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裝備主動式保障系統(tǒng)運行描述

裝備主動式保障系統(tǒng)是指使用和維修裝備所需的各種資源及其組織管理，在一定環(huán)境下為保證或者維持裝備戰(zhàn)備完好性目標(biāo)而形成的相互影響、相互制約、相互促進(jìn)的有機(jī)整體。裝備主動式保障系統(tǒng)以保障人員和資源為基礎(chǔ)，以武器裝備為保障對象，通過組織結(jié)構(gòu)管理、協(xié)調(diào)系統(tǒng)運行，實現(xiàn)保障系統(tǒng)功能的循環(huán)過程，完成各類軍事資源到滿足部隊對裝備需求的轉(zhuǎn)換，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。針對信息化戰(zhàn)爭戰(zhàn)場范圍大、節(jié)奏快等特點，對裝備主動式保障系統(tǒng)的運行描述如下［4-6］:1)裝備在執(zhí)行任務(wù)命令過程中受損，能夠顯示故障征兆，預(yù)測與健康管理系統(tǒng)可對裝備進(jìn)行實時監(jiān)測，記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)，并生成監(jiān)測報告，隨時發(fā)送至維修管理系統(tǒng);2)維修管理系統(tǒng)可根據(jù)監(jiān)測報告，結(jié)合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障預(yù)測及診斷，制定維修規(guī)劃并發(fā)送至動態(tài)資源管理系統(tǒng);3)動態(tài)資源管理系統(tǒng)分析維修規(guī)劃，計算維修資源需求，將需求數(shù)據(jù)發(fā)送至資源管理系統(tǒng);4)資源管理系統(tǒng)管理裝備資源和維修資源，可根據(jù)維修資源需求，安排人員、設(shè)備對發(fā)生故障的裝備進(jìn)行適時、適地、適量維修;5)戰(zhàn)場情況下?lián)p傷裝備在裝備修竣以后可根據(jù)情況繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)或返回車場進(jìn)行保養(yǎng)，等待下一次任務(wù)。為保證裝備主動式保障系統(tǒng)運行的完整性，系統(tǒng)應(yīng)從“任務(wù)下達(dá)”開始運行，因此，可對裝備主動式保障系統(tǒng)添加描述:1)指揮管理系統(tǒng)可隨時根據(jù)需要制定任務(wù)要求，任務(wù)要求至少包括任務(wù)目標(biāo)、必要器材等，并發(fā)送至任務(wù)管理系統(tǒng);2)任務(wù)管理系統(tǒng)可根據(jù)任務(wù)要求，制定任務(wù)規(guī)劃，并傳送至動態(tài)資源管理系統(tǒng);3)動態(tài)資源管理系統(tǒng)可分析任務(wù)規(guī)劃，計算任務(wù)需求，向資源管理系統(tǒng)確認(rèn)任務(wù)能力;4)資源管理系統(tǒng)確認(rèn)任務(wù)能力之后，向任務(wù)管理系統(tǒng)反饋確認(rèn)信息，接收確認(rèn)信息后，任務(wù)管理系統(tǒng)向執(zhí)行部隊的裝備群下達(dá)任務(wù)命令。

裝備主動式保障系統(tǒng)需求建模

對象模型

從上述系統(tǒng)描述中分析出保障系統(tǒng)需求信息，并在此基礎(chǔ)上確定對象、類以及它們之間的靜態(tài)聯(lián)系。獲取并篩選出保障系統(tǒng)的對象有:指揮管理系統(tǒng)、任務(wù)管理系統(tǒng)、動態(tài)資源管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、PHM系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。類有:裝備、車場、任務(wù)要求、任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)能力、任務(wù)命令、故障征兆、監(jiān)測報告、歷史數(shù)據(jù)、維修規(guī)劃、維修資源、維修、保養(yǎng)。確定保障系統(tǒng)對象、類之后，需要從保障系統(tǒng)描述中獲取對象、類間的相互關(guān)系，具體如下:1)指揮管理系統(tǒng)下達(dá)任務(wù)要求;2)任務(wù)管理系統(tǒng)接收任務(wù)要求;3)任務(wù)管理系統(tǒng)制定并下達(dá)任務(wù)規(guī)劃;4)動態(tài)資源管理系統(tǒng)接收任務(wù)規(guī)劃;5)動態(tài)資源管理系統(tǒng)分析任務(wù)規(guī)劃;6)動態(tài)資源管理系統(tǒng)向資源管理系統(tǒng)發(fā)送確認(rèn)信息;7)資源管理系統(tǒng)確定任務(wù)能力;8)資源管理系統(tǒng)將確認(rèn)結(jié)果反饋給任務(wù)管理系統(tǒng);9)資源管理系統(tǒng)包括裝備資源和維修資源;10)任務(wù)管理系統(tǒng)下達(dá)任務(wù)命令;11)裝備接收任務(wù)命令;12)裝備執(zhí)行任務(wù)命令;13)裝備顯示故障征兆;14)PHM系統(tǒng)對裝備進(jìn)行實時監(jiān)測;15)PHM系統(tǒng)生成監(jiān)測報告;16)PHM系統(tǒng)將監(jiān)測報告發(fā)送至維修管理系統(tǒng);17)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)儲存裝備歷史監(jiān)測數(shù)據(jù);18)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)向維修管理系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù);19)維修管理系統(tǒng)接收監(jiān)測報告;20)維修管理系統(tǒng)接收歷史監(jiān)測數(shù)據(jù);21)維修管理系統(tǒng)生成維修規(guī)劃;22)維修管理系統(tǒng)將維修規(guī)劃發(fā)送至動態(tài)資源管理系統(tǒng);23)動態(tài)資源管理系統(tǒng)接收維修規(guī)劃;24)動態(tài)資源管理系統(tǒng)向資源管理系統(tǒng)確認(rèn)維修資源信息;25)維修資源管理系統(tǒng)安排維修人員和設(shè)備對裝備進(jìn)行維修;26)裝備修竣后繼續(xù)執(zhí)行任務(wù);27)裝備修竣后返回車場保養(yǎng)。梳理保障系統(tǒng)對象、類之間的相互關(guān)系，剔除不必要、不正確的關(guān)聯(lián)，并定義各對象、類的屬性，之后，即可建立裝備主動式保障系統(tǒng)的對象模型，如圖4所示。對象模型清晰、直觀地表達(dá)了任務(wù)要求、任務(wù)規(guī)劃、指揮管理系統(tǒng)等保障系統(tǒng)各對象、類間輸入輸出關(guān)系，為動態(tài)模型中場景描述和功能模型中數(shù)據(jù)流信息描述奠定了基礎(chǔ)。

動態(tài)模型

動態(tài)模型用來表達(dá)保障系統(tǒng)對象、類之間因為事件發(fā)生所產(chǎn)生的動態(tài)時序關(guān)系。獲得動態(tài)模型的第一步是編寫系統(tǒng)場景，裝備主動式保障系統(tǒng)正常運行情況的場景描述如下:1)指揮管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)下達(dá)任務(wù)要求;2)任務(wù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收任務(wù)要求，并制定任務(wù)規(guī)劃;3)動態(tài)資源管理系統(tǒng)接收任務(wù)規(guī)劃，向資源管理系統(tǒng)確定任務(wù)能力;4)資源管理系統(tǒng)確認(rèn)任務(wù)能力并將確認(rèn)結(jié)果反饋給任務(wù)管理系統(tǒng);5)任務(wù)管理系統(tǒng)向裝備下達(dá)任務(wù)命令;6)裝備接收并執(zhí)行任務(wù)命令;7)裝備在執(zhí)行命令過程中顯示故障征兆;8)PHM系統(tǒng)對裝備進(jìn)行實時監(jiān)測，并生成監(jiān)測報告，發(fā)送至維修管理系統(tǒng);9)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)儲存并向維修管理系統(tǒng)提供裝備歷史監(jiān)測數(shù)據(jù);10)維修管理系統(tǒng)接收監(jiān)測報告及歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成維修規(guī)劃，發(fā)送至動態(tài)資源管理系統(tǒng);11)動態(tài)資源管理系統(tǒng)接收維修規(guī)劃，向資源管理系統(tǒng)確認(rèn)維修資源信息;12)維修資源管理系統(tǒng)安排人員、設(shè)備對裝備進(jìn)行維修;13)裝備修竣后繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)或者返回車場進(jìn)行保養(yǎng)。認(rèn)真分析各場景中內(nèi)容，提取系統(tǒng)中信息傳遞及各子系統(tǒng)之間輸入輸出關(guān)系，畫出裝備主動式保障系統(tǒng)正常運行情況場景序列圖，如圖5所示。序列圖是保障系統(tǒng)運行場景的圖形表示，它清楚表達(dá)了保障系統(tǒng)中事件的時序關(guān)系。確定序列圖中保障系統(tǒng)對象、類的初態(tài)，將序列圖中事件作為狀態(tài)圖的有向邊，同時考慮系統(tǒng)邊界情況下可能發(fā)生的事件，構(gòu)建的裝備主動式保障系統(tǒng)動態(tài)模型如圖6所示。在無任務(wù)運行時，裝備主動式保障系統(tǒng)表現(xiàn)為無任務(wù)狀態(tài)，隨著下達(dá)任務(wù)要求，下達(dá)任務(wù)規(guī)劃等一系列事件的發(fā)生，保障系統(tǒng)狀態(tài)不斷發(fā)生變化。動態(tài)模型正是以裝備主動式保障系統(tǒng)運行中可能發(fā)生的事件為出發(fā)點，按照事件發(fā)生的順序，描述其對保障系統(tǒng)狀態(tài)變化的影響。

功能模型

根據(jù)對象模型中系統(tǒng)各對象、類屬性及其相互關(guān)系和動態(tài)模型中引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的事件序列關(guān)系，構(gòu)建裝備主動式保障系統(tǒng)功能模型，如圖7所示。上述功能模型中，任務(wù)要求、裝備、車場是與保障系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)流交互的現(xiàn)實載體，任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)類型及方案、人員裝備需求等是對象模型中定義的保障系統(tǒng)對象、類的屬性，即數(shù)據(jù)流信息，制定規(guī)劃、計算任務(wù)需求是保障系統(tǒng)需要完成的功能。功能模型描述了裝備主動式保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)流從任務(wù)要求到最終裝備修竣進(jìn)入車場進(jìn)行保養(yǎng)的全過程，是對裝備主動式保障系統(tǒng)需求的直接體現(xiàn)。

各功能子系統(tǒng)信息流程

根據(jù)前面的綜合論述，裝備主動式保障系統(tǒng)由指揮管理系統(tǒng)、任務(wù)管理系統(tǒng)、動態(tài)資源管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、PHM系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等構(gòu)成。通過對裝備主動式保障系統(tǒng)需求建模，明確了主動式保障系統(tǒng)的需求情況及各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。這里進(jìn)一步給出裝備主動式保障系統(tǒng)各個功能子系統(tǒng)信息流程，如圖8所示。

本文作者：陳春良1黃小龍1陳偉龍1史憲銘2作者單位：1裝甲兵工程學(xué)院技術(shù)保障工程系2軍械工程學(xué)院裝備指揮與管理系