深海载人潜水器运维保障平台核心模块解决方案

吴鼎辰

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

0 引 言

综合保障支撑被引入我国的时间较晚，发展的时间也较短。20 世纪80 年代，根据国外的“综合后勤保障”概念，我国提出了“综合保障工程”，并主要应用在军事领域。进入21 世纪以来，综合保障的预先研究和技术方法研究项目也先后开展，同时在一些装备研制过程中也同步开展保障性分析的工作，但是总体上来说，我国综合保障技术的标准还不够完善，相关研究相对于国外还有差距，综合保障的应用水平还有待提高。国内在飞机和汽车等领域，综合保障支撑系统已有应用，但在深海潜水器领域还属空白，而潜水器的维护保养、拆检维修测试、作业运行和状态监控是一项复杂的系统工程，亟须建立高效的运维保障平台系统，在服务好深海勇士号和蛟龙号潜水器的同时，为正在研制的万米潜水器提供技术支撑。

此运维保障平台旨在解决深潜器交付用户单位后的深潜器作业运行过程、深潜器在役设备及物料备件、深潜器维护保养及故障维修等核心业务管理方案。

1 平台设计

结合深潜器的各类应用场景，平台需要提供的核心模块包括深潜器产品组成管理，在役设备及物料备件管理，作业运行全过程管理，深潜器维护保养及故障维修管理。通过模块之间数据映射、数据共享、数据反馈，形成潜水器运行过程及系统设备的闭环管理。运维数据流向图如图1 所示。

图1 运维数据流向图

1.1 深潜器产品结构管理设计

深潜器产品结构描述了潜水器各系统和部件的总分关系及隶属关系，平台通过树形关系定义潜水器的产品组成逻辑结构，形成一种以分系统、部件及零件为节点的层次关系树结构。设备树为运维系统的建立和运行提供基础性框架。产品结构树是后续建设深潜器在役设备、作业运行过程和维护保养工程等相关管理模块围绕的核心。

平台对产品结构以树形进行管理，第一层树节点定义分系统（例如，结构系统、电气系统），对应产品逻辑结构上的分系统概念；第二层树节点定义部件信息，对应逻辑结构上的部件概念（例如，生命支持、舱内舾装）；第三层树节点定义零件信息，对应逻辑结构上的零部件（例如，供氧面板、供气面板），第三层树节点可以继续往下进行多层级自定义拓展，对应零部件下的隶属子零件。数据的初始化可以通过WebService接口以从上游系统获取或者通过结构化文件导入。

平台应对设备树上的每个零部件节点进行唯一的识别编码，以实现每个设备信息的建档、查询、读取、输出等。编码的方式可以参考从设备上游分系统开始自上而下拼音缩写组合，例如，右舷云台相机隶属电气分系统下的观通子系统，那么编码可以定义成DQ-GTYXYTXJ，DQ 代表电气系统，GT 代表观通系统；同时为了解决某个部件有不同厂家的设备轮换使用，在该编码基础上再加一段厂家编码用以区分：DQ-GTYXYTXJ-702，最后的“702”表示生产厂家为702 所。

潜水器产品结构作为潜水器物料设备管理的“龙骨”、IETM（交互式电子技术手册）编制的索引结构、作业运行和保养维护技术指标监测的对象，良好的结构可以更高效地为平台服务。

1.2 在役设备及物料备件管理设计

系统对深潜器相关的所有在役设备及其备件采用全寿命周期的管理模式。在役设备按产品结构目录进行管理，所有的在役设备都能在产品结构树上找到相应的零部件映射节点，所有的备品备件及在役设备的同厂同型号同批次的备件实例。系统管理所有设备时也可定义设备编码。设备编码可以在产品结构编码的基础上加一段补充码，即“产品结构码-序列号”的形式。例如，观通系统下的艇底圆形LED 灯有4 个，其产品结构编码为DQ-GT-TDLED，那与产品结构对应的安装件的设备编码即为DQ-GT-TDLED-01，DQGT-TDLED-02，…，DQ-GT-TDLED-04。系统内的设备编码也是唯一的，某个设备从在系统中建档开始获得唯一的设备编码，到设备报废携带该编码一起销毁。

平台可以把每个设备的信息生成设备二维码，打印二维码标签后贴在设备上，通过平台的移动端软件进行设备管理事件的快速记录。

平台对设备的管理包括设备的技术资料、档案信息、库存信息、出入库信息、故障维修记录、更换报废记录等。

1.3 深潜器作业运行全过程管理

作业运行是深潜器应用最多的业务场景。作业运行包括水池车间常规检查、航次前技术状态确认、下潜作业、潜器回收检查等多个阶段；每个阶段又细分多个流程环节，每个流程环节又有相应的参与岗位和待检查确认记录的工作事项。

通过开展潜水器作业流程精细化设计，持续打磨标准的操作、测试、检查确认流程，将笼统模糊的管理要求、个人技能和知识经验等，分解转化为一条条明确具体、可检可测、可落地的措施。最终，实现把复杂的事情交给系统，由系统对“复杂”的操作测试工序进行分解细化，形成一个个标准的、精细的、可执行和可落地的工作事项。岗位人员“按章办事即可”，即做事有依据，做事按依据，做事留记录，依照流程和相关表格内容规定进行操作、测试和检查确认，确保一次就把事情做对；将记录的结果和现场的操作经验反馈给系统，促使系统进行知识设计和形成数字资产，使每一次操作、测试和检查确认都有记录、可追溯、可比对，让现场操作按设计状态进行、严格受控。通过平台的数字化管理手段让知识资产化“无形”为“有形”，化“隐性”为“显性”。

因此，软件平台可以把复杂的全过程管理分解为相对简单独立的多个子管理模块。

一是流程管理，即把复杂的系统工程分解为一个个有明确任务目标的工作事项，事项与事项之间具有连续性，即具有上下游，每个事项有明确定义的输出，最终把业务场景下的所有事项串起来就是一个完整的工作流程。参与人只需知道自己的上下游是谁，自己的工作内容是什么，交接物是什么，而不需要掌握全局的细节，只需要按照流程的设计来操作，完成自己的工作，就能够与其他环节协作。

平台支持把不同的业务流程保存成流程模板，方便在不同业务场景下直接调用生成任务数据。

二是岗位人员管理，即由谁来完成。在平台中把各业务模式下分工不同的各类岗位进行集中管理，在流程下直接设置参与岗位。由于一个航次下大多数情况某类工作都是由同一个人完成的，所以只需在航次下设置一次岗位参与人员即可，而不需要到航次下的每个潜次进行多次流程参与人员的设置。

三是表格管理，即干活留下记录的主体。平台通过标准化的电子表格下发到移动终端来进行检查确认以及记录工作。系统支持按照规范把原来的纸质表单编制成Excel 文件统一导入平台生成表格模板。系统把Excel 中的每一个Cell 作为存储单元进行管理。存储时通过提取Excel 相关行列信息给每个记录项打上数据存储标签，用以和产品结构以及设备信息产生关联关系。运维人员在日后的工作过程中反复填写这些表格。表格作为整体而言是每个潜次潜水器总体的运维数据；平台又能通过标签提取某个设备投入使用后所有的运维数据。平台中的电子表格把潜水器的运维数据从数据点连成数据面，使原来扁平的数据立体化。通过一套通用的表格编制规则，满足各类设备检查表、通电检查表、故障记录表、下潜过程记录表、水面记录表等各种类型的运维场景表格的编制和使用。产品设备参数全寿期数据池如图2 所示。

图2 产品设备参数全寿期数据池

2 结 语

深海潜水器运维保障平台基本可以覆盖90%的深潜器运维场景。通过梳理和打通底层的数据通道，使运维数据在运维人员的日常工作中自然而然地完成收集工作，不需要另行输入到系统中。同时随着各类业务场景的展开，快速完成数据的积累。平台在定义这些数据时就具备了一定的标准，数据的利用率也相对较高，为后续建设深海潜水器成果信息库及深潜器运维知识库提供支撑保障。