基于S1000D的航空发动机IETM 方案规划研究

安燕霞 王桂华 吕天波

（中航工业沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）

0 引言

随着航空发动机产品竞争日益激烈，方便维修与降低保障费用成为用户关心的重要课题，特别是对用户手册的快速查阅、信息检索定位、故障定位、方便携带等功能提出了更高要求，而传统的纸质技术手册重量与体积大、造价高，而且其执行更改不及时，不适宜存储和使用，越来越难以满足用户的使用维护要求。为此交互式电子技术手册（Interactive Electronic Technical Manual，以下简称IETM）项目的研究与开发引起军方和装备研制单位的高度重视。

目前IETM 不仅作为一种电子手册，不仅实现了技术手册的数字化，而且它具有交互功能，实现了技术手册的智能化；更为重要的是，IETM 的数据格式采用了当前欧洲通用的成熟标准S1000D（《基于公共源数据库的技术出版物国际规范》），为实现数据的互操作和共享性、实现数据的网络集成化提供了可能，而这些正是实现装备保障信息化，实现计算机辅助后勤支持（简称CALS）理念的最基本、最核心的技术。

本文论述了IETM 和S1000D 标准的特点，并在此基础上提出了交互式电子技术手册制作的规划方案，为IETM 的制作提供借鉴。

1 IETM 的特点

IETM，不同于一般简单的文档或多媒体数据库，而是把信息数据分割成许多信息对象并作为基本信息单元存放于数据库中，这些信息数据相互关联并按照特定的结构加以组织，按照CALS 标准进行存储，具有以下特点[1]：

（1）不同来源的数据集成。IETM 能够结合不同来源的结构化数据，后台数据库或其它应用来的数据经过中间层服务器集成后，可以形成自我描述式的数据，允许其它的应用程序直接进行访问和处理。

（2）能够与神经网络、专家系统、测试程序集(TPS)等有机地结合，通过嵌入测试设备，方便用户通过多种渠道对所需的信息进行查询和检索，同时用户也可以用浏览器直接获取技术资料。

（3）能够以文字、表格、图形、图像、视频、动画等多种形式显示技术信息，但这些信息的显示风格描述包含在IETM 数据文档之中(如样式表等)，实现了数据信息和平台、应用软件(如：IE 浏览器、Reader 浏览器等)的相对独立性，不必修改应用软件，就可以通过用户选择或以默认的标准来显示多样化的技术资料信息。

（4）拥有良好的交互功能，实时响应用户的操作，用户可以通过按钮触发相应事件，按照屏幕操作提示，完成检索、查询等操作；它还可以为用户提供信息更新的功能，用户可以添加自己的注释，更新充实数据资料信息。

（5）有导航、超级链接等功能，不同文档的数据可以有机地结合在一起，不同的信息可以很方便地跳转。

（6）数据可以粒状地更新，多用户使用IETM 时，当部分信息数据改变时，不必重发整个结构化的数据，不用刷新整个用户界面数据就能够显示出来。

（7）具有开放性、互用性等特点，IETM 数据具有自定义性和扩展性，它可以描述各种类型的数据，并实现了各种不同来源数据的交换和传递，从而实现了数据的统一接口问题。

2 S1000D 标准特点

国内外广泛采用S1000D 标准，是因为它采用了很多新的概念和设计理念，建立了长远的设计目标，涵盖了从内容创建、管理、发布和交付完整的技术出版物开发流程，并且融合了当前先进的计算机技术和信息管理方法，这决定了该标准具备一定的优越性：

（1）S1000D 标准是国际通用的技术出版物和信息交换的中性规范，能够用于军品和民品。

（2）提供了良好的数据交换标准（编码、内容和格式等），便于协同开发和合作。

（3）应用了结构化的编制、公共源数据库和模块化内容模型的概念。

（4）能够满足编制一次，生成多种交付的个性化要求。

（5）定义了能够与其他综合保障信息系统进行交互的基础信息架构。

S1000D 标准不仅仅定义了数据格式标准和数据交换标准，也为技术出版物从内容创建、内容管理、发布和交付等整个流程都进行了定义，提供了一整套解决方案。S1000D 标准中还提出了两个核心概念，用来保证IETM 实例间的信息共享与交换，这两个核心概念是：数据模块与通用资源数据库。只有实现了这两个核心概念才能称得上实现了S1000D 标准。

3 方案制定

IETM 方案规划是IETM 制作过程中重要的组成部分（见图1），在项目初期由总师单位编制IETM 的研制技术方案，论述研制工作的组成和安排，确定技术途径和方法，如技术内容、样式、数据模块类型的使用等，以指导研制工作。下面是IETM 方案规划的主要内容，对于项目中管理、人员的配备等这里不进行论述。

3.1 平台选择

IETM 平台是用于创作并显示电子技术信息的工具[4]，它应能实现S1000D 标准，应用先进的信息技术和理念及网络技术提高与客户的信息交换效率，实现园区网的用户技术资料的协同编制和数据集成共享，提高技术资料的处理效率，降低航空发动机技术出版物的制作成本，提高航空发动机的维护效率和保障率。

为实现S1000D 标准有关要求，选择的IETM 平台能够满足如下要求（图1）。

（1）用户/用户组管理

制作IETM 是一个大型工程，需要多人共同参与来完成，因此系统需要提供一个共享工作环境，并具有用户管理功能，管理员可以自定义用户组，添加用户，分配权限等。

图1 IETM 制作方案

（2）工程项目管理

同一企业可能有多个工程项目同步进行，因此CSDB 管理子系统应当提供有关工程的新建，查看、修改等。

（3）标准编码系统与信息码管理

数据模块编号 (DMC) 由标准编码系统 (Standard Numbering System，SNS)、信息码(Information Code，CI)及其它部分组成，用于标识产品物理结构及数据模块的内容类型。S1000D 标准中己经定义了一部分SNS 及IC，并为用户预留了自定义空间，因此，CSDB 管理系统需要维护这些信息。

（4）数据模块需求列表(DMRL)管理

DMRL 用于在工程项目中计划，管理，控制数据模块。因此，需要对数据模块需求列表进行定义、管理。

（5）数据模块、插图的管理

对数据模块、插图进行存储、按目录方式或检索方式进行查看，删除等功能。

（6）集成第三方XML 编辑器、插图编辑器

CSDB 管理子系统可以不具备数据模块创建与插图创建功能，但应当提供与第三方软件接口，可以集成数据模块创作子系统、插图制作子系统，或第三方软件。

（7）数据模块的签署和发布

软件应具有适应本单位数据模块和发布手册的签署流程，具有编制、修改、校对、审核、批准的工作过程，同时应考虑发布出的技术信息在签署过程实现屏幕上以面向页面的翻页方式显示或以交互式电子技术出版物形式显示。

发布模块在技术上应能够根据完整手册的结构定义，将相关的内容单元自动提取并汇编成完整的手册。

（8）数据备份与恢复

以数据内容的安全为出发点，通过管理员对整个系统数据库进行不定期的备份，在需要时再进行恢复。同时需要有效性验证、了解版本控制管理、DM 制作程序流程、内容发布，以及多媒体制作要求等方面内容。

除了在软件实现技术上满足上述要求外，还需要综合对比分析软件的使用选择操作简便、功能完善、具有广泛典型应用、工程适应良好、技术支持力量强等方面，满足用户管理和用户要求定制。

3.2 获取数据源

编制完整的航空发动机技术手册有两种实施方法[2]，一种是利用现有的技术手册，这种手册通常是采用国军标或参考国外的纸质技术资料，需要根据S1000D 标准结构化的要求对手册进行分析、重新归类；另一种是重新制作，规划好手册的结构，让设计人员按照要求进行编写。

对于需要重新编写的技术手册，结合对部分航空发动机技术手册内容的分析，可以归纳出编制技术手册内容的主要数据来源：

（1）工程设计资料，包括该项目和类似项目的性能数据、设计文件和图纸。

（2）保障性分析结果数据。

（3）使用与维修方面的验证试验及经验数据。

（4）测试性设计数据。

（5）性能调整及排故经验、流程。

3.2.1 航空发动机技术资料的特点

目前国内编写IETM 手册大部分是选用已经完成的技术手册进行制作，在传统的技术手册上制作交互式电子技术手册不仅要满足S1000D 标准，还要在结构上、内容上和表达方式上等方面都进行改进，这样才能满足用户的使用需求，具体情况如下：

（1）技术手册结构不符合S1000D 标准。

过去大部分军用设备的技术资料是基于传统的章节结构。在S1000D 概念中，数据模块是描述信息的最小单元，不可分割，手册实行数据的“模块化”结构。所以，这就要求我们对数据进行分析，将原始的线性文档逐层拆分为单元模块的形式，与此同时，还要兼顾多路径信息访问的功能，尽量地将所有的相关信息都反映在数据模块中，以便组织相互之间的链接关系。

（2）技术手册内容不完整。

手册内容过多反映设计人员所熟悉的设计内容，而较少反映用户所需的使用和维修内容，例如用户技术手册、使用维修手册中编有大量的工程参数，而对维修工作的内容描述极其简单，不能指导用户进行预防性和修复性维修。内容不完整主要是因为很少进行装备研制过程中所需的可靠性、维修性和保障性分析工作，而且维修所需的历史和经验数据也很少。内容不规范主要是指手册的结构、内容的格式和印刷版式不符合规范。

（3）表达方式不适应用户理解水平。

当装备交付部队后，手册的使用人员大部分是高中以上文化水平，编写人员没有考虑使用人员的知识水平、技能等级等的限制，使用的专业术语会超出阅读者的理解能力，同时对于不同的用户对某些名词的理解也有很大不同。

（4）多媒体数据与技术内容的结合不紧密。

目前国内在创作时过分注重多媒体信息的创作，由于对手册所需的技术信息理解不充分，很少考虑多媒体信息与手册技术内容的相关性，甚至大量制作多媒体文件，偏离了基本功能要求。

3.2.2 确定出版物深度和范围

综上分析，在方案制定阶段就需要在分析现有技术手册的基础上进行确定IETM 的深度和范围，这项工作需要结合S1000D 标准制定IETM 手册的业务规则，规划数据模块需求列表确定出版物的范围，确定单个数据模块的深度。例如对于单个维护类数据模块应从使用维护工作角度出发，决定需要产生什么信息，进行哪些维护工作，所需工具、耗材、备件，完成维护任务所要执行的具体步骤、以及应当注意的安全警告信息等。在维护步骤信息中也可以查看与当前维护步骤相关的其他维护信息。

3.2.3 制定多媒体数据

为了更直观更形象地帮助用户理解技术手册的内容，特别是工作原理、产品结构、使用和维修等内容，需要在技术手册中集成图片、音频、视频、及仿真图像等多媒体数据。多媒体数据是在技术手册内容基础上新增加的技术信息，它们需要重新制作，并要与技术手册的内容密切结合，实现信息的增值。

多媒体数据制作时应根据技术手册的内容要求，对数据来源进行分析，看哪些数据需要做成多媒体，并确定内容、格式、制作方法以及表现要求。如在性能调整排故手册中利用“问答”实现逻辑决断，可帮助用户快速找到解决办法，避免出现错误，图片中使用热点可实现用户与计算机的交互，使用动画、flash 给用户直观、清晰的感觉。

应指出的是，在IETM 中必须是难以使用户确切理解的文本部分，才需要用多媒体文件辅助说明，而不能过多追求多媒体的样式，都做成热点、CGM 图等效果，不仅浪费人力、物力，而且还可能起到本末倒置的结果，同时要考虑现有多媒体数据是否适合生成相应的数据。

3.3 制定业务规则和编写数据模块需求列表

业务规则是S1000D 标准在手册中的体现，是将S1000D 标准进行裁剪并结合型号的实际需求制定的规范，业务规则包括标准编码系统（SNS）、信息码（IC）、信息控制码（ICN）、出版物模块编码（PMC）、数据交换、技术插图编制要求、手册数据制作规范等等，在方案中要确定数据模块类型，制定详细的数据模块结构的剪裁使用规范，细化数据元素的使用和编写规则，确保不同参研单位编制数据模块的结构和内容编写一致，否则造成各类数据风格不一，重新返工。

在S100OD 标准中有许多编码是需要自定义的，例如S100OD 标准规定了SNS 的表示方法及意义。规定了SNS 的前三维编码，后三位编码为用户预留了自定义空间。这就需要设计者根据对技术资料的粒度划分原则，并根据粒度的大小进行构建整个发动机的结构。装备的标准编码是IETM 系统结构的重要组成部分，它是数据显示的基础，是整个IETM 方案的重点。SNS 制定首要的原则是确定每一个数据模块应该包含的信息内容，既要做到内容能够进行重复引用，又要保证数据模块内容不产生冗余，即保证数据模块的唯一性，方便模块之间的引用。

数据模块需求列表相当于制作传统技术手册时使用的大纲，用于记录一个工程项目中所需要的数据模块信息，对数据模块的计划、报告、产生、配置等进行管理，在分工合作环境下特别重要。在方案制定过程中要根据技术内容的范围和深度，明确清单的编制要求，确保研制过程中对数据模块进行有效的管理。

4 结论

开发基于S1000D 的IETM 手册是一个工程项目，需要多人共同参与来完成，在方案阶段规划好IETM 制作方案，将显著提升IETM 的水平。当然，制作出用户满意的IETM 还需要积极与用户沟通，努力贴近用户需求，才是促进IETM 发展的重要途径，也是推进装备信息化建设，提高装备使用、维修和综合保障能力。

［1］苏珉，王秀霞，王永华，等.依据ACEMA S1000D 制作飞机IETM[J].海军航空工程学院学报，2005，5，20（3）.

［2］刘旭奕.提升交互式电子技术手册的质量[J].航空标准化与质量，2008（1）.

［3］冯柯，陈伟强，马玉皓，陈立武.提升交互式电子技术手册的质量[J].设备管理与维修，2008（10）.

［4］郭建胜，刘雪峰.基于Web 计算模式的交互式电子技术手册研究[J].计算机工程，2004，30（4）：145.

［5］王学奇，肖明清，周越文.交互式电子技术手册及其应用研究[J].计算机工程，2002，28（5）：227.