鄭曉亞，陳 彥，陳京生，何 華

（中國(guó)兵器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京 100089）

導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修交互式電子技術(shù)手冊(cè)的制定

鄭曉亞，陳 彥，陳京生，何 華

（中國(guó)兵器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京 100089）

導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修中無法快速、準(zhǔn)確地在大量的紙質(zhì)技術(shù)資料中找到所需技術(shù)信息，必須將其轉(zhuǎn)換為電子文檔，并設(shè)計(jì)導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修交互式電子手冊(cè)（IETM）。采用了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)診斷戰(zhàn)場(chǎng)損傷的快速評(píng)估方法，以及面向任務(wù)的基于搶修經(jīng)驗(yàn)與決策理論相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)與決策方法，完成了該交互式電子手冊(cè)的設(shè)計(jì)及相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。該交互式電子手冊(cè)能保證導(dǎo)彈裝備在戰(zhàn)場(chǎng)搶修中快速、準(zhǔn)確找到所需技術(shù)信息的問題，提高了裝備的維修效率，并對(duì)其他大型復(fù)雜裝備交互式電子手冊(cè)的設(shè)計(jì)也有指導(dǎo)和借鑒意義。

戰(zhàn)場(chǎng)搶修，導(dǎo)彈裝備，交互式電子手冊(cè)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)在武器裝備上的大量應(yīng)用，未來高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)維修保障提出了更高的要求。戰(zhàn)場(chǎng)搶修是影響部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，決定作戰(zhàn)進(jìn)程和勝負(fù)的重要因素，是部隊(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)上進(jìn)行的一種快速的維修活動(dòng)。戰(zhàn)場(chǎng)搶修與平時(shí)維修相比，有著顯著的差別。戰(zhàn)場(chǎng)上的修復(fù)允許時(shí)間是有限的，戰(zhàn)場(chǎng)搶修相比平時(shí)維修顯得更加困難［1-5］。而武器裝備在研制過程中會(huì)產(chǎn)生大量的資料和數(shù)據(jù)，并且隨著裝備后期的改進(jìn)，資料和數(shù)據(jù)的數(shù)量還會(huì)大量增加，現(xiàn)有的以紙質(zhì)資料裝訂成冊(cè)的管理模式對(duì)于像飛機(jī)、導(dǎo)彈等大型復(fù)雜裝備而言，已不再能滿足要求。尤其在戰(zhàn)場(chǎng)搶修中，這些紙質(zhì)技術(shù)資料的運(yùn)輸、使用和維護(hù)均存在極大的不便，無法快速、準(zhǔn)確地定位到所需的技術(shù)信息，進(jìn)而影響搶修的效率，最終影響武器裝備的作戰(zhàn)性能。因此，現(xiàn)有的紙張式管理模式已經(jīng)為武器裝備的管理帶來了很大的不便，它從本質(zhì)上不能同自動(dòng)的、標(biāo)準(zhǔn)化的、交互式的、實(shí)時(shí)的系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合［6-7］。

為解決這一問題，對(duì)“導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修交互式電子手冊(cè)（IETM）”進(jìn)行了研究，使用Access設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，利用C++進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM的戰(zhàn)場(chǎng)損傷評(píng)估、搶修決策、搶修訓(xùn)練等功能。戰(zhàn)場(chǎng)搶修人員能夠利用IETM快速準(zhǔn)確地定位到所需信息，訪問有關(guān)數(shù)據(jù)庫。在裝備出現(xiàn)故障的情況下能夠快速地查找出引起故障的原因，在最短的時(shí)間內(nèi)提出解決故障的方案，及時(shí)排除故障。

1 戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM需求分析

導(dǎo)彈裝備的戰(zhàn)場(chǎng)搶修是武器系統(tǒng)的重要技術(shù)保障。通過對(duì)導(dǎo)彈裝備進(jìn)行及時(shí)有效的戰(zhàn)場(chǎng)搶修，能使武器系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)戰(zhàn)斗能力，而要實(shí)現(xiàn)快速有效的戰(zhàn)場(chǎng)搶修，就需要在裝備出現(xiàn)故障時(shí)能夠快速、準(zhǔn)確地查找出出現(xiàn)故障的原因，但是在大量裝訂成冊(cè)的紙質(zhì)技術(shù)資料中定位所需的信息存在極大的不便，嚴(yán)重影響戰(zhàn)場(chǎng)搶修的效率。因此，需設(shè)計(jì)導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修的IETM。制作該IETM 需要具備的條件［8-9］：

①裝備技術(shù)資料

導(dǎo)彈裝備技術(shù)資料主要包括：導(dǎo)彈或部件的技術(shù)信息、設(shè)計(jì)圖紙和工藝說明，以及維修、使用和培訓(xùn)手冊(cè)等技術(shù)文檔。

②戰(zhàn)場(chǎng)搶修所需保障資源清單

IETM要具有詳細(xì)的保障資源清單，以便及時(shí)查找替換，節(jié)約時(shí)間。保障資源包括：所需的零配件、代用材料、專用或通用的維修工具以及其他物資器材。

③完整的戰(zhàn)場(chǎng)損傷評(píng)估方案

損傷評(píng)估方案包括：戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估內(nèi)容與方法、評(píng)估程序［10-11］。

④完整的戰(zhàn)場(chǎng)搶修方案

必須針對(duì)出現(xiàn)的各種故障制定完整的搶修方案，以利于快速、準(zhǔn)確地完成搶修任務(wù)。

2 戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM總體設(shè)計(jì)

2.1 總體結(jié)構(gòu)

導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM主要包括3個(gè)功能模塊及其子功能模塊：損傷評(píng)估模塊、搶修決策模塊、搶修訓(xùn)練模塊。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

各模塊的主要功能為：

①損傷評(píng)估模塊

系統(tǒng)能對(duì)導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)斗損傷進(jìn)行損傷定位、損傷影響度分析和損傷評(píng)估，并能對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行處理、顯示、記錄和輸出。戰(zhàn)損評(píng)估子模塊主要有：損傷定位模塊、損傷嚴(yán)酷度分析模塊、對(duì)當(dāng)前任務(wù)影響分析模塊。根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法評(píng)估出裝備損傷狀況，為修復(fù)決策打下基礎(chǔ)。

②搶修決策模塊

在損傷評(píng)估之后對(duì)損傷搶修的次序、方法、工具等進(jìn)行決策，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯示和輸出，作為現(xiàn)場(chǎng)搶修人員參考的依據(jù)。搶修決策子模塊主要有：修復(fù)次序分析模塊、修復(fù)方法分析模塊、修復(fù)資源分析模塊和使用限制分析模塊。根據(jù)搶修決策決斷邏輯圖，利用產(chǎn)生式規(guī)則在知識(shí)庫中搜索，確定修復(fù)方法、修復(fù)資源和使用限制分析。

③搶修訓(xùn)練模塊

提供導(dǎo)彈裝備各分系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)框圖、部件圖片、電（液、氣）路動(dòng)態(tài)信號(hào)流程，搶修數(shù)據(jù)庫以及電路損傷仿真作為搶修人員在平時(shí)訓(xùn)練和戰(zhàn)時(shí)搶修的參考和依據(jù)。搶修訓(xùn)練子模塊主要有：系統(tǒng)工作原理文字資料模塊、系統(tǒng)戰(zhàn)損評(píng)估邏輯圖模塊、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)流程查詢模塊和系統(tǒng)電路仿真模塊。

3 主要功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 損傷評(píng)估模塊設(shè)計(jì)

3.1.1 模塊功能

裝備戰(zhàn)場(chǎng)損傷評(píng)估指武器裝備在戰(zhàn)場(chǎng)上執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，對(duì)損傷裝備進(jìn)行的損傷程度判定評(píng)估，進(jìn)而確定搶修任務(wù)及搶修方法的技術(shù)活動(dòng)［10］。損傷評(píng)估模塊就是為了判斷機(jī)動(dòng)發(fā)射裝置戰(zhàn)場(chǎng)損傷的嚴(yán)重程度，具體功能為：確定損傷部位；確定系統(tǒng)損傷程度；損傷對(duì)完成當(dāng)前任務(wù)的影響。

3.1.2 損傷定位及損傷影響分析

對(duì)損傷裝備進(jìn)行評(píng)估，一般要進(jìn)行外觀檢查、使用檢查和性能測(cè)試。

首先通過外觀檢查了解損傷部位并判斷裝備的損傷程度；如果通過外觀檢查不能確定損傷程度，則針對(duì)損傷項(xiàng)目定性的通過使用檢查來判斷裝備是否具備完成當(dāng)前任務(wù)所需的功能；針對(duì)大型復(fù)雜裝備，則需要通過對(duì)其主要性能參數(shù)的測(cè)試來判斷其技術(shù)能力。

3.1.3 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的損傷評(píng)估方法

貝葉斯診斷通常包含5步［12-16］：①為診斷對(duì)象構(gòu)建診斷網(wǎng)絡(luò)的有向無環(huán)圖，該部分需依據(jù)知識(shí)庫中所存儲(chǔ)的信息；②對(duì)有向無環(huán)圖中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化，確定沒有雙親節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率，確定具有雙親節(jié)點(diǎn)的條件概率；③通過故障情景，確定證據(jù)節(jié)點(diǎn)和詢問節(jié)點(diǎn)，并確定證據(jù)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)；④利用“推理機(jī)”進(jìn)行推理計(jì)算，并得出計(jì)算結(jié)果；⑤利用“解釋程序”提供診斷報(bào)告。

綜合考慮影響損傷效果的各種因素，將這些因素作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，再通過專家經(jīng)驗(yàn)等先驗(yàn)知識(shí)確定節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)結(jié)的方向，進(jìn)而建立導(dǎo)彈裝備部件級(jí)損傷評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)有向無環(huán)圖，并通過該有向無環(huán)圖建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型。

3.2 搶修決策模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 模塊功能

戰(zhàn)場(chǎng)搶修決策是指在戰(zhàn)斗中，當(dāng)裝備遭到戰(zhàn)損時(shí)，搶修人員與使用人員配合對(duì)戰(zhàn)損的裝備進(jìn)行損傷評(píng)估后，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，確定是否和如何修復(fù)損傷裝備的決策。搶修決策過程既包括對(duì)定量指標(biāo)的分析，又包括對(duì)定性指標(biāo)的評(píng)估，所以它是定量與定性相結(jié)合的綜合決策過程。該過程需確定：現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)還是后送修復(fù)，以及修復(fù)的先后順序；在什么地方進(jìn)行修復(fù)，以及如何修復(fù)；修復(fù)所需的保障資源，以及裝備在修復(fù)后的作戰(zhàn)能力和使用限制。

3.2.2 搶修決策方法

設(shè)計(jì)采用的決策方法是模糊綜合評(píng)判，它是對(duì)受多個(gè)因素影響的事物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，作出全面合理評(píng)價(jià)的一種有效的多因素決策方法［10］，通常利用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行評(píng)判。由于影響因素較復(fù)雜，所以采用定量分析和定性分析相結(jié)合的方法，并采用層次結(jié)構(gòu)對(duì)決策問題進(jìn)行分解，將結(jié)構(gòu)不良的問題分解為結(jié)構(gòu)良好、易于求解的小問題，同時(shí)利用決策分析理論將決策者在分析、評(píng)價(jià)、決策過程的主觀偏好形式化為多目標(biāo)的權(quán)重、時(shí)間效益函數(shù)等。總之。為了將搶修方案的復(fù)雜性最大限度地降低，該部分整合了精確變量與模糊變量、整合了定量分析和定性分析、整合了結(jié)構(gòu)化決策模型與非結(jié)構(gòu)化決策模型，因此，這是結(jié)合搶修經(jīng)驗(yàn)與決策理論的綜合評(píng)價(jià)與決策方法。

3.3 搶修訓(xùn)練模塊的設(shè)計(jì)

3.3.1 模塊功能

為技術(shù)保障人員提供機(jī)動(dòng)發(fā)射裝置各分系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、電（液、氣）路動(dòng)態(tài)信號(hào)流程的查詢、戰(zhàn)損評(píng)估邏輯圖和電路損傷仿真等功能。

3.3.2 原理學(xué)習(xí)

原理學(xué)習(xí)由文字、圖片和動(dòng)態(tài)信號(hào)流程組成。導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修系統(tǒng)，可分為電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信通話系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、底盤與上裝、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和地測(cè)系統(tǒng)等。在原理介紹中，將各系統(tǒng)、分系統(tǒng)原理圖全面而準(zhǔn)確地輸入到計(jì)算機(jī)。為了讓操作人員或搶修人員能在盡可能短的時(shí)間里較準(zhǔn)確地掌握各系統(tǒng)原理，將各系統(tǒng)原理有重點(diǎn)地做成動(dòng)畫，真正做到了形象直觀易于理解。

3.3.3 搶修方案

搶修方案的內(nèi)容包括代號(hào)、基本功能部件、任務(wù)階段、損傷模式、局部影響、上一層影響、綜合嚴(yán)酷度、修理人員技術(shù)水平及數(shù)量、工具器材備件、搶修環(huán)境、預(yù)計(jì)搶修時(shí)間、搶修程序及方法等，具體不再展開介紹。

4 結(jié)論

針對(duì)導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修中無法快速、準(zhǔn)確地在大量的紙質(zhì)技術(shù)資料中找到所需技術(shù)信息的問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM。文中從戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM需求分析、戰(zhàn)場(chǎng)搶修IETM總體設(shè)計(jì)及主要功能模塊設(shè)計(jì)3部分介紹了其實(shí)現(xiàn)過程。采用了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)診斷戰(zhàn)場(chǎng)損傷的快速評(píng)估方法以及面向任務(wù)的基于搶修經(jīng)驗(yàn)與決策理論相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)與決策方法實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能。該IETM的應(yīng)用提高了導(dǎo)彈裝備的維修效率，并對(duì)其他大型復(fù)雜裝備IETM的設(shè)計(jì)也有指導(dǎo)和借鑒意義。

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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

鄭曉亞（1981- ），女，河北晉州人，副研究員。研究方向：軍用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。