0 引　言

随着舰船装备的高速发展，装备复杂程度日益增加，装备使用维修保障任务量呈爆发式增长，装备使用和保障费用逐步增高，战备完好性却越来越难以保持，以专家和技术人员经验为基础的传统维修保障作业模式已经不能满足装备保障需求。随着计算机技术、网络技术、数字通信技术、人工智能技术的发展与应用，各国海军非常重视舰船装备综合保障信息系统建设，将装备保障信息化作为提高战备完好性、任务成功率和装备保障工作效能的重要牵引。

1 舰船装备综合保障信息系统建设现状

美国海军投入大量人力和物力开发和应用各种综合保障信息系统，持续推动装备保障由机械化向信息化转变。美国海军研制了海军舰船维修与器材管理系统（3M系统），通过利用信息技术和网络技术建立共享维修信息数据库和数据管理系统，构建装备维修精细化管理的数据基础。随着视情维修技术的发展，美军将传统的计划修理向基于状态的维修转变，开发了战备状态测试系统（ORTS）、综合状态评估系统（ICAS）、机械预测和诊断系统（MPROS）等视情维修典型工具与应用。2018年起，美国海军通过ICAS与远程支持系统（DS）结合，主导完成了企业级远程监控（eRM）开发，并持续推动其代替ICAS，形成海岸一体的“感知-响应”体系能力。2025年，美国海军阿里伯克级“菲茨杰拉德”号导弹驱逐舰首次部署安装了第四代企业级远程监控（eRM v4）平台，感知与分析每秒约近万个传感器数据，通过人工智能算法分析数据异常并生成维护建议，实现预测机械故障并自动生成维护方案，帮助舰员在问题恶化前排除故障，显著减少舰船停航时间，是美国海军向基于人工智能的主动预测维修转变的标志。美国国家造船研究计划（NSRP）正在研究舰载三维环境技术项目，集成来自福特级航母数字数据环境（FCDE）、海军先进技术信息系统（ATIS）、技术数据管理信息系统（TDMIS）和其他关键数据库，开发基于3D产品模型的舰载系统，该系统整合船舶设计与维修数据库，支持损害评估、备件管理一键导出，能够有效控制修理周期并减低修理成本。装备综合保障信息系统主要集中在面向保障资源要素的数据管理系统、基于装备状态的视情维修系统两类，并呈现岸海一体、系统集成、数据融合、智能预测、全寿期贯穿等发展趋势^{[1 - 2]}。

在跟踪借鉴国外海军综合保障系统建设基础上，我国相继开发了多型综合保障相关应用软件，包括装备维修保障信息管理系统、交互式电子技术手册系统、虚拟维修训练系统等，有力提升了我国舰船装备的综合保障信息化水平。张成伟等^[3]开发了船舶机电系统综合状态评估与健康管理系统，实现了综合状态监测、综合状态评估、综合故障诊断、健康管理等系统功能。龚静康等^[4]提出水声装备的状态监控与健康管理体系框架，围绕装备数字化建模、故障排故智能引导、装备数字化标识、装备状态监测参数体系构建、故障预测及健康管理模型算法模型、舰员级维修辅助终端、用装辅助决策系统等方面提出技术方案。尹安等^[5]开发了潜艇装备保障信息系统，通过配置不同层级的信息数据库，解决各基地级数据交互与数据统筹应用问题。陈建平等^[6]基于北斗卫星通信及虚拟现实技术设计武器装备远程维修保障系统，系统由远程保障中心系统、北斗卫星通信系统、现场维修保障系统组成。目前，我国舰船装备综合保障信息系统不再是舰载级信息系统，逐渐重视岸基系统与远程系统的部署，以及装备技着术状态数据的收集、分发和处理工作，着力向岸海一体的系统转变，充分发挥远程技术力量对状态感知、故障预测、数智融合等应用的支持作用。

2 舰船装备综合保障信息系统设计

结合国内外综合保障系统建设现状，针对信息收集整理、数据管理、分析决策和远程支援等需求，开展舰船装备综合保障系统设计，构建面向“舰载-岸基-远程”的统一平台，对数据采集系统、综合保障信息管理系统、视情维修系统等保障信息系统进行软硬件集成，使各系统协调运行，实现综合保障各项工作网络化、规范化和智能化。

2.1 系统平台架构

舰船装备综合保障信息系统是包括舰载节点、岸基节点和远程节点3层节点的软件系统与数据库，以及连接各节点之间的网络系统，其平台架构如图1所示。

舰载节点是舰上装备综合保障信息系统，是系统平台的基础核心，主要包括数据采集系统、综合保障信息管理系统、视情维修系统，实现装备综合保障信息管理、辅助分析决策等功能。岸基节点是工业部门靠前保障的中心级节点，对保障覆盖的多个舰载级节点进行集中对口管理。远程节点是多个装备研制生产单位节点，对中心级节点提供远程技术支持。

舰载节点和岸基节点之间通过卫星通信链路或光盘传递建立通信，岸基节点和远程节点之间通过卫星通信链路或内部专网建立通信，打通用户、前出保障站点和装备研制生产单位之间网络和信息链路。

2.2 主要系统功能 2.2.1 数据采集系统

数据采集系统由装备状态监控系统、机内测试设备、传感器、计算机终端（含PMA）等组成，主要通过3种形式获取装备保障数据：1）通过计算机接口获取数据总线上的监控信息等；2）通过数据采集板卡获取传感器上的设备振动、压力、温度、转速、流量、电压、电流等状态信息；3）通过人工录入装备日常使用记录、维修记录、器材消耗和补充等信息。

2.2.2 综合保障信息管理系统

综合保障信息管理系统主要包括配置管理、维修管理、供应管理、技术资料管理、编码管理等功能模块，进行各类信息的查阅、存储和传递，为装备维修保障提供客观、充分的数据。主要功能包括：

1）配置舰船装备的系统构型，采用EBOM等形式，基于全船系统和设备组成关系对全船设备信息进行树状管理，基于分段、甲板和舱室位置关系对全船舱室信息进行树状管理。

2）维修管理，基于日历时间、运行时间等生成和管理预防性维修计划；记录维修过程和维修任务信息，包括装备维修前的故障模式、修理技术措施及工艺步骤、维修前后装备的技术状态、维修时间及间隔、维修工时、维修器材和其他资源的消耗数据、维修工具使用情况、费用数据、试验数据等。

3）供应管理，包括器材基本信息管理、携行标准管理、器材出入库管理及补给管理、零件分解图管理，并提供舰上器材查询管理功能。

4）技术资料管理，实现全船性完工文件，装备使用说明、维修说明、技术说明等随机文件，以及修理技术方案、报告、完工文件等图纸资料的录入、查询和管理。

5）编码管理，提供系统使用的数据字典，为用户快速准确按照规则生成编码提供辅助编码功能。

2.2.3 视情维修系统

视情维修系统主要包括趋势分析、专家分析、模型计算、故障诊断预测、维修告警和建议等模块，实现运行维护数据的收集、管理，装备技术状态的跟踪监测和分析，装备故障的诊断与预测，以及维修决策的辅助生成。主要功能包括：

1）针对重点零件、部套件开展日常状态监测，建立零件、部套件到设备、设备到系统、系统到总体的层次化产品运行数据监测、评估和故障预测系统，实时采集装备运行数据和状态数据。

2）建立故障知识库、模型库和规则库，根据装备历史运行数据，分析装备运行趋势，开展装备状态评估和故障预测，根据预测结果决定预防性维修项目实施的时间，以消除潜在故障，降低故障发生的可能。

2.3 平台数据管理

舰上部署的装备综合保障信息系统作为舰船节点对舰船数据库进行访问和管理，主要存储、处理和传递数据采集系统、综合保障信息管理系统、视情维修系统等产生的各类数据；中心级保障信息节点对岸基数据库进行访问管理，主要是存储、处理和传递靠前保障力量日常产生的装备修理、器材采购相关信息；装备研制生产单位信息节点对远程数据库进行访问和管理，主要存储、处理和传递装备研制生产单位的技术人员、专家等通过保障性分析、技术资料编制、装备状态评估、保障数据包制作等形成的大量基础数据。

3 关于舰船综合保障信息系统数据的建议

舰船综合保障系统管理的对象多、数据多，更新频率高，造成数据独立分散、重复收集、分析利用不足等问题，很大程度上限制了舰船综合保障信息系统功能实现。建议围绕综合保障数据信息内容，重点从夯实数据库基础、建立保障数据接口、加强数据收集分析等方面改进相关工作^{[7 - 14]}。

3.1 夯实数据库基础

数据库的数据单元、数据关系、数据字典、数据存储形式等，决定了综合保障信息系统数据处理的效率，有必要夯实数据库基础，确保数据保持唯一性、规范性和准确性。

1）完善数据编码体系。综合保障信息系统中存在大量的保障相关数据，GJB1775、GJB 7000A、GJB 7001A等标准对保障相关数据提出了信息分类和编码应遵循的原则和要求，为编制综合保障信息分类和编码标准提供了依据和指导，但不同的设计人员在标准采用方式不同，系统往往没有建立数据编码规则，特别是技术资料、维修工艺卡、维修器材等基础数据没有唯一编码对应，难以识别数据信息的唯一性，导致信息重复录入和非唯一引用，造成数据处理和统计分析困难。通过结合标准规范和各级文件要求，从船舶行业顶层系统建立综合保障数据编码体系，针对装备分解结构、预防性维修编码、定额零件表号、技术资料索引码、机构代码、国家库存码等建立保障信息分类、编码结构和编码方法，确保数据信息的唯一性并被正确识别和引用。

2）规范数据字典管理。综合保障信息系统的数据名称缺少规范管理，很多基础数据尚未形成数据字典，存在同一对象对应多种不同数据信息的情况：同一单位存在“6XX研究所”、“第6XX研究所”、“六XX研究所”等多种名称；备件多种名称，如“O型圈”、“o型圈”等；备件型号标注不规范，如备件名称是红色指示灯备注为空、备件名称是指示灯备注红色。通过从行业顶层规范综合保障信息命名规范，建立主要编码的数据字典，统一规范与制定承研承制机构信息、专用备件信息、通用备件信息等，并定期向综合保障信息管理系统技术责任单位、使用方、维护方等提供数据更新内容和更新策略。

3）制定数据交换关系。大量的综合保障信息之间关系复杂，涉及大量的数据交互，数据维护工作量大。设备单位信息、备件类型等数据属性在作为外键在多个数据表里作为引用，如果数据属性的引用位置不全面，相同的数据属性就能在不同的数据表中被编辑和修改，造成数据信息不一致，给数据分析和统计造成混乱。通过梳理数据之间的关系，系统建立数据库中数据表之间的引用关系，能实现数据全面准确更新和自动交换。

3.2 建立保障数据接口

综合保障系统的数据来源、数据采集和录入等工作影响综合保障数据质量，是综合保障工作的基础，有必要建立综合保障信息系统相关数据的接口，确保数据信息的一致性。

1）建立与CAD/CAE工具的数据接口。我国船舶行业在设计阶段已经广泛应用了CAD/CAE工具，CADDS5、FORAN、TRIBON等专用软件和CATIA通用软件已先后引入国内并应用于船舶设计。这些工具往往提供参数化建模和非参数化建模手段，实现船体结构、设备、管路、电缆、附件等产品三维建模，这些三维模型往往带有几何、拓扑、公差、约束、装配、尺寸、重量和其它许多方面的属性。但由于各类模型的开发环境、接口要素尚未统一等因素，导致模型传递与集成难，设计阶段的数字模型成果难以有效应用到服役阶段的使用维修工作中。通过在CAD/CAE工具和综合保障信息系统之间建立数据接口，采用宏指令或者接口程序，抽取CAD/CAE工具中的设备、管路、电缆属性信息等，使系统数据与设计环境信息保持一致，实现配置信息的批量转换。

2）建立与保障性分析的工作关系。保障性分析（LSA）是系统和设备综合保障分析性工具，是综合保障工作的基础。保障性分析过程信息和分析结果应按照保障性分析记录（LSAR）的要求，建立保障性分析记录数据库。GJB3837规定了保障性分析记录的数据单元、关系表结构等，但目前对于保障性分析记录数据系统使用不足，保障性分析和保障性分析记录相关工作与保障信息管理工作缺少衔接。通过建立保障性分析工作与综合保障信息化工作之间连接关系，推动建立保障性分析记录与综合保障信息之间的交互关系，实现保障性分析记录在综合保障信息系统中的高效合理使用和统一管理。

3.3 加强数据收集分析

综合保障信息系统向用户和维修人员提供客观、准确、完整的维修保障相关数据信息支持，有必要加强保障数据的收集和分析工作，做好数据的采集、处理和共享。

1）构建自动化的保障资源管理功能。保障资源的布置位置、数量等信息都是动态变化的，保障信息的更新工作繁琐且易出错，需多次对保障信息进行核对，对用户日常保障资源管理造成了巨大的负担。通过采用物联网技术、RFID射频等自动识别技术，使保障资源实体通过保障信息网络联系起来，实现保障资源数据的实时自动化处理和更新，保证保障资源信息和态势的高度感知、及时推送和传递共享，实现对备件、器材、技术资料等保障资源的全程跟踪、指挥和控制。

2）建立全寿期保障信息共享机制。装备研制生产单位主要掌握装备研制设计阶段的数据信息，使用方和装备保障单位主要掌握装备服役阶段的状态信息、维修信息，尚未建立保障信息共享机制。装备研制生产单位获取服役阶段状态信息、维修信息的渠道有限，难以全面跟踪装备全寿期技术状态。通过协调用户、装备保障单位、装备研制生产单位之间的信息传递关系，建立装备全寿期保障信息共享机制，督促装备保障单位及时收集整理维修相关信息和资料，按时更新传递保障数据，实现全寿期保障数据信息的存储、查询、分析、展示等。

3）提升辅助维修能力。以往装备状态评估、维修方案制定、保障资源配置等工作基本都是依赖技术人员经验进行分析评估，装备使用维修数据没有得到有效利用，导致装备状态评估不精确、维修方案制定不精准、保障资源配置不精细。通过研究数据分析技术、数据挖掘技术等，基于装备现有技术状态数据、历史故障数据、修理过程数据、器材消耗数据等，分析装备未来故障趋势、保障资源配置等，构建基于数据驱动的使用维修保障决策专家系统，推动装备保障由基于经验向数据驱动转变。

4 结　语

舰船装备保障信息系统建设和运行是一项复杂系统工程，一方面要加强舰船装备保障信息化的整体统筹，使信息化系统之间的数据信息交互共享，构建与现代装备保障能力和任务能力相适应的装备保障信息系统；另一方面要加强人工智能大模型在维修保障决策支持的研究应用，支撑装备保障数据的快速处理、分析以及辅助决策，为用户提供实时、高效、定制的技术指导与决策支持服务。