基于S1000D标准的信息描述方法研究

刘艳红，谭 斌

（中国民航大学航空工程学院，天津 300300）

基于S1000D标准的信息描述方法研究

刘艳红，谭 斌

（中国民航大学航空工程学院，天津 300300）

技术的发展给传统纸质技术文档带来了极大的挑战，也给技术文档的信息化发展带来机遇。S1000D标准下的信息描述以数据模块为核心，数据模块采用树型结构方式最为有效，且数据模块本身在采用了S1000D标准下的数据模块编码后也可保证其唯一性。以S1000D标准内容结合数据结构类型对比、实例分析等研究技术文档内容的信息化描述方法，为实现技术文档内容的信息化描述提供参考。

S1000D标准；信息；数据模块；编码

1 S1000D与信息技术应用

随着航空工业技术的不断发展，航空技术文档已越来越繁多复杂，如美国F-16战机的一套纸质技术资料就多达75万页[1]，从而造成传统纸质文档使用与管理上的诸多问题，如信息交流困难、数据重用率低、技术信息维护费用高等[2]。美国国防部在1985年9月提出开展以实现无纸化为中心的CALS（computeraided logistic support，计算机辅助后勤保障）[3]，并将IETM（interactive electronic technical manual，交互式电子技术手册）作为其关键技术发展。随后美国在F-14、F-16和“爱国者”导弹等一系列装备上试验电子技术文档与纸质技术文档对比，结果显示使用电子技术文档可提高设备维护的成功率，如图1所示，并降低设备整个寿命周期内的生产运营成本[4-5]。紧随美国之后，欧洲在20世纪80年代提出了IETP（interactive electronic technical publication，交互式电子技术出版物）概念并在1986年发布AECMA S1000D IETP国际标准。S1000D标准的文档工作组始终致力于使S1000D成为军民两用的标准。通过文档工作组的努力，S1000D标准较其他标准具有以下明显优势[2]：基于国际认可的中间标准；可降低信息维护费用；允许生成信息的子集以满足客户的需要；能使信息在全异构系统中传递和电子输出；可从相同数据源生成不同输出形式，以保证数据安全；数据模块概念可应用于遗传数据；非盈利的，可以以中间格式传递和管理数据；包含了数据的计划、管理、生成、交换和分配等方面，且可应用于不同形式输出的电子格式。而且S1000D要求IETP应用软件提供有编写、审核的过程控制，对后期的内容更改和版本更新也都有相应的控制和策略，并且可以同时发布成IETM和PDF文档形式[6]。可以说S1000D的很多方面都优于美国军方的IETM标准，因此AIA和ATA在2005年正式加盟欧洲的IETP国际标准，2005年后出版的IETP标准也由ASD S1000D更名为ASD/AIA/ATA S1000D。美国的F-117A飞机、全球鹰无人机、F-35战斗机、B787客机等都采用了S1000D标准编写技术文档[3]。

图1 使用IETM与纸质技术文档隔离故障成功率的对比Fig.1 Success ratio comparison of fault isolating between IETM and paper-based documents

时至今日，S1000D已成为引领技术出版物信息技术发展的国际通用、军民两用的电子技术出版物标准。

2 S1000D标准下技术出版物内容描述

S1000D标准描述的是离散化的信息，这些离散化的信息被称为数据模块（DM）。数据模块包含标识与状态部分和内容部分，如图2所示。标识部分所包含的元素是描述和控制数据模块的元素，它们不是用于描述信息内容，而是用于识别和控制数据模块并提供安全、质量和技术状态保证。描述信息内容的元素都包含在数据模块的内容部分，S1000D标准将出版物内容分为描述信息、图解数据、工序信息、人员信息、故障信息、接线信息、维修计划信息、过程数据信息、战场抢修信息等具体内容，并在标识部分的支撑下在CSDB中管理。CSDB中包含多个数据模块，出版物的发布则是在CSDB中选取要发布的具体出版物所需的信息按S1000D标准的业务规则进行发布，如图3所示。CSDB中存储的数据模块可被多个出版物使用，这种信息描述方式使得数据的重用率大大提高。

图2 数据模块的结构Fig.2 Structure of data module

图3 CSDB与出版物和数据模块三者之间的关系Fig.3 Relationship between CSDB，publication and data module

3 S1000D标准下数据模块及其编码

3.1 数据模块的数据结构

XML语言描述数据时通常采用集合类型、线型、树形和图状结构4种结构类型如图4所示。集合类型结构中的数据元素关系最为松散，为从属关系；线型结构的数据元素之间为一对一关系；树形结构中的元素之间则是一个对多个的关系；图状结构或网状结构中的元素之间是多个对多个的关系[7]。

图4 常用的4种数据结构类型Fig.4 Four kinds of data structure

S1000D标准下数据模块逻辑上具有原子性，它是自我包含独立不可分割的[2]。对于某一个数据模块来讲，其自我包含的性质决定其与其他数据模块的相对分立性，同时S1000D标准了借助XML Schema来描述数据模块元素的结构如图5所示[2]，并在制作出版物前要求制作方必须与合同方达成关于出版物深度和广度的协议。由此可见，树型结构最适合S1000D的数据描述方式。为说明S1000D的树型描述方式，下面以一段程序给出一段工卡的XML描述，其结构如图6所示。

图5 S1000D标准下XML Schema举例Fig.5 XML schema instance in S1000D

图6 程序树型结构Fig.6 Tree structure of program

3.2 数据模块编码

3.2.1 数据模块编码结构特点

数据模块是对出版社所需某一完整信息的唯一描述，因此，数据模块本身也需要被唯一标识，S1000D下的数据模块被数据模块编码（DMC）17到37位字符唯一标识[2]，如图7所示。

为确保数据模块的唯一性，数据模块的编码需满足以下条件：

图7 某机型的数据模块示例Fig.7 DM example of one aircraft

1）层次分明。数据模块描述的对象指向某具体型号装备的具体某系统下的某单元组件。这个层次特点反映在型号标识码、系统区分码、系统层次码3个顶层信息和分解码/分解差异码上。其中型号标识码用2～14个字符指向具体设备型号，系统区分码用1～4个字符指向同设备下不同系统/子系统，系统层次码由3组6～9位代码构成，其中，DMC为17位字符时系统区分码为6位，DMC为37位字符时系统区分码为9位，3组分别为系统代码、子系统/子子系统代码、装配位置代码；分解码/分解差异码中分解码由2位字符标识，默认为不再分解，若需分解按拆下零件的顺序编码，分解差异码用1～3位字符描述系统设计上的细微差异。

2）分类明确。针对设备的不同维护行为，需要能标识其不同的信息类型。信息码/信息差异码用3位字符信息码描述，针对设备的不同维护行为，用1位字符信息差异码代码定义动作的差异。

3）位置到位。对于不同场合，相同设备的维护活动也有可能不同，为标识任务对象的位置和适用场合，需用1位位置码来描述。

3.2.2 数据模块编码构建过程

在纸质数据转化为电子数据模块的编码过程中，型号识别码由装备部门指定，也可由项目相关部门指定，经注册后方可使用，图7中“1B”为北约保障供应局提供。系统区分码用于区分同一型号装备安装的不同的系统/子系统，例如，图7中“A”代表一种型号的液压系统，那么可用“B”标识第2种液压系统。系统层次码可由项目自己提供，也可参照S1000D等标准提供的SNS实例。系统层次码由3组构成：第1组为系统编码“29”，标识数据建模所针对的系统；第2组为子系统/子子系统码“10”，一般由2位字符表示，前一位为子系统码，后一位为子子系统码，如果子系统不再拆分，则子子系统码为“0”；第3组为装配位置码“05”，需要根据项目要求和产品的结构特点来进行分配。在系统层次码后，即图中“01”处为分解码，“00”表示不分解，“01”表示第1个拆下来的零件，以此类推。分解差异码的作用是标识系统的细微差异，这些差异必须不足以改变系统层次码。信息码由3位数字组成，S1000D规定了详细的定义，图7中“253”中“2”代表维护，“53”代表超声波清洗。信息差异码仅由1位字符构成，它由于定义完成信息码所代表的行为的不同流程，一般来说，“A”代表第1种流程，“B”代表第2种流程，以此类推。最后是位置码，其定义在图7中已明确给出，如果实际情况不在图7中所解释的范围类，则用字母“Z”表示。

概括地说，数据模块编码为数据模块提供了存储和访问的唯一标识，同时描述了数据模块所包含的信息类型和信息的位置，数据模块编码是在公共源数据库中标识和管理数据模块的前提条件。

4 结语

随着信息化技术的不断发展，技术文档的出版必将由传统纸质方式向信息化方式过渡。本文以S1000D标准为基础，研究了采用数据模块进行信息描述的方式，为实现技术文档的信息化出版提供参考。如果能结合数据的信息化管理，深入研究技术文档信息化出版技术，必可缩短中国与欧美发达国家之间技术文档出版技术方面的差距。

[1]杜晓明，甘茂治.装备保障信息化中的交互式电子技术手册（IETM）研究[J].装备维修保障动态，2003（23）：1-7.

[2]ASD/AIA/ATA.Issue 4.0.1，International Specification for Technical Publications Utilizing a Common Source Database[S].2009.

[3]徐宗昌，雷育生.装备IETM研制工程总论[M].北京：国防工业出版社，2012.

[4]徐宗昌.装备IETM技术标准实施指南[M].北京：国防工业出版社，2012.

[5]LITMAN E F.CALS-A strategy for business engineering[J].Logistics Information Management，1996，9（1）：18-23.

[6]王 崇.国内外IETM研究与应用现状分析[J].航空标准化与质量，2009（5）：20-23.

[7]寇建华.面向过程的虚拟维修培训系统研究[D].南京：南京航空航天大学，2010.

（责任编辑：黄 月）

Information describing method based on S1000D

LIU Yan-hong，TAN Bin
（College of Aeronautical Engineering，CAUC，Tianjin 300300，China）

The development of technology has brought great opportunities for the informatization development of technical documentations while bring challenges for traditional paper-based technical documentations.The information description based on S1000D standard uses data module as the core，and the tree structure of data module is the most effective form.Moreover，data module that coded under S1000D standard can ensure its uniqueness. S1000D combining with comparison of date structures and example analysis is used to research the informatization method of the contents description of technical documentations，and to provide reference for realizing information description of technical documentations.

S1000D；information；data module；code

V328.1；T-651

：A

：1674-5590（2014）05-0040-05

2013-09-02；

：2013-10-13

：航空科学基金项目（20120267002）

刘艳红（1970—），女，河南驻马店人，副教授，博士，研究方向为飞机结构力学，结构修理理论与技术.