用歐洲航宇及防務工業集團(ASD)基于S1000D(International specification for technical publications)公共源數據庫的管理系統，已經實現初步試用，可以在此基礎上實現再開發。實現綜保數據庫的關鍵技術有以下兩個方面：

圖1 技術資料與綜合保障要素和設計數據以及用戶的關系圖

1)建立統一標準

綜合保障數據庫的用戶是直升機的設計人員、生產制造人員、產品保障人員和直升機用戶。由于用戶眾多且數據龐大，所以必須高度重視標準化建設工作。標準是實現信息共享的前提和基本保證，綜合保障數據庫的每一部分，每時每刻都離不開標準，只有在標準的指導下進行數據庫建設，才能實現數據庫良好的互操作性與共享性。

為了實現綜合保障數據庫的快速發展，我們要積極借鑒歐美等發達國家的標準體系的成功經驗。本文建議我國航空領域綜合保障數據庫的標準的制定及選擇原則為：

① 盡量采用現有標準，以減少組織、制定標準的費用與風險；

② 同時存在多個標準時，綜合考慮，并結合我國實際情況，盡量選擇國際標準化組織的標準；

③ 盡量選取軍民共用的標準，減少成本費用；

④ 當在多個標準間進行選擇時，還應當綜合考慮標準的頒布時間、應用范圍、實現方式及通用程度、當前的技術條件和對新技術的支持程度等因素；

⑤ 當無標準可用或標準確實不能滿足使用時，則制定國內軍民通用標準。

2)數據庫技術

數據庫技術即數據存儲技術，它是實現綜合保障數據庫開發的關鍵技術之一。

為實現設計、制造、管理、質量保證、維修等的集成，做到產品全生命周期支援，而且要在網絡環境下運行，需要解決網絡環境下的動態、分布式集成產品數據庫技術。

現在企業間的集成已由信息集成發展到過程集成，需要保證管理好所有與產品相關的信息和過程，使各種數據保持定義的唯一性，更改的一致性、快捷性，實現各項工作的有效運作，因此必須解決產品數據管理技術。

4 結論

通過上述分析，得出以下結論：

1)技術資料不只是指導用戶使用和維護的文件，更是直升機產品本身和綜合保障多個要素協調一致的體現。

2)基于技術資料龐大的數據和數據之間的關聯性、準確性，應建立以技術資料為核心的綜合保障數據庫。數據庫應包括產品標識信息、工作狀態與環境信息、故障信息、維修信息、維修差錯信息、五性參數信息、保障性信息等，各要素之間可實現快速的數據交換，能夠在全球范圍內為用戶提供直接服務，從而保障直升機，降低保障費用。

3)現在西方國家都在加快綜合保障信息化技術發展的步伐，國內業界應加快關鍵技術攻關，實現技術轉化，盡快構建適應我國航空領域數據庫發展的標準體系和開發創作應用系統。