装备使用保障信息化研究

2014-12-10郝洵

电子产品可靠性与环境试验 2014年6期

郝洵

（中国舰船研究设计中心，湖北武汉 430064）

0 引言

随着装备的高速发展，装备的复杂程度也日益增加，使得装备的使用维修保障的任务量、难度和信息量日益增大。通过传统的、以专家和专业技术人员的经验管理为基础的保障作业模式已经不能满足装备保障的需求。信息化的技术手段在各种领域中的应用证明，信息化技术能够很好地提高生产效率，能够规范作业流程，甚至能够辅助决策人员在制定工作计划、工作方案时进行决策。

信息化是当前国民经济发展和装备发展的大趋势，也是综合保障工程发展的必然走向。利用当今快速发展的数字化通信、网络传输等信息技术来完善综合保障管理、改造现用的保障体系，已成为一条必由之路。

1 装备保障及信息化问题研究

通过对装备保障的多个突出问题进行研究，一个重要的症结在于使用维修与研制的管理脱节。长期以来，装备采用传统的 “序贯式”管理，即先研制主装备，等主装备交付用户单位甚至定型后，再由使用和维修管理部门去考虑其保障配套问题[1]。这种序贯模式是由于装备管理体制和运行机制长期采用分段式管理模式造成的，缺乏利用系统工程和采用并行工程的方法来研制装备，使用和维修管理部门没有在研制主装备的同时参与考虑使用过程的保障问题。这种管理问题自然造成技术上的缺陷，如装备设计中缺乏装备可靠性维修性设计，缺乏保障性分析，不能很好地提供维修所需的技术和资源输入，装备交付时没有系统、完善的配套保障系统。

a）保障系统不够完善

装备保障系统不健全是一个普遍现象，在一些大型号、重点型号的研制中，由于各方面对综合保障的要求比较严格，这些型号的综合保障工作系统相对完善，无论是专职还是兼职的设计师，基本上建立了综合保障工作系统，而一些小的型号或者系统、设备研制单位，其综合保障工作系统则比较弱化[2]。

b）保障技术基础不足

有些装备研制单位没有专门的综合保障科室，也没有专门的综合保障专业人员。研制单位对综合保障的重视程度也不够，很多专业的综合保障工作，只能由其他专业科室的设计师来挂名或应付检查。由于以往保障体制与模式的原因，研制部门对有的保障需求不够关心，保障信息化更处于可有可无的地位。挂名的综合保障技术人员的设计技术基础薄弱，没有掌握必要的分析技术。

c）研制单位保障工作不到位

为解决装备的保障问题，1991年海军颁布了《关于加强海军装备同步建设的决定》和实施细则，虽然其发挥了重要作用，但未能解决根本问题[2]。在装备的研制和使用过程中，没有严格按照GJB 3872-1999[3]、GJB 1371-1992[4]等国军标要求开展保障工作；而开展了保障性分析工作的单位，也大多对保障性分析过程中的分析内容剪裁过多，难以形成可以指导其开展保障性工作的工作规范。

d）保障信息化系统形成信息孤岛

目前，大部分装备研制单位并未配备保障信息化系统，而装备了保障信息化系统的单位其系统主要有两个来源：1）研制单位在交付装备时，随装备交付保障信息化系统；2）装备交付之后，由使用单位自行研制装备的保障信息化系统。无论哪种来源，均以目前装备保障管理体制为基础研发，保障信息化各子系统之间的数据重用并不理想。特别是某些保障信息化系统由于经费、进度和主管机关单位不同等原因，在设计时没有考虑综合保障的思想，各自为战。

e）综合保障经费不明确

相关工作开展不充分，综合保障机构要独立开展工作，就要有一定的经费支撑。但是装备在研制合同中没有明确综合保障的专门经费，而是将装备研制的总费用以研制费的形式写进研制合同，综合保障的经费很难落实，这给综合保障工作的正常开展带来了很大的困难，有些综合保障工作项目、试验，若能跟装备的设计工作结合进行时，则一般还能如常地进行；但是，有些综合保障工作项目需要单独开展，或者需要做专门的综合保障试验时，往往难以开展。对使用之后可能出现的种种问题考虑不足，导致装备交付以后，暴露出各种各样的综合保障问题，造成维修成本的上涨甚至影响战备完好性。

2 装备保障活动研究

GJB 3872-1999《装备综合保障通用要求》指出，综合保障八大要素包括维修规划保障、训练保障、供应保障、技术资料保障、保障设备保障、设施保障、人员资源保障和包装储运。装备的保障活动主要是以这八大保障要素为核心来开展的。围绕装备的各项保障工作的目的是要使用最少的经费完成各项保障任务，如例行的维护保养任务、训练任务和演习任务。经济、高效的保障需要以各时期保障任务的需求为基础，对各保障资源要求进行科学的搭配，形成保障资源配套方案，对保障工作和保障资源进行合理的分配，形成综合保障工作计划。

装备的保障活动是一个闭环的过程，在保障任务的影响下，在不同的时期，保障工作计划、保障资源的配套方案均会发生动态的变化。在装备 “新堪待废”的使用全寿命周期中，随着保障任务需求、装备的健康状态和保障资源的变化，随时都需要对保障工作的优先顺序进行决策，产生新的保障工作计划。保障工作计划转换成保障工作指令后，指挥保障人员对资源进行补充，对装备进行维护维修，从而改变装备的健康状态，如图1所示。

图1 装备保障活动关系图

3 综合保障的思想研究

我国学者对综合保障的定义为：综合保障是在装备研制过程中综合地考虑保障问题，使保障影响设计，并在装备部署使用的同时，以最低费用提供与装备相互匹配的保障资源，建立保障系统，满足战备和任务要求所进行的一系列技术与管理活动。

从而可以看出：装备的保障问题不是一个孤立的使用单位的问题，而是一个需要综合考虑的问题；保障的目标是最低费用和最匹配的资源；保障手段是通过建立保障系统，利用信息化对保障性分析的结果进行科学地应用；将装备的保障性从交付使用阶段提前到设计阶段，使得在提出研制要求时就必须考虑装备的保障工作。

综合保障包括以下几种保障思想：

a）资源最佳匹配思想

装备保障的首要目的是最大程度地达成保障任务，最大程度地提高装备的使用可用度。然而，在经费资源有限的情况下，必须利用统筹原理对有限的资源进行合理的搭配，以保证在保障的各个不同阶段，不会有太多的资源闲置，也不会有较大的资源短缺，从而保障以最低的保障费用达到最大的保障效果。

b）综合考虑思想

综合考虑是指在产品设计时为了达到保障性指标要求，在各种不同要素之间的分析和权衡。如在装备固有的可靠性、维修性、测试性特性指标与保障系统设计指标之间的权衡，以及在保障过程中保障性指标与保障费用之间的权衡等。综合考虑的目的在于通过经济实惠的投入达到最大化的保障性指标。

c）配套的保障系统思想

根据GJB 1371-1992 《装备保障性分析》的要求，在装备设计分析过程中，装备设计的同时开展对保障系统的分析和设计，在交付装备时，保障系统作为装备的一部分一同交付使用单位。装备的使用保障信息化系统属于装备保障系统的一部分。

d）全寿期保障

装备的保障问题不能等装备已经

研制出来以后才去考虑其保障问题，而应该在装备研制过程中就开始考虑装备的保障问题，要从根本上解决装备尽快地形成战斗力的问题。将影响装备战斗力，以及保障费用的各种因素综合考虑，以得到费效比最低的保障方案。在装备的全寿命周期中，数据流按照业务需求从论证研制单位到生产制造单位，到使用报废单位实现无障碍流通，在全寿命的不同阶段均需要进行保障相关工作[5]。

4 保障信息化的设想

建立集成保障信息系统（包括维修保障、供应保障和训练保障等），是提高现代装备保障效率和能力的有效手段。它可以充分利用装备保障的信息设备和发挥数字化技术资料作用，将各种型号的装备系统、各级维修部门的多种维修信息资源高度集成于一个单一的、统一的、标准化的、容易使用的系统中，从而形成高效的保障信息流，满足不同任务及不同水平技术人员的需要。提供岗位工作支持及有效的模拟训练支持，避免费时的纸张文字工作，自动地完成任务。利用计算机与技术人员的信息交互提高维修质量，为各级维修管理部门提供实时动态信息，并快速地生成装备使用梯次、维修保障计划和规划。通过PMA及数据接口平台，维修技术人员可直接访问装备的自检测系统，实施故障动态诊断等。

保障信息系统应该包括保障业务系统、保障要素支持系统和接口系统几个部分。保障业务系统由数据采集系统、综合诊断系统、保障决策系统和使用维修管理系统组成。通过一线维修的PMA，以及装备自带的BIT、状态监控系统和参数传感器等硬件系统组成的数据采集系统完成健康状态、运行参数等技术参数信息的采集；由综合诊断系统完成初步或深入的故障诊断；由保障决策系统完成决策和保障和使用计划的生成；由使用维修管理系统完成使用维修业务作业的管理和跟踪工作。接口系统用于保证保障系统与外部信息化系统的数据流通性，如图2所示。

图2 保障信息化设想图

a）数据采集系统

数据采集系统由装备状态监控系统、BIT系统和传感器系统，以及原位或移位维修设备组成。其主要功能是收集装备或设备运行时的采样特征数据，并通过数据预处理及格式化（甚至包括初步的故障报告及诊断）后传给保障信息系统中的综合诊断系统。

b）综合诊断系统

综合诊断系统由快速故障诊断、增强故障诊断、故障预测和专家分析系统组成。综合诊断系统首先进行快速的故障诊断，在快速故障诊断不能诊断出故障原因时，利用装备的海量历史数据进行分析推理，解决快速故障诊断的不能复现率（CND）和重测合格率（RTOK）等问题，同时给出关键部件的剩余可用寿命RUL。

c）保障决策系统

保障决策系统是保障信息系统实现任务保障的核心，通过该系统可以对装备的演习任务、训练任务和维修任务进行动态管理，即在全面、准确地掌握装备设备状态、操作人员、技术保障人员、备件、训练条件和日程安排等要素的基础上，采用辅助决策和资源概算算法，科学生成满足任务要求的保障计划和装备使用梯次计划。所生成的保障计划通过仿真手段进行验证，以确保保障计划的可实施性。

d）使用维修管理系统

使用维修管理系统的主要功能是对保障决策系统产生的保障计划和装备使用计划赋予实施，对装备的使用维修作业进行管理。其功能组成包括工作指令管理、使用记录登记、电子履历登记、故障报告和排故登记等功能。

e）保障要素支持系统

保障要素支持系统管理的对象是综合保障的八大要素，其中：人员、设备、设施和备件各种类型的资源保障要素支持系统对其数量、使用状态、健康状态和各种资源的基本情况进行管理，为资源管理和调度系统服务。技术资料是综合保障的知识库，为其他保障要素支持系统或业务系统提供支持。维修规划管理系统管理的是初步维修保障方案，为保障决策系统中的保障计划生成系统服务。训练保障系统主要管理对使用和维修人员进行训练的各项活动，以及所需要的程序、方法、技术和教材等素材。

f）接口系统

接口系统主要用于接收上级机关下发的训练等任务、指挥中心下发的演习任务和中长期的维修保障任务，也用于接收从研制单位下发的服务数据包；同时，接口系统还可以用于对上级机关指挥中心提供报表统计等信息。