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指挥信息系统维修保障能力建设

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内容提要:本文介绍了指挥信息系统维修保障的特点,分析了我军指挥信息系统维修保障现状和存在的问题,提出了通过研发专用维修设备、建立专门的维修保障技术研究团队、设立专门的维修保障部门等具体措施,加强维修保障服务能力建设。着眼为未来实现系统全寿命服务提供技术理论支持,提出从三个研究方向提升指挥信息系统作战效能。

关键词:军队建设;指挥信息系统;维修保障

指挥信息系统已逐渐成为现代战场装备的“首脑”,对现代化战争的胜负起决定性作用。我军从20世纪开展指挥信息系统研制,目前已进入普及应用阶段。指挥信息系统装备属于大型复杂电子系统,集多项尖端技术于一体,结构复杂、维修难度大,任务可靠度要求高,传统装备维修技术与模式已经无法适应现代指挥信息系统快速高效的保障需求,需要加强军民融合维修保障服务能力建设,深入研究维修制度、理论技术和维修装备,提高维修保障水平。由于指挥信息系统涉及专业多,技术复杂,既有机械平台又有电子平台,还有软件系统,仅靠军队自身的维修力量难以胜任。目前,军队仍根据组成装备的故障情况对装备进行单项维修,将装备单一返厂,往往造成“今年修电台、明年修计算机、后年修底盘”的情况,单装备正常而全系统运行却不稳定,影响战备完好率。这种孤岛式的维修,没有统筹分析,不仅难以保证全系统的完好状态,甚至会在维修时造成二次损伤。研制单位虽然在场地、设施、设备、人才等多方面具有资源优势,但受到制度性限制,运行与维护方面没有充分发挥作用。因此,部队对现役指挥信息系统的使用有一定困难,遂行大项任务时,为防止出现故障,军地双方需要派大量的技术人员现场保障。少数基层部队的指挥信息系统由于维修不及时不到位,不得不采取拆东补西的方式,容易造成装备缺损。为改变这种状况,应在加强军民共建虚拟培训服务、建立专门维修技术研究团队和建设专门维修保障部门的基础上,切实加强军民融合维修保障能力建设理论和技术研究,重点在以下三个方面求突破。

一、健全维修制度研究

“安全窗口”前移,从事后维修向预防维修拓展。我军目前对于指挥信息系统的保障,仍然采用传统的保障模式,出现故障时通过报修、现场维修或返厂修理等方式进行事后维修。由于指挥信息系统具有体系化、网络化、智能化和软件化等特点,系统使用模式和维修方式有别于通用武器装备,需要由军队管理部门统筹维修工作,建立指挥信息系统巡修/大修制度,确定指挥信息系统检查、修理、大修等工作时间和维修计划,将指挥信息系统的维修保障从事后维修向预防维修拓展,把故障消灭在发生之前,把“安全窗口”前移,才能有效提高指挥信息系统的装备完好率和任务完成率。当前,需要尽快研究制定指挥信息系统装备巡修/大修制度,明确大修的时机、程序和标准,以及配套经费预算,推动指挥信息系统装备维修能力的整体提升。改革维修制度,由“修复如旧”转变为“修旧如新”。

现行维修制度是根据定型主战武器装备维修要求制订的,要求在维修、大修工作中不得改变装备技术状态,维修后的状态、部件组成、技术参数与定型状态相同。而指挥信息系统是以计算机、电子类设备为主的平台,技术更新换代快,当系统到达大修年限时,部分设备已经落后,需要硬件升级改造;软件升级也须同步进行,以满足硬件设备升级、适应与外部新建系统互联互通的需要。为此,需要改革维修制度,实现指挥信息系统维修保障由以往的“修复如旧”向“修旧如新”转变。军民融合保障,充分利用研发单位技术优势。军队现有主战武器装备修理总厂、修理所、修理分队三级维修体制,却没有指挥信息系统的专业维修单位。对于新服役的、技术复杂的指挥信息系统,如果新建需要投入大量的人力物力,军队往往无法及时建立成建制的保障力量。而充分利用地方研发单位的专业技术队伍和保障基础设施,可减少军方设施和人员投入,提高指挥信息系统保障的时效性和经济性。当前,亟须建立健全指挥信息系统装备军民融合保障制度,由军队机关统一协调,明确指挥信息系统研制单位保障责任,将系统伴随保障、系统装备巡修/大修纳入地方研制单位工作日程,以合同形式下达任务。地方研制单位应积极主动承担全寿命周期的保障职责,确保指挥信息系统装备作战指挥效能。

二、加强维修理论与维修技术研究

指挥信息系统装备属于典型的软/硬件密集型系统,软件的数量和规模庞大,以往以硬件为主的维修保障方式已经无法满足信息化战争条件下装备快速精确保障需求。要解决指挥信息系统运行不稳定的问题,亟须开展指挥信息系统维修理论和维修技术研究。指挥信息系统故障模式研究。指挥信息系统属于复杂电子装备,具有大系统、多节点、分布式等特征,其故障模式、失效机理与影响规律是维修保障中的重点和难点。研究重要维修项目的故障模式和影响,挖掘故障现象与故障原因的内在深层次互联关系,分析单体单装备对系统功能、性能的影响阀值和耦合关系。在故障模式及影响分析中引入测试性分析,选择监测参数,研究故障-信号-测试(Fault-Signal-Test,FST)模型,建立监测参数与系统故障的对应关系,为故障诊断和预测提供理论基础。指挥信息系统维修性研究。指挥信息系统的维修性直接影响其可用性,关系着维修所需的时间、工时及资源消耗,是影响指挥信息系统寿命周期和指挥效能的重要因素。维修性包括固有维修性和使用维修性。固有维修性也是设计维修性,完全取决于设计和制造,除了在软/硬件的设计源头解决其标准化、模块化、柔性化等问题外,还需要加强传感器技术、机内测试技术、综合诊断技术等先进技术的应用,实现故障的提前预知、告警和定位。使用维修性是系统和使用环境、维修策略、保障延误等因素的综合影响,即在特定使用环境下定时维修和预防维修等综合维修策略对维修性的影响。因此,需要从固有维修性和使用维修性两个方面加强指挥信息系统维修性研究,为提升指挥信息系统使用和保障能力提供理论支撑。

指挥信息系统软件故障动态诊断定位技术研究。指挥信息系统是硬件和软件综合性产品,系统软件出厂时虽然经过穷举测试,但仍无法做到工况初始化参数全覆盖,导致系统运行过程中仍会出现无法预测的故障。因此,应加强故障动态诊断定位技术研发,提高故障诊断的时效性。通过收集指挥信息系统软件故障数据,挖掘分析适用于全系统软件测试的工况参数,为软件可维修性、可靠性设计提供参考和技术借鉴;针对基础软件、共性软件、专用软件、业务软件四种软件的故障模式,进行故障分类,深入代码内部找出故障模块和故障代码,研究基于静态分析故障定位方法和基于测试的故障定位方法,实现快速故障动态诊断定位;通过监测软件对资源利用的要求变化,实现故障预测。指挥信息系统硬件故障隔离技术研究。指挥信息系统硬件故障隔离技术主要包括状态信息感知与评估技术,以及基于功能有向图模型的指挥信息系统硬件故障诊断技术。状态信息感知与评估技术利用机内测试(BIT)和智能传感器技术,研究基于异构网络互联的状态信息采集、数据预处理与特征提取方法,获取装备自身状态监测数据、机外综合测试数据和智能传感器采集数据,对单装备的信息节点、通信网络设备等进行实时在线状态感知,并依托互联网实现对全系统(硬件装备和软件系统)全维感知与状态监控。在此基础上,建立指挥信息系统状态评估模型,量化反映系统性能退化程度,采用数据挖掘方法确立失效阈值,为快速故障检测、故障诊断、故障预测等提供必要的数据基础。

由于指挥信息系统包含多种硬件,关系复杂,为快速进行故障隔离,应将被测对象分成若干组成单元,依据系统原理(FMEA)、故障树分析(FTA)、子系统/设备可靠性数据指标等信息,分析指挥信息系统结构、功能、行为与故障的内在联系,建立功能有向图模型。为降低诊断推理难度,可采用分级建模技术,将系统进行适当的分割,以达到快速故障定位的目的。指挥信息系统故障预测技术与健康管理技术研究。指挥信息系统对任务可靠性要求高,如果在作战或执行应急任务时发生故障,危害极大。因此,开展故障预测和健康管理技术研究,对于提前预测故障排除隐患、保障系统在作战和执行任务时的可靠运行意义重大。指挥信息系统组成复杂,故障模式多样,为准确完成故障预测,需针对不同的故障模式研究相应的故障预测技术。通过基于数据和模型驱动的故障预测技术,在系统的运行和环境数据中检测系统的异常、趋势或模式,以确定其健康状态。为此,应根据指挥信息系统规模、部署和使用特点,在状态监测、诊断、故障预测、维修力量等数据基础上,研究网络化维修保障相关数据模型,结合维修任务,研究定点保障、机动保障和远程维修支援等多种保障力量运用。开展维修资源规划与使用调度方法研究,优化维修备件的种类与数量,实现多种维修保障模式下的维修资源最优配置。

三、注重维修装备研发

注重加强指挥信息系统维修装备研发,对于提高指挥信息系统的故障采集、状态实时监控、故障信息共享和维修决策能力意义重大。指挥信息系统维修装备包括:便携式指挥信息系统维修检测设备、固定式指挥信息系统故障检测与维修平台、嵌入式故障预测与健康管理软件模块、远程故障诊断系统。便携式指挥信息系统维修检测设备。通过研发具有系统性能测试、信息处理设备测试、通信设备检测试验、指挥控制设备检测试验等功能的便携式指挥信息系统保障设备,可以为现场保障、机动保障和伴随保障等提供技术手段,辅助维修人员提高对硬件板卡级的故障定位和指挥系统软件的检测及维护能力,实现战场抢修和现场维修的快速排除故障。固定式指挥信息系统故障检测与维修平台。固定式指挥信息系统故障检测与维修平台,包括基地级指挥信息系统检测维修设备、联试设备与联试环境。通过获取离线检测状态信息,对采集数据进行预处理,实现软/硬件板卡级与器件级故障诊断、定位,为定点保障即基地级维修提供必要的离线检测、维修、联调联试条件。嵌入式故障预测与健康管理软件模块。研发嵌入式软件模块,在集成通信网络、安全保密、信息服务等专业运维管理能力的基础上,面向任务资源保障需要,通过构建服务化综合运维管理平台,实现状态信息在线采集,提供任务资源统一规划、全程监视、实时调控、故障预测、维修决策与健康管理功能,自动生成基于维修保障任务的资源管控方案,确保各类应用系统围绕作战任务稳定高效运行。远程故障诊断系统。开发远程故障诊断系统,实现覆盖军委机关、各军兵种到师团级指挥信息系统的软/硬件状态监控、故障预警、故障定位,提供自动获取或人工获取故障信息的远程诊断专家支持,同时积累故障历史信息,更新和优化专家支持系统,定期生成统计分析报告,上报异常数据,以使指挥信息系统减少维修时间、提高维修效率、降低维修成本。

参考文献

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作者:毛永庆;毛勤俭;白芳

指挥信息系统维修保障能力建设责任编辑:张雨    阅读:人次