一种面向舰艇维修过程的技术状态管理信息系统

2022-08-17贾兴亮

机电设备 2022年4期

许勇，贾兴亮，黄杉

（1. 海军装备部广州局驻湛江地区军事代表室，广东湛江 524000；2. 上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

技术状态管理（Configuration Management，CM）是在产品寿命周期内，为确定和维护产品的功能特性、物理特性与产品需求、技术状态文件保持一致性的管理活动[1]。舰艇是一种复杂庞大精密的武器装备，由船体结构、动力系统、船舶装置、船舶系统、电力系统和作战系统等组成，研制生产维修难度大，通常涉及多个学科，由多个装备承制单位协同完成，并需借助完备的技术状态文件。如舰艇等级修理需使用舰艇履历书、战技术性能经历薄、产品图样、产品规范、配套明细、保障资料、试验大纲等技术状态文件。随着海军转型建设的不断深入，以信息化、智能化为代表的高新技术在海新型战舰上得到广泛应用[2]，舰艇装备保障对技术状态管理的依赖也更加突出，只有及时、准确、全面获取装备技术状态信息，才可能科学地对水面舰艇装备进行管理[3]。一方面，为聚焦备战打战，提升舰艇在航率，各战区普遍实施修期管控全力缩短修期，承修单位要有序、有效、可控地开展等级修理，提高舰艇战备完好性，保证部队使用需求，需要实施有效的技术状态管理[4]；另一方面，新型战舰逐步进入第一个修理周期，研制建造问题也将在首轮首次修理中凸显，技术状态管理任务更为艰巨。当前，舰艇等级修理技术状态管理仍采取“人+文档”方式实施，工作量大、效率低、信息传递实时性差，难以适应当前装备发展及使用保障需求。军事代表承担着技术状态管理监督职能[5]，有义务督促承制单位适应当前技术状态管理环境变化的客观要求，不断提高管控质效，提升信息化管理水平。本文详细梳理了国内外技术状态管理研究进展，分析了当前舰船行业技术状态管理薄弱环节，提出了舰艇等级修理技术状态管理和监督业务流程，构建了舰艇维修技术状态管理信息系统构架体系，对提高舰艇等级修理乃至舰船行业技术状态管理信息化水平，提升装备质量管理质效具有重要意义。

1 技术状态管理研究进展

1.1 国外研究进展

20世纪50年代，美军研制8 046.72 km以上战略导弹过程中因技术状态管理混乱导致导弹在发射现场无法安装而发射失败的事故[6]。为此，美国政府通过研究提出了技术状态管理概念和方法，于20世纪60年代形成技术状态管理标准，在成功应用的同时被世界各国借鉴。其中，欧空局在管理飞机、舰艇、飞船等复杂产品的制造过程中沿用该管理方法并取得了成功[7]。20世纪90年代，技术状态管理发展迅速，美国首先建立了集成CM体系[8]。在武器采办初期，按照《国防装备项目的工作分解结构》规定编写工作分解结构（Work Breakdown Structure，WBS），明确军方要求；按照《技术状态管理》原则确定技术状态项类型及其接口关系，制定系统规范体系，确保各分系统功能和质量得到保证。在生产阶段，严控技术状态生成、更改和记录。国际技术状态管理协会提出了CM第二版（CMII），强调对产品寿命周期内工程更改管控，对产品信息记录及产品部件间逻辑关系予以控制，保证产品信息准确性和一致性。质量管理和质量管理标准化委员会于1995年发布ISO 10007《质量管理—技术状态管理指南》，这一标准充分反映出技术状态管理已成为对各类产品实施科学管理、提高产品技术状态透明度、控制产品功能特性和物理特性、改善和提高产品性能和质量的重要手段[6]。经过几十年的运用和发展，国外CM体系方法已相当成熟，在信息采集、数据分析、风险管理、质量控制等方面取得了丰厚成果。

1.2 国内研究进展

我国从20世纪60年代开始逐步形成技术管理方法，制定了《军工产品质量管理条例》，规定军工产品研制单位要有效控制产品技术状态，保证产品质量特性与有关文件相一致。20世纪90年代，我国全面引进技术状态管理概念，探索与欧美技术状态管理的异同，发布GJB 3206—1998《技术状态管理》，指出技术状态管理是武器装备研制系统工程的重要组成部分，是实施质量保证的重要手段。2006年，军方颁布GJB 5709《装备技术状态管理监督要求》，规定了军事代表技术状态管理监督实施内容、方法和要求。2010年，军方颁布GJB 3206A—2010，替代GJB 3206—98，强化“产品全寿命周期技术状态管理”概念及实施。

航空工业是我国引进计算机辅助设计技术、构建信息化平台最早的行业，在20世纪80年代，航空工业开始引进CM体系，结合航空工业实际，提炼形成中国航空特色的CM文件和标准，用于指导飞机预研开发、基线制定及工艺管理，如中国航空研究院611所开发的Config系统[9]，沈阳飞机设计研究所开发的面向某歼击机的技术状态管理系统[10]，哈尔滨飞机工业有限责任公司开发的基于VPM的状态管理系统[11]。以上CM系统执行各企业内部标准，侧重研制、设计和生产，并不适应飞机修理技术状态管理[12]。2015年，空军工程大学建立了新机大修技术状态管理系统模型，开发了相应软件，实现了产品数字化修理[6]。

1.3 舰船行业技术状态管理现状

目前，设计单位、现代造船企业已全面实施数字造船，从方案设计到技术设计，再到施工设计，采用基于模型逐步深化模式，提高舰艇设计精度[13]。但与国内航空行业技术状态管理发展相比，舰船行业相对滞后，仍存在信息离散、体系不健全、管理水平不高等问题。

1）技术状态信息离散

从舰艇全寿命周期来看，舰艇技术状态信息从研制到生产再到使用保障，各阶段传递不连续。部分舰艇在建造或上轮修理中存在备忘、遗留问题仍未解决，相关信息不能及时准确交接，增加了技术状态标识及控制难度。舰艇在航保障期间，器材代用未审批便实施情况时有发生，增加了后续保障维修难度。从横向配套来看，舰艇总体与配套之间的技术状态信息传递不通畅，影响舰艇总体设计、建造及维修。如某舰一级修理过程中因总体单位与配套单位未对某导弹发射装置基座进行充分技术沟通，导致现场基座加工错误并返工。另外，总装厂与配套单位虽然签订了配套产品技术协议和合同，对配套产品功能特性和物理特性进行约束，但往往忽视技术状态管理要求，导致多头管理。以上问题，从根本上来讲，就是舰船行业技术状态管理信息化水平不高造成的，缺乏可以贯穿研制、建造、维修，以及搭通总体与配套的技术状态管理信息系统。

2）人员管控能力较弱

管理人员重研制建造轻维修保障思想始终存在，未对修理保障中的技术状态管理引起高度重视。部分承修单位编制的技术状态管理计划存在职责界定不清、法规执行不严、管控流程不畅等问题。部分承修单位技术能力水平本身就弱，再加之懂技术状态管理原技术状态管控的人不多，导致技术状态管控“两张皮”，给装备维修和使用带来质量隐患。

3）标准法规不够齐备

ISO和GJB的颁布为技术状态管理规范化、标准化打下了坚实的基础。以上标准高度概括且抽象，各军兵种具体实施时容易出现理解不准确、执行不到位的情况。海军曾于1994年颁布了HJB 100—1994《舰船、系统和设备技术状态管理大纲》，但部分条款已不再满足现行GJB要求，且对舰艇使用保障阶段技术状态管理指导性不强，需要海军结合装备特点，特别是舰船行业特点，制定颁布技术状态管理实施细则，指导和规范舰艇研制建造保障技术状态管理工作。

需要指出的是，军事代表体制制度改革以来，军委装备发展部在全军军事代表机构推广应用《全军装备业务信息系统》，推动了装备质量信息化管理水平。近两年，海装广州局开发了《广州局装备质量监督信息系统》，并专设舰艇等级修理模块，搭建了合同履约方与合同监管方之间的“桥梁纽带”，为实现合同履约信息与合同监管信息有效流转提供支撑，也为开发装备技术状态管理信息系统提供了平台。

2 技术状态管理与监督业务流程

舰艇等级修理主要包括修前准备、合同订立、修理实施、试验试航、舰艇交付和舰艇保修。技术状态管理及监督工作实际贯穿整个修理流程，在修前准备阶段开展技术状态管理准备工作，在合同订立阶段开展技术状态管理策划，在修理阶段实施技术状态管控，在舰艇交付及保修阶段开展技术状态管理总结。笔者依据舰艇等级修理工程流程，按照GJB 9001C—2017 、 GJB 3206A—2010、GJB 5709—2006要求，对各阶段技术状态管理及监督工作进行了分析，提出业务流程见图1。

图1 舰艇等级修理技术状态管理及监督业务流程

2.1 修前准备阶段

该阶段，承修单位开展技术状态管理准备工作，收集舰艇履历书、战技术性能经历薄、产品图样、产品规范等技术状态文件，通过技术状态勘验记录舰艇修前技术状态及修理技术方案明确修后技术状态要求，编制工程明细确定WBS并建立技术状态项，对长线器材、停产断线器材进行预采购并实施技术状态控制，编制工艺文件以满足修理技术要求。军事代表在该阶段按照职责对承修单位技术状态管理准备情况进行检查监督。

2.2 合同订立阶段

该阶段，承修单位对技术状态管理进行策划，编制技术状态管理计划，明确技术状态标识、控制、纪实、审核具体实施办法，确保满足法规标准要求，并作为质量保证计划重要内容。在合同评审时，质量保证计划作为合同草案附件一并评审。在总承修合同签订时，合同条款明确技术状态管理目标。在外包外协过程中，总承修单位与分承修单位通过外协技术协议明确配套产品功能特性、物理特性要求，通过配套合同对外包外协项目技术状态管理予以约束。军事代表在该阶段既督促总承修单位开展技术状态管理策划工作，同时还与配套军事代表室通过合同监管协议明确配套产品技术状态管理监督要求。

2.3 修理实施阶段

该阶段，总承修单位依据技术状态管理计划对修理过程实施管控。舰艇上排/进坞时，总承修单位保证舰艇满足上排/进坞技术条件；拆检报料时，总承修单位按照工艺实施拆检，并重点对停产断线器材、进口器材、到寿器材技术状态控制；内场修理时，总承修单位按照修理工艺实施，重点对部件配合、接口协调等技术状态予以监控；设备回装时，总承修单位对原位修理装备回装技术状态进行确认，还对分承修单位修浚装备技术状态进行确认，重点检验装备功能特性、物理特性是否满足要求，实物状态与随机文件是否保持一致；舰艇下排/出坞时，总承修单位完成坞内工程，舰艇技术状态满足下排/出坞条件；试验试航前，技术责任单位编制试验大纲，控制技术状态项功能特性、物理特性满足标准规范要求，对确需降低性能的，总承修单位履行技术状态控制审核程序；试验试航过程中，总承修单位按照试验文件对技术状态项进行充分试验，详细记录技术状态项功能特性及物理特性，对不满足修理技术要求的，履行技术状态控制审核程序。军事代表结合质量管理体系监督、承制资格日常监督、检验验收、节点考核等方式对总承修单位技术状态管理活动实施监控，重点检查总承修单位技术状态标识、控制、纪实及审核是否满足技术状态管理计划的要求。

2.4 舰艇交付阶段

该阶段，总承修单位按照GJB 4660—2016《舰船系统、设备随机文件编制和提交的规定》完成完工资料汇编，重点完善技术状态项修理履历，修后技术状态信息，技术状态控制审核资料。同时，总承修单位编制备品备件清单，并随备品备件一并移交舰艇部队。军事代表对总承修单位编制的完工资料进行检查，重点检查技术状态控制相关文件是否纳入完工文件，督促总承修单位按照GJB 2528—1995《舰船备品备件和供应品配置一般规定》移交备品备件，按照节点考核办法对舰艇交付条件予以考核。

2.5 舰艇保修阶段

该阶段，总承修单位按照部队反馈装备使用问题进行整改处理，并开展相关技术状态管理工作，同时在保修终止协议签订后对整个修理技术状态管理复盘总结。军事代表在合同完结后实施合同绩效评价，按照技术状态管理相关评价指标对总承修单位合同履约过程中的技术状态管理情况予以评价，对发现的问题及时反馈总承修单位，督促承修单位实施整改纠正。

3 技术状态管理及监督信息系统

舰艇等级修理技术状态管理及监督信息系统设计基于《广州局装备质量监督信息系统》平台，作为子系统纳入舰艇等级修理分系统，这能够充分利用已有平台提高开发效率，保证子系统与总系统数据共享关联，进一步完善信息系统质量管理功能。

3.1 系统建设目标

系统拟采用Browser/Sever（浏览器/服务器）体系结构，紧贴舰艇等级修理技术状态管理及监督业务流程，基于友好人机界面及数据信息后台自动运算原则，达成如下建设目标：一是改变当前技术状态信息分散、格式多样、管理混乱等现状，实现对舰艇维修技术状态信息统一管理和控制。二是设计程序化数据维护流程，确保舰艇自修前准备开始，到保修工作结束，承修单位完成各阶段工作，提交相应的技术状态管理数据，且满足标准规范要求后，才能进入下一阶段工作。三是自动生成结构化舰艇修理电子履历，可作为后续使用维修保障技术状态管理信息输入，解决信息传递不连续问题。四是严格遵循GJB 9001C—2017 、 GJB 3206A—2010 、 GJB 5709—2006、GJB 4660—2016、GJB 2528—1995要求，并增加确认和监督功能，确保技术状态管理要求规范化落实。

3.2 系统总体构架

系统总体构架见图2，分为表示层、业务层和数据层。其中表示层为用户界面，用户通过Web浏览器进行业务访问和实现业务操作。业务层实现舰艇等级修理技术状态管理业务功能，分为系统维护、策划、实施、总结四大模块，是信息系统的核心，既向用户展示管控结果，也实现用户技术状态管控指令，并将技术状态信息编辑结果反馈数据层。数据层实现对数据的存储和读取，采用对象关系映射实现对象到关系数据库的交互。

图2 信息系统基本构架

3.3 功能模块设计方案

1）系统维护模块

系统维护模块包括部门管理、角色管理、用户管理、通用代码管理、日志管理、权限管理、功能菜单管理及常用词典。

（1）部门管理用于技术状态管理相关部门的增加、删除与修改。

（2）角色管理用于技术状态管理或监督任务指派，并实施登录管理及维护。

（3）通用代码管理用于代码维护。

（4）日志管理提供系统安全审计日志、安全管理日志、系统管理日志功能。

（5）权限管理提供对系统中所有页面和各组件的权限分配和控制。

（6）功能菜单是用户进入具体功能入口，用于菜单的管理与维护。

（7）常用词典列出舰艇等级修理技术状态管理常用术语，用户使用系统时具备提示功能，保证术语使用规范性，并提高输入效率。

2）策划模块

该模块包括修前状态编辑器及管理计划编辑器。

（1）舰艇修前状态编辑器用于输入舰艇履历书、构型数据、修前技术状态数据、产品图样清单、引用标准规范清单。

（2）管理计划编辑器是技术状态管理计划的编辑工具，重点包括对技术状态管理四要素策划：技术状态标识方面，用户依据舰艇构型数据及修理工程明细确定技术状态项，根据修理技术方案编制工艺规程清单、修理技术要求、修后技术状态项功能特性和物理特性，编制外协项目清单、外协项目技术状态管理要求、技术状态文件清单；技术状态控制方面，系统提供3类技术状态更改细目、更改通知单模板、偏离许可和让步申请表模板，建立技术状态更改以及偏离许可及让步程序；技术状态纪实方面，系统提供技术状态纪实报告输入模板，建立纪实流程；技术状态审核方面，系统提供审核程序及审核过程样表。系统提供军事代表对策划工作的监督功能，即相关策划文件只有在军事代表通过系统确认后方可实施。

3）实施模块

实施模块包括坞/排管理、器材管理、工艺管理、外协管理、完整性管理、试验试航管理。

（1）坞/排管理用于舰船进坞/上排或出坞/下排前技术状态管理，系统提供检查清单，军厂双方对照清单逐项检查，满足条件方可作业。

（2）器材管理用于换新器材管理，系统汇总预采购和拆检鉴定过程形成的器材清单，当涉及技术状态更改的，系统能够予以标识，并形成审核表单。

（3）工艺管理用于对总承修单位工艺文件编制、交底及使用情况实施表单管理。

（4）外协管理是对外协技术协议、外协合同、外协项目技术状态进行管理，包括外协项目清单编辑、协议拟制、合同拟制、技术状态管理信息表单编辑、修后技术状态项功能特性和物理特性输入。

（5）完整性管理是指对单装设备及系统完整性实施表单检查，单装设备完整性检查包括单装设备部件组成及装配接口情况检查；系统完整性是指相关辅助系统的修理完整性检查，重点对管路、电气、绝缘、阻尼等进行检查。

（6）试验试航管理包括试验文件管理、试验过程管理及试验结果管理。试验文件管理包括信息编辑、文件更改、试验计划编制、保障兵力需求分析及信息发布；试验过程管理和试验结果管理在舰艇等级修理分系统中已有相应功能，系统能够导入技术状态项试验结果，并具备试验结果对比功能及让步程序管理功能。

4）总结模块

总结模块包括舰艇交付管理、技术状态管理工作总结2部分。

（1）舰艇交付管理包括舰艇完工文件管理、备品备件管理。总承修单位在舰艇等级修理完工后，依托系统已存储的结构化技术状态管理数据编制目录及完工文件，完工文件主要包括完工图样及技术状态更改记录，技术文件，以及配套设备系统随机文件、修理记录和技术状态管理记录。系统根据技术状态项构建标准目录，用户通过勾选标准目录，自动将相关信息存档。军事代表对照目录逐项对完工文件进行确认，确保完工文件与舰艇总体、系统、设备实际交付状态一致；备品备件管理是指总承修单位依托系统建立备品备件清单，军事代表室借助系统对清单及实物进行确认的过程。

（2）技术状态管理工作总结，是指总承修单位根据系统技术状态管理记录，梳理修理过程技术状态管理薄弱环节，形成问题清单，落实整改并举一反三的过程。系统具备问题统计功能，并提供用户问题整改管理及技术状态总结报告和发布功能。军事代表可根据发布的总结报告或技术状态管理记录，在合同履约绩效评价时对技术状态管理相关评价指标进行评价。