蒙春

摘 要：該文主要介紹了航空型號(hào)應(yīng)用技術(shù)出版物（IETM）技術(shù)過(guò)程中，針對(duì)航空產(chǎn)品中的智能化故障隔離手冊(cè)（E-FIM）技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用情況介紹;內(nèi)容涉及到技術(shù)出版物編制流程;IETM與測(cè)試診斷技術(shù)的應(yīng)用研究;某型航空裝備機(jī)載系統(tǒng)診斷測(cè)試技術(shù)案例研究等。

關(guān)鍵詞：技術(shù)出版物 ?IETM ?E-FIM ?診斷測(cè)試技術(shù) ?故障診斷及隔離 ?診斷知識(shí)庫(kù) ?測(cè)試設(shè)備

中圖分類號(hào)：TP277 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0044-02

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量高新科技技術(shù)成果被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代裝備系統(tǒng)中，使得裝備的使用操作、維護(hù)維修等過(guò)程變得日益復(fù)雜;并且高新技術(shù)裝備的應(yīng)用對(duì)使用維護(hù)人員技能水平也提出更高要求。一方面是裝備系統(tǒng)對(duì)技術(shù)技能需求逐步增大;另一方面是人員的操作使用、維護(hù)維修及培訓(xùn)過(guò)程都變得日益復(fù)雜。為了保障裝備系統(tǒng)的可靠性、維修性和戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能，發(fā)揮其應(yīng)有的功能，大力提高裝備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控、性能檢測(cè)和故障診斷水平，這些已經(jīng)成為綜合保障過(guò)程中的一個(gè)急需解決的重要問(wèn)題。

交互式電子技術(shù)手冊(cè)（Interactive Electronic Technical Manual， IETM）作為提高武器系統(tǒng)的可用性和維修保障效率的關(guān)鍵途徑;同時(shí)，IETM不但可以對(duì)使用人員提供直觀生動(dòng)的培訓(xùn)方式，加快人員對(duì)裝備系統(tǒng)的熟練操作;可輔助人員操作裝備或排除裝備故障。并且IETM能在與用戶交互基礎(chǔ)上提供維修過(guò)程指導(dǎo)、技術(shù)信息導(dǎo)航、備件供應(yīng)信息以及諸如維修報(bào)告和零件訂購(gòu)等附加功能，大大提高武器系統(tǒng)的可用性和維修保障效率。這些已經(jīng)廣泛獲得認(rèn)可。

故障隔離手冊(cè)（FIM）主要是由故障現(xiàn)象或結(jié)果與邏輯判斷決策處理組成。邏輯判斷決策處理可用來(lái)確定裝備故障的來(lái)源和修復(fù)故障現(xiàn)象。它作為IETM中至關(guān)重要的內(nèi)容，是交互式智能化故障診斷和排除的最佳整體解決方案載體，同時(shí)，可以收集外場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)部門(mén)隔離設(shè)備缺陷和性能問(wèn)題提供幫助。智能化故障隔離手冊(cè)（E-FIM）作為IETM的深化應(yīng)用，兼?zhèn)淞薎ETM的優(yōu)勢(shì)和FIM手冊(cè)的重要意義。

1 現(xiàn)狀

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，考慮到時(shí)間周期和費(fèi)用效率等問(wèn)題，智能化E-FIM應(yīng)用還不是很多，主要集中在科技含量高且維修復(fù)雜的裝備之上。主要通過(guò)多系統(tǒng)之間的信息共享和互操作，實(shí)現(xiàn)智能化的指導(dǎo)交互式的故障診斷、隔離、維修等工作。

在國(guó)際上，智能化E-FIM應(yīng)用已有不少案例。早在2003年美伊戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍的“長(zhǎng)弓-阿帕奇”（AH-64D）直升機(jī)的數(shù)字化維修系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）以及“艾布拉姆斯”主戰(zhàn)坦克的數(shù)字診斷與預(yù)測(cè)“工具箱”都是E-FIM應(yīng)用的典型案例。通過(guò)將IETM與PMA以及測(cè)試診斷系統(tǒng)的有效結(jié)合，形成智能化的E-FIM整體解決方案，實(shí)現(xiàn)了有效提高故障診斷速度，減少維修人員的工作量，改善了維修方法和過(guò)程等實(shí)際效果。成熟實(shí)踐應(yīng)用了E-FIM在故障診斷與隔離方面的實(shí)際應(yīng)用效果，獲得良好效果。

在20世紀(jì)80年代我國(guó)開(kāi)始引入綜保概念，隨后國(guó)內(nèi)一些院校及單位開(kāi)始了技術(shù)出版物的研究。研究的主要內(nèi)容主要是基于美軍標(biāo)MIL-PRF-87268和MIL-PRF-87269，且在IETM的實(shí)際應(yīng)用尚處于起步摸索階段，基本上是對(duì)于IETM的理論研究和演示系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證。

在2008年我國(guó)推出了國(guó)軍標(biāo)GJB-6600，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定基本沿用了最先進(jìn)的S1000D標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，但是由于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院所還沒(méi)有建立起成熟規(guī)范的編制管理體系，現(xiàn)階段裝備技術(shù)手冊(cè)的國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用主要形式還是以PDF、WORD等線性電子文件格式為主，其IETM交互能力未能很好的體現(xiàn)，最終使用效果不佳，急需我們進(jìn)一步提高IETM應(yīng)用水平。

2 研究目標(biāo)

基于國(guó)內(nèi)交互式電子技術(shù)手冊(cè)應(yīng)用現(xiàn)狀以及對(duì)智能化E-FIM的實(shí)際需求，應(yīng)用S1000D技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合世界先進(jìn)技術(shù)出版物編制管理系統(tǒng)，集成測(cè)試診斷技術(shù)和硬件檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備的E-FIM和診斷測(cè)試技術(shù)以及硬件配套的完整解決方案。從而為國(guó)內(nèi)這一技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用提供廣泛借鑒，并為后續(xù)應(yīng)用實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)。

3 研究?jī)?nèi)容

該研究工作開(kāi)展，主要分為以下7個(gè)主要階段（圖2）。

（1）基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備軟件環(huán)境構(gòu)建及業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)定。

（2）基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備開(kāi)展FMEA及故障樹(shù)分析工作梳理。

（3）分析整合檢測(cè)程序、測(cè)試數(shù)據(jù)，并使之與故障診斷決策策略保持一致。

（4）開(kāi)展手冊(cè)內(nèi)容編制工作，明確IETM展示形式和內(nèi)容。

（5）診斷測(cè)試系統(tǒng)集成及應(yīng)用功能（軟界面）定制。

（6）診斷測(cè)試系統(tǒng)集成及硬件載體設(shè)計(jì)集成。

（7）基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)部署應(yīng)用及管理階段。

基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備軟件環(huán)境構(gòu)建及工作梳理階段，主要是圍繞XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備故障隔離手冊(cè)，部署架構(gòu)軟件環(huán)境，同時(shí)開(kāi)展資料梳理以及業(yè)務(wù)規(guī)則定制工作，為后續(xù)工作開(kāi)展提供環(huán)境支持。

編制管理環(huán)境建立手冊(cè)內(nèi)容編制階段，是細(xì)化維修手冊(cè)編制業(yè)務(wù)規(guī)則，并應(yīng)用執(zhí)行;輔助開(kāi)展手冊(cè)內(nèi)容編制工作，以及多媒體素材的編著準(zhǔn)備工作，同時(shí)確定IETM所需展示功能。

診斷測(cè)試系統(tǒng)集成及應(yīng)用功能定制階段，主要是結(jié)合型號(hào)實(shí)際故障案例，開(kāi)展故障樹(shù)梳理，對(duì)已有FMEA及故障樹(shù)分析，明確XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì)預(yù)制測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試數(shù)據(jù)，明確故障診斷決策數(shù)據(jù)。確定開(kāi)發(fā)測(cè)試診斷系統(tǒng)，更好地實(shí)現(xiàn)IETM系統(tǒng)和測(cè)試診斷系統(tǒng)的結(jié)合。

基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)集成及硬件載體設(shè)計(jì)集成階段，結(jié)合實(shí)際排故需求，考察配置硬件運(yùn)行環(huán)境，包含：PCI加固機(jī)、控制器、NI測(cè)試板卡，傳感器布設(shè)以及測(cè)試線纜等;并開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序以及軟界面執(zhí)行程序及測(cè)試運(yùn)行以保證各系統(tǒng)兼容性良好。

基于XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)航空機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)用管理設(shè)計(jì)階段，主要是根據(jù)S1000D標(biāo)準(zhǔn)以及IETM版本管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)IETM版本發(fā)布管理、信息反饋管理以及變更管理等功能。

在具備IETM編制管理實(shí)施的基礎(chǔ)之上，利用成熟軟件系統(tǒng)和豐富IETM實(shí)施經(jīng)驗(yàn)人員，實(shí)現(xiàn)測(cè)試診斷技術(shù)與IETM集成對(duì)于S1000D標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)主要關(guān)鍵點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和IETM顯示之間的交互能力。

對(duì)于E-FIM來(lái)講，在應(yīng)用過(guò)程中，主要包含兩部分關(guān)鍵點(diǎn)：一是診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，內(nèi)含故障癥狀、原因及能夠在故障現(xiàn)象發(fā)生時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確的提供解決方案;二是診斷推理引擎，能夠優(yōu)化排故過(guò)程，準(zhǔn)確的提供最優(yōu)的排故程序。通過(guò)評(píng)估所有已知或預(yù)計(jì)發(fā)生的失效模式，綜合考慮缺陷癥狀、問(wèn)題頻率、以及測(cè)試時(shí)間和成本，能夠持續(xù)修正故障隔離步驟。這些是此次研究的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。

4 實(shí)例說(shuō)明

為了驗(yàn)證方法可行性和最終實(shí)現(xiàn)效果，該研究選取XXX型飛機(jī)的XX型號(hào)供配電系統(tǒng)，作為診斷測(cè)試研究案例。

XX型號(hào)飛機(jī)供配電系統(tǒng)由飛機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、二次電源、用電設(shè)備以及電能從發(fā)電系統(tǒng)傳輸?shù)接秒娫O(shè)備的飛機(jī)配電系統(tǒng)構(gòu)成，是飛機(jī)的重要功能系統(tǒng)之一。

主要關(guān)鍵技術(shù)包括以下兩方面。

（1）大功率（200 kW以上）變頻發(fā)電機(jī)技術(shù);

（2）分布式固態(tài)配電和負(fù)載自動(dòng)治理技術(shù)。

此次研究設(shè)定使用S1000D標(biāo)準(zhǔn)制作IETM，集成應(yīng)用第5級(jí)IETM的主要功能特點(diǎn)，Dynamic Presentation（動(dòng)態(tài)顯示）、Structured Navigation（導(dǎo)航結(jié)構(gòu)）、Hierarchical Data（層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、DBMS（邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)管理）方式等。充分利用其層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息元素之間采用樹(shù)狀父子節(jié)點(diǎn)的模式，可以通過(guò)父子節(jié)點(diǎn)變量控制關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞和導(dǎo)航，加之集成外部實(shí)施數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)內(nèi)容顯示。

再通過(guò)S1000D標(biāo)準(zhǔn)中過(guò)程模塊要求，應(yīng)用專用瀏覽器或者通用瀏覽器實(shí)現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)和關(guān)系導(dǎo)航。

4.1 驗(yàn)證過(guò)程（以發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障為例）

發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)故障——發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障。

在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，首先可通過(guò)測(cè)量反流斷割器“F”接線柱的電壓確定不同的故障原因，然后再根據(jù)不同的故障類型具體原因查找相應(yīng)故障點(diǎn)。

如當(dāng)測(cè)得反流斷割器“F”接線柱的電壓為0～5 V時(shí)，即發(fā)電機(jī)電壓為0～5 V時(shí)，確定發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障（圖4）。此時(shí)的電壓為激磁繞組的剩磁所產(chǎn)生電壓，即發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線路出現(xiàn)短路故障。

然后再通過(guò)測(cè)量“12Y”保險(xiǎn)絲正常、調(diào)壓器插頭1～6等，采用電阻測(cè)量法經(jīng)行故障部位查找。最終確定具體故障原因（圖5）。

4.2 集成測(cè)試儀器環(huán)境（TAPS）

在測(cè)試設(shè)備方面，主要儀器包含以下幾點(diǎn)。

（1）PCI測(cè)試機(jī)箱：集成多種測(cè)試板卡，可綜合測(cè)量、顯示多種數(shù)據(jù)（圖6）。

（2）PCI控制器：綜合顯控主機(jī)（圖7）。

（3）NI萬(wàn)用表測(cè)試板卡（圖8）。

（4）IETM顯示設(shè)備及IETM專用瀏覽器（圖9）。

（5）其他設(shè)備（傳感器等）裝置。

4.3 連接原理圖

系統(tǒng)連接原理圖，如圖10所示。

4.4 IETM集成

IETM集成主要涉及到測(cè)試設(shè)備軟界面開(kāi)發(fā)和IETM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的交互功能。該研究中設(shè)計(jì)NI萬(wàn)用表板卡軟界面顯示，由IETM讀取軟界面數(shù)據(jù)，然后經(jīng)處理賦值給IETM導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)變量，從而控制導(dǎo)航;并且進(jìn)一步激活I(lǐng)ETM數(shù)據(jù)顯示界面，讀取軟界面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀態(tài)，進(jìn)一步在IETM中顯示裝備實(shí)施數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該研究，應(yīng)用S1000D技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合世界先進(jìn)技術(shù)出版物編制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)出版物編制的標(biāo)準(zhǔn)流程驗(yàn)證;同時(shí)集成成熟測(cè)試診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原型航空機(jī)載設(shè)備的IETM和診斷測(cè)試技術(shù)的結(jié)合;以及結(jié)合硬件配套的完整解決方案。從而為國(guó)內(nèi)這一技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用提供廣泛借鑒，并為后續(xù)應(yīng)用實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)。

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