基于LDM的保障性分析系统

基于LDM的保障性分析系统崔建锋王可1.概述1.1.保障性分析和保障性分析记录的概念保障性分析-LSA，（下文中简称LSA）是在装备的整个寿命周期内，为确定与保障有关的设计要求，影响装备的设计，确定保障资源要求，使装备得到经济有效地保障而开展的一系列分析活动。保障性分析记录-LSAR,（下文中简称LSAR）是保障性分析过程中产生的数据的记录，包括有关装备保障资源需求的详细数据。1.2.LSA及相关标准的发展过程1.2.1国外随着现代武器装备复杂性的增长，出现了使用和保障费用高，战备完好性差的问题。装备保障逐渐引起各国军方和工业界的注意，在美国的F-16,F/A-18,B-2等战机研制过程中，开始开展LSA的工作，通过LSA工作，协调产品的使用性能和保障性能（可靠性、维修性、测试性、安全性等）设计，确定合理的保障资源配备方案，提高装备的使用可用度或战备完好性，降低寿命周期费用。为规范LSA工作流程和分析的结果，美国军方于70年代率先制订了LSA和LSAR的军用标准MIL-STD-1388-1,MIL-STD-1388-2,随着计算机技术的发展，标准先后升级为MIL-1388-1A,MIL-1388-2B。后来，美军提出了采办后勤的概念，分别用MIL-PRF-49506替代了MIL-1388-2B，MIL-HDBK-502替代了MIL-1388-1A。后来美国政府电子和信息技术协会于2007年发布了GEIA-STD-0007成为最新的LSAR的标准。在欧洲方面，英国参照美标MIL-1388-1A,MIL-1388-2B制订了DEF-00-60，后来欧洲的ASD组织于2009推出了S3000L，此标准参考了MIL-STD-1388-1A,MIL-HDBK-502和DEF-STAN-00-60以及ISO10303-239PLCS给出的活动模型，作为最新的LSA的标准，目前为业界所看好。1.2.2国内我国于1992基于MIL-1388-1A制订了GJB1371，1999年基于MIL-STD-1388-2B制订了GJB3837作为LSA和LSAR工作的军用标准。但到目前为止，系统进行过保障性分析工作的装备或项目还比较少，总体来说，我国的综合保障无论从标准还是实际工作方面都远远落后于欧美。1.3.各装备研制单位LSA工作现状1.3.1缺乏规范的LSA业务流程LSA工作很多方面、深层次的工作没有开展起来，LSA业务缺少自身完整性，不能有效开展整体LSA工作，很难实现开展LSA工作的目标。1.3.2缺乏专业的LSA工具某些单位可能在局部环节购置了部分的分析工具，但是缺乏满足LSA分析全过程的业务工具，导致很多工作只能手工开展，对人员的要求高，工作效率低。1.3.3缺乏统一的LSAR数据管理平台保障性分析牵涉到的专业非常多，各专业的数据无法统一管理和有效互用，存在很多“信息孤岛”，对于数据的管理、使用、浏览和查询都增加了很大的工作量。总体来说，由于工具、流程、平台甚至专业人员的不足，严重限制了国内装备研制单位LSA工作的开展，导致最终的装备使用可用度/战备完好性低，寿命周期费用高。2.基于LDM的LSA系统2.1LSA与LDM的关系2.1.1LDM概念综合保障数据管理(LDM,Logistic-supportDataManagement）是管理装备全生命周期的综合保障信息的技术。它也可简称为综保数据管理。综保数据管理（LDM）涉及到装备全生命周期中的三类信息：第一类信息是使装备正常发挥功能的设计特性数据，主要是指可靠性、维修性、测试性、安全性、经济性、舒适性、环境适应性等方面的设计/分析/评估/验证数据；第二类信息是围绕装备的保障性的设计分析数据，包括使用及维修方案、保障资源数据如人力人员、供应、保障设备、技术资料、设施、软件保障、包装贮运、训练和训练保障等；第三类信息是装备在使用和维护维修阶段围绕装备使用保障和维修保障的各种数据，包括装备使用信息、故障信息、训练信息及备件供应信息等。通过以上的概念可以看出LDM作为综合保障数据管理的平台，其管理的保障性数据中包含了LSA的分析结果LSAR的内容，通过LDM对LSA的过程和工具进行底层的数据支撑，从而实现LSA过程中各工具之间数据的无缝集成和使用。保障性分析系统LSA综保数据管理LDM技术状态管理需求管理四性设计分析保障资源规划技术服务设计分析工具LSA系统与LDM的关系2.1.2LSA的作用LSA是装备综合保障工作中最重要的一个环节，通过LSA可以对产品设计、四性设计和保障系统设计方案进行权衡，确定最佳费效比的方案。LSA的主要作用，是在装备的研制过程中考虑装备使用和维修中可能会遇到的问题，通过一系列科学规范的工作流程，分析产品设计和四性设计中的不足之处，提出最佳匹配的保障资源的配备方案，从而满足装备的使用可用度或战备完好性要求。另外，LSA系统在O&MTA工作完成后，会提出保障资源的配备要求，作为保障资源研制的输入。2.1.3LSA系统的结构和功能GJB1371规定LSA的主要工作内容有：制订保障性分析工作纲要、制订保障性分析工作计划、有关保障性分析的评审；使用研究、硬件、软件及保障系统的标准化、比较分析、改进保障性的技术途径、确定保障性和有关保障性的设计因素；确定功能要求、确定保障系统的备选方案、备选方案的评价与权衡分析；使用与维修工作分析、早期现场分析、停产后保障分析；保障性试验、评价和验证。结合国内用户现状及国外LSA工作经验，现阶段，LSA系统的主要由两部分组成，一部分是工作任务管理工具，另外一部分是实际业务工具，包括任务剖面、FMECA-故障模式影响及危害性分析、RCMA-以可靠性为中心的维修分析、O&MTA-使用和维修任务分析等。LSA系统组成工作任务管理工具可预先根据GJB1371、S3000L或项目规范要求制订LSA工作模板，基于待分析的装备特点，在模板的基础上剪裁和定制，以工作流程为主线将工作项目、所需资源、项目时间、相应的交付物要求以及交付物和结果的审批流程有机组织起来。任务剖面工具主要功能是确定装备预期的使用任务及相应属性（如任务时间、任务环境等），为后续的四性设计、FMECA分析、O&MTA等工作提供任务持续时间、任务环境及使用任务等输入。FMECA工具主要功能是分析产品所有可能的故障模式，并且分析这些故障模式可能产生的影响，基于故障模式的影响和故障模式的危害性，提出对装备设计过程中的不合理之处的改进建议，以及分析对某些故障模式采取的修复性维修工作和预防性维修工作的建议，为后续的RCMA工作提供故障模式和建议进行预防性维修工作故障模式的输入，为O&MTA工作提供修复性维修工作的输入。RCMA工具主要功能是按照以最少的维修资源消耗保持装备固有可靠性水平和安全性水平的原则，应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程。通过分析重要功能产品和重要结构产品，筛选需要进行预防性维修的产品，根据GJB1378A提供的逻辑决断方法确定需要进行的预防性维修工作或修复性维修工作，为维修规划及后续的O&MTA提供预防性维修工作和修复性维修工作的输入。O&MTA工具主要功能是基于确定的使用任务、预防性维修工作和修复性维修工作，分析为满足装备的使用和维修要求，需要配备的保障资源（如人力人员、供应、保障设备、技术资料、设施、软件保障、包装贮运、训练和训练保障）等，作为后续各保障资源设计的输入。2.2LDM对于LSA系统的业务支持和数据管理2.2.1以工作项为核心的业务支持平台LDM中工作项管理工具，可以预先根据标准或规范的要求制订LSA的工作项模板，可结合装备的实际情况对工作项模板进行灵活的裁剪和定制，设定各工作项的具体要求以及工作项之间相互的关系，从而有机的将LSA各工作有机串联起来。2.2.2LDM中相应的支撑LSA工作的数据模型LDM中支撑LSA工作的数据模型以GJB3837为基础，建立了X、A、B、C、E、F、G、H、U、J十大类表，为了实现对以上LSA工具分析过程的支持，对B类表和C类表进行了扩充，分别增加了任务剖面内容、FMECA分析过程数据、RCMA分析过程数据以及O&MTA分析过程数据，另外为了实现LSAR与IETM创作工具的衔接，参考GEIA-STD-0007对B类表、C类表和H类表进行了扩展。各类表之间的关系见下图使用及维修要求类_A使用要求维修要求保障组织模型交叉功能要求类_X产品结构产品RAM,FMECA,RCMA类_BRAM数据FMECA数据RCMA数据工作分析及资源需求类_C工作清单工作详细信息工作保障资源要求保障设备要求类_E保障设备数据保障设施要求类_F保障设施数据被测单元要求与说明类_U被测单元数据包装与供应要求类_H包装数据装卸数据贮存数据备件数据消耗品数据人员和技能考虑类_G人员数据人员技能数据运输性工程分析类_J运输数据LDM中支撑LSA工作的数据模型以X类表为基础，建立分析对象模型，通过A、B类表确定使用及维修要求和产品的四性、FMECA、RCMA等数据，以C类表为中心，将使用及维修任务和所需的保障设备（E类表）、保障设施（F类表）、人力人员（G类表）、供应（H类表）、包装贮运（H类表和J类表）、被测单元（U类表）等保障资源进行关联。2.2.3LDM中数据浏览显示的方式LDM除了作为LSA业务的支撑平台还可对存储的数据进行统一的浏览和查询，在LDM中可点击各产品结构的节点，分别查看该产品节点对应的故障模式、故障影响及危害性的信息、RCMA的逻辑决断过程及结果数据、各使用及维修任务的分解信息、相应的保障资源的信息等，从而脱离业务工具，在统一的平台中对LSA的相关数据进行浏览和查询。另外在浏览界面可以挂接相应的工具按钮，若需要进行分析，有权限的人员可以随时从浏览界面启动分析工具，开展分析工作，或对已有数据进行修改。基于LDM的LSA数据浏览界面2.2.4与其他LSA软件/工具的集成可能有些单位已经开展了部分的LSA工作，积累了一定的数据，为最大限度的利用已有成果，提高工作效率，在LSA系统中还提供了与第三方的LSA软件/工具的集成接口，可以通过接口工具导入已有的故障模式、故障影响及故障危害性分析结果、基于GJB1378A和基于MSG-3等标准的RCMA分析结果，基于GJB3837和基于MIL-STD-1388-2B格式的LSAR分析结果等。在统一的LDM平台和LSA系统中对导入数据进行管理、使用和浏览。3.结论综上所述，由于LSA工作与四性工作、LSA各工作之间联系密切，数据频繁交互，为最大限度地提高工作效率，充分利用已有分析结果，建立规范地分析流程和生成符合标准的数据，最佳方案是采用基于LDM的LSA系统。通过LDM将LSA的工作项目有机的组织起来，实现各分析工作和过程的数据统一管理、无缝衔接，方便地启动各LSA系统的分析工具，集成已有LSA工具，实现对综合保障及保障性业务的支撑。当然，由于保障性分析涉及到专业非常多，目前LSA系统中的工具只能覆盖部分的分析功能，下一步需要扩展LSA系统，增加修理级别分析、软件保障分析、寿命周期费用分析、报废分析、处理方式等分析功能，实现对LSA系统业务的完全覆盖。参考资料1、综合保障数据管理北京瑞风协同科技股份有限公司王可2、MIL-STD-1388-1ALOGISTICSSUPPORTANALYSIS3、MIL-1388-2BDODREQUIREMENTSFORALOGISTICSSUPPORTANALYSISRECORD4、MIL-PRF-49506LOGISTICSMANAGEMENTINFORMATION5、MIL-HDBK-502ACQUISITIONLOGISTICS6、DEF-00-60INTEGRATEDLOGISTICSUPPORT7、GJB1371－92装备保障性分析8、GJB3837－99装备保障性分析记录9、S3000LInternationalprocedurespecificationforLogisticsSupportAnalysis10、GJB451A可靠性维修性保障