深海載人潛水器運(yùn)維保障平臺(tái)核心模塊解決方案

吳鼎辰

（中國(guó)船舶科學(xué)研究中心，江蘇 無(wú)錫 214082）

0 引 言

綜合保障支撐被引入我國(guó)的時(shí)間較晚，發(fā)展的時(shí)間也較短。20 世紀(jì)80 年代，根據(jù)國(guó)外的“綜合后勤保障”概念，我國(guó)提出了“綜合保障工程”，并主要應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，綜合保障的預(yù)先研究和技術(shù)方法研究項(xiàng)目也先后開(kāi)展，同時(shí)在一些裝備研制過(guò)程中也同步開(kāi)展保障性分析的工作，但是總體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)綜合保障技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，相關(guān)研究相對(duì)于國(guó)外還有差距，綜合保障的應(yīng)用水平還有待提高。國(guó)內(nèi)在飛機(jī)和汽車(chē)等領(lǐng)域，綜合保障支撐系統(tǒng)已有應(yīng)用，但在深海潛水器領(lǐng)域還屬空白，而潛水器的維護(hù)保養(yǎng)、拆檢維修測(cè)試、作業(yè)運(yùn)行和狀態(tài)監(jiān)控是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，亟須建立高效的運(yùn)維保障平臺(tái)系統(tǒng)，在服務(wù)好深海勇士號(hào)和蛟龍?zhí)枬撍鞯耐瑫r(shí)，為正在研制的萬(wàn)米潛水器提供技術(shù)支撐。

此運(yùn)維保障平臺(tái)旨在解決深潛器交付用戶(hù)單位后的深潛器作業(yè)運(yùn)行過(guò)程、深潛器在役設(shè)備及物料備件、深潛器維護(hù)保養(yǎng)及故障維修等核心業(yè)務(wù)管理方案。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

結(jié)合深潛器的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，平臺(tái)需要提供的核心模塊包括深潛器產(chǎn)品組成管理，在役設(shè)備及物料備件管理，作業(yè)運(yùn)行全過(guò)程管理，深潛器維護(hù)保養(yǎng)及故障維修管理。通過(guò)模塊之間數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)反饋，形成潛水器運(yùn)行過(guò)程及系統(tǒng)設(shè)備的閉環(huán)管理。運(yùn)維數(shù)據(jù)流向圖如圖1 所示。

圖1 運(yùn)維數(shù)據(jù)流向圖

1.1 深潛器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理設(shè)計(jì)

深潛器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)描述了潛水器各系統(tǒng)和部件的總分關(guān)系及隸屬關(guān)系，平臺(tái)通過(guò)樹(shù)形關(guān)系定義潛水器的產(chǎn)品組成邏輯結(jié)構(gòu)，形成一種以分系統(tǒng)、部件及零件為節(jié)點(diǎn)的層次關(guān)系樹(shù)結(jié)構(gòu)。設(shè)備樹(shù)為運(yùn)維系統(tǒng)的建立和運(yùn)行提供基礎(chǔ)性框架。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)是后續(xù)建設(shè)深潛器在役設(shè)備、作業(yè)運(yùn)行過(guò)程和維護(hù)保養(yǎng)工程等相關(guān)管理模塊圍繞的核心。

平臺(tái)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以樹(shù)形進(jìn)行管理，第一層樹(shù)節(jié)點(diǎn)定義分系統(tǒng)（例如，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)），對(duì)應(yīng)產(chǎn)品邏輯結(jié)構(gòu)上的分系統(tǒng)概念；第二層樹(shù)節(jié)點(diǎn)定義部件信息，對(duì)應(yīng)邏輯結(jié)構(gòu)上的部件概念（例如，生命支持、艙內(nèi)舾裝）；第三層樹(shù)節(jié)點(diǎn)定義零件信息，對(duì)應(yīng)邏輯結(jié)構(gòu)上的零部件（例如，供氧面板、供氣面板），第三層樹(shù)節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)往下進(jìn)行多層級(jí)自定義拓展，對(duì)應(yīng)零部件下的隸屬子零件。數(shù)據(jù)的初始化可以通過(guò)WebService接口以從上游系統(tǒng)獲取或者通過(guò)結(jié)構(gòu)化文件導(dǎo)入。

平臺(tái)應(yīng)對(duì)設(shè)備樹(shù)上的每個(gè)零部件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行唯一的識(shí)別編碼，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)設(shè)備信息的建檔、查詢(xún)、讀取、輸出等。編碼的方式可以參考從設(shè)備上游分系統(tǒng)開(kāi)始自上而下拼音縮寫(xiě)組合，例如，右舷云臺(tái)相機(jī)隸屬電氣分系統(tǒng)下的觀通子系統(tǒng)，那么編碼可以定義成DQ-GTYXYTXJ，DQ 代表電氣系統(tǒng)，GT 代表觀通系統(tǒng)；同時(shí)為了解決某個(gè)部件有不同廠家的設(shè)備輪換使用，在該編碼基礎(chǔ)上再加一段廠家編碼用以區(qū)分：DQ-GTYXYTXJ-702，最后的“702”表示生產(chǎn)廠家為702 所。

潛水器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作為潛水器物料設(shè)備管理的“龍骨”、IETM（交互式電子技術(shù)手冊(cè)）編制的索引結(jié)構(gòu)、作業(yè)運(yùn)行和保養(yǎng)維護(hù)技術(shù)指標(biāo)監(jiān)測(cè)的對(duì)象，良好的結(jié)構(gòu)可以更高效地為平臺(tái)服務(wù)。

1.2 在役設(shè)備及物料備件管理設(shè)計(jì)

系統(tǒng)對(duì)深潛器相關(guān)的所有在役設(shè)備及其備件采用全壽命周期的管理模式。在役設(shè)備按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)目錄進(jìn)行管理，所有的在役設(shè)備都能在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上找到相應(yīng)的零部件映射節(jié)點(diǎn)，所有的備品備件及在役設(shè)備的同廠同型號(hào)同批次的備件實(shí)例。系統(tǒng)管理所有設(shè)備時(shí)也可定義設(shè)備編碼。設(shè)備編碼可以在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)編碼的基礎(chǔ)上加一段補(bǔ)充碼，即“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)碼-序列號(hào)”的形式。例如，觀通系統(tǒng)下的艇底圓形LED 燈有4 個(gè)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)編碼為DQ-GT-TDLED，那與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的安裝件的設(shè)備編碼即為DQ-GT-TDLED-01，DQGT-TDLED-02，…，DQ-GT-TDLED-04。系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備編碼也是唯一的，某個(gè)設(shè)備從在系統(tǒng)中建檔開(kāi)始獲得唯一的設(shè)備編碼，到設(shè)備報(bào)廢攜帶該編碼一起銷(xiāo)毀。

平臺(tái)可以把每個(gè)設(shè)備的信息生成設(shè)備二維碼，打印二維碼標(biāo)簽后貼在設(shè)備上，通過(guò)平臺(tái)的移動(dòng)端軟件進(jìn)行設(shè)備管理事件的快速記錄。

平臺(tái)對(duì)設(shè)備的管理包括設(shè)備的技術(shù)資料、檔案信息、庫(kù)存信息、出入庫(kù)信息、故障維修記錄、更換報(bào)廢記錄等。

1.3 深潛器作業(yè)運(yùn)行全過(guò)程管理

作業(yè)運(yùn)行是深潛器應(yīng)用最多的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。作業(yè)運(yùn)行包括水池車(chē)間常規(guī)檢查、航次前技術(shù)狀態(tài)確認(rèn)、下潛作業(yè)、潛器回收檢查等多個(gè)階段；每個(gè)階段又細(xì)分多個(gè)流程環(huán)節(jié)，每個(gè)流程環(huán)節(jié)又有相應(yīng)的參與崗位和待檢查確認(rèn)記錄的工作事項(xiàng)。

通過(guò)開(kāi)展?jié)撍髯鳂I(yè)流程精細(xì)化設(shè)計(jì)，持續(xù)打磨標(biāo)準(zhǔn)的操作、測(cè)試、檢查確認(rèn)流程，將籠統(tǒng)模糊的管理要求、個(gè)人技能和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等，分解轉(zhuǎn)化為一條條明確具體、可檢可測(cè)、可落地的措施。最終，實(shí)現(xiàn)把復(fù)雜的事情交給系統(tǒng)，由系統(tǒng)對(duì)“復(fù)雜”的操作測(cè)試工序進(jìn)行分解細(xì)化，形成一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、精細(xì)的、可執(zhí)行和可落地的工作事項(xiàng)。崗位人員“按章辦事即可”，即做事有依據(jù)，做事按依據(jù)，做事留記錄，依照流程和相關(guān)表格內(nèi)容規(guī)定進(jìn)行操作、測(cè)試和檢查確認(rèn)，確保一次就把事情做對(duì)；將記錄的結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)的操作經(jīng)驗(yàn)反饋給系統(tǒng)，促使系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)設(shè)計(jì)和形成數(shù)字資產(chǎn)，使每一次操作、測(cè)試和檢查確認(rèn)都有記錄、可追溯、可比對(duì)，讓現(xiàn)場(chǎng)操作按設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行、嚴(yán)格受控。通過(guò)平臺(tái)的數(shù)字化管理手段讓知識(shí)資產(chǎn)化“無(wú)形”為“有形”，化“隱性”為“顯性”。

因此，軟件平臺(tái)可以把復(fù)雜的全過(guò)程管理分解為相對(duì)簡(jiǎn)單獨(dú)立的多個(gè)子管理模塊。

一是流程管理，即把復(fù)雜的系統(tǒng)工程分解為一個(gè)個(gè)有明確任務(wù)目標(biāo)的工作事項(xiàng)，事項(xiàng)與事項(xiàng)之間具有連續(xù)性，即具有上下游，每個(gè)事項(xiàng)有明確定義的輸出，最終把業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的所有事項(xiàng)串起來(lái)就是一個(gè)完整的工作流程。參與人只需知道自己的上下游是誰(shuí)，自己的工作內(nèi)容是什么，交接物是什么，而不需要掌握全局的細(xì)節(jié)，只需要按照流程的設(shè)計(jì)來(lái)操作，完成自己的工作，就能夠與其他環(huán)節(jié)協(xié)作。

平臺(tái)支持把不同的業(yè)務(wù)流程保存成流程模板，方便在不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下直接調(diào)用生成任務(wù)數(shù)據(jù)。

二是崗位人員管理，即由誰(shuí)來(lái)完成。在平臺(tái)中把各業(yè)務(wù)模式下分工不同的各類(lèi)崗位進(jìn)行集中管理，在流程下直接設(shè)置參與崗位。由于一個(gè)航次下大多數(shù)情況某類(lèi)工作都是由同一個(gè)人完成的，所以只需在航次下設(shè)置一次崗位參與人員即可，而不需要到航次下的每個(gè)潛次進(jìn)行多次流程參與人員的設(shè)置。

三是表格管理，即干活留下記錄的主體。平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的電子表格下發(fā)到移動(dòng)終端來(lái)進(jìn)行檢查確認(rèn)以及記錄工作。系統(tǒng)支持按照規(guī)范把原來(lái)的紙質(zhì)表單編制成Excel 文件統(tǒng)一導(dǎo)入平臺(tái)生成表格模板。系統(tǒng)把Excel 中的每一個(gè)Cell 作為存儲(chǔ)單元進(jìn)行管理。存儲(chǔ)時(shí)通過(guò)提取Excel 相關(guān)行列信息給每個(gè)記錄項(xiàng)打上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)簽，用以和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及設(shè)備信息產(chǎn)生關(guān)聯(lián)關(guān)系。運(yùn)維人員在日后的工作過(guò)程中反復(fù)填寫(xiě)這些表格。表格作為整體而言是每個(gè)潛次潛水器總體的運(yùn)維數(shù)據(jù)；平臺(tái)又能通過(guò)標(biāo)簽提取某個(gè)設(shè)備投入使用后所有的運(yùn)維數(shù)據(jù)。平臺(tái)中的電子表格把潛水器的運(yùn)維數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)點(diǎn)連成數(shù)據(jù)面，使原來(lái)扁平的數(shù)據(jù)立體化。通過(guò)一套通用的表格編制規(guī)則，滿(mǎn)足各類(lèi)設(shè)備檢查表、通電檢查表、故障記錄表、下潛過(guò)程記錄表、水面記錄表等各種類(lèi)型的運(yùn)維場(chǎng)景表格的編制和使用。產(chǎn)品設(shè)備參數(shù)全壽期數(shù)據(jù)池如圖2 所示。

圖2 產(chǎn)品設(shè)備參數(shù)全壽期數(shù)據(jù)池

2 結(jié) 語(yǔ)

深海潛水器運(yùn)維保障平臺(tái)基本可以覆蓋90%的深潛器運(yùn)維場(chǎng)景。通過(guò)梳理和打通底層的數(shù)據(jù)通道，使運(yùn)維數(shù)據(jù)在運(yùn)維人員的日常工作中自然而然地完成收集工作，不需要另行輸入到系統(tǒng)中。同時(shí)隨著各類(lèi)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的展開(kāi)，快速完成數(shù)據(jù)的積累。平臺(tái)在定義這些數(shù)據(jù)時(shí)就具備了一定的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)的利用率也相對(duì)較高，為后續(xù)建設(shè)深海潛水器成果信息庫(kù)及深潛器運(yùn)維知識(shí)庫(kù)提供支撐保障。