E维修发展概述

夏伟，石全，王芳

（军械工程学院，石家庄050003）

E维修发展概述

夏伟，石全，王芳

（军械工程学院，石家庄050003）

随着电子制造业以及电子商务的成熟发展为新的一种维修概念——E维修提供了挈机。在网络技术高速发展的今天，伴随着通信和信息技术的发展，E维修也将作为一个新的科学学科。概述了E维修的概念内的基本思想，总结E-维修的发展规律，准确把握其内涵及其本质，明确E-维修建设的对策，为进一步研究装备维修信息化理论奠定了基础。

E维修，信息技术

0 引言

E-维修的提出首先是信息化战争的要求。现代条件特别是高技术条件下的战争，是高时空、高速度、高精度、高烈度和高消耗的信息化战争。信息化战争使用的武器装备，需要具有很高效能和作战适应性以及持续作战能力，需要优质、高效和经济的维修保障。维修信息化是实现这一目标的根本途径。同时，维修信息化也是随着装备发展由其特性决定的。高技术、高效能的现代武器装备（系统）结构复杂，其维修过程或活动的重点（核心）已由传统修复技术为主，转变为以信息获取（装备状态监控，故障检测、隔离和预测，维修资源信息获取）、处理和传输并做出维修技术与管理决策为主。实现维修过程信息化，是缩短维修时间、提高维修效率、节约维修资源的关键。积极应用电子、网络等信息技术，发展E-维修成为武器装备建设适应信息化战争的迫切需求。

1 E维修介绍

1.1 发展过程

自2000年初以来，专业术语E维修出现了，现在与维修相关的概念中一个很常见的词。在当前世界上，电子和网络改变着人们的社会生活。E-（电子）打头的电子商务、电子制造、电子服务、电子战、电子邮件、电子政府、电子警察、电子诊断、电子银行等等，举不胜举。这些新的概念及其一系列的活动或行为，正在迅速地影响着国家和世界的政治、军事、经济、文化环境和形势，改变着人们的精神和物质生活。E-维修首先是面向企业提出的，是市场特别是全球化市场竞争要求的服务创新和资产优化。随着互联网、Web技术和无线通信技术的使用，电子维修正在转化为能够在任何时间、任何地点保障用户的服务业务。电子维修为企业、单位提供预测智能工具，通过互联网无线通信系统监控它们的资产（设备、产品、过程等），预防其意想不到的损坏。事实上，电子维修的形成和发展是一个过程。它由计算机辅助维修—计算机辅助诊断，计算机辅助维修管理（计划，器材或备件管理，经费管理，信息管理等）开始，随着网络的应用发生了突变，形成了维修领域的广泛创新。

1.2 E-维修在外军军事上的应用

E-维修要面向战场、面向全军或战区，建设从作战指挥中枢到末端维修单兵、单位、装备的，借助于网络化信息平台的维修系统。其功能包括：建立在故障与损伤预测基础上的精确维修；装备维修组织与指挥；维修资源的合理配置与调度；远程诊断与维修；与作战指挥和后勤指挥自动化相协调。这样一个系统由各种硬件、软件、人员、组织和基础设施等构成，大体上可由3个层次结构组成。如图1是美国联合攻击战斗机保障结构示意图，形象地表示了信息化保障结构。

图1 美国联合攻击战斗机保障结构示意图

维修作业层。大体相当于图1中虚线框内的部分。除传统维修作业（如故障诊断、修复及定期预防工作等）外，它借助于传感器、计算机软硬件等各种信息技术和装备测试性设计，广泛使用交互式电子技术手册（IETM），有重点地实施装备性能监控与评估，根据性能退化状况预测其剩余使用或储存寿命，利用嵌入式诊断和自动测试，做出使用与维修决策。对于武器装备，战场损伤是维修的首要的着眼点，必须利用“战场损伤快速评估系统”进行损伤评估，并在其基础上进行快速修复。

保障（支援）层。大体相当于图虚线框外的部分。由中继级和基地级以及产品生产单位服务部门等组成，通过网络化手段对维修作业层进行技术支援，达到“3R”或精确保障的要求。主要职能包括：维修人员培训；维修器材包含备件供应；软件保障包含自动化的升级；远程诊断和技术指导；装备维修数据管理等。与传统维修支援的主要区别在于通过信息化手段，以电子数据交换（EDI）方式，信息流部分代替和减少了物质流，建立在TAV基础上的精确、及时的保障。

决策（管理）层。维修保障管理，包括平时和战时维修组织、计划、监督、控制和协调等职能。它是装备保障指挥的一个重要部分。在信息化维修保障中，其核心是建立在网络化基础上的计算机辅助维修管理和辅助决策。

2 理论内涵和特点

在现在维修定义中，工程师或科学家考虑E维修，认为这是一个概念，或者作为一个哲学，或作为一个现象，等等。例如，根据Baldwin［1］的“E”在E维修中就意味着“优秀”：

E-维修=优秀维修=高效维修（希望更少的人和更少的钱做更多事情）+有效维修（改善可靠性，可用性，可维护性和安全性指标）+企业维修（向企业效绩直接做出贡献）。

E维修的概念，目前行业中普遍存在是指集成的信息和通信技术（ICT），包含面临新需求的新兴创新支持方式生产、企业（电子商务）预期的制造业复兴的维修策略和/或计划。但是首先讨论这一点：可以考虑E维修维护策略（即管理方法）维修计划（即一套结构化的任务）的维护类型（如状态维修（CBM），纠正，等等）或者维修支持（资源，服务进行维护）?在以下段落可以找到一些线索来回答这些问题：

E-维修可以仅仅定义为一个维护策略，使用实时任务管理电子设备。通过数字技术获得的数据（即移动设备、遥感、状态监测、知识工程、电信和互联网技术）。从这一点来看，E维修解读为维护管理过程，处理的数据量的扩张。这个定义是Baldwin［2］或Moore和Starr［3］在以下方式：“E维修是根据需要通过一个资产信息管理网络，集成同步的各种维护，可靠性应用收集和交付资产信息。

E-维修类型：一般来说，E维修的发展象征着逐步替代传统的维护类型的具有预测/积极的类型。定期维护应先进、智能维护哲学转向满足制造商的高可靠性需求［4］。因此，Koc和Lee［5］称为E维修（系统）预见性维护（系统），它只提供了监视和预测预后功能［6］，如图2所示。

E-维修作为维修支持：最后，E维修可以称为维护支持。例如，有人认为E维修的组合网络服务技术和代理技术，它提供了一种实现智能和合作系统在工业自动化系统的功能。E维修定义为一个分布式人工智能环境，其中包括信息处理能力、决策支持和沟通工具，以及维护流程和专家系统之间的协作。

3 E-维修面临的挑战

3.1 改善维护类型的可能性和E-维修提供的策略

远程维护：利用信息，无线（例如：蓝牙）和互联网技术，用户可以在任何地方登录，使用自己所希望的任何类型的网络连接和浏览器设备。任何运营商经理或专家也有能力通过互联网远程链接到一个工厂的设备，允许他们远程操作，如设置、控制、配置、诊断、调试/修复、性能监控、数据收集和分析。因此，机器人的制造商保留客户的资料是减少的，当有设施为他诊断发生错误时，接下来，机器性能监视功能改善预防性维修。

图2 E维修的企业视图

实际上，E-维修最大的优势之一是能够连接领域系统按照所希望的技术中心与位于地理遥远的客户联系，允许特别是远程维修决策，增加价值，削减开支，减少浪费。其最重大的贡献，使得一个可靠的投资资产信息管理网络得以开发。

合作维护：E维修象征着实现一个信息基础设施连接地理区域所有分散的子系统代理的机会（如供应商希望客户和机械希望工程师）的基础上，现有的互联网允许不同的顾客在不同的平台允许一个强大的合作企业领域（生产、维护采购等）和不同的公司（供应商的客户，机器制造商，等等）共同使用。

E-维修平台为整个行业引入了前所未有的透明度和效率，它可以提供一个足够的业务流程集成的支持。结果，这里的机会，从根本上减少，可能是人员、部门、甚至不同的IT系统之间的接口。业务流程的集成明显有助于总进程的加速，一种更简单的设计（精益流程），和同步维护按照所预计的生产、过程吞吐量最大化和最小化停机时间成本。一般来说，这个过程会导致更少的错误，改进沟通过程，反馈周期短，因此，改善质量。

预测和健康管理系统，可以有效实现本文提供的功能，提供了一个在减少（LCC）操作系统的全生命周期成本以及减少操作/维护物流足迹绝佳的机会。

3.2 潜在E-维修提供的维护支持和工具的改进

可以总结这些潜在的改进如下：

错误/故障分析：传感器技术的飞速发展，信号处理、信息通讯技术，和其他技术相关的状态监测和诊断增加了利用来自多个来源的数据和来源，和不同的类型的可能性。此外，通过网络远程制造飞机，E-维修提供了一种多源知识和数据环境。

维护文档/记录：E-维修提供一个透明的、无缝的、自适应的平台。信息交换过程以统一的方式访问所有文档，独立于其起源、设备制造商、集成商和最终用户信息（图3），如任务完成表单填充一次用户，可以派遣监听器注册这些事件。

图3 PROTEUS平台

在设备层面，对工作指令事务或位置检出是实时被记录的。然后，计划之间的大量数据瓶颈层和业务系统可以通过转换消除原始机器完好数据，生成符合数据和过程数据转化为信息和知识动态决策能力。此外，可以利用这些明智的决定通过网络代理，将它们连接到电子商务工具（如客户关系管理系统，ERP）来实现智能电子服务的解决方案。

售后服务：启用使用互联网、网络和无线通信技术，E-维修正在随时随地支持他们的客户而改变制造企业，服务业务。

3.3 潜在的改进E-维修提供的维修活动

总结一下潜在的改进维修活动：

故障诊断/本地化：E诊断提供专家进行在线故障诊断的能力，互相分享他们的宝贵经验的愿望，运营商如果发生异常情况检查机器，故障诊断就会及时提出补救措施。

修复/重建：运营商可以利用通过E联系网络远程快速专业技能，没有调度延迟。希望通过和专家直接交互减少故障排除。另一方面，诊断、维护工作，和削减取代通过结构化，实时记录当场工作。

修改/提高资源管理：E维修所提供的多源知识和数据环境允许一个有效的信息共享，因此，知识资本的重要功能的可用性和管理工具进行交互处理和分析信息产品的构成，使得维修工程的发展产品生命周期（PLC）支持包括维护和退休阶段（拆卸、回收、重用和处置）变得可行。

4 结束语

本文概述了E维修概念内的基本思想，然后概述了该领域的研究现状和在这个新兴领域的挑战。其一个潜在的目标是识别工业/学术参与科技、组织或管理相关E维修的发展问题。今天，这种多项联合必然成为大趋势，E维修也将作为一个新的科学学科。

［1］Holmberg K，Adgar A，Arnaiz A，et al.E-maintenance［M］. New York：Springer，2010.

［2］Zhang W，Halang W，Diedrich C.An Agent-based Platform for Service Integration in E-maintenance［G］.Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Industrial Technology，Maribor，2003：426-433.

［3］Hausladen I，Bechheim C.E-maintenance Platform as a Basis for Business Process Integration［G］.Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Industrial Informatics，Berlin，2004：46-51.

［4］Tsang A.Strategic Dimensions of Maintenance Management［J］.Journal of Quality in Maintenance Engineering，2002，8（1）：7-39.

［5］Muller A，Suhner M C，Iung B.Formalisation of A New Prognosis Model for Supporting Proactive Maintenance Implementation on Industrial System［J］.Reliability Engineering and System Safety，2008，93（2）：234-253.

［6］BenedettiniO，Baines T S，Lightfoot H W，etal.State-of-theart in Integrated vehicle Health Management［J］.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part G：Journal of Aerospace Engineering，2009，223（2）：157-170.

E-maintenance Development Overview

XIA Wei，SHI Quan，WANG Fang
（Ordnance Engineering College，Shijiazhuang 050003，China）

The importance of the maintenancel function has increased because of its role in keeping and improving system availability and safety，as well as product quality.To support this role，the development of the communication and information technologies has allowed the emergence of the concept of e-maintenance.Within the era of e-manufacturing and e-business，e-maintenance provides the opportunity for a new maintenance generation.This paper outlines the basic ideas within the emaintenance concept and then provides an overview of the current research and challenges in this emerging field.An underlying objective is to identify the industrial/academic actors involved in the technological，organizational or management issues related to the development of e-maintenance. Today，this heterogeneous community has to be federated in order to bring up e-maintenance as a new scientific discipline.

E-maintenance，information technology

TJ630

A

1002-0640（2015）12-0009-04

2015-01-11

2015-03-01

夏伟（1980-），女，山东济南人，讲师，博士。研究方向：军事装备学。