交互式电子技术手册用户需求分析研究

李英勇

（中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036）

0 引言

交互式电子技术手册 （IETM）是通过文字、表格、图像、图纸、声音、视频和三维动画等形式来显示各种信息的，用户可以与计算机进行交互，信息数据可以相互参引；并具有多种查询和导航功能，帮助用户学习系统或设备的组成、功能和主要性能指标；帮助用户快速地定位故障，指导维修作业；还可以对用户进行模拟操作的培训等。

1 用户需求

1.1 功能要求

根据用户的要求，IETM应是具有集故障诊断、维修指导、理论学习和操作培训等功能于一体的多媒体电子软件，并具有中文版本；达到MILPRF-87268A《航空飞行器的IETM内容和格式标准》中规定的4级标准。具体的功能要求如下：

1）易用性，信息的格式、样式及表述应适于显示、浏览及理解，易以用户操作使用；

2）关联性，信息应相互关联，方便用户查询；

3）交互性，用户能通过对话框等多种方式与系统进行交互，便于信息的获取；

4）引导性，应提供技术数据导航，方便用户使用；

5）维护性，数据应易以更新，便于导入/导出；

6）扩展性，根据技术内容及用户需求的变化，功能可扩展；

7）模拟化，模拟与真实系统一致的操作界面、操作过程和操作响应，模拟系统的操作控制台、电台控制设备等操作按键和操作响应；

8）网络化，可在网络环境中安装和多机运行，可建立系统的任务组，实现模拟话音/数据通信功能；

9）自动化，将系统的操作记录、话音记录以及故障记录等数据导入IETM的数据分析程序中，能自动诊断出故障原因和故障位置，并显示所需的维修工具和维修备件的图片及库存情况。

1.2 功能分解

IETM是基于 GJB 6600、S 1000D和 MILPRF-87268A等标准而研发的技术手册平台。

图1 IETM功能模块需求图

本节对用户的功能要求进行细化，分解成具体的功能需求，使功能需求模块化，如图1所示。

IETM分为系统功能需求、基本功能需求和扩展功能需求3类，它们由以下功能模块的需求组成：

1）系统功能：数据交换、用户权限设置、访问控制、导航、链接、访问记录、更新、查看版本及其它；

2）基本功能：查找/组合查找、交互式诊断、图形显示和控制、打印、注释、维修过程演示；

3）扩展功能：教学培训课程、模拟操作功能、网络工作模式和故障自动诊断。

1.2.1 系统功能需求

IETM的系统功能主要包括数据交换、用户权限、访问控制、导航、链接、访问记录、更新和查看版本[1]，这些属于IETM相关标准和规范中必要的要求，具体请见GJB 6600.1-2008《装备交互式电子技术手册》。

1.2.2 基本功能需求

a）查找/组合查找

1）查找：通过对话框输入需要查找的字符或短语，即可对IETM中所有的文字信息进行查找，并列表显示查找结果，通过该列表链接到相应的技术内容上；

2）组合查找：用户可以对需要查找的字符或短语添加布尔运算命令，以便进行更加精确的查找；

3）过滤：允许用户通过设置过滤条件，如构型、型号等对IETM的技术内容进行过滤，只显示满足过滤条件的技术内容。

b）交互式诊断

交互式故障诊断功能是协助系统BIT自检和外场保障设备的辅助功能，当出现系统故障无法用BIT自检和外场保障设备检测时，可以启动IETM的这部分功能对故障现象进行诊断分析，诊断过程分为本地交互式诊断和远程交互式诊断两种方式。

1）本地交互式诊断：本地交互式诊断可以完成简单的故障诊断过程，通过一步步的对话向导完成故障的定位 （IETM中要实现本地交互式诊断功能，必须建立故障信息库，以及相应的搜索和推理策略，所有的故障可以查找到相应的故障对策，并应以形象的表现形式展现给用户）；

2）远程交互式诊断：如果本地交互式诊断无法完成，则可以通过IETM对远程支援中心发出诊断请求来完成故障诊断 （需自行开发或者使用商业软件，与远程支援中心建立文本、视频和音频交互式通信，通过交互式对话框与远程支援中心的专家完成诊断过程，或者传输现场视频和音频信息与远程支援中心专家实时交互进行故障诊断）。

c）图形显示和控制

1）移动：对IETM中的图形进行各方向的移动操作；

2）缩放：对IETM中的图形进行缩小或放大操作，包括放大镜等类似功能；

3）最大化：对IETM中的图形进行最大化显示操作；

4）旋转：对IETM中的图形进行旋转操作；

5）三维视图：利用三维实体模型展现装备的结构，用户可对三维模型进行平移、缩放、扩展和旋转等操作，或动态展示机构运动、零件拆装等过程。

d）打印

1）屏幕打印：打印IETM在当前屏幕中显示的技术内容 （包括图形、表格和文字），同时应该自动添加打印时间、密级和使用性等信息；

2）打印 （单元）：打印用户指定单元 （数据模块）中包含的技术内容 （包括图形、表格和文字），同时应该自动添加打印时间、密级和适用性等信息。

e） 注释

1）文字注释：用户可以在IETM中添加文字注释信息，并且能够储存和再显示；

2）批注：用户可在IETM中对文字信息添加下划线、圈阅操作等，并且能够储存和再显示。

f）维修过程演示

IETM的制作需根据 《系统维修手册》的维修过程，通过图形、视频或动画等方式来模拟电子线路、无线电等工作方式或工作过程，辅助维修人员排除故障，利用三维实体模型展现装备的结构，动态展示维修人员动作、设备及零/部件拆装等过程。

演示的内容需包括维修人员找出设备中故障的位置所需的全部图、表和文字资料，以及如何通过设备指示灯、仪表和监测显示器、专用测试设备和逻辑顺序一步一步地按逻辑隔离出故障，判断该故障出现在哪个设备，并定位到故障模块。然后演示拆卸、修理、重新安装和联试检验过程，并说明所需的维修工具等。

IETM可列举一些主要的故障现象进行维修过程三维动画演示，其演示步骤如下：

1）故障检查

故障现象：用三维动画演示故障现象，可用文字辅助表达。

故障分析及原因：用故障检测流程图或故障树的形式，一步一步地按逻辑分析故障的现象，以及故障的原因。

使用BIT检查或外场保障设备：用BIT自检录像显示出该故障在操控台显示屏上的自检报故过程；用三维动画的形式显示外场保障设备与系统和设备的连接过程，并用录像的形式显示外场保障设备的操作过程。

故障定位：用三维动画将故障的设备和模块在系统的演示画面中高亮 （红色）显示，并采用特写的镜头。

2）维修实施

所需的拆卸工具：用图片显示所有的维修工具，并标记出此次维修所需的工具。

设备及线缆接插件的拆卸：用录像的形式显示故障设备及线缆接插件的拆卸过程，并在后期的配音中讲解每一步的操作过程。

更换故障的设备：用录像的形式显示故障设备及线缆接插件的安装过程，并在后期的配音中讲解每一步的操作过程。

加电联试检验：有BIT自检功能设备，需录像显示在操控台显示屏上自检正常的过程，用三维动画将更换后的设备在系统的演示画面中高亮 （绿色）显示，并采用特写的镜头。

1.2.3 扩展功能需求

a）教学培训课程

IETM中的教学培训功能为载机战勤操作人员、地面配套系统战勤操作人员和地勤维护人员制定培训目标和培训计划，编写的培训材料以形象方式展现给学员。

教学培训功能属于理论培训，主要内容包括系统的概述、功能、组成、交联关系、工作原理、主要战技指标、正常操作程序、外场可更换单元（LRU）机理功能描述以及注意事项、考题等。通过教学培训使各类勤务人员了解系统的理论知识，掌握系统的使用操作技术，以及一定的故障判断能力。

教学培训课程可分为以下3种类型：

1）通过文字、图片、视频、动画及配音讲解，制作成电子培训教材；

2）事先分章节录制好教学课程的视频，进行点播；

3）需自行开发或者使用商业软件，与远程支援中心建立类似电话会议的形式，进行远程互动式培训。

b）模拟操作功能

IETM的模拟操作功能是完全通过软件的方式，模拟提供与真实系统一致的操作界面、操作过程和操作响应，为用户搭建一个模拟操作平台。

为了让用户对IETM的模拟操作功能感觉形象逼真，需采用目前3D网络互动游戏中流行角色扮演的方式，对所扮演角色的动作进行控制，这里主要指操作所模拟的人机界面。在开始模拟操作时，用户可选择一项模拟的任务执行、并可选择一位任务组成员扮演角色，然后用户可控制此角色进行登机、进入指定席位，飞机起飞后可控制角色操作人机界面。

飞机舱内的结构、机柜布局、操作席位的布局需建立与实际情况一致的三维结构模型。用户控制的角色在席位上点击通信管理设备人机界面、操作控制台人机界面、机内通信设备人机界面时，需联接到相应的操作软件并在显示器上显示与实际一样的操作界面，角色可在操作界面上正常操作并有与实际一样的操作响应。

IETM的模拟操作功能在网络环境中多机运行时，任务组成员可进行组网，实现模拟机内通信环境和机内－机外信息的无线传输和控制过程。

c）网络工作模式

网络技术和IETM技术的结合，可实现信息的高度统一、充分共享。利用网络集成化IETM，所有连接服务器的计算机均可获得各个系统、设备、零/部件的文本、图文及多媒体信息资源，及时、快速地获取所需的技术信息，顺利完成各项任务。因此，它具有如下的特点：可以为用户提供友好的操作界面；基于元数据的智能索引，信息定位准确；浏览IETM数据无须安装专门的软件，当获取IETM数据时，所需要的软件组件将自动安装[2]。

IETM可在网络环境中安装和多机运行，可建立系统的任务组，实现模拟话音/数据通信功能，如图2所示。

d）故障自动诊断

IETM的故障自动诊断功能分为数据分析式自动诊断和在线式自动诊断两种。

1）数据分析式自动诊断：IETM通过计算机的对外接口 （如USB）读取记录的系统的操作过程数据、自检数据，由程序自动判断故障原因，并在IETM中显示故障排除方法；

2）在线式自动诊断：IETM通过计算机的以太网接口连接系统的以太网，对总线进行监视、检测或解析，进一步确认故障，并在IETM中显示故障排除方法。此在线式自动诊断软件模块开发需在系统软件设计人员的配合下完成。

1.3 数据资料需求

a）IETM数据来源

技术手册是IETM最重要也是最基本的数据来源，保证技术手册内容的完整性并采用适合用户理解的表达方式是创作IETM的关键。要保证技术手册内容的完整性，首先需要明确技术手册内容的完整性要求，然后以此为基础作为IETM数据的支撑材料。

IETM的创作需提供以下中英文电子版的用户技术资料：

1）操作手册；

2）技术说明书；

3）维护规程；

4）故障隔离手册；

5）维修大纲；

6）维修手册；

7）电路图册；

8）软件配置清单；

9）图解零部件目录；

10）软件用户手册。

b）IETM数据整理

将用户技术资料数据制作成无冗余的数据库形式，用数据库管理系统 （DBMS）来管理所有的数据内容，使之具有更好交互性能的电子技术手册，如图3所示。通过数据库管理系统来存贮、管理各种技术资料的内容数据。主要特点：1）方便查看、查询，能迅速地对信息进行定位；2）易以实现数据的集成；3）安全性更高；4）易以扩展、易以管理；5）易以实现数据过滤及数据的多样性显示，满足个性化服务的需要[3]。

图3 IETM数据整理图

c）数据信息结构化

需要将技术资料的内容分类分解，进行数据信息的结构化设计。数据信息结构化设计便于对数据进行分类储存，使用标签结构形成的信息数据模式，能起到导向的作用，使内容信息清晰明了，便于进行数据过滤和分类检索。数据信息结构化设计减少了冗余数据，保证了数据的一致性，并使数据具备很好的可重用性[4]。

信息结构化设计主要有以下要求：

1）把一段混合信息数据按数据类型或信息内容类别进行分解；

2）不同类型的数据用不同类型的说明性标签进行标记；

3）数据的类型可以细分为更小的类型从而形成数据类型结构；

4）信息的保存连同标签一起保存。

d）多媒体数据需求

多媒体数据主要指产品的图像、视频、音频、Flash、仿真图像以及三维实体模型、三维动画等。这些多媒体数据主要是为了更直观、更形象地帮助用户理解技术手册内容，特别是工作原理、产品结构、使用和维修过程等[5]。

根据制作IETM的实际需求，需对产品进行拍照，以及在相关设计人员的配合下对系统操作、维修过程的演示进行录像，然后进行后期的配音讲解等工作。另外还需使用三维设计软件对系统及配套设备建立三维实体模型，制作三维动画，生动、形象地显示操作、维修过程，以满足用户的需要。

1.4其它要求

IETM除了以上的需求外，还有安全保密要求、安装运行和包装要求，其在GJB 6600.1-2008《装备交互式电子技术手册》中有相应的规定，需按规定执行。

2 结束语

从以上的用户需求分析可知，创作IETM需要有各方面的技术支撑、一定的人力和经费上支持；IETM不是仅仅一次性地进行产品交易，而是长期地为用户提供技术支持、资料更新、产品升级等服务，因此需要和用户保持长期的沟通。随着计算机、软件和互联网等技术的不断发展，IETM的技术也在不断地进步，IETM将为用户提供更好的服务，满足用户更高的需求。

[1]GJB 6600-2008，装备交互式电子技术手册 [S].

[2]http://www.s1000d.org;International specification for technical publications-S1000D.Issue 4.0,2008.

[3]刘建，解洪成，张卫国.交互式电子技术手册 （IETM）的数据来源分析 [J].江苏科技大学学报，2007，27（1）： 18-22.

[4]朱兴动.武器装备交互式电子技术手册-IETM[M].北京：国防工业出版社，2009:192-206.

[5]CORENA公司.CORENA S1000D技术白皮书 [Z].CORENA公司，2011:12-15.