裝備使用保障信息化研究

郝洵

（中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢 430064）

0 引言

隨著裝備的高速發(fā)展，裝備的復(fù)雜程度也日益增加，使得裝備的使用維修保障的任務(wù)量、難度和信息量日益增大。通過(guò)傳統(tǒng)的、以專家和專業(yè)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)管理為基礎(chǔ)的保障作業(yè)模式已經(jīng)不能滿足裝備保障的需求。信息化的技術(shù)手段在各種領(lǐng)域中的應(yīng)用證明，信息化技術(shù)能夠很好地提高生產(chǎn)效率，能夠規(guī)范作業(yè)流程，甚至能夠輔助決策人員在制定工作計(jì)劃、工作方案時(shí)進(jìn)行決策。

信息化是當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和裝備發(fā)展的大趨勢(shì)，也是綜合保障工程發(fā)展的必然走向。利用當(dāng)今快速發(fā)展的數(shù)字化通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)刃畔⒓夹g(shù)來(lái)完善綜合保障管理、改造現(xiàn)用的保障體系，已成為一條必由之路。

1 裝備保障及信息化問(wèn)題研究

通過(guò)對(duì)裝備保障的多個(gè)突出問(wèn)題進(jìn)行研究，一個(gè)重要的癥結(jié)在于使用維修與研制的管理脫節(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)，裝備采用傳統(tǒng)的 “序貫式”管理，即先研制主裝備，等主裝備交付用戶單位甚至定型后，再由使用和維修管理部門去考慮其保障配套問(wèn)題[1]。這種序貫?zāi)Ｊ绞怯捎谘b備管理體制和運(yùn)行機(jī)制長(zhǎng)期采用分段式管理模式造成的，缺乏利用系統(tǒng)工程和采用并行工程的方法來(lái)研制裝備，使用和維修管理部門沒有在研制主裝備的同時(shí)參與考慮使用過(guò)程的保障問(wèn)題。這種管理問(wèn)題自然造成技術(shù)上的缺陷，如裝備設(shè)計(jì)中缺乏裝備可靠性維修性設(shè)計(jì)，缺乏保障性分析，不能很好地提供維修所需的技術(shù)和資源輸入，裝備交付時(shí)沒有系統(tǒng)、完善的配套保障系統(tǒng)。

a）保障系統(tǒng)不夠完善

裝備保障系統(tǒng)不健全是一個(gè)普遍現(xiàn)象，在一些大型號(hào)、重點(diǎn)型號(hào)的研制中，由于各方面對(duì)綜合保障的要求比較嚴(yán)格，這些型號(hào)的綜合保障工作系統(tǒng)相對(duì)完善，無(wú)論是專職還是兼職的設(shè)計(jì)師，基本上建立了綜合保障工作系統(tǒng)，而一些小的型號(hào)或者系統(tǒng)、設(shè)備研制單位，其綜合保障工作系統(tǒng)則比較弱化[2]。

b）保障技術(shù)基礎(chǔ)不足

有些裝備研制單位沒有專門的綜合保障科室，也沒有專門的綜合保障專業(yè)人員。研制單位對(duì)綜合保障的重視程度也不夠，很多專業(yè)的綜合保障工作，只能由其他專業(yè)科室的設(shè)計(jì)師來(lái)掛名或應(yīng)付檢查。由于以往保障體制與模式的原因，研制部門對(duì)有的保障需求不夠關(guān)心，保障信息化更處于可有可無(wú)的地位。掛名的綜合保障技術(shù)人員的設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，沒有掌握必要的分析技術(shù)。

c）研制單位保障工作不到位

為解決裝備的保障問(wèn)題，1991年海軍頒布了《關(guān)于加強(qiáng)海軍裝備同步建設(shè)的決定》和實(shí)施細(xì)則，雖然其發(fā)揮了重要作用，但未能解決根本問(wèn)題[2]。在裝備的研制和使用過(guò)程中，沒有嚴(yán)格按照GJB 3872-1999[3]、GJB 1371-1992[4]等國(guó)軍標(biāo)要求開展保障工作；而開展了保障性分析工作的單位，也大多對(duì)保障性分析過(guò)程中的分析內(nèi)容剪裁過(guò)多，難以形成可以指導(dǎo)其開展保障性工作的工作規(guī)范。

d）保障信息化系統(tǒng)形成信息孤島

目前，大部分裝備研制單位并未配備保障信息化系統(tǒng)，而裝備了保障信息化系統(tǒng)的單位其系統(tǒng)主要有兩個(gè)來(lái)源：1）研制單位在交付裝備時(shí)，隨裝備交付保障信息化系統(tǒng)；2）裝備交付之后，由使用單位自行研制裝備的保障信息化系統(tǒng)。無(wú)論哪種來(lái)源，均以目前裝備保障管理體制為基礎(chǔ)研發(fā)，保障信息化各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)重用并不理想。特別是某些保障信息化系統(tǒng)由于經(jīng)費(fèi)、進(jìn)度和主管機(jī)關(guān)單位不同等原因，在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮綜合保障的思想，各自為戰(zhàn)。

e）綜合保障經(jīng)費(fèi)不明確

相關(guān)工作開展不充分，綜合保障機(jī)構(gòu)要獨(dú)立開展工作，就要有一定的經(jīng)費(fèi)支撐。但是裝備在研制合同中沒有明確綜合保障的專門經(jīng)費(fèi)，而是將裝備研制的總費(fèi)用以研制費(fèi)的形式寫進(jìn)研制合同，綜合保障的經(jīng)費(fèi)很難落實(shí)，這給綜合保障工作的正常開展帶來(lái)了很大的困難，有些綜合保障工作項(xiàng)目、試驗(yàn)，若能跟裝備的設(shè)計(jì)工作結(jié)合進(jìn)行時(shí)，則一般還能如常地進(jìn)行；但是，有些綜合保障工作項(xiàng)目需要單獨(dú)開展，或者需要做專門的綜合保障試驗(yàn)時(shí)，往往難以開展。對(duì)使用之后可能出現(xiàn)的種種問(wèn)題考慮不足，導(dǎo)致裝備交付以后，暴露出各種各樣的綜合保障問(wèn)題，造成維修成本的上漲甚至影響戰(zhàn)備完好性。

2 裝備保障活動(dòng)研究

GJB 3872-1999《裝備綜合保障通用要求》指出，綜合保障八大要素包括維修規(guī)劃保障、訓(xùn)練保障、供應(yīng)保障、技術(shù)資料保障、保障設(shè)備保障、設(shè)施保障、人員資源保障和包裝儲(chǔ)運(yùn)。裝備的保障活動(dòng)主要是以這八大保障要素為核心來(lái)開展的。圍繞裝備的各項(xiàng)保障工作的目的是要使用最少的經(jīng)費(fèi)完成各項(xiàng)保障任務(wù)，如例行的維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)、訓(xùn)練任務(wù)和演習(xí)任務(wù)。經(jīng)濟(jì)、高效的保障需要以各時(shí)期保障任務(wù)的需求為基礎(chǔ)，對(duì)各保障資源要求進(jìn)行科學(xué)的搭配，形成保障資源配套方案，對(duì)保障工作和保障資源進(jìn)行合理的分配，形成綜合保障工作計(jì)劃。

裝備的保障活動(dòng)是一個(gè)閉環(huán)的過(guò)程，在保障任務(wù)的影響下，在不同的時(shí)期，保障工作計(jì)劃、保障資源的配套方案均會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化。在裝備 “新堪待廢”的使用全壽命周期中，隨著保障任務(wù)需求、裝備的健康狀態(tài)和保障資源的變化，隨時(shí)都需要對(duì)保障工作的優(yōu)先順序進(jìn)行決策，產(chǎn)生新的保障工作計(jì)劃。保障工作計(jì)劃轉(zhuǎn)換成保障工作指令后，指揮保障人員對(duì)資源進(jìn)行補(bǔ)充，對(duì)裝備進(jìn)行維護(hù)維修，從而改變裝備的健康狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 裝備保障活動(dòng)關(guān)系圖

3 綜合保障的思想研究

我國(guó)學(xué)者對(duì)綜合保障的定義為：綜合保障是在裝備研制過(guò)程中綜合地考慮保障問(wèn)題，使保障影響設(shè)計(jì)，并在裝備部署使用的同時(shí)，以最低費(fèi)用提供與裝備相互匹配的保障資源，建立保障系統(tǒng)，滿足戰(zhàn)備和任務(wù)要求所進(jìn)行的一系列技術(shù)與管理活動(dòng)。

從而可以看出：裝備的保障問(wèn)題不是一個(gè)孤立的使用單位的問(wèn)題，而是一個(gè)需要綜合考慮的問(wèn)題；保障的目標(biāo)是最低費(fèi)用和最匹配的資源；保障手段是通過(guò)建立保障系統(tǒng)，利用信息化對(duì)保障性分析的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)地應(yīng)用；將裝備的保障性從交付使用階段提前到設(shè)計(jì)階段，使得在提出研制要求時(shí)就必須考慮裝備的保障工作。

綜合保障包括以下幾種保障思想：

a）資源最佳匹配思想

裝備保障的首要目的是最大程度地達(dá)成保障任務(wù)，最大程度地提高裝備的使用可用度。然而，在經(jīng)費(fèi)資源有限的情況下，必須利用統(tǒng)籌原理對(duì)有限的資源進(jìn)行合理的搭配，以保證在保障的各個(gè)不同階段，不會(huì)有太多的資源閑置，也不會(huì)有較大的資源短缺，從而保障以最低的保障費(fèi)用達(dá)到最大的保障效果。

b）綜合考慮思想

綜合考慮是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)為了達(dá)到保障性指標(biāo)要求，在各種不同要素之間的分析和權(quán)衡。如在裝備固有的可靠性、維修性、測(cè)試性特性指標(biāo)與保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)之間的權(quán)衡，以及在保障過(guò)程中保障性指標(biāo)與保障費(fèi)用之間的權(quán)衡等。綜合考慮的目的在于通過(guò)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的投入達(dá)到最大化的保障性指標(biāo)。

c）配套的保障系統(tǒng)思想

根據(jù)GJB 1371-1992 《裝備保障性分析》的要求，在裝備設(shè)計(jì)分析過(guò)程中，裝備設(shè)計(jì)的同時(shí)開展對(duì)保障系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，在交付裝備時(shí)，保障系統(tǒng)作為裝備的一部分一同交付使用單位。裝備的使用保障信息化系統(tǒng)屬于裝備保障系統(tǒng)的一部分。

d）全壽期保障

裝備的保障問(wèn)題不能等裝備已經(jīng)

研制出來(lái)以后才去考慮其保障問(wèn)題，而應(yīng)該在裝備研制過(guò)程中就開始考慮裝備的保障問(wèn)題，要從根本上解決裝備盡快地形成戰(zhàn)斗力的問(wèn)題。將影響裝備戰(zhàn)斗力，以及保障費(fèi)用的各種因素綜合考慮，以得到費(fèi)效比最低的保障方案。在裝備的全壽命周期中，數(shù)據(jù)流按照業(yè)務(wù)需求從論證研制單位到生產(chǎn)制造單位，到使用報(bào)廢單位實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙流通，在全壽命的不同階段均需要進(jìn)行保障相關(guān)工作[5]。

4 保障信息化的設(shè)想

建立集成保障信息系統(tǒng) （包括維修保障、供應(yīng)保障和訓(xùn)練保障等），是提高現(xiàn)代裝備保障效率和能力的有效手段。它可以充分利用裝備保障的信息設(shè)備和發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)資料作用，將各種型號(hào)的裝備系統(tǒng)、各級(jí)維修部門的多種維修信息資源高度集成于一個(gè)單一的、統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、容易使用的系統(tǒng)中，從而形成高效的保障信息流，滿足不同任務(wù)及不同水平技術(shù)人員的需要。提供崗位工作支持及有效的模擬訓(xùn)練支持，避免費(fèi)時(shí)的紙張文字工作，自動(dòng)地完成任務(wù)。利用計(jì)算機(jī)與技術(shù)人員的信息交互提高維修質(zhì)量，為各級(jí)維修管理部門提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，并快速地生成裝備使用梯次、維修保障計(jì)劃和規(guī)劃。通過(guò)PMA及數(shù)據(jù)接口平臺(tái)，維修技術(shù)人員可直接訪問(wèn)裝備的自檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施故障動(dòng)態(tài)診斷等。

保障信息系統(tǒng)應(yīng)該包括保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)、保障要素支持系統(tǒng)和接口系統(tǒng)幾個(gè)部分。保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、綜合診斷系統(tǒng)、保障決策系統(tǒng)和使用維修管理系統(tǒng)組成。通過(guò)一線維修的PMA，以及裝備自帶的BIT、狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和參數(shù)傳感器等硬件系統(tǒng)組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成健康狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等技術(shù)參數(shù)信息的采集；由綜合診斷系統(tǒng)完成初步或深入的故障診斷；由保障決策系統(tǒng)完成決策和保障和使用計(jì)劃的生成；由使用維修管理系統(tǒng)完成使用維修業(yè)務(wù)作業(yè)的管理和跟蹤工作。接口系統(tǒng)用于保證保障系統(tǒng)與外部信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流通性，如圖2所示。

圖2 保障信息化設(shè)想圖

a）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由裝備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、BIT系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)，以及原位或移位維修設(shè)備組成。其主要功能是收集裝備或設(shè)備運(yùn)行時(shí)的采樣特征數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理及格式化 （甚至包括初步的故障報(bào)告及診斷）后傳給保障信息系統(tǒng)中的綜合診斷系統(tǒng)。

b）綜合診斷系統(tǒng)

綜合診斷系統(tǒng)由快速故障診斷、增強(qiáng)故障診斷、故障預(yù)測(cè)和專家分析系統(tǒng)組成。綜合診斷系統(tǒng)首先進(jìn)行快速的故障診斷，在快速故障診斷不能診斷出故障原因時(shí)，利用裝備的海量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推理，解決快速故障診斷的不能復(fù)現(xiàn)率 （CND）和重測(cè)合格率 （RTOK）等問(wèn)題，同時(shí)給出關(guān)鍵部件的剩余可用壽命RUL。

c）保障決策系統(tǒng)

保障決策系統(tǒng)是保障信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)保障的核心，通過(guò)該系統(tǒng)可以對(duì)裝備的演習(xí)任務(wù)、訓(xùn)練任務(wù)和維修任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，即在全面、準(zhǔn)確地掌握裝備設(shè)備狀態(tài)、操作人員、技術(shù)保障人員、備件、訓(xùn)練條件和日程安排等要素的基礎(chǔ)上，采用輔助決策和資源概算算法，科學(xué)生成滿足任務(wù)要求的保障計(jì)劃和裝備使用梯次計(jì)劃。所生成的保障計(jì)劃通過(guò)仿真手段進(jìn)行驗(yàn)證，以確保保障計(jì)劃的可實(shí)施性。

d）使用維修管理系統(tǒng)

使用維修管理系統(tǒng)的主要功能是對(duì)保障決策系統(tǒng)產(chǎn)生的保障計(jì)劃和裝備使用計(jì)劃賦予實(shí)施，對(duì)裝備的使用維修作業(yè)進(jìn)行管理。其功能組成包括工作指令管理、使用記錄登記、電子履歷登記、故障報(bào)告和排故登記等功能。

e）保障要素支持系統(tǒng)

保障要素支持系統(tǒng)管理的對(duì)象是綜合保障的八大要素，其中：人員、設(shè)備、設(shè)施和備件各種類型的資源保障要素支持系統(tǒng)對(duì)其數(shù)量、使用狀態(tài)、健康狀態(tài)和各種資源的基本情況進(jìn)行管理，為資源管理和調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)。技術(shù)資料是綜合保障的知識(shí)庫(kù)，為其他保障要素支持系統(tǒng)或業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供支持。維修規(guī)劃管理系統(tǒng)管理的是初步維修保障方案，為保障決策系統(tǒng)中的保障計(jì)劃生成系統(tǒng)服務(wù)。訓(xùn)練保障系統(tǒng)主要管理對(duì)使用和維修人員進(jìn)行訓(xùn)練的各項(xiàng)活動(dòng)，以及所需要的程序、方法、技術(shù)和教材等素材。

f）接口系統(tǒng)

接口系統(tǒng)主要用于接收上級(jí)機(jī)關(guān)下發(fā)的訓(xùn)練等任務(wù)、指揮中心下發(fā)的演習(xí)任務(wù)和中長(zhǎng)期的維修保障任務(wù)，也用于接收從研制單位下發(fā)的服務(wù)數(shù)據(jù)包；同時(shí)，接口系統(tǒng)還可以用于對(duì)上級(jí)機(jī)關(guān)指揮中心提供報(bào)表統(tǒng)計(jì)等信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

裝備的使用保障信息化是整個(gè)綜合保障信息化工作中的重要組成部分。通過(guò)對(duì)使用保障信息化的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠促進(jìn)裝備研制的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，能夠進(jìn)一步地促進(jìn)綜合保障信息化的發(fā)展。裝備的綜合保障工作過(guò)程是一個(gè)漫長(zhǎng)、復(fù)雜的工程，綜合保障能力的提高需要落實(shí)到裝備的論證、規(guī)劃、研制、生產(chǎn)和使用等各個(gè)階段的保障工作中。

在目前裝備信息化程度不斷提高的大背景下，通過(guò)信息化手段提高綜合保障能力，規(guī)范裝備的論證、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各個(gè)過(guò)程，改變傳統(tǒng)的 “序貫式”模式，建立系統(tǒng)健全的保障系統(tǒng)，最終提高裝備的使用可用度，具有重要的意義。

[1]趙詠，王麗.裝備質(zhì)量與綜合保障技術(shù)綜述 [J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2008，26（5）：27-31.

[2]張曉鵬，張根昌，王陌.艦船裝備綜合保障現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢(shì) [J].艦船科學(xué)技術(shù)，2011，8（15）：7-10.

[3]GJB 3872-1999，裝備綜合保障通用要求 [S].

[4]GJB 1371-1992，裝備保障性分析 [S].

[5]封志華，現(xiàn)代武器裝備持續(xù)采辦與全壽命支持—CALS[M].北京：航空工業(yè)出版社，2007.