摘 要：針對部分偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備眾多且技術(shù)復(fù)雜、交通不便、自然環(huán)境條件惡劣等諸多因素導(dǎo)致設(shè)備維修保障難以高效開展的現(xiàn)狀，分析了偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障模式特點，以基于狀態(tài)的維修為指導(dǎo)，創(chuàng)新構(gòu)建了偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)，設(shè)計了以故障預(yù)測與健康管理為核心的偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺，優(yōu)化了偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備的維修保障流程，提升了時效性與完備性，為偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系建設(shè)升級，提供了一種可應(yīng)用實施、可持續(xù)改進(jìn)的全壽命周期保障模式。

關(guān)鍵詞：偏遠(yuǎn)地區(qū);設(shè)備保障;基于狀態(tài)的維修;故障預(yù)測與健康管理

中圖分類號：E917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2024.06.004

Design of equipment maintenance support mode in the remote region

MA Yongliang1， WANG Pin1， HE Yufei2

（1.The Military Representative Office of the Naval Equipment Department in Lianyungang， Lianyungang 222061;

2. Jiangsu Automation Research Institute， Lianyungang 222061， China）

Abstract：Considering that there are many equipment and complex technologies in some remote regions， it is difficult to carry out equipment maintenance and support efficiently， due mainly to many disadvantages， e.g.， inconvenient transportation， harsh natural environment conditions and etc. The characteristics of equipment maintenance and support mode in the remote region are analyzed， innovatively constructing a remote equipment maintenance support system architecture guided by state based maintenance. An autonomous maintenance and support platform for equipment in the remote region with fault prediction and health management as the core is designed， which optimize the maintenance and support process for equipment in remote areas， improve timeliness and completeness. It provides an applicable and sustainable full life cycle guarantee model for the construction and upgrading of equipment maintenance and support system in remote areas.

Key words：remote region;equipment support; condition-based maintenance; fault prediction and health management

收稿日期：2024-05-07

修回日期：2024-07-02

作者簡介：

馬永亮（1978—），男，高級工程師，碩士，研究方向為裝備合同監(jiān)管。

通訊作者：賀宇飛（1996—），男，助理工程師，碩士。

部分偏遠(yuǎn)地區(qū)作為重要的建設(shè)區(qū)域，正在進(jìn)行各類建設(shè)任務(wù)，需要保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。受惡劣地理環(huán)境的影響，如高溫、高鹽、高濕度等［1］，設(shè)備的損耗與故障率極高，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障或損壞，偏遠(yuǎn)地區(qū)交通不便，短時間內(nèi)無法快速重新投入使用，設(shè)備維修保障面臨相當(dāng)程度的挑戰(zhàn)［2］。隨著新型設(shè)備大量覆蓋建設(shè)，高新技術(shù)設(shè)備占比迅速增加，以電子化、信息化為主要特點的技術(shù)復(fù)雜性進(jìn)一步對設(shè)備維修保障造成較大困難［3］。同時，為確保建設(shè)進(jìn)程高速推進(jìn)，

為確保設(shè)備“能用、頂用、好用”，

當(dāng)?shù)厝藛T對設(shè)備保障的快速性和精準(zhǔn)性提出更高要求，設(shè)備運轉(zhuǎn)完好性與設(shè)備維修保障之間的矛盾尤為突出。在此背景下，借鑒保障理論，優(yōu)化保障模式，融合保障技術(shù)以及各類設(shè)備的適應(yīng)性改進(jìn)技術(shù)［4］，創(chuàng)新偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障模式，是解決當(dāng)前偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備保障面臨的堵點、難點，保證設(shè)備運轉(zhuǎn)完好，助推設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)的迫切需求［5］。

1 偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障模式分析

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障是指利用經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展體系的豐厚資源和強(qiáng)大支撐，對偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備實現(xiàn)科學(xué)及時、精準(zhǔn)高效的設(shè)備維修保障，解決當(dāng)?shù)厝藛T的復(fù)雜設(shè)備維修能力弱、保障規(guī)模大、行動響應(yīng)要求高以及維修保障能力建設(shè)難等問題［6］。當(dāng)前，偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障面臨諸多挑戰(zhàn)。一是偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備覆蓋基礎(chǔ)建設(shè)、統(tǒng)籌調(diào)度和通信保障等多種類型高新技術(shù)設(shè)備，受專業(yè)重點和建設(shè)成本限制，當(dāng)?shù)厝藛T只能完成基本的故障定位與排查，專業(yè)性維修保障仍需依賴各設(shè)備出廠單位;二是偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備規(guī)模體量大，從時間和成本角度來看，對設(shè)備的批量化支持引發(fā)設(shè)備保障的規(guī)?；?yīng);三是通過采用緊前保障、遠(yuǎn)程診斷等保障模式，利用周轉(zhuǎn)器材庫構(gòu)建和智慧物流技術(shù)發(fā)展，可縮短偏遠(yuǎn)地區(qū)交通不便造成的維修人員、保障器材延誤時間，提高設(shè)備保障時效性，顯著改善當(dāng)?shù)?/p>

常態(tài)化保障效果;四是通過與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)人員共同維修保障，可實現(xiàn)由交付設(shè)備向交付執(zhí)行力轉(zhuǎn)換，循序漸進(jìn)地提升當(dāng)?shù)厝藛T自主保障能力［7］。

設(shè)備維修保障以保證設(shè)備完好性為首要原則，即滿足設(shè)備全壽命周期內(nèi)使用階段可執(zhí)行作業(yè)時間占比需求，同時，要求與當(dāng)?shù)厝藛T的自主保障能力相匹配，即承接當(dāng)?shù)厝藛T自主保障無法完成的保障任務(wù)，避免過度保障，與設(shè)備部署和使用要求相適應(yīng)，根據(jù)偏遠(yuǎn)地區(qū)地理位置、環(huán)境特點因地制宜，滿足設(shè)備常年當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)使用需求［8］。遵循以上原則，現(xiàn)有設(shè)備維修保障模式可分為當(dāng)?shù)鼐S保、應(yīng)召支援、遠(yuǎn)程診斷、定期巡檢和等級修理等五種模式，保障模式及相互關(guān)系如圖1所示。

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障面臨交通不便、自然環(huán)境惡劣等諸多困難，現(xiàn)有設(shè)備維修保障模式難以適應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障需求。一是偏遠(yuǎn)地區(qū)常規(guī)交通手段耗時長，針對當(dāng)?shù)厝藛T自主保障無法解決的故障問題，傳統(tǒng)的臨時搶修從保障任務(wù)響應(yīng)起，需進(jìn)行人員安排、備件籌措、交通協(xié)調(diào)工作，到實地維修保障止，最短數(shù)天，最長超一個月，無法滿足設(shè)備維修保障時效性要求［9-11］。二是偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備建設(shè)運轉(zhuǎn)時間長，個別惡劣環(huán)境對設(shè)備持續(xù)作用，傳統(tǒng)的計劃性修理因缺乏維修保障數(shù)據(jù)、修理周期參數(shù)模型等，導(dǎo)致保障機(jī)制方面產(chǎn)生偏差，容易造成“維修不足或維修過度”的問題，影響設(shè)備建設(shè)完好性與設(shè)備保障經(jīng)濟(jì)性。三是若偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障由制造單位全權(quán)負(fù)責(zé)，可保證平時設(shè)備建設(shè)完好性要求，但當(dāng)?shù)厝藛T自主保障能力未能在設(shè)備使用建設(shè)中循序漸進(jìn)提高，在特定時間制造單位受到保障法規(guī)限制，易造成“當(dāng)?shù)厝藛T保障能力缺乏，地方保障力量受限”困境。通過偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障，能夠有效解決保障時效性差、平時計劃性維修不足和運用時操作人員自主保障能力弱等問題，全時段顯著提高設(shè)備使用建設(shè)完好性［12-14］。

結(jié)合偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障需求特點，本文設(shè)計了面向偏遠(yuǎn)地區(qū)的設(shè)備維修保障模式，以基于狀態(tài)的維修（Condition-Based Maintenance， CBM）、故障預(yù)測與健康管理（Prognostics and Health Management， PHM）為核心，開展偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)與維修保障平臺功能設(shè)計，為建設(shè)實用可行的偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備全壽命周期維修保障體系提供決策依據(jù)。

2 偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)設(shè)計

新時期設(shè)備建設(shè)背景下，設(shè)備保障涌現(xiàn)出諸多新特點，包括信息更加重要、項目更加艱巨、方式更加靈活、實效空前提高、空間更為擴(kuò)展和體系更趨合理，主動保障、實時保障、精準(zhǔn)保障、可靠保障等設(shè)備保障的新要求也04dcbd05b79b30576eeeae723d73135f330a835e5e8aac5f0f91535d6ee14930更加突顯，設(shè)備保障的信息化特征愈加突出。偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系旨在融入各區(qū)域設(shè)備保障體系重塑要求，覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)所有設(shè)備維修保障業(yè)務(wù)范圍，構(gòu)建“先導(dǎo)式、智能型、網(wǎng)絡(luò)化、精準(zhǔn)化”設(shè)備自主維修保障體系，滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備建設(shè)完好性、保障經(jīng)濟(jì)性和數(shù)據(jù)可用性要求。

以信息化為基礎(chǔ)、以智能化為愿景，偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)設(shè)計從頂層規(guī)劃出發(fā)，提出與設(shè)備保障新特點、新要求相適應(yīng)的總體框架、技術(shù)系統(tǒng)、服務(wù)體系和部署模式等，充分應(yīng)用新的保障理念，融入全區(qū)域設(shè)備保障信息化建設(shè)，避免“分散獨立”“功能單一”“小而全”“大而疏”的設(shè)備保障模式。

2.1 總體框架

根據(jù)設(shè)備自主維修保障體系的構(gòu)成要素，偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系總體框架包括一套分布式保障信息系統(tǒng)、一套PHM系統(tǒng)以及維修保障資源設(shè)施?？傮w框架以軟件為主、硬件為輔，一方面是現(xiàn)有軟件已大大落后于先進(jìn)軟件的發(fā)展，另一方面是未來“軟件定義一切”。其中，分布式保障信息系統(tǒng)、PHM系統(tǒng)共用一套自主可控的商用貨架產(chǎn)品（Commercial Off-The-Shelf， COTS）硬件配置，建立偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系“私有云”，軟件由云服務(wù)商提供中立的容器編排引擎，為各型設(shè)備制造單位提供一致的、標(biāo)準(zhǔn)化的、安全的任務(wù)軟件運行環(huán)境。維修保障資源設(shè)施包括通用型保障工具、各型設(shè)備專用型保障工具、保障耗材與器材、保障場地、保障人員、保障信息和保障體制。分布式保障信息系統(tǒng)基于信息化手段將設(shè)備信息與維修保障資源設(shè)施映射為可視化數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)設(shè)備維修相關(guān)數(shù)據(jù)的云端存儲，在技術(shù)成熟后通過數(shù)字孿生的技術(shù)方式，實現(xiàn)設(shè)備維修保障的實時分析與即時處理。系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)采用模塊化開放系統(tǒng)架構(gòu)（Modular Open System Architecture， MOSA），支持各型設(shè)備保障軟件功能域和保障工具硬件接口適配，將傳感器、設(shè)備和其他物理對象連接到云端，實現(xiàn)設(shè)備保障數(shù)據(jù)的采集、傳輸和應(yīng)用，如圖2所示。在開放系統(tǒng)容器架構(gòu)中融入機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)與其他算法，在保障體系架構(gòu)中采用大數(shù)據(jù)分析的方式處理偏遠(yuǎn)地區(qū)龐大的設(shè)備保障信息，從繁雜的數(shù)據(jù)中智能提取出對設(shè)備保障、設(shè)備開發(fā)迭代有價值的信息與關(guān)系，為保障決策與設(shè)備開發(fā)迭代提供支撐。MOSA通過模塊化設(shè)計、指定關(guān)鍵接口、使用開放標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證符合標(biāo)準(zhǔn)程度，簡化集成和替換子系統(tǒng)／組件的過程，易于變更子系統(tǒng)或組件，使設(shè)備保障建設(shè)降本增效，成果便于移植應(yīng)用。

2.2 技術(shù)系統(tǒng)

技術(shù)系統(tǒng)主要考慮系統(tǒng)的非功能性特征，對系統(tǒng)的

可靠性、高效性、安全性、擴(kuò)展性、伸縮性、簡潔性

等做系統(tǒng)級探索?？煽啃?、高效性、安全性

主要基于“私有云”的硬件性能與軟件架構(gòu)，其中，軟件涉及云端數(shù)據(jù)庫存儲與索引、負(fù)載均衡、大數(shù)據(jù)智能分析等;擴(kuò)展性、伸縮性基于MOSA隨著偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備的動態(tài)部署進(jìn)行增加、替換或移除;簡潔性基于軟硬件模塊化統(tǒng)型、軟硬解耦、智能保障決策，通過制定開放的標(biāo)準(zhǔn)接口、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議降低對保障設(shè)備的保障需求，并且通過人工智能算法匹配設(shè)備信息與相應(yīng)的維修保障等級。

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系以“私有云”為基礎(chǔ)，建立滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)所有設(shè)備維修保障的聯(lián)合通用架構(gòu)，構(gòu)建“分布式信息系統(tǒng)+PHM系統(tǒng)+資源設(shè)施”的公共基礎(chǔ)平臺，支持設(shè)備承研單位在平臺上開發(fā)和部署保障軟件功能域。通過符合標(biāo)準(zhǔn)的容器編排引擎避免碎片化的運行環(huán)境，為用戶提供統(tǒng)一的門戶界面。

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系發(fā)展到一定階段后，可為其構(gòu)建設(shè)備保障數(shù)字孿生系統(tǒng)，充分利用物理模型、傳感器數(shù)據(jù)、云端數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)，集成多維度、全覆蓋的仿真過程，在“私有云”中完成保障設(shè)備的數(shù)字化映射，反應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)實體設(shè)備的全生命周期過程，貫穿地區(qū)設(shè)備的設(shè)計、開發(fā)、制造、服務(wù)、維護(hù)以及報廢回收的整個周期，不僅限于管理地區(qū)設(shè)備，而且聚焦于當(dāng)?shù)厝藛T高效地使用、迭代研發(fā)設(shè)備。通過構(gòu)建偏遠(yuǎn)地區(qū)全生命周期的設(shè)備維修保障體系架構(gòu)，保障設(shè)備本體與數(shù)字孿生體以“私有云”為基礎(chǔ)容器，地區(qū)之間建立全面的實時或準(zhǔn)實時聯(lián)系，確保設(shè)備保障與迭代改進(jìn)可以在地區(qū)之間同步進(jìn)行。

2.3 服務(wù)體系

服務(wù)體系包括業(yè)務(wù)體系和應(yīng)用體系兩個方面，業(yè)務(wù)體系包括業(yè)務(wù)規(guī)劃、業(yè)務(wù)模塊和業(yè)務(wù)流程，應(yīng)用體系定義具體功能域以及功能域之間的分工合作關(guān)系。應(yīng)用體系和業(yè)務(wù)體系相輔相成，相互融合。

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障服務(wù)體系面向所有設(shè)備，基于當(dāng)?shù)鼐S保、應(yīng)召支援、遠(yuǎn)程診斷、定期巡檢和等級修理等五種典型保障模式，開發(fā)支持保障計劃、職責(zé)分工和保障流程的可視化監(jiān)管業(yè)務(wù)，設(shè)計保障平臺運行管理系統(tǒng)、設(shè)備保障管理系統(tǒng)、維護(hù)保養(yǎng)能力考評系統(tǒng)、設(shè)備保障智能分析系統(tǒng)以及手持保障管理終端系統(tǒng)等五個應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能域，如圖3所示。

整個設(shè)備維修保障系統(tǒng)平臺建立在“私有云”的基礎(chǔ)之上，其模塊化開放式的架構(gòu)包含五大服務(wù)功能系統(tǒng)。保障平臺運行管理系統(tǒng)采用云端計算方式，將設(shè)備數(shù)據(jù)與運算在“私有云”內(nèi)分布式存儲與處理，針對龐大的地區(qū)設(shè)備信息利用可擴(kuò)展系統(tǒng)架構(gòu)，分擔(dān)存儲負(fù)荷。設(shè)備保障管理系統(tǒng)通過分布式資源管理，保證在多點并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，各個節(jié)點的實時狀態(tài)同步，保證設(shè)備維修保障系統(tǒng)平臺中各個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

在單個設(shè)備節(jié)點出現(xiàn)故障時，設(shè)備保障管理系統(tǒng)可以通過智能化機(jī)制依據(jù)偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備現(xiàn)狀進(jìn)行動態(tài)變化部署，在其他節(jié)點不受影響的情況下進(jìn)行設(shè)備保障維修。維護(hù)保養(yǎng)能力JPw7mFtW8XM0xBdUcbvJq5PYiRRGKoT7f4ZeQCrJMKM=考評系統(tǒng)通過存儲設(shè)備保障維護(hù)歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備維護(hù)人員培訓(xùn)與考評，持續(xù)記錄偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備保障的完整生命周期，用于測評設(shè)備保障情況與支撐同步設(shè)備開發(fā)迭代改進(jìn)。設(shè)備保障智能分析系統(tǒng)以人工智能技術(shù)為核心，通過分布式架構(gòu)在“私有云”環(huán)境容器內(nèi)，對接入保障平臺的各類偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備通過傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，持續(xù)實時地進(jìn)行故障診斷，利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)，對故障設(shè)備現(xiàn)狀以及偏遠(yuǎn)地區(qū)維修器材庫狀態(tài)進(jìn)行大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，運用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法進(jìn)行設(shè)備保障維修智能決策，采用最優(yōu)方式對偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備進(jìn)行高效維修，降低設(shè)備故障時間。設(shè)備維修保障系統(tǒng)平臺改變了傳統(tǒng)的集中化管理架構(gòu)，可以通過手持保障管理終端在整個地區(qū)分布式靈活部署，可以隨時隨地接入設(shè)備保障平臺，確保在整個偏遠(yuǎn)地區(qū)范圍內(nèi)即時使用設(shè)備保障平臺內(nèi)所有功能。

2.4 部署模式

部署拓?fù)淠Ｊ桨軜?gòu)部署節(jié)點、節(jié)點關(guān)系以及服務(wù)器的高可用、網(wǎng)絡(luò)接口和協(xié)議等，其決定了應(yīng)用如何運行、運行的性能、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性。偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系部署模式依據(jù)偏遠(yuǎn)地區(qū)地理位置分布，采用分布式體系架構(gòu)部署。分區(qū)域數(shù)據(jù)定期復(fù)制傳輸至總體區(qū)域備份，按照當(dāng)?shù)厝藛T建制管理。總體區(qū)域數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)定期回傳至基地數(shù)據(jù)庫，由基地數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)總體區(qū)域數(shù)據(jù)的同步更新。在偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系成熟后，在基地與總體區(qū)域之間部署廣域分布的設(shè)備保障數(shù)字孿生系統(tǒng)，在基地端虛擬映射偏遠(yuǎn)地區(qū)的設(shè)備孿生體，為遠(yuǎn)程實時維修與設(shè)備開發(fā)迭代改進(jìn)提供可行性通道。

3 偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺設(shè)計

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺以設(shè)備保障“人機(jī)料法環(huán)”五要素、“供修管訓(xùn)”四業(yè)務(wù)為指導(dǎo)，采用信息化手段完成設(shè)備保障信息的采集、統(tǒng)計、存儲及運維，基于智能化手段完成設(shè)備維修保障的智能輔助決策，為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供精確、快速、及時、高效的設(shè)備維修保障能力。

平臺以“私有云”建立基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)、軟件即服務(wù)等三種共性基礎(chǔ)服務(wù)，為偏遠(yuǎn)地區(qū)所有設(shè)備維修保障提供軟硬件開發(fā)集成環(huán)境。平臺根據(jù)設(shè)備使用方式和維修保障需求，建立集成數(shù)據(jù)環(huán)境，實現(xiàn)設(shè)備維修保障管理信息形式數(shù)字化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、處理自動化、應(yīng)用集成化、保障資源可視化和設(shè)備保障精準(zhǔn)化，以設(shè)備維修保障數(shù)據(jù)支撐設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)。平臺建設(shè)以體系為牽引，搞好頂層設(shè)計，考慮現(xiàn)實與長遠(yuǎn)，分步實施建設(shè)，迭代升級智能化水平。

3.1 平臺總體設(shè)計

1）偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺需求

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備用于偏遠(yuǎn)地區(qū)當(dāng)?shù)厝藛T遂行管理偏遠(yuǎn)地區(qū)及周圍地區(qū)、及時有效應(yīng)對突發(fā)事件等事項，常年處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對設(shè)備的建設(shè)完好性要求高。設(shè)備維修保障是保持當(dāng)?shù)厝藛T建設(shè)能力的前提條件，以航海、航空設(shè)備保障管理方式為借鑒，因地制宜采用保障方式，通過“+智能化保障”實現(xiàn)更高階的設(shè)備保障能力，見表1。此外，偏遠(yuǎn)地區(qū)作為重要區(qū)域，其作用是為平時作業(yè)提供航空、航海補給、燃料補充以及維修保障等保障條件，保障平臺需求中應(yīng)包含航空、航海保障需求。

2）偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺思路

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障思路有四點。一是應(yīng)用先進(jìn)的保障理念，在設(shè)備保障長期實踐積累經(jīng)驗中，催生以可靠性為中心的維修、基于性能的保障、基于狀態(tài)的維修等設(shè)備維修先進(jìn)指導(dǎo)思想，在恰當(dāng)?shù)臅r間對正確對象進(jìn)行適宜的維修，降低“維修不足”和“維修過剩”引起的時間和經(jīng)濟(jì)成本壓力。二是應(yīng)用商用信息化技術(shù)，商業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展日趨成熟，在信息的采集與處理、數(shù)據(jù)的存儲與索引等方面應(yīng)用廣泛，可移植應(yīng)用于設(shè)備保障平臺的數(shù)據(jù)信息采集、大數(shù)據(jù)分析處理等方面，以數(shù)據(jù)為中心開展設(shè)備維修保障工作。三是應(yīng)用人工智能技術(shù)，人工智能技術(shù)發(fā)展日新月異，可將人工智能算法和模型應(yīng)用于設(shè)備故障預(yù)測與診斷、設(shè)備維修輔助決策等方面，推動設(shè)備維修保障先進(jìn)理念的落地。四是以偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺為基礎(chǔ)，將制造單位的數(shù)據(jù)分析能力／設(shè)備保障經(jīng)驗與當(dāng)?shù)厝藛T技術(shù)能力拓展／保障能力生成進(jìn)行深度融合，通過保障平臺建設(shè)，全面覆蓋設(shè)備保障管理、故障預(yù)測／診斷、器材消耗／籌措、保障教學(xué)／考評等業(yè)務(wù)范疇，同步形成當(dāng)?shù)啬芰捅Ｕ夏芰Α?/p>

3）偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺功能

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺功能依據(jù)偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)的服務(wù)體系進(jìn)行設(shè)計，在平臺私有云上開發(fā)設(shè)備維修保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能域，如圖4所示。

偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺分為偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺與手持終端兩個使用模式。偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺以地區(qū)基站為主，手持終端為延伸，全方位靈活覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)，對各類設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、保障、維護(hù)工作。

① 地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺

地區(qū)設(shè)備自主維修保障平臺為固定基站，提供設(shè)備保障管理、設(shè)備狀態(tài)管理、器材耗材管理、技術(shù)資料管理、故障智能診斷、維護(hù)保養(yǎng)考評等六個系統(tǒng)。

設(shè)備狀態(tài)管理、器材耗材管理、技術(shù)資料管理作為平臺的基礎(chǔ)功能，對偏遠(yuǎn)地區(qū)的各類設(shè)備數(shù)據(jù)建立大型數(shù)據(jù)庫，存儲在以“私有云”為基礎(chǔ)的偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺中，各類數(shù)據(jù)在平臺頁面中作為選項可在操作端可視化，提高對于各類地區(qū)設(shè)備的監(jiān)控程度，并作為以大數(shù)據(jù)分析為核心的人工智能保障決策技術(shù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，支撐平臺頂層功能的高效運行。

設(shè)備保障管理、故障智能診斷、維護(hù)保養(yǎng)考評則是建立在龐大數(shù)據(jù)庫之上，用以對偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備進(jìn)行維修保障的頂層功能，通過平時的設(shè)備保障、維護(hù)保養(yǎng)考評對設(shè)備的全壽命周期進(jìn)行記錄，保證設(shè)備的運行能力。故障智能診斷功能在設(shè)備出現(xiàn)故障時，通過大數(shù)據(jù)分析與人工智能技術(shù)將設(shè)備故障情況與云端數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，診斷設(shè)備故障問題，分析提出維修保障方案。在出現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)無法維修的情況下，通過設(shè)備保障管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程維修支持，同時對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)備問題記錄反饋，更新豐富云端數(shù)據(jù)庫，形成良性迭代循環(huán)。在保障平臺搭建成熟后，基于平臺開放式兼容可擴(kuò)展的特性，在“私有云”內(nèi)以數(shù)字孿生技術(shù)為核心，構(gòu)建與中心基站的進(jìn)一步連接，在云端上傳偏遠(yuǎn)地區(qū)的實時虛擬映射體，為設(shè)備遠(yuǎn)程維修保障、開發(fā)迭代改進(jìn)提供高效平臺。

② 手持終端運用系統(tǒng)

手持終端運用系統(tǒng)的特點是運用便攜式的優(yōu)點，可在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行分布式靈活部署，及時調(diào)度進(jìn)行設(shè)備保障維修?；谄h(yuǎn)地區(qū)保障平臺的數(shù)據(jù)、通信支持，可以在手持終端上通過設(shè)備保障管理對設(shè)備進(jìn)行維修保障，查詢設(shè)備數(shù)據(jù)，并對設(shè)備故障進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，反饋到云端數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的更新豐富，基于云端內(nèi)的人工智能算法進(jìn)行故障診斷與維修決策，進(jìn)行及時、高效的設(shè)備維修保障。并且，可以通過手持終端內(nèi)的維護(hù)保養(yǎng)訓(xùn)練功能在平時對當(dāng)?shù)厝藛T進(jìn)行訓(xùn)練，提高當(dāng)?shù)厝藛T對設(shè)備維修的熟練程度。

3.2 PHM系統(tǒng)設(shè)計

故障預(yù)測與健康管理技術(shù)是實現(xiàn)CBM的重要技術(shù)途徑，已成為現(xiàn)代設(shè)備實現(xiàn)自主式后勤（Autonomic Logistics， AL）和降低全壽命周期費用的關(guān)鍵核心技術(shù)。PHM利用先進(jìn)傳感技術(shù)在線或離線采集設(shè)備多種參數(shù)數(shù)據(jù)，采用現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信息融合技術(shù)等手段對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、融合，生成設(shè)備的健康狀態(tài)、故障預(yù)測等決策輸入信息，再通過各種智能算法進(jìn)行維修資源配置、設(shè)備使用管理以及視情維修決策，最終實現(xiàn)基于設(shè)備狀態(tài)（歷史、當(dāng)前及未來狀態(tài)）的智能維修保障。

PHM系統(tǒng)部署在偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障平臺上，是實現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障的重要組成。從體系總體框架可以看出，PHM系統(tǒng)將偏遠(yuǎn)地區(qū)各型設(shè)備共性部分集成設(shè)計，各型設(shè)備如建設(shè)系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等具體的PHM功能域設(shè)計開發(fā)由設(shè)備承研單位負(fù)責(zé)。偏遠(yuǎn)地區(qū)人員根據(jù)維修保障平臺的PHM系統(tǒng)對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行故障管理、故障預(yù)測等，結(jié)合建設(shè)計劃，制定對各型設(shè)備的智能維修保障方案。

PHM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)有基于狀態(tài)的維修開放式體系結(jié)構(gòu)（Open System Architecture for Condition-Based Maintenance， OSA-CBM）、集中式體系結(jié)構(gòu)、分布式體系結(jié)構(gòu)、分層融合式體系結(jié)構(gòu)等四種典型體系結(jié)構(gòu)。針對單區(qū)域設(shè)備，考慮其動態(tài)部署變化，以O(shè)SA-CBM開放式體系結(jié)構(gòu)建立單區(qū)域PHM系統(tǒng)框架，如圖5所示。

偏遠(yuǎn)地區(qū)單區(qū)域設(shè)備PHM系統(tǒng)主要支撐本區(qū)域設(shè)備基于CBM和日常作業(yè)相結(jié)合的視情維修保障組織實施，由各設(shè)備制造單位根據(jù)設(shè)備特點突破傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)、智能故障預(yù)測與維修輔助決策技術(shù);多區(qū)域設(shè)備PHM系統(tǒng)主要用于多區(qū)域同類型設(shè)備故障預(yù)測與健康管理智能算法模型參數(shù)優(yōu)化、多區(qū)域間維修保障PHM系統(tǒng)技術(shù)驗證，以及基地、偏遠(yuǎn)地區(qū)保障部、制造單位聯(lián)合策劃與組織實施保障任務(wù)，并向上支撐統(tǒng)籌年度保障計劃和制造單位設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)工作。

4 結(jié)束語

本文針對偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障問題，研究分析偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障模式特點與難點，在此基礎(chǔ)上，以信息化為基礎(chǔ)、智能化為愿景，創(chuàng)新設(shè)計偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系架構(gòu)，提出以CBM、PHM等為核心的偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備自主維修保障體系平臺設(shè)計方案，形成偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障模式的實施途徑，為偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備維修保障體系建設(shè)、升級和實施提供依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：張培培）