狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在基地級裝備保障信息化建設中的研究實踐

高春林

(海軍上海地區(qū)裝備修理監(jiān)修室，上海 200136)

近年來，隨著我海軍高新技術武器裝備數(shù)量的不斷增多，艦艇航跡不斷向深藍延伸，艦艇裝備也展現(xiàn)大量信息化特征，集多種新技術、新材料、新工藝于一身，向智能化、精確化、自動化方向發(fā)展，其技術標準要求高，保障程序嚴格規(guī)范，運行機理非常復雜，維修保障和故障診斷難度大。傳統(tǒng)的裝備維修保障手段和保障模式已明顯滯后于裝備發(fā)展和遂行任務的需要。如何加快我軍艦船裝備信息化建設的進程，進而實現(xiàn)裝備現(xiàn)代化建設的跨越式發(fā)展，是擺在我們面前一個現(xiàn)實而又迫切的問題［1］。本文以開展艦艇裝備溫度、振動監(jiān)測系統(tǒng)的在基地范圍內整合運用為例，對如何應用現(xiàn)代信息技術，推進艦艇裝備保障信息化建設，提高基地級裝備保障能力做一探索分析。

1 設計思路

1)在同類型艦艇上使用統(tǒng)一的溫度、振動等工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，開發(fā)數(shù)據(jù)分析軟件，通過記錄各設備自身運行以及工作 (溫度監(jiān)測、振動幅度、故障診斷等)狀態(tài)信息，并將存儲的信息通過USB接口設備自動下載，導入數(shù)據(jù)分析軟件，自動完成項目統(tǒng)計、分類、故障狀態(tài)等報表信息，以及人工加載設備故障、原因及排除記錄，錄入單艦裝備使用及保障數(shù)據(jù)庫。

2)通過長期對艦艇裝備工作狀態(tài)和故障的監(jiān)測、收集、整理分類，在現(xiàn)有信息系統(tǒng)的技術標準和質量管理體系基礎上，完善相關數(shù)據(jù)、接口標準、技術規(guī)范和修理項目管理規(guī)范，統(tǒng)一規(guī)范技術平臺和數(shù)據(jù)交換平臺，形成共享數(shù)據(jù)庫，并建立統(tǒng)一的艦艇修理標準規(guī)范體系。為信息系統(tǒng)的整合和建設，實現(xiàn)信息資源“軟實力”共享打下堅實的基礎，使保障和維修資源走向“一體化”的高效發(fā)展軌道上來。

3)基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，搭建基地級同型號艦艇裝備溫度、振動等數(shù)據(jù)的交換平臺和集中處理中心，實時采集、整理和匯總各艦艇裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析軟件，實現(xiàn)艦船裝備狀態(tài)的全程監(jiān)管，建立裝備數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢和分析監(jiān)控平臺，充分利用信息化技術，為統(tǒng)籌開展基地級裝備保障提供科學、有效依據(jù)。

2 單艦裝備使用及保障信息系統(tǒng)

艦艇裝備使用及保障信息系統(tǒng)支撐體系，由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)構成，如圖1。

圖1 艦艇裝備使用及保障信息系統(tǒng)支撐體系

隨著測控嵌入技術的發(fā)展，軟件系統(tǒng)均嵌入硬件模塊中一體化工作。在艦艇裝備使用及保障信息系統(tǒng)中，包括信息存儲、數(shù)據(jù)分析軟件、信息數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)與具有高可靠性和良好維修性的硬件系統(tǒng)相結合，互相支撐，以實現(xiàn)其裝備日常、戰(zhàn)訓應急保障故障定位，備件更換訓練輔助等功能。

2.1 單艦溫度、振動等工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

采用現(xiàn)代虛擬儀器測控技術與微型計算機技術，設計開發(fā)標準統(tǒng)一的艦艇用溫度、振動等監(jiān)測系統(tǒng)，裝艇使用。

1)系統(tǒng)組成。主要由負責設備溫度、振動監(jiān)測、存儲和匯總、分析的上位機系統(tǒng)和負責溫度及系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示的下位機系統(tǒng)，以及作為溫度、振動的傳感器組成。

2)工作原理。系統(tǒng)原理如圖2所示。

系統(tǒng)測量工作原理是各測點溫度或振動傳感器傳來的信號，在測控模塊軟件的控制下經過信號調理后再進行數(shù)據(jù)采集處理、存儲，并通過串口將溫度信號通過MCU顯示微處理單元直接顯示在顯示模塊上，完成傳感器溫度或振動信號的持續(xù)測量、顯示以及測量數(shù)據(jù)存儲［2］。

要求系統(tǒng)自帶時鐘系統(tǒng)，可以將采集到的數(shù)據(jù)附加上時間信息。自動采集存儲的數(shù)據(jù)可以通過EXI機網口導出，進行匯總分析，為基地級裝備保障提供數(shù)據(jù)支持。

圖2 系統(tǒng)原理圖

2.2 可靠性研究

產品的固有特性主要由產品設計決定。在艦艇裝備保障的根本是產品的戰(zhàn)備完好性，其關鍵在于產品的高可靠性和良好維修性。

將可靠性MTBF指標和維修性MTTR指標納入產品技術規(guī)格書中，促使產品設計要將可行性和維修性等技術要求納入產品設計和制造。并通過高溫、低溫、振動、沖擊、鹽霧等環(huán)境試驗以及電磁兼容試驗進行考核驗收;通過內場、外場產品使用故障及維修信息的統(tǒng)計進行可行性數(shù)據(jù)積累;通過產品故障指示、更換部件等驗證維修性指標。

3 基地級裝備狀態(tài)監(jiān)測及保障信息系統(tǒng)構成

基地級裝備使用及保障信息系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)化工程，包括艦艇級保障能力、支隊級保障能力以及艦艇廠修保障等，各部門之間相互配合，相互支撐，信息共享，使保障需求和維修資源真正走向“一體化”，從而達到利用信息化［3］技術提升部隊裝備保障能力和水平的目的。基地級艦艇裝備狀態(tài)及保障信息系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

4 結束語

建立艦艇裝備溫度、振動等工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，基地范圍內收集、積累艦艇裝備工作狀態(tài)、故障診斷等數(shù)據(jù)，建立單艦和基地同型號裝備保障數(shù)據(jù)庫，使用數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析，加載備件管理系統(tǒng)、設備制造及承制單位信息和承修廠修理信息，合理統(tǒng)籌優(yōu)化保障資源，能夠有效提升基地裝備保障能力和水平，保證艦艇部隊裝備戰(zhàn)斗力的有效發(fā)揮，從而滿足國防建設需求，具有重大的國防軍事效益。

圖3 基地級艦艇裝備使用及保障信息系統(tǒng)示意圖