侯興哲 陳文禮 梁 星 胡曉銳 單 莉

(國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院，重慶 401123)

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計(jì)量測試交互式電子技術(shù)手冊的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

侯興哲 陳文禮 梁 星 胡曉銳 單 莉

(國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院，重慶 401123)

本文將IETM的特點(diǎn)與計(jì)量測試的需求相結(jié)合，介紹了計(jì)量測試IETM的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)以及計(jì)量測試IETM在計(jì)量測試技術(shù)資料管理、計(jì)量測試人員培訓(xùn)、計(jì)量測試設(shè)備使用、故障診斷以及維修等方面的應(yīng)用。

計(jì)量測試；IETM；模塊化；增值應(yīng)用

0 引言

交互式電子技術(shù)手冊(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)是數(shù)字化的技術(shù)手冊，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)多媒體、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的優(yōu)勢，將產(chǎn)品使用、維修過程中需要的技術(shù)信息和數(shù)據(jù)分割成基本的信息單元，以模塊化的方式加以組織和存儲(chǔ)，并以多種方式滿足用戶的查詢需求，為技術(shù)人員提供適時(shí)、適需、適用的操作指導(dǎo)和信息支持[1]。本文在對IETM的技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)量測試業(yè)務(wù)需求，介紹了計(jì)量測試IETM的設(shè)計(jì)方法及其在人員培訓(xùn)、計(jì)量測試設(shè)備故障診斷、維修等多個(gè)方面的增值應(yīng)用[2]。

1 計(jì)量測試IETM功能需求

目前，國內(nèi)IETM主要應(yīng)用于軍用武器裝備，民用領(lǐng)域?qū)ETM的研究和應(yīng)用較少，在計(jì)量測試領(lǐng)域中，我國計(jì)量測試單位使用的技術(shù)資料和手冊大都仍然以紙介質(zhì)和傳統(tǒng)的線性文件為主[3]，缺乏一個(gè)有效的技術(shù)資料處理系統(tǒng)將內(nèi)容繁雜的計(jì)量設(shè)備手冊、計(jì)量檢定信息、設(shè)備建標(biāo)信息、日常維護(hù)操作記錄等各個(gè)方面的資料有機(jī)地組織管理起來。計(jì)量測試IETM需要達(dá)到以下功能要求：

1)以計(jì)量測試設(shè)備管理為中心，將計(jì)量測試設(shè)備全壽命周期各個(gè)階段產(chǎn)生的技術(shù)資料、使用記錄等設(shè)備相關(guān)信息統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)量測試設(shè)備全壽命周期管理的目的。

2)針對當(dāng)前計(jì)量測試技術(shù)資料管理現(xiàn)狀，提高計(jì)量測試資料管理水平，解決目前資料分散管理，查找、使用不方便的問題。

3)規(guī)范計(jì)量測試設(shè)備技術(shù)信息內(nèi)容及其組成，以最優(yōu)的方式將多種信息快速而精確的呈現(xiàn)在工作人員面前，提高工作人員效率。

4)增強(qiáng)計(jì)量工作人員的知識(shí)積累，降低計(jì)量培訓(xùn)的難度，提高人員訓(xùn)練水平。

2 計(jì)量測試IETM設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)量測試IETM總體架構(gòu)

計(jì)量測試IETM制作的總體架構(gòu)如圖1所示，主要分為IETM規(guī)劃、編制、內(nèi)容管理、出版發(fā)布、應(yīng)用5個(gè)階段[4]。在計(jì)量IETM的制作過程中各階段主要工作及信息流程為：

1)IETM規(guī)劃：主要對計(jì)量測試IETM的需求進(jìn)行分析，分析手冊適用的范圍、手冊內(nèi)容規(guī)劃、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和剪裁、收集相應(yīng)的工程技術(shù)數(shù)據(jù)和文檔資料，良好的規(guī)劃是成功研制計(jì)量測試IETM的關(guān)鍵。

2)IETM編制：主要在IETM編制標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對計(jì)量測試原始技術(shù)信息進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換，對技術(shù)插圖和多媒體資料進(jìn)行處理制作；采用XML編輯器將各類信息編輯成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)單元，并對各數(shù)據(jù)單元進(jìn)行編碼，以便于對其進(jìn)行管理。

3)IETM內(nèi)容管理：主要是對編輯階段產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)單元進(jìn)行存儲(chǔ)、控制和管理。主要包括權(quán)限管理、數(shù)據(jù)單元的版本控制、工作流程管理等。

4)IETM出版發(fā)布：主要是根據(jù)用戶和其他應(yīng)用系統(tǒng)的需要，提取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)單元，發(fā)布成能滿足需求的IETM。

5)IETM應(yīng)用：計(jì)量測試IETM發(fā)布后，主要應(yīng)用于三個(gè)方面：一是用于計(jì)量檢定人員和設(shè)備操作人員日常工作指導(dǎo)；二是輔助設(shè)備維修人員進(jìn)行故障隔離并指導(dǎo)維修；三是用于計(jì)量測試技術(shù)人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

圖1 IETM總體架構(gòu)

2.2 計(jì)量測試IETM主要特點(diǎn)

計(jì)量測試IETM集結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)包、交互式閱讀器于一體，同時(shí)借以樣式表可供技術(shù)人員進(jìn)行交互式查閱。其主要特點(diǎn)如下：

1)多角度導(dǎo)航閱讀：計(jì)量測試IETM根據(jù)信息的組織方式可對計(jì)量測試信息及計(jì)量檔案進(jìn)行多角度的導(dǎo)航閱讀，不僅可以根據(jù)手冊目錄導(dǎo)航技術(shù)資料內(nèi)容，也可以根據(jù)計(jì)量測試設(shè)備結(jié)構(gòu)導(dǎo)航技術(shù)資料內(nèi)容。

2)支持智能圖形、熱點(diǎn)鏈接：計(jì)量測試IETM支持多種格式的二維、三維工程圖像，對技術(shù)插圖具有放大、縮小、平移、局部放大等一系列查看功能。用戶在查看技術(shù)圖形時(shí)，點(diǎn)擊其中的熱點(diǎn)，系統(tǒng)可以跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的文本位置；在文本內(nèi)容處點(diǎn)擊圖號(hào)信息，系統(tǒng)高亮顯示技術(shù)插圖中的熱點(diǎn)或部件。

3)多媒體支持：計(jì)量測試IETM支持AVI、MPEG、Flash等通用多媒體格式，提供各類音頻、視頻的控制功能；提供計(jì)量測試設(shè)備原理、操作等仿真動(dòng)畫交互訪問，以多種表現(xiàn)形式非常直觀地展示相關(guān)計(jì)量測試操作過程。

4)基于決策樹的故障診斷：計(jì)量測試IETM在故障分析手冊的基礎(chǔ)上，針對計(jì)量測試設(shè)備各功能系統(tǒng)，建立故障分析決策樹，提供相應(yīng)的故障分析引導(dǎo)界面，可以通過人機(jī)問答、自動(dòng)過濾的方式，引導(dǎo)用戶進(jìn)行故障診斷，直到給出相應(yīng)的故障維修方法。

5)組合信息檢索：計(jì)量測試IETM支持在單個(gè)數(shù)據(jù)單元內(nèi)或在所有手冊內(nèi)進(jìn)行關(guān)鍵字或關(guān)鍵字組合全文檢索；除了全文檢索等通常的檢索方式，IETM還支持按信息結(jié)構(gòu)、信息屬性進(jìn)行檢索，使用戶能夠更有針對性的檢索信息。

3 計(jì)量測試IETM關(guān)鍵技術(shù)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

IETM的核心問題是信息共享、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的互操作，而標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)信息共享的前提和基本保障[4]，所以，所有的開發(fā)工作都必須在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格指導(dǎo)下才能進(jìn)行，計(jì)量測試IETM的制作要注重標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作，在參考國內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，掌握標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，需要結(jié)合計(jì)量測試開展實(shí)際，在計(jì)量測試企業(yè)層面，制定企業(yè)層次的編碼規(guī)范、數(shù)據(jù)格式要求、手冊內(nèi)容要求等[5]。

3.2 模塊化設(shè)計(jì)

計(jì)量測試IETM的技術(shù)內(nèi)容是由若干信息單元構(gòu)成的，每個(gè)信息單元都是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)模塊。在邏輯上，每個(gè)數(shù)據(jù)模塊在內(nèi)容管理數(shù)據(jù)庫中都是一個(gè)能自我描述的，包含著與設(shè)備的某個(gè)物理結(jié)構(gòu)部分或功能結(jié)構(gòu)部分相應(yīng)的技術(shù)信息；物理上，它是一個(gè)ASCII碼文件，以XML格式組織數(shù)據(jù)，并有相應(yīng)的文檔類型定義(Schema)來約束數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)[6]。計(jì)量測試IETM需要根據(jù)多方共同制定的業(yè)務(wù)規(guī)則對每類數(shù)據(jù)模塊的Schema進(jìn)行剪裁，定制適合自己的Schema，然后將手冊按結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)數(shù)據(jù)模塊，對每個(gè)數(shù)據(jù)模塊標(biāo)注名稱和唯一性代碼，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好以后，編寫人員只需要在已設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)模塊)內(nèi)編寫適當(dāng)?shù)募夹g(shù)內(nèi)容。圖2為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器基本信息映射為XMLschema，及基于該Schema結(jié)構(gòu)編寫的XML格式的文檔內(nèi)容。

圖2 文檔結(jié)構(gòu)映射

3.3 交互式3D仿真技術(shù)

目前，計(jì)量測試技術(shù)信息的描述大多采用文本與二維圖形相結(jié)合的方式，對缺乏技能和經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來說，對信息的理解有一定的障礙。交互式3D技術(shù)對物體的描述直觀、逼真，在傳達(dá)物體的基本結(jié)構(gòu)和空間信息方面具有優(yōu)越性。將交互式3D技術(shù)應(yīng)用于計(jì)量測試IETM中，可以顯著增強(qiáng)計(jì)量測試IETM的維修支持和培訓(xùn)功能，有利于技術(shù)人員快速獲取和理解技術(shù)測試設(shè)備信息[7]。

4 應(yīng)用

目前，計(jì)量測試單位的技術(shù)資料大都為紙質(zhì)資料，內(nèi)容簡單、零散；結(jié)構(gòu)不規(guī)范；資料查找、更新麻煩。無法有效地支持基層技術(shù)人員的維修保障工作，計(jì)量測試IETM的應(yīng)用將極大地規(guī)范技術(shù)資料的編制，使技術(shù)資料以更加豐富的展現(xiàn)形式呈現(xiàn)給維修使用人員，為基層技術(shù)人員的現(xiàn)場故障診斷與維修提供更充分、更直觀、更生動(dòng)的信息支持。此外，由于IETM采用了開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)量測試技術(shù)資料的數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化，不僅能滿足技術(shù)資料的集中有效地管理，同時(shí)也能最大化地提高信息的利用率，實(shí)現(xiàn)其功能的增值[7]。

近年來，電能表自動(dòng)化檢定技術(shù)在國內(nèi)迅速發(fā)展并在省級(jí)電力公司計(jì)量中心逐漸普及，大規(guī)模自動(dòng)化檢定系統(tǒng)基本完成了在省級(jí)電力公司計(jì)量中心的布局，自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)給使用人員帶來了極大的挑戰(zhàn)。本文以電能計(jì)量測試中常用的電能表自動(dòng)化檢定裝置為對象，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適合于電能表自動(dòng)化檢定的IETM管理系統(tǒng)，其界面如圖3所示。該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對電能表自動(dòng)化檢定裝置全壽命周期技術(shù)資料的智能化管理，便于使用人員對自動(dòng)化檢定裝置的技術(shù)管理，而且采用模塊化結(jié)構(gòu)、多媒體展示手段將自動(dòng)化檢定裝置操作手冊、簡單故障診斷與排除等內(nèi)容以最優(yōu)的方式快速而精確地呈現(xiàn)在使用人員面前，不僅對初次接觸自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的使用者起到良好的培訓(xùn)效果，同時(shí)為自動(dòng)化檢定系統(tǒng)的運(yùn)維人員提供了良好的輔助診斷與知識(shí)積累。

圖3 電能表自動(dòng)化檢定裝置IETM界面

5 結(jié)束語

當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)量測試正逐步走向自動(dòng)化、數(shù)字化、集成化和信息化。信息技術(shù)的應(yīng)用、信息數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)一致性、狀態(tài)正確性等建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)計(jì)量測試工作保障的前提條件。計(jì)量測試IETM的應(yīng)用不僅在減少技術(shù)資料的出版及更新的費(fèi)用、減少紙張的費(fèi)用方面有明顯的直接經(jīng)濟(jì)效益，而且在縮短設(shè)備維修、人員培訓(xùn)的時(shí)間、減少人力與資源的消耗，以及設(shè)備全壽命費(fèi)用方面具有更加巨大的間接經(jīng)濟(jì)效益，能夠極大推動(dòng)維修、培訓(xùn)、故障診斷等綜合保障要素的集成應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)了計(jì)量測試整體綜合保障能力的提升。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.19