建立以技术资料为核心的直升机综合保障数据库

贾云青，孟庆会

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

0 引言

“综合保障”又称综合保障工程，其源于“综合后勤保障”(Integrated Logistics Support ,简称ILS)，是在装备研制过程中为满足战备和任务要求，综合规划装备所需的保障问题，在装备部署使用的同时以可承受的寿命周期费用提供与装备相匹配的保障资源并建立有效的保障系统所进行的一系列技术与管理活动。这种活动要达到两个目的：一是通过开展综合保障工作对装备设计施加影响，使装备设计得便于保障；二是在获得装备的同时，提供经济有效的保障资源并建立相应的保障系统，以使所部署的装备是能够得到保障的[1]。

在我国，“综合后勤保障”，于军机称综合保障，于民机叫做产品技术支援或运行技术支持，本质上是同一概念，即是为保证产品在其全寿命周期内能得到有效而经济的各种保障而进行综合考虑的一系列工程活动。它是从20世纪60年代兴起，当前正处于发展时期的一门学科。

1 综合保障的国内外现状

近年来，随着我国军用直升机的数量、种类、效能的不断提高和民用直升机的蓬勃发展，无论是在军机还是在民机中，综合保障工作的地位都越来越重要，作用也越来越大。目前，我国直升机综合保障工作已经得到了相当大的发展，综合保障日渐与国际直升机公司的先进技术接轨，在能力水平上有很大提升。如：MSG-3((Maintenance Steering Group，简称MSG)分析技术和方法已广泛应用于民机， IETM(Interactive Electronic Technical Manual，交互式电子技术资料)从理论研究进入到了实验性产品开发和初步应用阶段，便携式维修辅助设备、远程维修支援系统、航保指挥管理系统等保障设备实现了信息化发展，在型号工作中造就了一批具有民航资质的教员队伍和富有工程经验的外场综合保障队伍，基本建立了健全的民机运行支持体系文件和技术规范。但是，目前我国直升机综合保障仍是传统的使用维修保障模式，即修复性维修停留在直升机飞行中发生了故障或失效，空勤人员把飞行中的故障或失效记录在飞机履历本上，下机后交给地勤人员，由地勤人员进行故障检测、诊断和隔离，并进行维修工作。综合保障工作中仍然存在一些突出问题，如：一线机务维护保障工作中维护资料质量问题；人员培训过程中没有系统性强、直观、易懂的教学资料；备件的供应周期长；维修规划不合理造成使用成本过高等。因此，综合保障工作的正常运转成为制约直升机外场使用效能的关键问题。

从世界范围来看，美国军方于20世纪60年代首先提出了综合后勤保障的概念。目前，飞机产品系统的复杂度越来越高，呈现出集成化的发展趋势，这给飞机综合保障工作提出了更高的要求。尤其是因信息技术的快速发展，国外综合保障的发展出现了一些新的变化趋势：

综合化：各种技术相互渗透、相互影响，全面促进了现代武器装备设计、制造、维修和保障过程的综合化，出现了多学科综合设计，即充分利用多学科(各子系统)之间的相互作用所产生的协同效应获得整体性能最优的装备[2]。

信息化：利用当今快速发展的数字化通信、网络传输等信息技术来完善综合保障管理、改造现用的后勤保障体系[2]。

仿真化：建模仿真与虚拟现实技术在综合保障领域的应用具有广阔的前景，对于缩短产品研制周期，减少武器装备寿命周期飞跃，提高战备完好性，解决专家离地，减少维修人力需求以及采用计算机辅助培训，提高培训质量都有着极其重要的作用，通过仿真技术不断检验维修方案的可靠性，经过方案优化和改进来提升保障水平，降低保障成本[2]。

智能化：人工智能技术是以计算机为依托的新型技术，在飞机的综合保障中的应用程度逐渐加深，各个综合保障系统在复杂的工作环境下能够自行完成保障工作。以可靠性维修性保障性(RMS)领域为例，智能化故障诊断维修系统(HUMS)能够在多种类型的飞行中应用，不仅降低了故障诊断时间，同时打破了传统人工诊断维修的局限性，结合专家系统，能够在降低成本的基础上提升维护水平[2]。

军民合作化：发展军民两用的技术和标准，实现军民的融合[2]。

美军提出从2015年开始，将目前的基于故障的反应式维修，即传统的维修保障模式转化为预先的、主动的、基于状态的维修[3]，从而实现使用维修保障的一体化[4]。

目前，综合保障随着信息化手段的提高和客户与研发部门交联程度的加深，已由传统的序贯式保障模式向并行方式、自主式保障模式[4]快速转变。

2 建立以技术资料为核心的综合保障数据库的必要性

综合后勤保障活动是围绕许多与后勤保障工作紧密相关的因素进行的，习惯上将这些与后勤保障直接关联的因素称为综合后勤保障要素。通常把综合后勤保障要素列为10个项目，即：①维修规划；②人力和人员；③供应保障；④保障设备；⑤技术资料；⑥培训和培训保障；⑦计算机资源保障；⑧设施；⑨包装；⑩设计接口[5]。

2.1 技术资料与综合保障各要素之间的关系

技术资料(Technical Data，TD)是综合保障的要素之一，但又与综合保障各个要素相互关联。维修规划的结果在技术资料中体现，如：维修规划的维修方案就是直升机的维修大纲或主要维护建议；人力和人员数量和技能又在技术资料的维护手册的维护程序所需的人员中体现；供应保障中的油脂、备件等补给品又在维护手册和图解零件目录中体现；保障设备的用途在维护手册的程序中体现；技术资料又是培训和培训保障的教材；技术资料的使用、存储需要计算机资料保障；直升机保障设施的要求又在技术资料中体现；包装、装卸、贮存和运输方案及要求也在技术资料中予以明确；设计接口是指从保障系统的合理性和经济性对飞机设计提出的反要求，设计接口的结果将直接反映在技术资料中。

2.2 技术资料的内容与设计和用户的关系

无论是系统结构较简单的直升机还是系统结构较复杂的直升机,服务用户的技术资料包括但不仅限于如下部分：

1)飞行手册：内容来源于性能数据，设计文件和工程图纸，用于指导用户的使用。

2)主要维护建议：内容来源于可获得的可靠性、维修性数据以及保障性分析文件和其他计算文件和分析报告，用于建议直升机用户何时需做何种维护工作。

3)维护手册：简单来讲就是告知用户做维护工作的程序是什么，维护程序中要求有做该项维护工作所需的保障设备、工具、耗材、备件、人力和人员以及操作程序。保障工具、设备与综合保障要素的保障设备有关，而耗材、备件又与综合保障要素的供应保障有关，而人力和人员的数量、技能与综合保障要素人力和人员有关，而人力和人员又是经过培训的，与综合保障培训和培训保障有关，而维护手册自身又与其他技术资料相关联、配合使用。同时，若是做该项维护工作考虑不同用户的保障设施不同从而有不同的维护程序，那么维护技术资料的内容要求又与综合保障的要素设施相关联。而做成交互式电子技术资料又与计算机资源保障相关。维护手册的内容除来源于工程设计资料外,还从使用和维护方面的验证试验结果中获得。从这里来看，维护手册这一技术资料与综合保障的其他几个要素都有关系，是综合保障要素展现的一个方面，同时使用维护经验又与直升机用户密切相关。

4)系统描述部分、图解零件目录、故障分析手册、布线图册、系统原理图册、机载设备维修手册[6]等技术资料：内容来源于设计文件、报告、图纸、使用维护经验和逻辑程序产品特性、试验报告等。

从上面可以看出：技术资料的内容来源于工程设计文件，内容涉及到综合保障的每一个要素。如图1所示，综合保障各要素的规划和实施在技术资料中展现，技术资料服务于用户，同时用户使用和维护方面的验证试验结果也在技术资料的内容中反映，技术资料是沟通工程设计与用户的桥梁和纽带。从这个方面来讲，技术资料的内容包括了工程设计文件和用户意见。直升机设计、生产、使用和保障过程中产生、传递和使用的大量技术信息数据，如工程图纸、设计说明书、工艺卡、使用技术资料、培训技术资料和维修技术资料等，都可以归为技术资料。

技术资料是支持用户使用操作和维护修理的重要资源。使用操作注意事项直接关乎直升机的安全性，维修技术资料内容的准确性与航空事故有很大关系。为此，美国曾建议制造商在技术资料的数据库中保留用户报告的差错及反馈信息的所有历史记录,特别是对安全性或经济性产生重大影响的维修程序[7]。我国目前没有建立使用和维护的历史经验数据、故障历史记录的有效的采集和应用机制。历史和经验数据一般产生于直升机的使用过程，直升机交付后,操作人员通过操作实践总结出来的直升机使用操作经验，通过一定的渠道和机制反馈给装备的研制单位，经过设计人员的进一步验证，用来补充或修改技术资料。维修人员通过操作实践获得的故障诊断和修理技术等经验，通过一定的渠道和机制反馈给直升机的研制单位，通过设计人员的进一步验证，用来补充或修改技术资料的预防性维修、故障检查步骤和方法以及修复性维修等内容，以弥补直升机研制阶段分析工作做得不充分或不准确的问题。

2.3 建立综合保障数据库的必要性

基于技术资料庞大的数据和数据之间的关系，将这些数据进行整理归类，存储和共享是一个亟待解决的问题，有必要建立综合保障数据库。要建立的数据库不仅仅包括综合保障的10大要素信息、工程设计图解等输入文件，还应包括直升机的使用操作经验、信息反馈等数据，并实现高度自动化的综合保障信息管理。如图1所示，综合保障数据库应实现设计—综保—用户的无缝连接，最终服务用户，使用和维护好直升机。

3 建立综合保障数据库的关键技术

目前，我国IETM采用欧洲航宇及防务工业集团(ASD)基于S1000D(International specification for technical publications)公共源数据库的管理系统，已经实现初步试用，可以在此基础上实现再开发。实现综保数据库的关键技术有以下两个方面：

图1 技术资料与综合保障要素和设计数据以及用户的关系图

1)建立统一标准

综合保障数据库的用户是直升机的设计人员、生产制造人员、产品保障人员和直升机用户。由于用户众多且数据庞大，所以必须高度重视标准化建设工作。标准是实现信息共享的前提和基本保证，综合保障数据库的每一部分，每时每刻都离不开标准，只有在标准的指导下进行数据库建设，才能实现数据库良好的互操作性与共享性。

为了实现综合保障数据库的快速发展，我们要积极借鉴欧美等发达国家的标准体系的成功经验。本文建议我国航空领域综合保障数据库的标准的制定及选择原则为：

① 尽量采用现有标准，以减少组织、制定标准的费用与风险；

② 同时存在多个标准时，综合考虑，并结合我国实际情况，尽量选择国际标准化组织的标准；

③ 尽量选取军民共用的标准，减少成本费用；

④ 当在多个标准间进行选择时，还应当综合考虑标准的颁布时间、应用范围、实现方式及通用程度、当前的技术条件和对新技术的支持程度等因素；

⑤ 当无标准可用或标准确实不能满足使用时，则制定国内军民通用标准。

2)数据库技术

数据库技术即数据存储技术，它是实现综合保障数据库开发的关键技术之一。

为实现设计、制造、管理、质量保证、维修等的集成，做到产品全生命周期支援，而且要在网络环境下运行，需要解决网络环境下的动态、分布式集成产品数据库技术。

现在企业间的集成已由信息集成发展到过程集成，需要保证管理好所有与产品相关的信息和过程，使各种数据保持定义的唯一性，更改的一致性、快捷性，实现各项工作的有效运作，因此必须解决产品数据管理技术。

4 结论

通过上述分析，得出以下结论：

1)技术资料不只是指导用户使用和维护的文件，更是直升机产品本身和综合保障多个要素协调一致的体现。

2)基于技术资料庞大的数据和数据之间的关联性、准确性，应建立以技术资料为核心的综合保障数据库。数据库应包括产品标识信息、工作状态与环境信息、故障信息、维修信息、维修差错信息、五性参数信息、保障性信息等，各要素之间可实现快速的数据交换，能够在全球范围内为用户提供直接服务，从而保障直升机，降低保障费用。

3)现在西方国家都在加快综合保障信息化技术发展的步伐，国内业界应加快关键技术攻关，实现技术转化，尽快构建适应我国航空领域数据库发展的标准体系和开发创作应用系统。