四性及综保数据管理 LDM.docx
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四性及综保数据管理LDM
四性及综保数据管理—LDM
王可崔建锋北京瑞风协同科技股份有限公司
1概述
1.1LDM基本概念
四性及综保数据管理（LDM,Logistic-supportandDependabilitydataManagement）是管理装备全生命周期的四性及综合保障专业信息的技术。
四性及综保数据管理系统是利用网络数据库技术实现四性及综保数据管理并支撑四性及综合保障业务过程的信息化系统，也称四性综保数据平台或LDM系统，或四性综保数据库或LDM数据库，或直接简称为LDM。
LDM的概念可表示如图11所示：
图11LDM的概念图
四性及综保数据管理系统（LDM）的对象是涉及装备四性及综合保障业务的三类信息：
四性数据、综保设计数据和技术保障数据（有时称之为保障特性数据、保障系统数据和保障服务数据）。
四性数据是围绕装备的可靠性、维修性、测试性、保障性等方面的设计/分析/试验/评估数据；综保设计数据是围绕装备保障系统的设计/研制/试验/评估数据，包括保障方案、保障资源数据（保障设备、技术资料、训练手段等）；技术保障数据是围绕装备在使用阶段的使用保障和维修保障等方面的部署/收集/监测/评估数据，包括装备使用、故障报告、训练及备件供应信息。
四性及综保数据管理系统（LDM）的应用主体是装备的研制、使用、维护维修三类企业或组织。
装备的四性及综合保障业务就是由这三类企业或组织围绕如何使装备发挥、保持或恢复效能而开展的，只要是与装备数据打交道的人，都可能用到LDM。
限于篇幅因素，本书主要针对装备研制企业的LDM展开。
对装备研制企业来说，四性及综保专业领域主要有三方面业务：
四性设计分析、综合保障设计、技术保障支持，LDM管理的三类数据就来自这三类业务。
四性及综保数据管理（LDM）是现代信息技术在装备四性及综保领域的应用成果，它主要利用网络和数据库实现对上述三类信息的管理。
1.2LDM发展历史及趋势
1.1
1.2.1LDM出现背景
随着装备科技的不断发展和应用需求的不断升级，各种现代化装备变得日益庞大和复杂，为保证这些装备的使用可用度或战备完好性，必须在装备的研制过程中加强可靠性、维修性、测试性及保障性等以保障特性的设计和分析，同时还要加强保障性分析工作，以便更加合理设计和规划为装备配备的保障资源。
对装备研制单位来说，目前在装备四性及综保设计手段方面表现出来最主要的问题是：
缺乏一体化的专业数据管理能力，使得数据资源的积累、保护、共享和充分利用无法实现，各种专业工作无法协同配合；四性及综保工作与主装备设计工作的脱节，使得四性及综保工作成果难以体现价值；缺乏对装备的四性及综保质量的掌控能力，缺乏标准规范的贯彻能力。
为解决以上问题，迫切需要建设综合集成的数据管理环境，对四性及综保数据进行统一的管理，实现各个专业环节之间数据的无缝衔接，消除信息孤岛，保护数据资源，保证数据一次创建多次使用。
在此基础上，集成四性综保专业软件，建立规范化业务流程，建成各种专业系统，形成围绕装备研制及使用维护的保障性信息环境，为装备的使用保障及维护保障保驾护航。
这就是四性及综保数据管理LDM（Logistics-supportandDependabilitydataManagement）的由来。
1.2.2LDM的形成及发展历史
关于四性及综保数据管理的简称LDM。
有两种解释，其一是：
四性一般被简称为RMS或RMTS，或被统称为可信性Dependability，综合保障IntegratedLogisticSupport被简称为ILS。
为了避免与RDM（RiskDataManagement，风险数据管理）、SDM（SimulationDataManagement，仿真数据管理）冲突或混淆，取Logistic-support的首字母，把四性及综保数据管理简称确定为LDM（Logistic-supportDataManagement）。
另一种解释更完备些：
取Logistic-support和Dependability的首字母，也得到LDM（Logistic-supportandDependabilitydataManagement）。
下面对于LDM发展历史的论述系一家之言，仅供业界同仁参考。
LDM技术的发展可以粗略分为以下三个阶段：
分散的可靠性设计文档保存阶段、基于数据库的集中管理阶段、面向业务整合的综合集成阶段。
第一阶段：
分散的可靠性设计文档管理阶段。
从上世纪40/50年代开始，可靠性研究开始得到重视，从60年代起可靠性技术逐步进入成熟期，可靠性软件已经在复杂产品研制中得到广泛应用，但是应用模式普遍是单点式的，没有发现数据文档集中管理保存的价值。
因此，这个阶段数据都由工程人员用文件形式各自分散保存，只能算是最原始阶段的LDM。
第二阶段：
基于数据库的集中管理阶段。
从上世纪80年代开始，可靠性/维修性/测试性设计已经成为军用装备的强制标准内容，综合保障的必要性已经确立。
以美国CALS（ComputerAidedLogisticSupport/ContinuousAcquisitionandLife-cycleSupport）计划为指导，出现一系列的信息系统，其代表是JCALS和CITIS，JCALS是支持全局保障性信息管理和共享的平台，是一个帮助军方主导装备的采办和质量监控的系统；CITIS是承包商集成技术信息服务系统，包括了对设计/研制/生产阶段的保障信息的定义、组织、访问和维护功能，承制厂商使用CITIS向军方用户提供保障技术数据的访问。
同一时期MIL-STD-1388标准的推出，第一次以标准的形式严格规定了保障性数据模型。
随后出现了一些相应的数据库管理软件，例如雷神公司的Eagle和Pennant公司的OmegaPS。
总的来说，这个阶段的LDM由于信息技术的水平有限，仅仅满足于用数据库存储，没有把相应的业务流程串联起来，因此只能说是面向数据集中管理的LDM，谈不上对业务的综合集成。
第三阶段：
实现业务整合的综合集成阶段。
二十世纪90年代中期以来，以信息处理技术、网络数据库技术的飞速发展为推动力，工程应用系统的面貌开始发生翻天覆地的变化，旧的基于C/S模式的系统逐步显得落后，取而代之的是新一代的基于Web和智能客户端技术的新型架构模式（即B/S+RC模式）；其次，可靠性/维修性/测试性/保障性等方面设计分析工作被不断地集成，并与后续的保障系统设计工作紧密关联，诸如FMECA、RCMA、O&MTA、FRACAS等技术工具已经得到普遍采用，并且已经成为新型号的任务要求中不可缺少的内容，产生的数据量更大，任务项之间的前后承接关系、数据版本追溯关系更加复杂，从而进一步提高了对于数据管理功能和软件集成功能的需求；最后，大规模的协同工作模式给装备设计带来了巨大的变化，基于PDM上发展起来的PLM思想、复杂产品配置管理技术、基于三维模型的设计建模技术、虚拟设计及虚拟试验技术等，都使得新一代的装备设计水平空间提高，与之配套的四性及综保设计能力自然也必须水涨船高。
因此，新一代的LDM将是具有如下特征：
基于Web技术的网络协同能力、综合多厂商工具软件的集成能力、与先进的PLM系统的关联同步能力。
总结起来，就是能够进行业务整合的综合能力。
进入二十一世纪以来，一些先进的系统陆续出现，例如波音公司的ISDP、BAE公司的LIMS、美国空军的REMIS系统、美国海岸警卫队的CG-LOCIM等，都是比较典型的第三阶段的LDM系统。
1.2.3LDM现状与发展趋势
与国外相比，国内在LDM的研究和应用方面有不小差距。
国内目前尚未推出成熟的能够全面覆盖四性及综保业务的LDM系统。
在市场上已有的产品中，LDM3000、ARMS、CARMES等具有较好的基础，其它一些产品诸如PSDM等，其使用效果还有待验证。
在应用方面，三一重工自主研制投入应用的企业控制中心ECC整合了研发、质保、采购、生产、营销、服务、配件等环节，在应用中取得不错效果。
国内目前在LDM技术的研究方面比较活跃，众多的研究单位都认识到市场对LDM的巨大需求和其应用前景。
例如，清华大学牵头的国家863项目“装备状态监测及运维服务”面向装备的维护维修大修（MRO）需求，建立维修需求分析、维修计划管理、维修物料管理、维修过程监控和维修知识管理等功能，形成MRO业务支持平台；国防科技大学针对装备综合保障关键技术进行分析，提出了装备综合保障公共数据环境，收集来源于装备全寿命周期中的各阶段数据，并对各阶段提供技术支撑；华中科技大学研究了舰船维修器材保障系统模型,运用专家系统、数据仓库和维修决策支持技术，建立了器材维修的管理信息系统原型；哈尔滨工程大学根据舰船综合数据管理的特点和舰船的网络特点，设计了综合数据管理系统的硬件框架、软件体系结构及数据库工具；海军航空工程学院根据海军导弹使用、维护情况以及技术保障要求，建立了导弹武器系统综合保障管理信息系统，支持装备管理部门进行维修性决策，辅助基层单位进行故障定位、查找故障原因，并指导维修保障。
LDM发展趋势
LDM是四性综保专业技术和信息技术结合的产物，因此LDM的发展趋势取决于信息技术发展趋势和四性综保专业的发展趋势。
首先，网络信息技术发展的成果将陆续在LDM中得到应用。
例如数字宽带技术、多媒体技术、RFID物联网技术、云计算技术等在不远的将来能够帮助LDM扩展应用范围、提高应用效率、改善应用方式。
这些信息技术在多种技术文献中有详细介绍，在此不赘述。
其次，四性综保专业领域的发展趋势决定了LDM的专业功能的发展方向。
综合上述两方面的论述，我们姑且对LDM的发展趋势做一个简单的预测，即：
先进网络、多维集成、智能处理、平台支持，如下：
先进网络：
深化web技术应用，加强网内业务协同能力，利用宽带技术强化远程数据通讯能力，并采用云技术适应大规模的民用领域应用。
多维集成：
扩大集成范围，不仅集成装备全周期的信息资源，而且集成多专业的软件工具；提高集成层次，通过融合数据和打通流程，实现多专业之间进行设计迭代和优化权衡；此外，与装备的内嵌信息部件连接，实现设备监测数据的自动获取。
智能处理：
利用专家知识库、搜索引擎、模板库和设计准则库，自动过滤出设计辅助信息，帮助设计人员减少查阅手册的工作量；采用BI技术（商业智能），进行数据挖掘，获取人工无法得到的保障性分析结论，并提供决策辅助支持；把四性综保专业的各种标准规范（包括国标、国军标、行业及本单位标准）等固化到系统中，提高标准贯彻的方便性，降低培训学习难度。
平台战略：
提供更丰富的基础服务来完善对LDM内工具的支撑，提供更广泛的接口容纳第三方软件工具；提供依照国家及行业的信息化标准支撑各种二次开发应用。
在这些趋势下，LDM将可以支持四性及综保业务实现全行业的协同、全资源的集成、全数据的管理和全系统的规范等目标。
从长远来看，LDM将在四性及综保业务中扮演的作用是比较明确的，即成为支撑全生命周期的四性及综保业务的基础平台，如图16所示：
图16LDM在四性及综保业务中的基础作用
如图所示，LDM将作为新一代四性及综保业务系统的基础支撑，集成四性设计分析、综保设计分析、和技术保障支持三方面的业务工具集，并与主装备设计环境中的需求管理软件、项目管理系统、产品数据管理系统集成，同时保持与成品配套单位、使用/维修单位之间的数据交换接口。
1.3LDM目标及作用
1.3.1LDM目标
四性及综保数据管理（LDM）的目标是：
实现四性及综保信息的统一管理，为实现四性及综保业务的一体化和规范化提供支持，满足装备承制方及使用方对于装备的保障特性、保障资源和保障支持等方面的信息需求。
1.3.2LDM的作用
从信息化的角度分析，LDM的主要作用是：
统一管理与四性及综合保障专业有关的数据，集成四性及综合保障的各种软件工具，建立起规范化的业务流程，融入主装备的设计环境，从数据管理和业务支持二个层面实现对四性及综合保障各项业务的支撑。
上述主要作用可以分解为如下几方面：
ØLDM统一管理四性及综保数据，LDM融合四性及综保数据模型，建立起各种数据的内在关系，并统一保存到数据库中，消除目前在该专业领域普遍存在的“信息孤岛”问题，提高数据的共享能力和使用效率；
ØLDM整合四性及综保业务环境，LDM提供软件接口，集成各种四性及综保专业软件，把以往分散的四性及综保业务工作整合到一个共同的环境中，提高各项业务之间的协同程度和综合权衡能力，并建立起规范化的业务流程，使得四性及综保的设计准则能够得到贯彻；
ØLDM建立与主装备设计的紧密关联，LDM获取主装备的设计信息作为重要的输入，并把本专业设计结果提交回主装备设计环境，使得四性及综保设计与主装备设计保持同步，解决长期以来装备功能设计和四性综保设计之间的割裂问题，使得四性及综保的工作能够落在实处。
从业务支持的角度分析，LDM对于复杂装备的研制单位（例如装备的总体或分总体单位）来说，还有如下作用和功效：
Ø实现装备四性及综保的技术状态管理。
按照国标、国军标和行业标准的有关规定，针对复杂的装备结构和研制流程、繁多的装备品种和批次、以及大量的四性综保技术文档，围绕主装备的技术状态管理机制，建立起与之联动的监控管理手段，包括技术状态的标识、控制、记录和审核。
Ø实现装备四性一体化设计。
基于四性及综保的数据平台，建立起符合国标和国军标的任务项分解和监控机制，同时以需求指标、装备结构和故障模式为主线，建立起各专业任务项之间的数据传递关系和综合权衡机制，使得四性设计能够提供综合最优结果。
Ø实现装备保障资源关联设计。
基于四性及综保的数据平台，集成原本分散使用的保障性软件，建立需求指标、保障性分析与多种保障资源设计工作之间的紧密关联和数据转换接口，提高数据共享和重用能力，消除设计中的重复输入工作，从而提高保障系统设计效率，降低设计人员工作负荷。
Ø实现及时准确的装备技术保障支持。
基于四性及综保的数据平台，针对装备试验、部署、使用和维修各个环节建立信息搜集、分析和反馈机制，准确地跟踪和监测装备的技术状态，并及时为使用维修单位提供维修技术支持、训练支持和备件信息支持，提高装备技术保障服务水平，控制保障费用。
Ø实现对成品配套单位的有效质量监控。
基于四性及综保的数据平台，建立统一的成品四性和综保信息的存储管理能力和收集、处理和发布机制，与各个成品配套单位建立顺畅的数据交流通道，实现对成品四性数据的高效检查和跟踪，实现从成品到分系统/系统、再到型号的四性数据综合，保证整个型号范围内对于四性综保特性的监控不留死角。
Ø实现四性综保专业知识的积累和利用。
建立起四性综保专业知识库，收集专业术语、标准、模板和算法，收集整理各部门专家的知识经验，收集现有型号的设计数据，形成四性综保专业的基础知识库和参考型号参数库，并提供方便的搜索查询机制和设计引用接口。
谈到LDM的作用，还必须明确它在单位信息化格局中的地位，以及与其它信息化系统的关系。
如图12所示。
图12LDM在企业信息化环境中的定位图
如图12所示，在研制单位的信息化格局中，占据主要地位的是如下几个系统：
Ø以项目管理软件（PM）为主的业务规划及监控软件集；
Ø以产品数据管理软件（PDM）为主的设计管理软件集；
Ø以企业资源管理软件（ERP）为主的经营管理软件集；
Ø以业务门户软件（Portal）为主的应用界面管理软件集；
Ø以办公软件和通用工具（OA/Office）为主的基础管理软件集；
Ø以网络操作系统/数据库/企业服务总线（ESB）为主的信息化基础支撑环境
以上这些内容构成了一个装备研制单位的企业信息化架构的主体。
在其中，LDM的地位是：
在四性及综保专业领域的数据管理平台和业务支撑环境。
如图12所示，LDM与三类系统的关系最密切，包括：
产品数据管理系统（PDM）、项目管理软件系统（PM）、和业务门户系统（Portal），具体说明如下：
LDM与PDM关系
LDM与PDM关系紧密，可以把LDM看作是PDM在四性及综保专业领域的延伸。
LDM与PDM的关系：
LDM要从PDM处获取装备的各种设计信息，包括装备结构、设计文档及技术状态管理信息，并且要与PDM保持一致，同时LDM会向PDM系统提交四性及综保设计业务的结果数据。
LDM与PDM的不同在于：
LDM专注于四性及综保领域的数据模型和业务模型，管理PDM顾及不到的四性及综保的专业数据和业务过程数据，集成PDM难以集成的四性及综保专业软件。
详细的四性综保专业数据和业务过程数据目前只能在LDM中管理，没有其它系统能够承担这个职责。
此外，由于LDM还管理装备使用阶段的数据，因此它在产品生命周期中的作用范围比PDM向后延伸得更远。
总之，LDM与PDM分担企业内不同层面不同侧重的数据管理职责。
PDM处在整个型号层面，而LDM处在专业层面；PDM侧重于设计成果，而LDM侧重于专业设计细节和使用维修细节。
LDM与PM关系
LDM与项目管理软件系统（PM）的关系也比较密切。
一般来说，PM负责上层的项目规划和分解，而LDM负责底层的专业任务项的分解和监控，LDM从PM获取上层项目分派信息（WBS），按照专业的设计规范要求和模板进行分解/分派，定义任务的设计准则、参考信息和交付物等信息，并向PM提交分解而得的四性/综保工作项的列表。
LDM与门户系统关系
LDM与单位门户的关系是：
LDM的门户入口可以挂在单位门户之下，作为单位门户的子门户，并显示为主门户中的一个视图，在该视图中显示四性及综保专业的概要信息。
LDM与其它系统关系
LDM与其他信息系统也会有一些关系。
例如：
LDM会从单位的基础管理软件功能中获取人员信息、身份认证信息。
总结起来，LDM与其它的专业级别的数据管理平台（如试验数据管理TDM/仿真数据管理SDM等）处在同等地位，都是围绕PDM并负责某个专业领域内的数据和业务管理的子平台，都可以看作是PDM在该专业领域的延伸。
（由于作用类似、功能类似，可以把它们统称为xDM））
有关LDM与各种信息系统的关系的更详细的说明，请参见后续的《LDM系统集成技术原理》中的有关章节。
2LDM组成及功能
LDM系统组成应该什么样？
各组成部分应该具备哪些功能呢？
基于前面一章中对LDM需求的分析，可以得出典型的LDM组成结构如图31所示：
图31典型LDM组成图
如图3-1所示，典型的LDM将包括四性及综保数据库、数据管理工具集、业务管理工具集、系统集成工具及接口、以及基础支撑框架等几部分。
下面将针对这几部分逐一阐述分析LDM的功能需求，明确典型的LDM应该具备的功能。
实际上，把这些功能需求汇总起来，就可以得到一整套标准或技术条件，用来衡量LDM是否能够有效支持四性及综保业务。
2
2.1四性及综保数据库
1）四性及综保数据库
四性及综保数据库中将存储涉及四性综保专业的各种数据。
主要包括四性设计分析、综保设计分析、技术保障支持、任务项管理、需求指标管理、装备设计信息等类数据，其范围将覆盖装备的预研/论证、方案、研制、试验及部署使用的等全生命周期。
数据库的设计必须符合国标、国军标和行业标准的有关规定，并参考国外相应标准。
这些标准包括：
GJB3837/GJB3206A/HB7807/GJB841-90/GJB1391/GJB5967/MIL1388-2B/GEI0007/S3000L/S1000D。
2）数据浏览/显示/基本查询
四性及综保数据库提供方便的浏览和查阅的功能。
具体功能包括多种分类方式、界面形式来显示数据，以及对数据的基本查询。
分类方式包括：
按照所属专业分类、按照所属任务项分类、按照产品结构分类、或者按照所属的部门分类；界面形式包括：
用树显示层次结构、用页签显示不同分组、用简表列出主要信息、用详细表列出全部数据、用web图形方式显示专业设计结果（例如FTA/RBD/RCMA决断图等）；
LDM的显示浏览功能为便于网络环境内使用，基于Web界面提供统一的界面布局和使用方式，无须预先部署安装专门的工具软件。
这样便于有关人员迅速浏览专业数据和图形。
每张数据表都提供基本查询功能。
2.2四性及综保数据管理工具集
1）数据搜索查询
为了弥补基本查询能力的不足，LDM应该提供高级的搜索查询功能。
搜索查询的范围包括结构化数据库表和非结构化技术文档，可以实现对于数据库中重要字段的匹配搜索，和对于文档内容全文的搜索（包括Word/Excel/PDF/TXT等格式）。
在搜索匹配时应该有模糊查询和精确查询功能。
按照搜索结果的类型提供多种方式的显示形式，类似于baidu/Google的方式。
例如针对数据库记录按照表格形式显示，针对技术报告则显示部分文字段落。
2）文档管理
LDM提供统一的文档中心，集中管理整个数据库中的各种文档。
提供浏览/查询/统计、文档版本管理、发布管理等功能。
3）报告自动生成
LDM提供报告的自动/半自动生成。
可以根据标准规范中规定的报告格式生成各类报告、简报或者报表；报告可以是Word/Excel格式；提供一定的报告格式定义能力，使得用户可以调整、定制。
提供报告模板库管理功能，各种报告/报表的格式存储在模板库中，供重用和借鉴。
4）数据导入/导出
LDM中需要有基本的四性综保数据的导入/导出能力。
可以接受来自协作单位和上级单位的指标数据文件、试验原始数据文件/处理结果数据文件、以及配套产品的四性技术数据文件，导入的数据保存到LDM预定的数据表中。
导入文件以Excel/Word格式为主。
为应对导入文件格式的多样性，提供导入模板的定义能力，该导入模板被称为数据IO模板，保存在模板库中供重用。
数据导出的功能也是按照数据IO模板，输出的文件是Word/Excel格式。
2.3四性及综保业务管理工具集
1）业务门户
LDM系统提供面向四性综保专业的业务门户，即专业的综合信息显示和专业功能入口的界面。
该门户提供基于产品结构、基于部门组织、基于具体专业分类的信息综合显示，为不同的角色（专业总师、主任设计师、主管设计师/工程师）提供不同的信息内容界面和功能选择。
通常情况下，门户界面内提供四性综保的专业任务项列表、统计图表、指标预警提示、技术通报，也提供日常通用的日程和消息提醒等。
其中，指标预警提示可以针对装备的不同关键指标值，以直观图形形式显示，为监控装备状况提供简洁、清晰的展示平台。
LDM业务门户能够进行定制，可以选择不同的内容、改变界面布局、或者设置各种按照部门、专业、型号的内容过滤，以满足个性化的需求。
2）任务管理
LDM提供四性综保任务管理功能。
可创建四性及综保专业设计任务，分解出详细的工作项，为工作项设置设计要求、选择专业设计界面环境（工作空间）、指定交付物、指派相应的责任人和审批流程，LDM支持内部和外部的审核流程，可以直接利用单位的主审核流程来审核LDM中的工作成果。
任务管理还提供任务定义模板功能和任务监控功能。
3）工作空间
工作空间是在任务项执行时候调用的综合性的专业设计界面环境。
它集成任务信息、工作流程、工作要求、交付物、可用数据、技术通告、交流反馈信息、参考文档、第三方专业软件工具等多种信息，使用户能够专注于某项工作任务，无须四处查阅所需要的工具、信息或参数。
4）需求管理支持
LDM建立了专业任务项与需求的衔接能力。
它从需求管理软件接收有关四性及综保专业的需求信息，并提供针对专业需求的分解、指派、跟踪功能，浏览需求时能够同时了解需求分解的情况、各项需求对应的任务项以及该需求满足的现状。
5）设计准则管理
LDM提供设计要求和准则的定义和贯彻监控能力。
它可以预先制定专业的工作要求和设计准则，然后在任务项定义时自动/半自动地与任务绑定，使得在任务的工作空间中，可以清楚地了解有关要求，并可针对各项设计准则进行符合性检查，这可以作
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