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內容提要:本文介紹了指揮信息系統維修保障的特點,分析了我軍指揮信息系統維修保障現狀和存在的問題,提出了通過研發專用維修設備、建立專門的維修保障技術研究團隊、設立專門的維修保障部門等具體措施,加強維修保障服務能力建設。著眼為未來實現系統全壽命服務提供技術理論支持,提出從三個研究方向提升指揮信息系統作戰效能。
關鍵詞:軍隊建設;指揮信息系統;維修保障
指揮信息系統已逐漸成為現代戰場裝備的“首腦”,對現代化戰爭的勝負起決定性作用。我軍從20世紀開展指揮信息系統研制,目前已進入普及應用階段。指揮信息系統裝備屬于大型復雜電子系統,集多項尖端技術于一體,結構復雜、維修難度大,任務可靠度要求高,傳統裝備維修技術與模式已經無法適應現代指揮信息系統快速高效的保障需求,需要加強軍民融合維修保障服務能力建設,深入研究維修制度、理論技術和維修裝備,提高維修保障水平。由于指揮信息系統涉及專業多,技術復雜,既有機械平臺又有電子平臺,還有軟件系統,僅靠軍隊自身的維修力量難以勝任。目前,軍隊仍根據組成裝備的故障情況對裝備進行單項維修,將裝備單一返廠,往往造成“今年修電臺、明年修計算機、后年修底盤”的情況,單裝備正常而全系統運行卻不穩定,影響戰備完好率。這種孤島式的維修,沒有統籌分析,不僅難以保證全系統的完好狀態,甚至會在維修時造成二次損傷。研制單位雖然在場地、設施、設備、人才等多方面具有資源優勢,但受到制度性限制,運行與維護方面沒有充分發揮作用。因此,部隊對現役指揮信息系統的使用有一定困難,遂行大項任務時,為防止出現故障,軍地雙方需要派大量的技術人員現場保障。少數基層部隊的指揮信息系統由于維修不及時不到位,不得不采取拆東補西的方式,容易造成裝備缺損。為改變這種狀況,應在加強軍民共建虛擬培訓服務、建立專門維修技術研究團隊和建設專門維修保障部門的基礎上,切實加強軍民融合維修保障能力建設理論和技術研究,重點在以下三個方面求突破。
一、健全維修制度研究
“安全窗口”前移,從事后維修向預防維修拓展。我軍目前對于指揮信息系統的保障,仍然采用傳統的保障模式,出現故障時通過報修、現場維修或返廠修理等方式進行事后維修。由于指揮信息系統具有體系化、網絡化、智能化和軟件化等特點,系統使用模式和維修方式有別于通用武器裝備,需要由軍隊管理部門統籌維修工作,建立指揮信息系統巡修/大修制度,確定指揮信息系統檢查、修理、大修等工作時間和維修計劃,將指揮信息系統的維修保障從事后維修向預防維修拓展,把故障消滅在發生之前,把“安全窗口”前移,才能有效提高指揮信息系統的裝備完好率和任務完成率。當前,需要盡快研究制定指揮信息系統裝備巡修/大修制度,明確大修的時機、程序和標準,以及配套經費預算,推動指揮信息系統裝備維修能力的整體提升。改革維修制度,由“修復如舊”轉變為“修舊如新”。
現行維修制度是根據定型主戰武器裝備維修要求制訂的,要求在維修、大修工作中不得改變裝備技術狀態,維修后的狀態、部件組成、技術參數與定型狀態相同。而指揮信息系統是以計算機、電子類設備為主的平臺,技術更新換代快,當系統到達大修年限時,部分設備已經落后,需要硬件升級改造;軟件升級也須同步進行,以滿足硬件設備升級、適應與外部新建系統互聯互通的需要。為此,需要改革維修制度,實現指揮信息系統維修保障由以往的“修復如舊”向“修舊如新”轉變。軍民融合保障,充分利用研發單位技術優勢。軍隊現有主戰武器裝備修理總廠、修理所、修理分隊三級維修體制,卻沒有指揮信息系統的專業維修單位。對于新服役的、技術復雜的指揮信息系統,如果新建需要投入大量的人力物力,軍隊往往無法及時建立成建制的保障力量。而充分利用地方研發單位的專業技術隊伍和保障基礎設施,可減少軍方設施和人員投入,提高指揮信息系統保障的時效性和經濟性。當前,亟須建立健全指揮信息系統裝備軍民融合保障制度,由軍隊機關統一協調,明確指揮信息系統研制單位保障責任,將系統伴隨保障、系統裝備巡修/大修納入地方研制單位工作日程,以合同形式下達任務。地方研制單位應積極主動承擔全壽命周期的保障職責,確保指揮信息系統裝備作戰指揮效能。
二、加強維修理論與維修技術研究
指揮信息系統裝備屬于典型的軟/硬件密集型系統,軟件的數量和規模龐大,以往以硬件為主的維修保障方式已經無法滿足信息化戰爭條件下裝備快速精確保障需求。要解決指揮信息系統運行不穩定的問題,亟須開展指揮信息系統維修理論和維修技術研究。指揮信息系統故障模式研究。指揮信息系統屬于復雜電子裝備,具有大系統、多節點、分布式等特征,其故障模式、失效機理與影響規律是維修保障中的重點和難點。研究重要維修項目的故障模式和影響,挖掘故障現象與故障原因的內在深層次互聯關系,分析單體單裝備對系統功能、性能的影響閥值和耦合關系。在故障模式及影響分析中引入測試性分析,選擇監測參數,研究故障-信號-測試(Fault-Signal-Test,FST)模型,建立監測參數與系統故障的對應關系,為故障診斷和預測提供理論基礎。指揮信息系統維修性研究。指揮信息系統的維修性直接影響其可用性,關系著維修所需的時間、工時及資源消耗,是影響指揮信息系統壽命周期和指揮效能的重要因素。維修性包括固有維修性和使用維修性。固有維修性也是設計維修性,完全取決于設計和制造,除了在軟/硬件的設計源頭解決其標準化、模塊化、柔性化等問題外,還需要加強傳感器技術、機內測試技術、綜合診斷技術等先進技術的應用,實現故障的提前預知、告警和定位。使用維修性是系統和使用環境、維修策略、保障延誤等因素的綜合影響,即在特定使用環境下定時維修和預防維修等綜合維修策略對維修性的影響。因此,需要從固有維修性和使用維修性兩個方面加強指揮信息系統維修性研究,為提升指揮信息系統使用和保障能力提供理論支撐。
指揮信息系統軟件故障動態診斷定位技術研究。指揮信息系統是硬件和軟件綜合性產品,系統軟件出廠時雖然經過窮舉測試,但仍無法做到工況初始化參數全覆蓋,導致系統運行過程中仍會出現無法預測的故障。因此,應加強故障動態診斷定位技術研發,提高故障診斷的時效性。通過收集指揮信息系統軟件故障數據,挖掘分析適用于全系統軟件測試的工況參數,為軟件可維修性、可靠性設計提供參考和技術借鑒;針對基礎軟件、共性軟件、專用軟件、業務軟件四種軟件的故障模式,進行故障分類,深入代碼內部找出故障模塊和故障代碼,研究基于靜態分析故障定位方法和基于測試的故障定位方法,實現快速故障動態診斷定位;通過監測軟件對資源利用的要求變化,實現故障預測。指揮信息系統硬件故障隔離技術研究。指揮信息系統硬件故障隔離技術主要包括狀態信息感知與評估技術,以及基于功能有向圖模型的指揮信息系統硬件故障診斷技術。狀態信息感知與評估技術利用機內測試(BIT)和智能傳感器技術,研究基于異構網絡互聯的狀態信息采集、數據預處理與特征提取方法,獲取裝備自身狀態監測數據、機外綜合測試數據和智能傳感器采集數據,對單裝備的信息節點、通信網絡設備等進行實時在線狀態感知,并依托互聯網實現對全系統(硬件裝備和軟件系統)全維感知與狀態監控。在此基礎上,建立指揮信息系統狀態評估模型,量化反映系統性能退化程度,采用數據挖掘方法確立失效閾值,為快速故障檢測、故障診斷、故障預測等提供必要的數據基礎。
由于指揮信息系統包含多種硬件,關系復雜,為快速進行故障隔離,應將被測對象分成若干組成單元,依據系統原理(FMEA)、故障樹分析(FTA)、子系統/設備可靠性數據指標等信息,分析指揮信息系統結構、功能、行為與故障的內在聯系,建立功能有向圖模型。為降低診斷推理難度,可采用分級建模技術,將系統進行適當的分割,以達到快速故障定位的目的。指揮信息系統故障預測技術與健康管理技術研究。指揮信息系統對任務可靠性要求高,如果在作戰或執行應急任務時發生故障,危害極大。因此,開展故障預測和健康管理技術研究,對于提前預測故障排除隱患、保障系統在作戰和執行任務時的可靠運行意義重大。指揮信息系統組成復雜,故障模式多樣,為準確完成故障預測,需針對不同的故障模式研究相應的故障預測技術。通過基于數據和模型驅動的故障預測技術,在系統的運行和環境數據中檢測系統的異常、趨勢或模式,以確定其健康狀態。為此,應根據指揮信息系統規模、部署和使用特點,在狀態監測、診斷、故障預測、維修力量等數據基礎上,研究網絡化維修保障相關數據模型,結合維修任務,研究定點保障、機動保障和遠程維修支援等多種保障力量運用。開展維修資源規劃與使用調度方法研究,優化維修備件的種類與數量,實現多種維修保障模式下的維修資源最優配置。
三、注重維修裝備研發
注重加強指揮信息系統維修裝備研發,對于提高指揮信息系統的故障采集、狀態實時監控、故障信息共享和維修決策能力意義重大。指揮信息系統維修裝備包括:便攜式指揮信息系統維修檢測設備、固定式指揮信息系統故障檢測與維修平臺、嵌入式故障預測與健康管理軟件模塊、遠程故障診斷系統。便攜式指揮信息系統維修檢測設備。通過研發具有系統性能測試、信息處理設備測試、通信設備檢測試驗、指揮控制設備檢測試驗等功能的便攜式指揮信息系統保障設備,可以為現場保障、機動保障和伴隨保障等提供技術手段,輔助維修人員提高對硬件板卡級的故障定位和指揮系統軟件的檢測及維護能力,實現戰場搶修和現場維修的快速排除故障。固定式指揮信息系統故障檢測與維修平臺。固定式指揮信息系統故障檢測與維修平臺,包括基地級指揮信息系統檢測維修設備、聯試設備與聯試環境。通過獲取離線檢測狀態信息,對采集數據進行預處理,實現軟/硬件板卡級與器件級故障診斷、定位,為定點保障即基地級維修提供必要的離線檢測、維修、聯調聯試條件。嵌入式故障預測與健康管理軟件模塊。研發嵌入式軟件模塊,在集成通信網絡、安全保密、信息服務等專業運維管理能力的基礎上,面向任務資源保障需要,通過構建服務化綜合運維管理平臺,實現狀態信息在線采集,提供任務資源統一規劃、全程監視、實時調控、故障預測、維修決策與健康管理功能,自動生成基于維修保障任務的資源管控方案,確保各類應用系統圍繞作戰任務穩定高效運行。遠程故障診斷系統。開發遠程故障診斷系統,實現覆蓋軍委機關、各軍兵種到師團級指揮信息系統的軟/硬件狀態監控、故障預警、故障定位,提供自動獲取或人工獲取故障信息的遠程診斷專家支持,同時積累故障歷史信息,更新和優化專家支持系統,定期生成統計分析報告,上報異常數據,以使指揮信息系統減少維修時間、提高維修效率、降低維修成本。
參考文獻
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作者:毛永慶;毛勤儉;白芳