CN106779101B - 一种基于ffd和imis技术的地面数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统，其特征在于，包括维修保障支持系统、地面综合数据处理分析系统、HUMS数据地面分析处理系统及加固便携式服务器，实现了对整机及机群物理构型、软件构型的科学管理，解决了当前存在的装备交装后缺乏对整机技术状态实现有效管理的问题，为装备使用管理部门制定作战及作训决策提供了科学依据，提高了装备的可用性、安全性。本发明还实现了维修作业的信息化管理，可以为机务作业提供计划管理、作业技术支持、保障要素管理及寿命预测等功能，解决了当前存在的维修作业管理复杂、耗时及缺少可信数据支撑的问题，降低了机务作业强度及装备使用维修作业管理成本。

Description

一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统

技术领域

本发明提供一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统，属综合保障领域。

背景技术

本发明主要用于装备使用维修作业的信息化管理、构型管理、综合保障要素管理及故障诊断隔离。涉及的主要技术有以工卡为驱动的信息化使用维修作业管理技术、基于综合采集数据的故障诊断隔离技术、基于.net的多系统集成技术。

目前，直升机使用维修作业管理中，装备管理部门在下发作业指令时往往只包含简单的作业项目，机务拿到作业指令后需查询手册或根据经验进一步梳理作业流程，作业所需人力、工具、设备、备件等，完成作业后，需手签对任务进行闭环。整个作业过程通过纸质文件管控，涉及手签确认项目较多，程序复杂，耗时较多。作业指令中缺少作业流程及作业所需综合保障要素支持，造成使用维修作业所需准备时间较长，对人力人员素质要求较高的状况，极大的影响了装备的使用维修效率，降低了综合保障效能。

除此之外，目前用户缺少有效的直升机机群及单机技术状态管理手段。寿命件的计时只能通过人工计时的方法实现，计时颗粒度较大，且容易收到人为因素影响，精确度不高。部件更换及维护后，只能在每个部件的履历文件上记录部件最新状态，且履历文件所能记录内容有限，在发生串换件的情况时，需从上百本履历文件中查找串换件信息，串换后的部件状态无法与直升机有效匹配。导致服务通报无法及时有效落实，质控部门无法对整机的完好状态进行便捷可靠的管理，作训部门无法了解整个机群的完好状态，严重影响飞行安全及装备的出动率。

在故障诊断隔离方面，目前部队配备的地面数据处理站只能实现部分飞参数据的二维分析，为故障诊断隔离提供数据支撑，且数据类型有限，无法为故障诊断及隔离提供有效支持。机务人员只能根据经验及部分手册通过部件更换来进行故障诊断及隔离。这种方法工作效率低下，且对机务人员经验及素质要求较高。在确定故障源后，缺少有效的手段对已发现的故障现象、排故流程进行管理无法获取故障特征数据，导致后续发生同类故障时缺少诊断隔离依据，需重新进行分析，历史数据重用性较低。

本发明通过面向用户的以工卡为驱动的信息化使用维修作业管理技术提供维修作业的信息化管理，包括作业流程的信息化流转，作业工卡及工卡包的定制、直升机整机及机群的技术状态管理。通过综合数据采集分析处理系统，实现故障的诊断隔离。通过基于.net的多系统集成技术构建集故障诊断隔离、使用维修作业管理、技术状态管理等要素的高效便捷的综合保障体系。

发明内容

发明目的：为了提供装备快速一体化综合保障解决方案，本发明提出了一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统。

技术方案：一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统，其特征在于，包括维修保障支持系统、地面综合数据处理分析系统、HUMS地面分析处理系统及加固便携式服务器，其中，

维修保障子系统，以使用维修作业流程为核心，以地面综合数据处理分析系统及HUMS地面分析处理系统分析报表为输入，以维修作业工卡为驱动构建快速一体化维修保障体系，系统以故障报表数据为输入，生成维修作业指令，关联相关作业工卡或共卡包，由装备使用管理部分签发信息化作业指令，后勤保障部门根据作业指令内包含的资源需求配发所需工具、设备及备件，机务部门接收指令后，根据指令内容及资源开展相关作业，作业完成后通过电子审签实现作业的闭环；

地面综合数据分析子系统，通过对机载综合数据采集计算机采集的飞行参数数据、1553B总线数据、AFDX数据进行解析处理，实现关键参数报表、曲线、座舱仪表、二维轨迹及三位轨迹姿态的显示回放；通过对飞行数据进行故障诊断分析，生成航电及机电设备故障诊断报表，为维修保障支持系统提供数据源；

HUMS地面分析处理子系统，通过对机载HUMS系统采集的振动监测数据进行解析处理，对传动系统的典型故障进行故障诊断隔离；通过飞行状态识别及载荷分析，为有寿件寿命分析提供数据支持；通过对数据分析结果进行比对分析，生成动部件故障诊断及寿命预测信息报表，为维修保障支持系统提供数据源；

加固便携式服务器，构建CPCI总线标准的服务器，作为软件运行的硬件支持平台，设计CPCI总线结构的服务器，抛弃传统总线机械结构改善散热条件，提高硬件抗振动、抗冲击能力，抛弃金手指互联方式，提高硬件抗高温、抗腐蚀能力，增强设备的可靠性及负载能力。

所述的维修保障子系统，包括单机及机群构型管理系统模块、计划调度管理模块、案例分析库、放飞作业模块和维修作业模块，其中，单机及机群构型管理系统模块按ATA100，以整机、系统、部件、机件的结构层次构建整机物理构型，以系统、部件、机件、软件的结构层次构建整机软件构型，通过地面综合数据分析处理系统解析出的部件履历时间及HUMS地面分析处理系统解析出的寿命分析报表对构型内的机件进行寿命管理，通过维修保障支持系统作业执行结果实现对部件故障特征数据的管理。

所述的地面综合数据分析子系统，包括数据卸载模块、数据显示管理模块和故障诊断排故模块，其中，数据显示管理模块采用二维曲线面板技术和座舱仪表数据回放技术，在曲线显示模块里引入了曲线面板和面板集合的概念，面板集合可以包括多个面板。

所述的HUMS地面分析处理子系统，包括状态监控模块、寿命分析模块、专家库模块和故障诊断模块，其中故障诊断模块通过故障特征数据进行故障判读。

附图说明

图1为本发明的具体架构示意图。

有益效果

本发明为直升机使用维修保障一体化的实现提供了整体解决方案。

本发明实现了对整机及机群物理构型、软件构型的科学管理，解决了当前存在的装备交装后缺乏对整机技术状态实现有效管理的问题，为装备使用管理部门制定作战及作训决策提供了科学依据，提高了装备的可用性、安全性。

本发明实现了维修作业的信息化管理，可以为机务作业提供计划管理、作业技术支持、保障要素管理及寿命预测等功能，解决了当前存在的维修作业管理复杂、耗时及缺少可信数据支撑的问题，降低了机务作业强度及装备使用维修作业管理成本。

本发明提供了国内直升机行业首款基于CPCI总线接口标准的加固携行式服务器构型，解决了基于传统构型的加固计算机载荷性能低、环境适应性差的问题，解决了装备全地域作战受限于加固计算机无法在严酷环境下使用的问题。

本发明实现了基于故障特征数据的故障诊断隔离功能，可为机务部门提供直观可信的故障诊断隔离结果，提高了故障诊断隔离效率，有利于提高装备的出动率。

实施方式

下面结合说明书附图对本发明技术方案做进一步叙述。

本发明主要包括维修保障支持系统、地面综合数据处理分析系统、HUMS地面分析处理系统及加固便携式服务器组成，图1为本发明系统原理图。具体各部分及特征如下所示：

1.构建HUMS数据地面分析处理子系统，通过对机载HUMS系统采集的振动监测数据进行解析处理，对传动系统的典型故障进行故障诊断隔离。通过飞行状态识别及载荷分析，为有寿件寿命分析提供数据支持。通过对数据分析结果尽心比对分析，生成动部件故障诊断及寿命预测信息报表，为维修保障支持系统提供数据源。

2.构建地面综合数据分析处理系统，通过对机载综合数据采集计算机采集的飞行参数数据、1553B总线数据、AFDX数据进行解析处理，实现关键参数报表、曲线、座舱仪表、二维轨迹及三位轨迹姿态的显示回放。通过对飞行数据进行故障诊断分析，生成航电及机电设备故障诊断报表，为维修保障支持系统提供数据源。

3.构建维修保障支持系统，维修保障子系统以使用维修作业流程为核心，以地面综合数据处理分析系统及HUMS地面分析处理系统分析报表为输入，以维修作业工卡为驱动构建快速一体化维修保障体系。系统以故障报表数据为输入，生成维修作业指令，关联相关作业工卡或共卡包，由装备使用管理部分签发信息化作业指令，后勤保障部门根据作业指令内包含的资源需求配发所需工具、设备及备件，机务部门接收指令后，根据指令内容及资源开展相关作业，作业完成后通过电子审签实现作业的闭环。

4.构建整机及机群构型管理系统，按ATA100，以整机、系统、部件、机件的结构层次构建整机物理构型，以系统、部件、机件、软件的结构层次构建整机软件构型。通过地面综合数据分析处理系统解析出的部件履历时间及HUMS地面分析处理系统解析出的寿命分析报表对构型内的机件进行寿命管理。通过维修保障支持系统作业执行结果实现对部件故障特征数据的管理。

5.基于CPCI总线接口标准的加固携行式服务器。构建CPCI总线标准的服务器，作为软件运行的硬件支持平台。设计CPCI总线结构的服务器，抛弃传统总线机械结构改善散热条件，提高硬件抗振动、抗冲击能力。抛弃金手指互联方式，提高硬件抗高温、抗腐蚀能力，增强设备的可靠性及负载能力。以解决传统军用加固计算机使用环境受限、负载能力差的的问题。

6.嵌入脚本引擎技术。快速判读中的判据库规则与机型和事件相关联，不同机型不同事件的判据规则会不一样，并且规则也会不断的进行调整和扩展。在这种情况下，很难将规则在软件中写代码进行固化。为了实现这种动态的交互和扩展，在地面综合数据处理系统内里嵌入js脚本引擎，把判据库规则交由脚本来实现，可以完全不用修改软件代码，只需要写好对应判据库规则的脚本，在软件运行时在线编译脚本，就能很好地执行快速判读的功能。

7.二维曲线面板技术:在曲线显示模块里引入了曲线面板和面板集合的概念。面板集合可以包括多个面板。一般而言，面板集合一般对应一个检查大项，比如检查发动机运行情况，而它下面的每个面板为一个检查小项，比如查看发动机滑油温度是否正常。用户可以根据自己的操作习惯设置面板集合，并且可以将面板集合共享给其它用户。

8.座舱仪表数据回放技术：座舱仪表数据的回访不单单是把设计好的座舱模型布置到机体内部，还需要解决三个问题：一是座舱内的观察视角，二是座舱内的光线问题，三是数据驱动仪表如何动作。座舱内的观察视角：当视角进入到座舱内部，此时跟踪飞机的方式应该是位置和位姿同时跟踪，即观察摄像机与飞机进行刚体绑定，这样才能保证座舱仪表位置固定在屏幕上。由于座舱仪表在机体内部，当直升机飞行位姿导致接受不到外部光源的作用时，仪表会暗得看不清楚。为了处理这种现象，座舱仪表在建模过程中应有意调大其自发光成分，使得在座舱内任何时候都可以显示清楚。要将仪表的实际动作用三维动画仿真出来，需要弄清三维模型的动作方式。在三维场景里的运动实现可分为两种，一种是模型相对背景在动，一种是背景相对模型在动。模型相对背景在动的操作对象是模型的平移旋转矩阵，背景相对模型在动的操作对象是模型的纹理矩阵。通过将相应的飞参数据值转换为模型或背景的矩阵平移量(或旋转量)来实现数据驱动模型动作。

Claims (3)

1.一种基于FFD和IMIS技术的地面数据处理系统，其特征在于，包括维修保障支持系统、地面综合数据处理分析系统、HUMS数据地面分析处理系统及加固便携式服务器，其中，

维修保障子系统，以使用维修作业流程为核心，以地面综合数据处理分析系统及HUMS地面分析处理系统数据分析报表为输入，以维修作业工卡为驱动构建快速一体化维修保障体系，系统以分析报表数据为输入，开展整机构型管理，结合故障分析结果生成维修作业指令，关联以机件信息及维护手册为依据的工卡或工卡包，由装备使用管理部分签发信息化作业指令，后勤保障部门根据作业指令内包含的资源需求配发所需工具、设备及备件，机务部门接收指令后，根据指令内容及资源开展相关作业，作业完成后通过电子审签实现作业的闭环；

地面综合数据分析子系统，通过对机载综合数据采集计算机采集的飞行参数数据、1553B总线数据、AFDX数据进行解析处理，实现关键参数报表、曲线、座舱仪表、二维轨迹及三位轨迹姿态的显示回放；通过对飞行数据进行故障诊断分析结合故障特征数据库，生成航电及机电设备故障诊断报表，为维修保障支持系统提供数据源；

HUMS数据地面分析处理子系统，通过对机载HUMS系统采集的振动监测数据进行解析处理，对传动系统的典型故障进行故障诊断隔离；通过飞行状态识别及载荷分析，为有寿件寿命分析提供数据支持；通过对解析数据与故障特征数据的对比，生成动部件故障诊断及寿命预测信息报表，为维修保障支持系统提供数据源；

加固便携式服务器，构建CPCI总线标准的服务器，作为软件运行的硬件支持平台，设计CPCI总线结构的服务器，抛弃传统总线机械结构改善散热条件，提高硬件抗振动、抗冲击能力，抛弃金手指互联方式，提高硬件抗高温、抗腐蚀能力，增强设备的可靠性及负载能力，

所述的维修保障子系统，包括单机及机群构型管理系统模块、计划调度管理模块、案例分析库、放飞作业模块和维修作业模块，其中，单机及机群构型管理系统模块按ATA100，以整机、系统、部件、机件的结构层次构建整机物理构型，以系统、部件、机件、软件的结构层次构建整机软件构型，通过地面综合数据分析处理系统解析出的部件履历时间及HUMS地面分析处理系统解析出的寿命分析报表对构型内的机件进行寿命管理，通过维修保障支持系统作业执行结果实现对部件故障特征数据的管理。

2.根据权利要求1所述的地面数据处理系统，其特征在于，所述的地面综合数据分析子系统，包括数据卸载模块、数据显示管理模块和故障诊断排故模块，其中，数据显示管理模块采用二维曲线面板技术和座舱仪表数据回放技术，在曲线显示模块里引入了曲线面板和面板集合的概念，面板集合包括多个面板。

3.根据权利要求1所述的地面数据处理系统，其特征在于，所述的HUMS数据地面分析处理子系统，包括状态监控模块、寿命分析模块、专家库模块和故障诊断模块，其中故障诊断模块通过故障特征数据进行故障判读。

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