CN117575576A - 航空设备phm数据与ietm数据模块信息集成方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法及系统，方法包括以下具体步骤：S1、获取航空设备PHM数据，航空设备PHM数据包括工作单元数据以及故障信息数据；S2、将航空设备PHM数据中的工作单元数据代码标准化；S3、将航空设备PHM数据中的故障信息数据代码标准化；S4、对标准化后的PHM数据进行验证；S5、将PHM输出的数据与IETM数据进行关联，确定信息交换的内容及方式，并确定信息交换的接口；S6、通过标准的API接口实现PHM与IETM的信息集成。本发明通过数据接口传递到IETM中，由IETM根据工作单元代码和故障信息码自动确定与之相对应的故障类数据模块，为排故、检测、拆卸、安装等维护工作提供技术信息，可以显著提高排故工作的效率。
Description
技术领域
本发明涉及装备维修保障信息化领域，具体涉及一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法。
背景技术
装备的维修方式目前正在向基于状态的视情维修方式(ConditionBasedMaintenance，简称CBM)转变，该方式是在装备的状态检测能力和水平逐步提高，维修预算逐渐下降的趋势下带来的一种新维修方式。CBM将计划性维修与实时检测相结合，使装备维修方式发展为主动维修。国外新研飞机由于具备PHM，飞机的状态检测能力大幅提高，所以在飞机的维修中已经逐步加大了CBM的力度，逐步减少了计划维修的工作内容或延长了计划维修的间隔期，在维修费用减少的背景下装备完好性稳中有升。根据PHM的设计原理，PHM技术不是为了消除故障，而是预计失效何时发生，并在预料到的失效发生前采取尽可能简便的维修活动。PHM技术的发展重点由故障诊断、故障预测向系统集成转移，体现在以集成应用为牵引，提高故障诊断与预测精度、扩展健康监控的应用对象范围，支持CBM、CBO与自主保障的发展。
IETM是结构化、交互化和智能化的装备技术数据的载体，也是一种新型的、重要的数字化保障装备，可大大提高装备的保障水平、增强装备作战能力、节省保障费用，是实现装备保障过程技术信息互操作的必备条件，也是“技术信息数字化、信息交换标准化、信息传输网络化”这一装备保障新理念的充分体现，对我军当前和未来的装备保障信息化建设具有重要意义。IETM在编制、修改、更新、存储、运输、使用和管理等方面具有纸质技术手册无可比拟的优点，它能集成不同来源的数据，能够与神经网络、专家系统、测试程序有机结合，能够以文字、表格、图形、图像、视频、音频、动画等多种形式呈现，有良好的交互性、开放性、互用性，有导航、超级链接等功能，
PHM数据引入到飞机中重点关注了故障诊断、故障预测技术，对系统集成，特别是与IETM等装备保障系统的集成使用研究较少，为了实现PHM系统信息与IETM数据的集成，需要建立PHM与IETM系统之间信息交换接口和信息集成机制，研究一种支持装备维修保障活动的信息集成方法，才能确保将装备自我监测信息和IETM中结构化数据有机结合，为装备保障提供决策、方法等支持。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法及系统，使由装备健康预测信息触发的维修活动管理信息流和基于装备技术资料信息产生的装备维修保障管理信息流成为整个维修保障管理新的核心信息流，通过PHM数据代码化，能够将航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成，将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块，IETM数据模块直接读取代码化后PHM数据，从而实现基于IETM数据的装备维修保障自动化。
具体地，本发明提出的一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其包括以下具体步骤：
S1、获取航空设备PHM数据，航空设备PHM数据包括工作单元数据以及故障信息数据；
S2、将航空设备PHM数据中的工作单元数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S21、获取IETM数据模块中标准编码系统的编码规则，建立装备系统、第一级系统、第二级系统、单元和组件的编码集Ts，Ts＝{tsi，1≤i≤n}，其中tsi表示第i个工作单元的编码，n为总工作单元的个数；
S22、确定可标准化的航空设备PHM数据：获取航空设备PHM数据中的每个工作单元代码di，以每个工作单元对应的名称为关键字在编码集Ts中进行查找，此步骤执行完成后，PHM原始数据YD被分成两个数据集YD1和YD2，YD＝YD1∪YD2；
其中，YD1为工作单元代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为YD1＝{yi|NameWu(yi)∈NameWu(Ts)，1≤i≤m}，YD2为工作单元代码无法标准化的航空设备PHM数据，表示为 NameWu(yj)表示数据项yj的工作单元代码的名称；NameWu(Ts)表示编码集中的工作单元的名称；m为数据项的总个数；
S23、将航空设备PHM数据中数据集YD1进行工作单元代码标准化：以YD1中每个数据项的工作单元名称为关键字，在编码集Ts中进行查找，找到对应的工作单元编码tsj，使用tj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化，形成数据集WD，表示为WD＝{wi|wi＝SetVlWu(yi)，yi∈YD1，1≤i≤m}，其中，SetVlWu(yi)表示将数据项yi的工作单元代码编码用编码集Ts中对应的编码替代，wi为数据项yi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的工作单元代码标准化；
S3、将航空设备PHM数据中的故障信息数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S31、获取IETM数据模块中故障信息代码的编码规则，建立各类故障信息的编码集Tf，Tf＝{tfi，1≤i≤n}，其中tfi，表示第i个故障信息的编码，n为总故障信息的个数；
S32、确定可标准化的PHM故障信息数据：获取航空设备PHM数据中的每个故障信息fi，以每个故障信息对应的名称为关键字在编码集Tf中进行查找，此步骤执行完成后，航空设备PHM数据WD分为两个数据集WD1和WD2，WD＝WD1∪WD2；其中WD1为故障信息代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为WD1＝{wi|NameFi(wi)∈NameFi(Tf)，1≤i≤m}；WD2为无法完成故障信息代码标准化的航空设备PHM数据，表示为其中，NameFi(wi)表示数据项wi的故障信息的名称，NameFi(Tf)表示编码集中的故障信息的名称，m为总数据项的个数；
S33、将航空设备PHM数据中故障信息数据代码标准化：以WD1中每个数据项的故障信息名称为关键字，在编码集Tf中进行查找，找到对应的故障信息编码tfj，使用tfj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化工作，形成数据集FD，表示为FD＝{fi|fi＝SetVlFi(wi)，wi∈WD1，1≤i≤m}，其中SetVlFi(wi)表示将数据项wi的故障信息代码编码用编码集Tf中对应的编码替代，fi为数据项wi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的故障信息代码标准化；
S4、对标准化后的PHM数据进行验证；检查FD中的每一个数据项，确保数据项的工作单元代码和故障信息数据代码已正确实现标准化。取FD中的每一个数据项fi，若fi的工作单元的名称和代码均在编码集Ts中且fi的故障信息名称和代码均在故障信息的编码集Tf中，则fi通过验证。验证通过的数据形成数据集RD,表示为RD＝{ri|NameWu(ri)∈NameWu(ri)AND VlWu(ri)∈VlWu(Ts)}AND{NameFi(ri)∈NameFi(Tf)AND VlFi(ri)∈VlFi(Tf)，ri∈FD，1≤i≤m}。VlWu(ri)表示数据项ri中对用工作单元的编码，VlFi(ri)表示数据项ri中对应故障信息的编码；m为数据项的总个数。
S5、将代码标准化后PHM数据与IETM数据进行关联，确定信息交换的内容及方式，并确定信息交换的接口；
S6、基于步骤S5确定的信息交换接口将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
优选地，航空设备PHM数据的工作单元代码需要编制到LRU一级；航空设备PHM数据的故障信息代码表示PHM系统检测到的故障信息。
优选地，步骤S3中故障信息代码采用开放体系，在各层增加内容，给新的故障预留位置，根据PHM能够检测的故障信息范围，选取相应的信息代码，并与工作单元代码组合输出。
优选地，步骤S5根据PHM与IETM信息集成的要求，按照编码原则对相应的数据信息进行故障编码，以标准编码的方式将检测的信息输出。
优选地，步骤S5中步骤S4中信息交换的数据类型包括航空设备PHM检测的故障和预测数据以及IETM数据模块中相应的故障数据；信息交换的技术内容包括飞机工作单元代码和故障代码、数据模块以及与数据模块相关联的图形数据。
优选地，步骤S5中信息交换的方式包括直接交换以及数据文件/数据包方式交互，所述直接交换指数据发送方和数据接收方的数据管理系统能够通过网络实现数据的实时传递与处理；所述数据文件/数据包方式交互指通过通讯的方式交换数据文件/数据包。
优选地，本发明提供一种航空设备维修保障的PHM与IETM信息集成系统，其包括航空设备PHM数据获取单元、工作单元数据代码标准化单元、故障信息数据代码标准化单元、数据关联单元，验证单元以及集成使用单元，所述航空设备PHM数据获取单元用于获取航空设备PHM数据，所述工作单元数据代码标准化单元用于进行工作单元数据代码标准化；所述故障信息数据代码标准化单元用于进行故障信息数据代码标准化；所述数据关联单元用于将PHM输出的数据与IETM数据进行关联，所述验证单元用于对代码标准化后PHM数据进行验证，所述集成使用单元用于将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法及系统，使由装备健康预测信息触发的维修活动管理信息流和基于装备技术资料信息产生的装备维修保障管理信息流成为整个维修保障管理新的核心信息流，通过PHM数据代码化，能够将航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成，将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块，IETM数据模块直接读取代码化后PHM数据，从而实现基于IETM数据的装备维修保障自动化。
(2)利用本发明的方法，当PHM检测到故障数据时，PHM系统将按照标准的编码方法生成故障件的工作单元代码和信息码，通过数据接口传递到IETM数据模块中，由IETM数据模块根据工作单元代码和故障信息码自动确定与之相对应的故障类数据模块，为排故、检测、拆卸、安装等维护工作提供技术信息，可以显著提高排故工作的效率。
(3)利用本发明的方法，当PHM检测到无法判断的、非正常的检测数据时，PHM系统会将产生该数据的系统、部件等信息按照标准的编码方法生成相应的工作单元代码和信息码，传递到IETM数据模块中，由IETM数据模块根据工作单元代码确定与之相对应的描述类、程序类、故障类等数据模块，为技术人员故障诊断提供技术信息，极大提高故障诊断和隔离工作的准确性。
(4)利用本发明的方法，当PHM预测到故障、寿命等数据时，PHM系统将按照标准的编码方法将相应部件(如LRU)的工作单元代码和信息码通过数据接口传递到IETM数据模块中，由IETM数据模块根据工作单元代码确定与之相对应的程序类、图解零件类数据模块，为拆卸、检测、安装等维护工作提供技术信息，可以有效加快装备保障模式向PHM使能的自主保障进行转变。
附图说明
图1为本发明航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法的流程示意图；
图2为本发明的系统框图；
图3为本发明实施例的工作单元代码结构图；
图4为本发明实施例的故障类信息组织结构图；
图5为本发明实施例的故障隔离程序示例图；
图6为本发明实施例的直接交换方式示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细和深入描述。
本发明提出一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，如图1所示，其包括以下具体步骤：
S1、获取航空设备PHM数据，航空设备PHM数据包括工作单元数据以及故障信息数据；航空设备PHM数据的工作单元代码需要编制到LRU一级；航空设备PHM数据的故障信息代码表示PHM系统检测到的故障信息。
S2、将航空设备PHM数据中的工作单元数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S21、获取IETM数据模块中标准编码系统的编码规则，建立装备系统、第一级系统、第二级系统、单元和组件的编码集Ts，Ts＝{tsi，1≤i≤n}，其中tsi表示第i个工作单元的编码，n为总工作单元的个数。
S22、确定可标准化的航空设备PHM数据：获取航空设备PHM数据中的每个工作单元代码di，以每个工作单元对应的名称为关键字在编码集Ts中进行查找，此步骤执行完成后，PHM原始数据YD被分成两个数据集YD1和YD2，YD＝YD1∪YD2。
其中，YD1为工作单元代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为YD1＝{yi|NameWu(yi)∈NameWu(Ts)，1≤i≤m}，YD2为工作单元代码无法标准化的航空设备PHM数据，表示为 NameWu(yj)表示数据项yj的工作单元代码的名称；NameWu(Ts)表示编码集中的工作单元的名称；m为数据项的总个数。
S23、将航空设备PHM数据中数据集YD1进行工作单元代码标准化：以YD1中每个数据项的工作单元名称为关键字，在编码集Ts中进行查找，找到对应的工作单元编码tsj，使用tj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化，形成数据集WD，表示为WD＝{wi|wi＝SetVlWu(yi)，yi∈YD1，1≤i≤m}，其中，SetVlWu(yi)表示将数据项yi的工作单元代码编码用编码集Ts中对应的编码替代，wi为数据项yi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的工作单元代码标准化。
S3、将航空设备PHM数据中的故障信息数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S31、获取IETM数据模块中故障信息代码的编码规则，建立各类故障信息的编码集Tf，Tf＝{tfi，1≤i≤n}，其中tfi，表示第i个故障信息的编码，n为总故障信息的个数。
S32、确定可标准化的PHM故障信息数据：获取航空设备PHM数据中的每个故障信息fi，以每个故障信息对应的名称为关键字在编码集Tf中进行查找，此步骤执行完成后，航空设备PHM数据WD分为两个数据集WD1和WD2，WD＝WD1∪WD2；其中WD1为故障信息代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为WD1＝{wi|NameFi(wi)∈NameFi(Tf)，1≤i≤m}；WD2为无法完成故障信息代码标准化的航空设备PHM数据，表示为其中，NameFi(wi)表示数据项wi的故障信息的名称，NameFi(Tf)表示编码集中的故障信息的名称，m为总数据项的个数。
S33、将航空设备PHM数据中故障信息数据代码标准化：以WD1中每个数据项的故障信息名称为关键字，在编码集Tf中进行查找，找到对应的故障信息编码tfj，使用tfj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化工作，形成数据集FD，表示为FD＝{fi|fi＝SetVlFi(wi)，wi∈WD1，1≤i≤m}，其中SetVlFi(wi)表示将数据项wi的故障信息代码编码用编码集Tf中对应的编码替代，fi为数据项wi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的故障信息代码标准化。
其中，故障信息代码采用开放体系，在各层增加内容，给新的故障预留位置，根据PHM能够检测的故障信息范围，选取相应的信息代码，并与工作单元代码组合输出。
S4、对标准化后的PHM数据进行验证；检查FD中的每一个数据项，确保数据项的工作单元代码和故障信息数据代码已正确实现标准化。取FD中的每一个数据项fi，若fi的工作单元的名称和代码均在编码集Ts中且fi的故障信息名称和代码均在故障信息的编码集Tf中，则fi通过验证。验证通过的数据形成数据集RD,表示为RD＝{ri|NameWu(ri)∈NameWu(ri)AND VlWu(ri)∈VlWu(Ts)}AND{NameFi(ri)∈NameFi(Tf)AND VlFi(ri)∈VlFi(Tf)，ri∈FD，1≤i≤m}。VlWu(ri)表示数据项ri中对用工作单元的编码，VlFi(ri)表示数据项ri中对应故障信息的编码；m为数据项的总个数。
S5、将代码标准化后航空设备PHM数据与IETM数据模块进行关联，确定信息交换的数据类型和技术内容以及交换方式，并确定信息交换的接口；步骤S4根据PHM与IETM信息集成的要求，按照编码原则对相应的数据信息进行故障编码，以标准编码的方式将检测的信息输出。
步骤S5中信息交换的数据类型包括航空设备PHM检测的故障和预测数据以及IETM数据模块中相应的故障数据；
信息交换的技术内容包括飞机工作单元代码和故障代码、数据模块以及与数据模块相关联的图形数据。
步骤S5中信息交换的方式包括直接交换以及数据文件/数据包方式交互，直接交换指数据发送方和数据接收方的数据管理系统能够通过网络实现数据的实时传递与处理；数据文件/数据包方式交互指通过通讯的方式交换数据文件/数据包。
S6、基于步骤S5确定的信息交换接口将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。具体验证方法可以通过名称比对的方法完成。
另一方面，本发明提供一种航空设备维修保障的PHM与IETM信息集成系统，如图2所示，其包括航空设备PHM数据获取单元1、工作单元数据代码标准化单元2、故障信息数据代码标准化单元3、数据验证单元4、数据关联单元5、验证单元、以及集成使用单元6，航空设备PHM数据获取单元1用于获取航空设备PHM数据，工作单元数据代码标准化单元2用于进行工作单元数据代码标准化；故障信息数据代码标准化单元3用于进行故障信息数据代码标准化；数据验证单元4用于对标准化后的数据进行验证；数据关联单元5用于将PHM输出的数据与IETM数据进行关联，验证单元用于对代码标准化后PHM数据进行验证，集成使用单元6用于将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
具体实施例
本实施例提出的一种航空设备维修保障活动的PHM与IETM信息集成方法，其包括以下步骤：
S1、获取航空设备PHM数据，航空设备PHM数据包括工作单元数据以及故障信息数据；航空设备PHM数据的工作单元代码需要编制到LRU一级；航空设备PHM数据的故障信息代码表示PHM系统检测到的故障信息。
S2、将航空设备PHM数据中的工作单元代码标准化。航空设备PHM数据中的工作单元代码应按功能系统的从属关系，技术文件给定的维修任务和方法编制。每个可修产品通常给定一个工作单元代码。对于不可修产品，如果是影响系统工作的关键部件或是不可修复的定期更换部件，都给定工作单元代码。信息代码描述的是其对应的工作单元发生的功能故障、预测信息和检测信息。代码应根据有关条令、规程及各种专业性技术文件要求，结合以往维修工作中的实践经验进行综合整理加工后确定。
飞机工作单元代码一般由六位数字字符组成，前两位为工作单元系统代码，第三位为子系统代码，第四位为子子系统代码，第五、六位为故障LUR代码，其结构如图3所示。
根据装备的实际情况，还可以对相应的码段进行增加，如故障LRU代码可以根据装备的复杂程度扩充至4位数字编码。之所以规定工作单元代码的结构，主要是因为IETM的数据也采用了相应的编码方法对数据进行管理。在GJB6600《装备交互式电子技术手册》和ASDS1000D《基于公共源数据库的技术出版物规范》中，均按照相同的方法对IETM数据模块代码的编制进行规定，具体内容如下：
IETM数据模块代码中的标准编码系统(SNS)由3个码段组成，各码段描述见下表。
表1 SNS代码段描述
| 码段名称 | 长度(字符) |
| 系统 | 2-3 |
| 分系统/分分系统 | 2 |
| 单元或组件 | 2-4 |
IETM系统码段，该码段通常由2位字符组成。当需要指明使用的SNS属于哪类装备时，系统码段应由3位组成，第1位为装备分类码(MICC)。分系统/分分系统码段，该码段由2位字符组成，第1位字符表示分系统，第2位字符表示分分系统。当分系统需要进一步细分为分分系统时，其代码值可由承制方自行规定。单元或组件码，该码段由2位或4位字符组成，当分分系统划分为单元或组件时，其代码可由承制方自行规定。从上述标准规定中，可以发现数据模块代码中的标准编码系统(SNS)可以与PHM故障信息中的工作单元代码相一致。
航空设备PHM数据中工作单元代码标准化具体包括以下子步骤：
S21、获取IETM数据模块中标准编码系统(SNS)的编码规则，建立装备系统、分系统/分分系统、单元和组件编码集Ts，Ts＝{tsi，1≤i≤n}，其中tsi，表示第i个工作单元代码编码。
S22、找出可标准化的航空设备PHM数据。获取航空设备PHM数据中的每个工作单元代码di，以每个工作单元对应的名称为关键字在Ts中进行查找，此步骤执行完成后，PHM原始数据YD被分成两个数据集YD1和YD2，YD＝YD1∪YD2；其中YD1为工作单元代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为YD1＝{yi|NameWu(yi)∈NameWu(Ts)，1≤i≤m}，NameWu(yi)表示数据项yi的工作单元代码的名称。YD2为无法完成工作单元代码标准化的航空设备PHM数据，表示为
S23、将航空设备PHM数据中工作单元代码标准化。以YD1中每个数据项的工作单元名称为关键字，在Ts中进行查找，找到对应的工作单元编码tsj，使用tj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化工作，，形成数据集WD，表示为WD＝{wi|wi＝SetVlWu(yi)，yi∈YD1，1≤i≤m}，其中SetVlWu(yi)表示将数据项yi的工作单元代码编码用编码集Ts中对应的编码替代。
S3、故障信息代码标准化。故障信息代码采用开放体系，可在各层增加内容，给新的故障预留位置，根据PHM能够检测的故障信息范围，选取相应的信息代码，并与工作单元代码组合输出，以便快速定位故障部位和开展故障排除。
根据PHM与IETM信息集成的要求，按照编码原则对相应的数据信息进行故障编码，以标准编码的方式将检测的信息输出，为信息集成奠定基础。
航空设备PHM数据中故障信息代码标准化具体包括以下子步骤：
S31、获取IETM数据模块中故障信息代码的编码规则，建立各类故障信息的编码集Tf，Tf＝{tfi，1≤i≤n}，其中tfi，表示第i个故障信息的编码。
S32、找出可标准化的航空设备PHM数据。获取航空设备PHM数据中的每个故障信息fi，以每个故障信息对应的名称为关键字在Tf中进行查找，此步骤执行完成后，航空设备PHM数据WD被分成两个数据集WD1和WD2，WD＝WD1∪WD2；其中WD1为故障信息代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为WD1＝{wi|NameFi(wi)∈NameFi(Tf)，1≤i≤m}，NameFi(wi)表示数据项wi的故障信息的名称。WD2为无法完成故障信息代码标准化的航空设备PHM数据，表示为
S33、将航空设备PHM数据中故障信息代码标准化。以WD1中每个数据项的故障信息名称为关键字，在Tf中进行查找，找到对应的故障信息编码tfj，使用tfj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化工作，，形成数据集FD，表示为FD＝{fi|fi＝SetVlFi(wi)，wi∈WD1，1≤i≤m}，其中SetVlFi(wi)表示将数据项wi的故障信息代码编码用编码集Tf中对应的编码替代。
S4、对标准化后的PHM数据进行验证；取FD中的每一个数据项fi，若fi的工作单元的名称和代码均在编码集Ts中且fi的故障信息名称和代码均在故障信息的编码集Tf中，则fi通过验证。验证通过的数据形成数据集RD,表示为RD＝{ri|NameWu(ri)∈NameWu(ri)ANDVlWu(ri)∈VlWu(Ts)}AND{NameFi(ri)∈NameFi(Tf)AND VlFi(ri)∈VlFi(Tf)，ri∈FD，1≤i≤m}。VlWu(ri)表示数据项ri中对用工作单元的编码，VlFi(ri)表示数据项ri中对应故障信息的编码；m为数据项的总个数。
S5、将PHM输出的数据与IETM数据进行关联，确定信息交换的内容和范围，并设计信息交换的接口。
依据S1000D和GJB6600规定的IETM数据类型，与PHM输出信息相关的技术信息主要有两类：一类是故障类数据，主要由包含故障隔离、故障描述等信息的故障类数据模块组成；另一类是与排故相关的拆卸安装、图解零件等数据，主要由程序类数据模块、图解零件类数据模块组成。
该步骤具体包括以下子步骤：
S51、故障类数据的关联。故障类数据模块用于记录和表示故障报告、故障隔离和故障相关信息，IETM数据模块中故障信息划分的颗粒度与飞机工作单元划分的颗粒度相一致/或者更细，确保PHM检测的信息能够与故障类数据一一对应。
根据S1000D和GJB6600标准，故障类信息主要用于描述装备的故障现象、故障诊断、故障定位方法等信息，应直截了当且简明扼要，不应包含任何不必要的步骤。故障类信息分为<故障报告信息>元素和<故障隔离信息>元素两种，并可基于<参考信息>子元素引用其他技术资料。
<故障报告信息>元素和<故障隔离信息>元素的区别在于：<故障报告信息>元素使用固定的信息内容为自动化的智能专家诊断系统提供故障隔离数据；而<故障隔离信息>元素使用自然语言为维护操作人员提供故障的隔离与维修方法信息。
本实施例中，故障类信息的组织结构图如图4示。
(1)<故障报告信息>元素
<故障报告信息>元素用于为自动分析数据的智能化专家诊断系统提供相关的故障隔离与维修信息。
本实施例中，根据故障状态的不同，<故障报告信息>元素可分为<已隔离的故障>元素、<已检测到的故障>元素、<已观察到的故障>元素、<关联故障>元素等四类。其中<已隔离的故障>元素用于描述已完成隔离工作的故障信息，包括<故障描述信息>元素、<检测信息>元素、<定位与修理信息>元素以及<备注>元素等子元素；<已检测到的故障>元素用于描述已完成检测、但尚未隔离的故障信息，基于<故障描述信息>元素、<检测信息>元素、<检测隔离信息>元素以及<备注>子元素描述故障信息。<已观察到的故障>元素用于描述已观察到，但尚未完成检测的故障信息，主要基于<故障描述信息>元素、<故障背景描述>元素(用于描述与该故障有关的环境背景信息)、<隔离信息>元素以及<备注>元素等子元素描述故障信息；<关联故障>元素基于<参考信息>元素、<故障描述信息>元素和<检测隔离信息>元素、<备注>元素等子元素描述与已知故障相关联的其他故障信息。
(2)<故障隔离信息>元素
由一个或多个<故障隔离程序>子元素组成，使用自然语言为维护人员提供故障隔离的具体方法。<故障隔离程序>元素用于详细说明具体的故障隔离程序，主要包括<故障代码>元素、<故障描述信息>元素、<操作准备>元素、<故障隔离主要步骤>元素和<收尾工作>元素等子元素，整个交互式排故引导流程如下：
首先由IETM浏览系统的交互式排故引导程序为用户提供建议执行的<故障隔离主要步骤>元素，之后由用户依照<隔离操作项目>元素中的描述进行操作或检测。执行完成之后，用户可以通过“是、否”选择、“列表项”选择或者直接输入的方式根据操作或测试结果回答<提问>元素中的问题。然后计算机根据用户的反馈进一步分析，继续向用户提供相应的<操作项目>元素建议并等待用户回答，直至最终确定故障件。
IETM中故障隔离数据示例如下，具体故障隔离程序如图5。
示例：IETM中描述图所示的故障隔离过程的XML文档，具体内容如下：
/>
/>
通过上述例子可以看出，IETM的数据模块与PHM传输的检测数据相关联，依据PHM传输过来的工作单元代码和故障代码快速确定与之向对应的故障类数据模块(如果针对某一故障没有相应的故障类数据模块，可以根据装备维护需求逐步完善添加)，并将相应的数据按照装备保障活动需求通过数据接口传递到相应的软件系统中。
S52、其他类数据关联。当PHM系统预测到某一部件的寿命或故障时，会引发相应的部件检测和更换活动，此时通过采用标准的工作单元代码可以将航空设备PHM数据与IETM中相应的拆卸安装等操作程序相关联，为装备的保障活动提供各类操作数据。
当PHM系统检测的故障已经发生并被成功排除，也可以通过故障类数据模块将故障信息记录下来，并将相关故障件的拆卸、检测、安装等数据与之关联，以便于后续的维修操作。此时其他类数据与PHM检测数据的关联是通过故障类数据模块实现的。下面是一个飞机故障示例。
本实施例中观察到电源系统中某起动发电机(SNS为24－30－00)不发电，故障代码为362，具体故障症候为：地面试车时，故障信号灯盒上的“直流电源”警告灯不熄灭，单台“直流发电机断开”指示灯也不熄灭，检查此发电机时，指示为“0”。根据以往排故经验分析，故障件为发电机控制盒(代码为FKH－4A)，可以根据数据模块“发电机控制盒的拆卸和安装”(DMC为YY－Y－24－31－02－YYY－401Y－Y，版本类型为001)进行修理。用XML描述如下：
/>
/>
通过上面的例子可以看出，IETM系统中故障类数据模块可以与PHM系统检测的故障信息进行高度关联，根据PHM系统输出的数据，IETM系统可以提供相应的故障排除、故障记录数据，不仅可以为检测的故障提供排故引导，而且可以为后续地勤人员开展的检修工作提供拆装和检测程序，从而提高装备的保障效能和质量。
S53、确定PHM与IETM系统的数据交换类型和内容。
PHM系统与IETM系统交换的数据主要包括以下类型：PHM检测的故障和预测数据以及IETM中相应的故障数据。
PHM系统与IETM系统交换的数据主要包括以下技术内容：
飞机工作单元代码和故障代码；数据模块，XML格式的文本数据，包括文字、表格等；图形、多媒体等数据，与数据模块相关联的图解图、接线图等。
S54、确定PHM与IETM系统的数据接口方式。PHM与IETM系统的数据可以通过以下两种方式实现信息集成：
直接交换方式，数据发送方和数据接收方的数据管理系统能够通过网络等途径实现数据的实时传递与处理，如图6所示；
第一种：数据文件/数据包方式，数据文件/数据包的编制和文件格式应符合标准的文档格式和内容要求，可以通过网络、光盘等实现数据自动交换。
当PHM系统(或机下PHM系统)与IETM直接相连时，可以采用直接交换方式进行数据交换，应按照统一的文件传输协议要求进行系统设计和开发，应满足以下要求：
一条交换数据可包含多个数据类型，应能够触发一个或多个应用程序；应明确单个交换数据的合理大小；应支持多种文件传输方法，包括客户端启动的传输、程序启动的传输等；在数据传输时数据应不发生变化。
第二种：数据文件/数据包交换，当PHM系统(或机下PHM系统)不与IETM系统直接相连时，可以采用数据文件/数据包方式进行数据交换，交换数据包应按照统一的格式和内容编写要求组织和编制，以光盘、邮件等方式交换，应满足以下要求：
应按照XML文件、图形文件等分类后进行数据交换；XML文件应按照同一版本标准(如S1000D、GJB6600等)编制；数据文件/数据包中应包含相应的控制和/或声明文件；数据文件/数据包不应使用压缩文件。
S6、对代码标准化后PHM数据进行验证，验证通过后，基于步骤S5确定的信息交换接口将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
PHM系统产生的信息由飞机工作单元代码和信息码，由六位+三位数字字符组成，前两位为工作单元系统代码，第三位为子系统代码，第四位为子子系统代码，第五、六位为故障LUR代码，后三位为信息码，用于表示PHM系统根据检测的信号得到的故障、预测、失常等信息。
按照PHM与IETM系统接口设计要求，这些码段采用XML语言进行描述，为了与IETM中数据采用相同的描述方法，PHM系统输出的检测数据按照如下格式进行编制：
由接口程序对PHM系统的数据进行分析，根据信息码的数值自动查找IETM系统中相应的数据模块，并将相应数据模块通过接口程序输出到PHM系统或者装备保障信息平台的其他系统中。
从信息定义的技术实现角度来看，数据结构的定义已经由原来的各个应用专有数据类型、行业内的标准数据表达，逐渐过渡到具有自描述功能的基于XML语言的数据表达与存储。从应用间集成接口的实现与接口的表现形式来看，已经从最初的自定义应用编程接口、基于某集成技术框架下的接口定义(如CORBA或COM的接口描述语言)，发展到更通用的基于XML语言的网络服务接口定义语言(WSDL)的集成接口描述。
IETM系统所提供的标准化数据(即数据模块)，按照GJB6600或S1000D标准生成，采用中间格式：XML语言描述，具有标准的信息表示方法，能够支持软件系统对其包含的信息进行自动化解析和处理，为装备的维修保障活动提供重要的基础源数据。
在进行PHM与IETM系统集成方案规划时，既考虑PHM与IETM系统之间的数据交互需求，又从装备保障信息平台大系统的角度出发，面向整体信息化环境进行信息的整合与集成定义，保证集成接口的可扩展性，以及对可能增加的其它数据需求的支持能力，保证接口实现规范化、协调化、柔性化所必需定义的数据中间层。
为了实现PHM系统与IETM系统在装备保障信息处理过程中的协调性和完整性，结合装备保障信息平台定义的装备保障信息模型及具体描述、以及PHM和装备维修保障业务活动基础上定义的业务信息模型及其描述，建立统一的信息共识与描述，使PHM系统、IETM系统和其他保障子系统的接口定义与集成、业务流程描述与实施等各环节都协调统一。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：其包括以下具体步骤：
S1、获取航空设备PHM数据，航空设备PHM数据包括工作单元数据以及故障信息数据；
S2、将航空设备PHM数据中的工作单元数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S21、获取IETM数据模块中标准编码系统的编码规则，建立装备系统、第一级系统、第二级系统、单元和组件的编码集Ts，Ts＝{tsi，1≤i≤n}，其中tsi表示第i个工作单元的编码，n为总工作单元的个数；
S22、确定可标准化的航空设备PHM数据：获取航空设备PHM数据中的每个工作单元代码di，以每个工作单元对应的名称为关键字在编码集Ts中进行查找，此步骤执行完成后，PHM原始数据YD被分成两个数据集YD1和YD2，YD＝YD1∪YD2；
其中，YD1为工作单元代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为YD1＝{yi|NameWu(yi)∈NameWu(Ts)，1≤i≤m}，YD2为工作单元代码无法标准化的航空设备PHM数据，表示为1≤j≤m}；NameWu(yj)表示数据项yj的工作单元代码的名称；NameWu(Ts)表示编码集中的工作单元的名称；m为数据项的总个数；
S23、将航空设备PHM数据中数据集YD1进行工作单元代码标准化：以YD1中每个数据项的工作单元名称为关键字，在编码集Ts中进行查找，找到对应的工作单元编码tsj，使用tj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化，形成数据集WD，表示为WD＝{wi|wi＝SetVlWu(yi)，yi∈YD1，1≤i≤m}，其中，SetVlWu(yi)表示将数据项yi的工作单元代码编码用编码集Ts中对应的编码替代，wi为数据项yi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的工作单元代码标准化；
S3、将航空设备PHM数据中的故障信息数据代码标准化，具体包括以下子步骤：
S31、获取IETM数据模块中故障信息代码的编码规则，建立各类故障信息的编码集Tf，Tf＝{tfi，1≤i≤n}，其中tfi，表示第i个故障信息的编码，n为总故障信息的个数；
S32、确定可标准化的PHM故障信息数据：获取航空设备PHM数据中的每个故障信息fi，以每个故障信息对应的名称为关键字在编码集Tf中进行查找，此步骤执行完成后，航空设备PHM数据WD分为两个数据集WD1和WD2，WD＝WD1∪WD2；其中WD1为故障信息代码可标准化的航空设备PHM数据，表示为WD1＝{wi|NameFi(wi)∈NameFi(Tf)，1≤i≤m}；WD2为无法完成故障信息代码标准化的航空设备PHM数据，表示为其中，NameFi(wi)表示数据项wi的故障信息的名称，NameFi(Tf)表示编码集中的故障信息的名称，m为总数据项的个数；
S33、将航空设备PHM数据中故障信息数据代码标准化：以WD1中每个数据项的故障信息名称为关键字，在编码集Tf中进行查找，找到对应的故障信息编码tfj，使用tfj的值替代工作单元编码，完成工作单元代码的标准化工作，形成数据集FD，表示为FD＝{fi|fi＝SetVlFi(wi)，wi∈WD1，1≤i≤m}，其中SetVlFi(wi)表示将数据项wi的故障信息代码编码用编码集Tf中对应的编码替代，fi为数据项wi代码标准化后的数据，完成航空设备PHM数据中的故障信息代码标准化；
S4、对标准化后的PHM数据进行验证；检查FD中的每一个数据项，确保数据项的工作单元代码和故障信息数据代码已正确实现标准化；取FD中的每一个数据项fi，若fi的工作单元的名称和代码均在编码集Ts中且fi的故障信息名称和代码均在故障信息的编码集Tf中，则fi通过验证；验证通过的数据形成数据集RD,表示为RD＝{ri|NameWu(ri)∈NameWu(ri)AND VlWu(ri)∈VlWu(Ts)}AND{NameFi(ri)∈NameFi(Tf)AND VlFi(ri)∈VlFi(Tf)，ri∈FD，1≤i≤m}；VlWu(ri)表示数据项ri中对用工作单元的编码，VlFi(ri)表示数据项ri中对应故障信息的编码；m为数据项的总个数；
S5、将代码标准化后PHM数据与IETM数据进行关联，确定信息交换的内容及方式，并确定信息交换的接口；
S6、基于步骤S5确定的信息交换接口将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
2.根据权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：步骤S1中航空设备PHM数据的工作单元代码需要编制到LRU一级；航空设备PHM数据的故障信息代码表示PHM系统检测到的故障信息。
3.根据权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：步骤S3中故障信息代码采用开放体系，在各层增加内容，给新的故障预留位置，根据PHM能够检测的故障信息范围，选取相应的信息代码，并与工作单元代码组合输出。
4.根据权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：步骤S5根据PHM数据与IETM数据模块的要求，按照编码原则对相应的数据信息进行故障编码，以标准编码的方式将检测的信息输出。
5.根据权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：步骤S5中信息交换的数据类型包括航空设备PHM检测的故障和预测数据以及IETM数据模块中相应的故障数据；信息交换的技术内容包括飞机工作单元代码和故障代码、数据模块以及与数据模块相关联的图形数据。
6.根据权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法，其特征在于：步骤S5中信息交换的方式包括直接交换以及数据文件/数据包方式交互，所述直接交换指数据发送方和数据接收方的数据管理系统能够通过网络实现数据的实时传递与处理；所述数据文件/数据包方式交互指通过通讯的方式交换数据文件/数据包。
7.一种用于权利要求1所述的航空设备PHM数据与IETM数据模块信息集成方法的信息集成系统，其特征在于：其包括航空设备PHM数据获取单元、工作单元数据代码标准化单元、故障信息数据代码标准化单元、数据关联单元，验证单元以及集成使用单元，所述航空设备PHM数据获取单元用于获取航空设备PHM数据，所述工作单元数据代码标准化单元用于进行工作单元数据代码标准化；所述故障信息数据代码标准化单元用于进行故障信息数据代码标准化；所述数据关联单元用于将PHM输出的数据与IETM数据进行关联，所述验证单元用于对代码标准化后PHM数据进行验证，所述集成使用单元用于将代码标准化后PHM数据传输至IETM数据模块。
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