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　　傳統(tǒng)的裝備保障模塊是一種封閉式的系統(tǒng)運行模式，信息的交流與處理限于檢測診斷系統(tǒng)內(nèi)部。受地域和裝備的種類數(shù)量等因素的影響，這一模式已越來越不適應現(xiàn)實發(fā)展的需要。由于缺乏交流，診斷與維修經(jīng)驗知識不能共享，使得各個保障單元往往做大量重復的工作，影響效率。同時，由于有經(jīng)驗的專家數(shù)量有限，一旦設備同時發(fā)生故障，就可能造成專家疲于奔命的被動局面，影響設備的快速診斷修復。
　　北京航天測控技術開發(fā)公司研發(fā)的Di-VITE遠程分布測試及故障診斷系統(tǒng)，以裝備測試、診斷以及維修的遠程化作為信息化保障的切入點，依托維修設備的信息化能力，不受空間限制的及時獲取裝備的故障信息，在正確的時間，把正確的信息及時發(fā)送給正確的使用者，可以借助信息傳輸平臺，對一些大型復雜系統(tǒng)進行遠程自適應修復，對維修資源和維修技術具有很強的輔助決策能力。以此為基礎所實現(xiàn)的保障信息化，可以有效縮短時間，提高維修效率，節(jié)約維修資源。

 

　　一、Di-VITE在裝備保障信息化中解決的問題
　　航天測控Di-VITE遠程分布式測試及故障診斷系統(tǒng)，通過現(xiàn)場級維修主裝備（ATE）、維修輔助設備（PMA）以及5級交互式電子技術手冊（IETM）運行終端，及時獲取裝備的故障信息，通過遠程傳輸途徑，將BIT數(shù)據(jù)、現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)、判定數(shù)據(jù)、操作使用腳本等信息傳至維修基礎，使得維修基礎可以采取有效的技術手段對裝備實施遠程維修或技術指導。
　　對于地域分布廣泛的裝備，由于受損情況復雜，處于各地的維修人員的技術水平不同及各種故障維修需要的備件滿足情況不同等，在設備發(fā)生故障或受損的情況下，最理想的是及時給予一線維修人員必要的技術支援，幫助其對故障進行準確診斷，并給出合理的維修方案（即讓一線維修人員能夠完成的維修方案），就近調撥所需的維修備件。
　　具體解決問題如下：
　　1、在現(xiàn)行保障體制的基礎上，實現(xiàn)交互式網(wǎng)絡化維修保障結構，解決維修信息實時共享的問題，達到快速保障的矩陣式管理要求，滿足多點保障、聯(lián)合保障以及快速及時保障的需求；
　　2、緩解研制部門在裝備交付后疲于奔波的排故壓力，建立裝備系統(tǒng)日常維護和現(xiàn)場搶修情況下的裝備維修輔助決策支持、遠程快速診斷和排故能力，確保裝備使用完好率，縮短裝備使用前的準備時間；
　　3、降低一線維修人員的綜合技術水平的要求，通過遠程支持工具輔助測試、輔助排故，使具有多元化、多學科交叉、多設備的故障交聯(lián)的復雜維修過程簡單化，一線技術人員可以在許多后方技術專家的指導下，加快對故障或受損裝備的維修過程，滿足時效性要求；
　　4、收集分布在各地基層保障單位的維護信息、積累維修數(shù)據(jù)，使裝備的可靠性、維修性、保障性有質的提高，為進一步實現(xiàn)視情維修提供基礎信息平臺；
　　5、在分布式環(huán)境下，提供基于虛擬儀器技術的維修技術訓練平臺，對實施維修技術訓練提供方便；
　　6、改進、優(yōu)化維修保障體制，充分利用遠程信息共享的手段，實施分布式技術保障，縮短各級維修空間上的距離，使各級維修與后方遠程技術支援單位緊密聯(lián)系，各級維修在統(tǒng)一的維修系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)化組合成為可能。

 

　　二、Di-VITE的設計定位與技術實施特點
　　1、系統(tǒng)設計定位
　　遠程分布式測試及故障診斷的目的是建立以專用通信網(wǎng)絡、無線通訊網(wǎng)絡以及衛(wèi)星通信設施為基礎的異地分布式遠程技術保障體系；為裝備從現(xiàn)場級維護、搶修到基地級維修、保障等提供信息一體化的技術保障手段；在廣域范圍內(nèi)構建一個高效的信息流通渠道，形成集遠程輔助測試、綜合故障分析、維修決策支持、保障信息協(xié)同于一體的故障信息反饋系統(tǒng)；為裝備的設計研制單位、使用維護單位等提供一個一體化的、高效的空間協(xié)作平臺。
　　2、技術實施特點
　　管理模式上，將裝備研制試驗、維修保障中的故障診斷過程推了后方，改變了以往大批專家在現(xiàn)場集中進行保障的模式，合理有效的利用了技術專家的時間和精力，節(jié)約了人力資源的投入。
　　工作模式上，從原有的單機故障檢測模式轉變?yōu)榭僧愑蚩刂?、分布式處理的協(xié)同診斷與分析模式，充分利用網(wǎng)絡資源，發(fā)揮信息共享的優(yōu)勢。
　　信息共享上，遠程分布式測試及故障診斷系統(tǒng)利用廣泛的網(wǎng)絡資源和傳輸途徑，將分布在異地的專家、歷史數(shù)據(jù)、設計、維修維護及備件儲備等信息進行集中調度，為故障定位提供豐富的數(shù)據(jù)和診斷依據(jù)，大幅度提高工作效率。

 

　　三、Di-VITE的設計原理
　　按照裝備例行保養(yǎng)檢查程序，快速采集并實時診斷得出裝備狀態(tài)信息，為一線人員服務。同時，將裝備狀態(tài)測試的完整數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡及時發(fā)送到技術保障中心，由保障中心的技術人員對數(shù)據(jù)進一步分析，并進行故障預測分析。在裝備存在隱患或故障時，對于軟故障，通過遠程網(wǎng)絡由保障中心實現(xiàn)遠程控制修復，對于復雜故障或硬故障可由技術保障中心的專業(yè)技術人員人一線使用人員通過多媒體交互和物理網(wǎng)絡的信息交互，協(xié)同排除故障。
　　對于診斷維修過程，分布式網(wǎng)絡在信息共享方面將發(fā)揮更大的優(yōu)勢。維修保障中心的知識庫中已有的故障模式和維修知識，或同類裝備不同分布點已發(fā)生過的故障模式和維修方法，通過自學習機收入自學習知識庫的故障模式等，可以由一線人員通過網(wǎng)絡查詢“保障中心技術保障信息庫”，獲取知識，及時獨立解決問題，發(fā)揮分布式系統(tǒng)節(jié)點之間信息共享帶來的優(yōu)勢。
　　按照層次，系統(tǒng)分為三個層次。第一層為現(xiàn)場診斷層，分布在各類裝備基地，是移動維修單元（如維修車）或外場維修單位所在的診斷級別?，F(xiàn)場測試包括被測對象使用前的測試和日常定檢測試，大量的測試信息經(jīng)過現(xiàn)場總線或測試信息鏈路進入現(xiàn)場測試平臺。當故障出現(xiàn)時，首先利用現(xiàn)場自身的故障診斷系統(tǒng)進行初步診斷，依據(jù)診斷結果進行維修。當現(xiàn)場的診斷過程無法確定設備的故障點位置或原因時，則通過專用信息網(wǎng)絡或專用VPN通信網(wǎng)絡向遠程技術支援中心申請技術援助，也即第二層中心診斷層，診斷中心在受理客戶的請求后，依靠中心現(xiàn)有的故障診斷專家系統(tǒng)與維修資源對設備出現(xiàn)的故障進行診斷并給出維修建議。第三層為群體會診，當中心診斷失敗后，由中心指揮系統(tǒng)向有關成員發(fā)出故障會診請求，調動入網(wǎng)的所有技術資源（總體設計單位、部件供應單位、生產(chǎn)維修單位和相關領域專家），實現(xiàn)對故障的診斷。診斷結束后，診斷中心將診斷結論與維修建議提供給基層單位和所涉及的修理廠及部件供應單位。使基層在最短的時間內(nèi)得到所需的故障信息和維修信息，并使負責物流的單位發(fā)揮最高的效率。故障排除后，將其結果反饋給診斷中心轉換為新的診斷知識加入到知識庫中。第二層和第三層都在遠程技術支援中心，每層之間各個節(jié)點通過網(wǎng)絡連接，層與層之間同樣通過網(wǎng)絡進行信息交互。
　　航天測控Di-VITE遠程分布式測試與故障診斷系統(tǒng)中，位于現(xiàn)場維修單元的保障人員可以使用穿戴式攝像機或便攜式診斷維修組合（PMA）捕獲故障部件的數(shù)字圖像，實時傳送給位于網(wǎng)絡內(nèi)各個基礎、遠程中心的專家。根據(jù)測試結果，以及故障診斷系統(tǒng)的診斷結果，位于網(wǎng)絡上各個節(jié)點的相關專家通過異步方式（電子郵件、電子公告牌）或同步方式（桌面視頻傳輸診斷分析系統(tǒng)、電子白板和音頻系統(tǒng)）進行交流，同時，專家依靠人機交互工具，參考協(xié)同輔助決策分析系統(tǒng)的輸出結果，得出維修意見，并反饋到網(wǎng)絡上相關的各個節(jié)點，進行統(tǒng)一協(xié)調?，F(xiàn)場維修單元可以通過從遠程支援中心下載最新的測試、診斷流程來實現(xiàn)緊急狀態(tài)下的設備搶修過程，可以通過可視化交互系統(tǒng)來實現(xiàn)遠程維修決策支持。

 

　　四、Di-VITE的組成與結構
　　航天測控Di-VITE遠程測試及故障診斷系統(tǒng)，針對信息化維修保障的特點以及裝備維修保障體制的需求，從信息采集現(xiàn)場節(jié)點（LRU級維修場站等，包含IETM、PMA、ATE等信息化裝備終端）、遠程技術支援中心（基地級維修場站包含遠程支援中心、決策指揮中心、數(shù)據(jù)服務中心、遠程專家系統(tǒng)、備件管理中心）、信息傳輸途徑（衛(wèi)星、專用通訊網(wǎng)、通訊電臺）等三個方面設計和規(guī)劃裝備維修信息化保障體系的結構以及標準的接口方式，建立從維修現(xiàn)場到遠程保障中心之間的維修、診斷信息鏈，構建可視化遠程診斷、維修指導模式，定義遠程測試信息的傳輸控制模式，以及解決遠程異地保障、信息立體互聯(lián)互通的有效途徑問題，建立遠程測試與故障診斷體系，以多Agent模型為有效手段，實現(xiàn)測試、診斷和維修信息的分布式處理。
　　1、維修保障前端（LRU級維修場等維修節(jié)點）
　　通用測試設備ATE-GT9000：以航天測公司研制的GT9000通用測試設備為基礎，與被測對象的專用保障裝備集成，組成保障現(xiàn)場全系統(tǒng)通用化測試診斷平臺，作為遠程技術保障體系的執(zhí)行終端，達到裝備從系統(tǒng)到部件的一體化維修測試能力。通過虛擬儀器測試開發(fā)環(huán)境VITE平臺，在廣域范圍內(nèi)實現(xiàn)裝備全壽命周期測試信息的管理，提供多層次TPS和診斷知識的開發(fā)手段。
　　數(shù)字化便攜式維修輔助裝備PMA：作為遠程技術保障體系中的原位測試環(huán)節(jié)和維修數(shù)據(jù)遠程機動式獲取手段，系統(tǒng)提供數(shù)字化維修輔助前端設備——可穿戴維修輔助設備PMA部分和測試資源組合PIP，能夠在測試現(xiàn)場直接連接遠程支援中心，實施遠程測試，進行故障咨詢和可視化維修指導。
　　遠程技術支持工具：①系統(tǒng)為維修現(xiàn)場提供交互式電子技術手冊IETM，支持遠程下載、更新測試TPS、診斷知識和維修分析數(shù)據(jù)，提供全文技術資料檢索，IETM可以綜合應用人工智能、專家系統(tǒng)、多媒體信息處理、數(shù)據(jù)庫管理以及電子出版等技術，將操作使用說明、維修過程指導、技術圖紙資料、元器件代換要求以及備件儲備等信息精煉組織并有機地結合為一體。②可穿戴維修輔助計算機WMAC是目前正在發(fā)展的一種新型航空輔助維修設備，主要應用在ATE和PMA使用不方便的環(huán)境中，或維修人員的注意力和手不能離開維修作業(yè)的時候，采用可穿戴輔助計算機指導維修工作。③系統(tǒng)為維修現(xiàn)場提供頭盔式或固定式視頻攝像裝置，便現(xiàn)場與后方技術中心的圖像視覺信息實時同步。④縱使通話裝置負責連線遠程技術支援中心，實現(xiàn)前后方的語音通訊。
　　2、遠程技術保障中心（基地級維修場站）
　　遠程技術支援主服務系統(tǒng)MSR（又名遠程技術支援中心）：是遠程分布式測試與診斷系統(tǒng)中診斷請求、技術支援過程控制、診斷數(shù)據(jù)處理等事務的響應處理中心，同時也是測試數(shù)據(jù)的交換和存取中心。該服務系統(tǒng)響應和管理測試現(xiàn)場（LRU維修單位）、維修保障機構、遠地單位的請求，向診斷服務器和決策支持中心發(fā)出控制命令及相應的測試參數(shù)信息，同時對測試現(xiàn)場傳來的數(shù)據(jù)進行記錄、分類和發(fā)送等處理。
　　遠程測試系統(tǒng)（MTP）：位于遠程技術保障中心的邏輯前端，負責接收來自現(xiàn)場數(shù)字化采集設備發(fā)來的測試數(shù)據(jù)包，按協(xié)議進行解包，對原始數(shù)據(jù)進行預處理和工程值轉換后向中央服務系統(tǒng)所有工作單元廣播數(shù)據(jù)。遠程測試系統(tǒng)MTP同時提供裝備全系統(tǒng)壽命周期測試信息框架。在診斷系統(tǒng)征兆樣本不足的情況下，完成TPS的開發(fā)和生成任務，并向主服務系統(tǒng)發(fā)布，供前方IETM檢索和下載。全壽命周期測試信息框架在遠程保障信息化統(tǒng)一的信息組織模式下，將各組織節(jié)點和維修級別的測試與診斷信息結構有機的結合起來，形成適應不同階段、不同層次的信息集成環(huán)境。
　　遠程診斷中心MDC：是整個體系的核心，它擔負著為前方基層單位提供專家水平的信號分析、綜合診斷、故障處理和維修決策等快速響應服務。MDC不僅要具備在線聯(lián)機情況下的診斷推理功能，而且要提供與現(xiàn)場技術人員和IETM交互的咨詢服務程序，使遠程技術專家可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和故障圖像對遠程故障進行實時診斷，提供故障診斷結果并作出解釋。
　　遠程維修決策系統(tǒng)MDS：是遠程分布式保障系統(tǒng)的核心。在數(shù)據(jù)采集、通信、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的支持下，對裝備的遠程診斷維修的指揮決策過程給予支持。MDS主要根據(jù)故障診斷專家系統(tǒng)的診斷結論、維修現(xiàn)場的檢測數(shù)據(jù)、維修統(tǒng)計數(shù)據(jù)和系統(tǒng)內(nèi)維修保障資源，利用可靠性分析和可靠性預測，進而做出相關維修決策，另外，還可以根據(jù)維修統(tǒng)計數(shù)據(jù)作出備件儲備保障決策支持。
　　群體決策支持系統(tǒng)GDSS：在遠程診斷中心MDC無法得出診斷結論，而發(fā)起多方會診請求的組織和響應系統(tǒng)。GDSS系統(tǒng)通過連接入網(wǎng)單位的來自各方面的技術專家，同步現(xiàn)場與后方專家的視覺圖像、測試數(shù)據(jù)等信息，形成一個大的決策群體，針對本次故障問題實時會診，最終融合各方意見，實施排故過程。群體決策支持系統(tǒng)GDSS處于第三層診斷系統(tǒng)，是診斷中心MDC的有效補充。
　　故障預測與健康管理系統(tǒng)PHM：利用先進傳感器集成技術和各種算法以及智能模型來收集、處理機上信息，通過全面檢測故障、預測關鍵部件的殘余壽命來監(jiān)控系統(tǒng)、裝備的狀態(tài)，預測故障，實時提供故障告警，實現(xiàn)基于狀態(tài)的維修。
　　綜合數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)IDSS：是位于遠程技術保障中心的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。包含歷史試驗數(shù)據(jù)庫、設計方案數(shù)據(jù)庫、部件特性數(shù)據(jù)庫、保障基地數(shù)據(jù)庫、綜合數(shù)據(jù)信息庫、圖形影像數(shù)據(jù)庫、備件信息庫、設備狀態(tài)信息庫和后勤資源信息庫等數(shù)據(jù)信息。綜合數(shù)據(jù)管理中心采用數(shù)據(jù)倉庫技術負責維護、管理大型數(shù)據(jù)的存儲和提取，通過數(shù)據(jù)挖掘手段提取有效信息。
　　分布式維修技術訓練系統(tǒng)MTTS：大型的多項復雜技術融合的高技術裝備，對維修保障的各種信息依賴性大，對人員素質要求高。裝備分布式維修技術訓練系統(tǒng)MTTS的建立，不僅可以豐富維修手段，提高維修訓練水平，而且可以習題減輕訓練對裝備帶來的破壞影響。裝備維修技術訓練系統(tǒng)主要針對現(xiàn)場維修過程、技術資源保障過程、遠程協(xié)同排故過程、自動化保障指揮過程的特點，結合三維數(shù)字化虛擬仿真技術，構建并驗證一個交互式、高度可視化的維修保障信息仿真平臺。

 

　　五、Di-VITE的技術特點
　　1、系統(tǒng)具有標準化開放式體系結構，適應多種試驗、維修、保障場合
　　①系統(tǒng)提供三層診斷結構（現(xiàn)場測試、遠程診斷和專家會診）滿足異地分布式條件下協(xié)同診斷需求；
　?、谙到y(tǒng)參考及遵循JIA體系結構及多項國際、國內(nèi)標準，如MIL-PRF-87268、MIL-PRF-87269、IEEE-1226、IEEE-1232、IEEE-716等，提供統(tǒng)

一的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和分布式測試、診斷信息模型，保證網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)格式的一致性；
　?、巯到y(tǒng)具有統(tǒng)一的分布式信息框架及標準化傳輸接口，使用應用層開發(fā)與底層通訊無關，便于系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、部署和擴展；
　?、芟到y(tǒng)采用分布式、開放的數(shù)據(jù)庫架構，通過ADO支持多種數(shù)據(jù)庫，如：Microsoft Access,Microsoft SQL Server,Oracle等；
　　⑤工程診斷數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)和測試信息數(shù)字傳輸能力。
　　2、系統(tǒng)為前方維修現(xiàn)場提供多種數(shù)字化維修手段
　?、儆糜诂F(xiàn)場LRU級的數(shù)字化通用測試維修設備ATE（GT9000），支持VXI/PXI/LXI總線的檢測模塊，可以包含模擬量通道、數(shù)字量通道、通訊總線（422/485/1553B）等在內(nèi)的1000路以上的采集通道和控制通道，具有遠程聯(lián)機測試功能和輔助排故功能；
　　②用于原位測試數(shù)字化便攜維修輔助設備PMA，在原位檢測或因體積受限而不便使用ATE的場合（如船艙、機內(nèi)）；
　?、塾糜陂_發(fā)測試流程、診斷知識的全壽命周期測試診斷軟件開發(fā)平臺。
　　3、Di-VITE提供遠程支持工具，輔助現(xiàn)場測試
　　①系統(tǒng)提供數(shù)字化維修輔助前端設備——可穿戴維修輔助計算機，能夠在測試現(xiàn)場直接連接遠程支援中心進行故障咨詢和可視化維修執(zhí)導；
　?、谙到y(tǒng)為維修現(xiàn)場提供交互式電子技術手冊IETM，支持遠程下載、更新測試TPS、診斷知識和維修分析數(shù)據(jù)，提供全文技術資料檢索；
　?、巯到y(tǒng)為維修現(xiàn)場提供頭盔式或固定式視頻攝像裝置，使現(xiàn)場與后方技術中心的圖像、視覺信息實時同步。
　　4、Di-VITE主服務系統(tǒng)具有遠程故障診斷、輔助分析能力
　　①系統(tǒng)把信息的獲取方式、診斷知識的注入模式以及專家的保障形式，從現(xiàn)場集中方式擴展到不受地域限制的整個分布式技術保障網(wǎng)絡；
　　②系統(tǒng)將復雜診斷過程推向后方，由診斷中心集中分析與排故，緩解技術專家現(xiàn)場集中保障的壓力；
　?、巯到y(tǒng)將分布在異地的專家信息、歷史試驗信息、設計信息、維修維護信息以及備件信息集中調度起來，為故障定位提供豐富的數(shù)據(jù)和診斷依據(jù)；
　?、芟到y(tǒng)提供分布式環(huán)境下的專家知識自學習能力，確保診斷中心的診斷知識與研制、維護過程同步；
　　⑤系統(tǒng)具有分布式并行診斷推理能力，滿足遠程海量測試數(shù)據(jù)的分析、判讀與診斷、推理需求，可以同步實現(xiàn)全系統(tǒng)部件的并行分析能力；
　?、尴到y(tǒng)具有遠程專家群體會診功能，分布在設計部門、研究所及維修保障現(xiàn)場的相關技術人員，結合遠程可視化圖像、測試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)所有入網(wǎng)單位專家的會診功能，系統(tǒng)融合多方專家意見，開展綜合診斷分析；
　?、呦到y(tǒng)具有故障跟蹤和操作使用記錄功能。
　　5、系統(tǒng)主服務系統(tǒng)具有遠程維修決策支持、危害程度分析能力
　?、傧到y(tǒng)對維修現(xiàn)場收集到的維修信息、保障信息，進行自動、智能處理；
　　②系統(tǒng)具有遠程控制與維修決策能力，結合被試對象、參試設備、參試人員、氣象環(huán)境等多方面條件，輔助決策維修過程，滿足分布式環(huán)境下遠程指揮、智能輔助決策的需求；
　?、巯到y(tǒng)根據(jù)故障診斷專家系統(tǒng)的診斷結論、試驗現(xiàn)場的檢測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和系統(tǒng)內(nèi)維修保障資源，利用可靠性分析理論進行可用性分析和可靠性預測，進而做出相關維修決策；
　　④系統(tǒng)提供遠程維修指導功能，輔助現(xiàn)場技術人員進行快速排故；
　?、菹到y(tǒng)具有遠程傳輸特點，下載軟件，提取裝備運行過程中的累計數(shù)據(jù)。
　　6、系統(tǒng)具有信息協(xié)同，保障信息管理的能力
　?、傧到y(tǒng)提供多媒體協(xié)同工作空間，多方位，多角度滿足試驗、維護保障的協(xié)同工作需求；
　　②系統(tǒng)提供裝備全壽命周期測試數(shù)據(jù)信息、備件信息、維修活動信息的管理能力；
　?、圻h程更新數(shù)據(jù)庫，保持維修、配置等數(shù)據(jù)庫的一致性；
　?、懿捎靡曨l會議技術用于不同位置的領域專家進行交流；
　?、莼贖.264的視頻、音頻壓縮技術優(yōu)化信息傳輸過程。

　　航天測控遠程分布式測試及故障診斷系統(tǒng)是實現(xiàn)裝備遠程保障信息化、信息立體互聯(lián)互通的有效途徑。以現(xiàn)行裝備維修體制為基礎，根據(jù)測試的實際需求，建立了能夠實施遠程技術保障的系統(tǒng)原型。經(jīng)過一段時間的測試和考核，證明裝備的遠程協(xié)同保障，符合裝備信息化發(fā)展的趨勢，能夠直接應用于裝備的維修、保障過程，通過系統(tǒng)部署方案的指導，將遠程技術保障系統(tǒng)的各節(jié)點快速部署于相關的入網(wǎng)單位，形成并推動新一代遠程保障體制，滿足遠程技術保障要求。