导弹装备战场抢修交互式电子技术手册的制定

郑晓亚，陈 彦，陈京生，何 华

（中国兵器工业标准化研究所，北京 100089）

导弹装备战场抢修交互式电子技术手册的制定

郑晓亚，陈 彦，陈京生，何 华

（中国兵器工业标准化研究所，北京 100089）

导弹装备战场抢修中无法快速、准确地在大量的纸质技术资料中找到所需技术信息，必须将其转换为电子文档，并设计导弹装备战场抢修交互式电子手册（IETM）。采用了基于贝叶斯网络诊断战场损伤的快速评估方法，以及面向任务的基于抢修经验与决策理论相结合的综合评价与决策方法，完成了该交互式电子手册的设计及相关功能的实现。该交互式电子手册能保证导弹装备在战场抢修中快速、准确找到所需技术信息的问题，提高了装备的维修效率，并对其他大型复杂装备交互式电子手册的设计也有指导和借鉴意义。

战场抢修，导弹装备，交互式电子手册

0 引言

随着科学技术的发展和高新技术在武器装备上的大量应用，未来高科技局部战争对维修保障提出了更高的要求。战场抢修是影响部队战斗力，决定作战进程和胜负的重要因素，是部队在战场上进行的一种快速的维修活动。战场抢修与平时维修相比，有着显著的差别。战场上的修复允许时间是有限的，战场抢修相比平时维修显得更加困难［1-5］。而武器装备在研制过程中会产生大量的资料和数据，并且随着装备后期的改进，资料和数据的数量还会大量增加，现有的以纸质资料装订成册的管理模式对于像飞机、导弹等大型复杂装备而言，已不再能满足要求。尤其在战场抢修中，这些纸质技术资料的运输、使用和维护均存在极大的不便，无法快速、准确地定位到所需的技术信息，进而影响抢修的效率，最终影响武器装备的作战性能。因此，现有的纸张式管理模式已经为武器装备的管理带来了很大的不便，它从本质上不能同自动的、标准化的、交互式的、实时的系统有机结合［6-7］。

为解决这一问题，对“导弹装备战场抢修交互式电子手册（IETM）”进行了研究，使用Access设计数据库，利用C++进行应用程序的开发，实现了导弹装备战场抢修IETM的战场损伤评估、抢修决策、抢修训练等功能。战场抢修人员能够利用IETM快速准确地定位到所需信息，访问有关数据库。在装备出现故障的情况下能够快速地查找出引起故障的原因，在最短的时间内提出解决故障的方案，及时排除故障。

1 战场抢修IETM需求分析

导弹装备的战场抢修是武器系统的重要技术保障。通过对导弹装备进行及时有效的战场抢修，能使武器系统在最短的时间内恢复战斗能力，而要实现快速有效的战场抢修，就需要在装备出现故障时能够快速、准确地查找出出现故障的原因，但是在大量装订成册的纸质技术资料中定位所需的信息存在极大的不便，严重影响战场抢修的效率。因此，需设计导弹装备战场抢修的IETM。制作该IETM 需要具备的条件［8-9］：

①装备技术资料

导弹装备技术资料主要包括：导弹或部件的技术信息、设计图纸和工艺说明，以及维修、使用和培训手册等技术文档。

②战场抢修所需保障资源清单

IETM要具有详细的保障资源清单，以便及时查找替换，节约时间。保障资源包括：所需的零配件、代用材料、专用或通用的维修工具以及其他物资器材。

③完整的战场损伤评估方案

损伤评估方案包括：战场评估内容与方法、评估程序［10-11］。

④完整的战场抢修方案

必须针对出现的各种故障制定完整的抢修方案，以利于快速、准确地完成抢修任务。

2 战场抢修IETM总体设计

2.1 总体结构

导弹装备战场抢修IETM主要包括3个功能模块及其子功能模块：损伤评估模块、抢修决策模块、抢修训练模块。其结构如图1所示。

图1 导弹装备战场抢修IETM系统结构

各模块的主要功能为：

①损伤评估模块

系统能对导弹装备战斗损伤进行损伤定位、损伤影响度分析和损伤评估，并能对评估结果进行处理、显示、记录和输出。战损评估子模块主要有：损伤定位模块、损伤严酷度分析模块、对当前任务影响分析模块。根据贝叶斯网络算法评估出装备损伤状况，为修复决策打下基础。

②抢修决策模块

在损伤评估之后对损伤抢修的次序、方法、工具等进行决策，并对结果进行显示和输出，作为现场抢修人员参考的依据。抢修决策子模块主要有：修复次序分析模块、修复方法分析模块、修复资源分析模块和使用限制分析模块。根据抢修决策决断逻辑图，利用产生式规则在知识库中搜索，确定修复方法、修复资源和使用限制分析。

③抢修训练模块

提供导弹装备各分系统的工作原理、系统框图、部件图片、电（液、气）路动态信号流程，抢修数据库以及电路损伤仿真作为抢修人员在平时训练和战时抢修的参考和依据。抢修训练子模块主要有：系统工作原理文字资料模块、系统战损评估逻辑图模块、系统动态信号流程查询模块和系统电路仿真模块。

3 主要功能模块设计与实现

3.1 损伤评估模块设计

3.1.1 模块功能

装备战场损伤评估指武器装备在战场上执行作战任务时，对损伤装备进行的损伤程度判定评估，进而确定抢修任务及抢修方法的技术活动［10］。损伤评估模块就是为了判断机动发射装置战场损伤的严重程度，具体功能为：确定损伤部位；确定系统损伤程度；损伤对完成当前任务的影响。

3.1.2 损伤定位及损伤影响分析

对损伤装备进行评估，一般要进行外观检查、使用检查和性能测试。

首先通过外观检查了解损伤部位并判断装备的损伤程度；如果通过外观检查不能确定损伤程度，则针对损伤项目定性的通过使用检查来判断装备是否具备完成当前任务所需的功能；针对大型复杂装备，则需要通过对其主要性能参数的测试来判断其技术能力。

3.1.3 基于贝叶斯网络的损伤评估方法

贝叶斯诊断通常包含5步［12-16］：①为诊断对象构建诊断网络的有向无环图，该部分需依据知识库中所存储的信息；②对有向无环图中进行网络初始化，确定没有双亲节点的先验概率，确定具有双亲节点的条件概率；③通过故障情景，确定证据节点和询问节点，并确定证据节点的状态；④利用“推理机”进行推理计算，并得出计算结果；⑤利用“解释程序”提供诊断报告。

综合考虑影响损伤效果的各种因素，将这些因素作为贝叶斯网络中的节点，再通过专家经验等先验知识确定节点之间联结的方向，进而建立导弹装备部件级损伤评估贝叶斯网络有向无环图，并通过该有向无环图建立相应的网络模型。

3.2 抢修决策模块设计

3.2.1 模块功能

战场抢修决策是指在战斗中，当装备遭到战损时，抢修人员与使用人员配合对战损的装备进行损伤评估后，根据评估结果，确定是否和如何修复损伤装备的决策。抢修决策过程既包括对定量指标的分析，又包括对定性指标的评估，所以它是定量与定性相结合的综合决策过程。该过程需确定：现场修复还是后送修复，以及修复的先后顺序；在什么地方进行修复，以及如何修复；修复所需的保障资源，以及装备在修复后的作战能力和使用限制。

3.2.2 抢修决策方法

设计采用的决策方法是模糊综合评判，它是对受多个因素影响的事物进行综合评价，作出全面合理评价的一种有效的多因素决策方法［10］，通常利用模糊数学的方法进行评判。由于影响因素较复杂，所以采用定量分析和定性分析相结合的方法，并采用层次结构对决策问题进行分解，将结构不良的问题分解为结构良好、易于求解的小问题，同时利用决策分析理论将决策者在分析、评价、决策过程的主观偏好形式化为多目标的权重、时间效益函数等。总之。为了将抢修方案的复杂性最大限度地降低，该部分整合了精确变量与模糊变量、整合了定量分析和定性分析、整合了结构化决策模型与非结构化决策模型，因此，这是结合抢修经验与决策理论的综合评价与决策方法。

3.3 抢修训练模块的设计

3.3.1 模块功能

为技术保障人员提供机动发射装置各分系统的工作原理、结构组成、电（液、气）路动态信号流程的查询、战损评估逻辑图和电路损伤仿真等功能。

3.3.2 原理学习

原理学习由文字、图片和动态信号流程组成。导弹装备战场抢修系统，可分为电控系统、液压系统、电源系统、通信通话系统、温控系统、供气系统、底盘与上装、瞄准系统和地测系统等。在原理介绍中，将各系统、分系统原理图全面而准确地输入到计算机。为了让操作人员或抢修人员能在尽可能短的时间里较准确地掌握各系统原理，将各系统原理有重点地做成动画，真正做到了形象直观易于理解。

3.3.3 抢修方案

抢修方案的内容包括代号、基本功能部件、任务阶段、损伤模式、局部影响、上一层影响、综合严酷度、修理人员技术水平及数量、工具器材备件、抢修环境、预计抢修时间、抢修程序及方法等，具体不再展开介绍。

4 结论

针对导弹装备战场抢修中无法快速、准确地在大量的纸质技术资料中找到所需技术信息的问题，设计并实现了导弹装备战场抢修IETM。文中从战场抢修IETM需求分析、战场抢修IETM总体设计及主要功能模块设计3部分介绍了其实现过程。采用了基于贝叶斯网络诊断战场损伤的快速评估方法以及面向任务的基于抢修经验与决策理论相结合的综合评价与决策方法实现了相关功能。该IETM的应用提高了导弹装备的维修效率，并对其他大型复杂装备IETM的设计也有指导和借鉴意义。

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Enactment of Interactive Electronic Technical Manual on Missile Equipment Battlefield First-aid Repair

ZHENG Xiao-ya，CHEN Yan，CHEN Jing-sheng，HE Hua
（Chinese Ordnance Industrial Standardization Research Institute，Beijing 100089，China）

In the missile equipment battlefield first-aid repair,it is hard to find the required technical information in a lot of the paper technical information quickly and accurately and it is needed to be converted to electronic documents and to design Interactive Electronic Technical Manual(IETM)of missile equipment battlefield first-aid repair.The rapid assessment method based on Bayesian network diagnosis and tile comprehensive evaluation and decision making method based on the combination of task oriented battlefield damage repair experience and decision theory were used to complete the design and implementation of the interactive electronic manual and its related functions.The IETM can ensure that to find the required technical information in the missile equipment battlefield repair quickly and accurately,improving the efficiency of equipment maintenance.And it has guidance and reference to the design of other large-scale complex IETMs.

battlefield first-aid repair，missile equipment，interactive electronic technical

TJ237

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.08.036

1002-0640（2017）08-0161-03

2016-06-24

2016-08-19

郑晓亚（1981- ），女，河北晋州人，副研究员。研究方向：军用标准化技术。