基于S1000D标准的飞机技术出版物结构化方法研究

魏严锋，乔琳君

（1.中航西飞民用飞机有限责任公司 客户服务中心，西安710089）

（2.西安航空职业技术学院自动化工程学院，西安710089）

0 引 言

交互式电子技术出版物（Interactive Electronic Technical Publication，简称IETP）是采用标准化的数字格式的电子化技术出版物，具有屏幕显示、交互、互操作的功能［1-2］。目前IETP在航空、船舰、兵器等复杂装备领域得到了广泛应用［3-5］，提高了复杂装备维护维修质量、效率，降低了维护维修运营成本。以往纸质出版物费力耗时、不便携带、更新实效性差，引入并使用基于结构化的IETP能够很好地解决上述问题。

基于S1000D标准的IETP以数据模块（Data Module，简称DM）为单元，技术出版物数据使用XML作为介质进行描述，通过公共资源数据库（Common Source Data Base，简称CSDB）对所有数据、信息进行管理，其唯一标识为数据模块编码和其他元数据［6］。技术出版物的结构化不仅可以实现数据交换的跨平台和跨系统，还使得信息发布的方式更加多样化。目前国外主要民用飞机制造商（波音、空客）均建立了基于S1000D标准等相关国际规范的交互式技术出版物编制、管理和发布系统［7-8］，可以提供在线交付、浏览和下载，不仅提高了航空制造商的技术出版物编制效率和其产品的市场竞争力，而且提高了航空公司运营和维护效率，降低了运营成本。国内，早在2007年，李宗亮等［9］就对基于S1000D的IETM技术进行了研究，此后其他研究人员相继开展了航空出版物各领域的相关研究并取得了一定成果［10-17］；高怀亮等［17］通过分析S1000D标准，对航空装备维修企业的技术资料进行了编码，实现了维修技术要求、维修资源、维修项目等有效的关联管理；蒋启梅［18］在研究S1000D的基础上，设计并开发了直升机交互式电子培训手册系统，有效地解决了传统纸质保障手段的缺陷，提高了培训效率。

波音MPT系统是波音公司为客户提供的符合ATA 2200标准和S1000D标准（B787）的交互式技术出版物系统，主要用于波音系列飞机的维修类技术出版物的查询，既可单机使用，也可安装到Web服务器上通过互联网方式访问。波音MPT系统的主要定位是一个航空公司维修类技术信息查询和管理平台，主要服务于航空公司的系统维修工程师、结构维修工程师、培训教员、航材管理工程师和维修计划工程师。

MA 700飞机目标着眼于全球市场，在技术出版物方面达到国际先进性是非常必要的。同时，对于飞机运营商和相关维修机构而言，采用结构化思路编制的IETP作为技术出版物的高端产品，由于其具有纸质出版物无可比拟的优点，已成为执行维护任务的有力工具，能使用户完成维护任务的效率大幅提升，因此在降低运营成本、提高运营效率方面作用非常明显。对于技术出版物的监管方——中国民航局而言，采用结构化思路编制的IETP形式的技术出版物更便于获得和使用查阅，数据唯一化程度高，利于局方提高审查质量和效率。正是基于以上优势，飞机制造商制作并向用户交付IETP已成为航空业界的共识和发展趋势，是飞机支援保障的必要条件之一。相较波音、空客，国内民用航空IETP的发展和应用尚处于初级阶段，还需更多的标准结合实践，不断赶超国外主流制造商；对于使用高水平国外飞机的国内民用飞机用户而言，对结构化技术出版物的需求更加迫切。因此，在MA 700研制过程中，必须同步开展出版物结构化研究，规划交互式技术出版物编制、管理和发布平台，实现技术出版物内容一次生成、多次使用以及网络在线服务。

本文选取S1000D作为结构化标准，结合MA 700飞机技术出版物进行业务规则制定，分析技术出版物模块化拆分方法，并通过XML编辑工具实现文档的结构化转换。

1 结构化总体流程

基于S1000D标准的MA 700飞机技术出版物结构化总体流程，如图1所示。

图1 技术出版物结构化方法的总体流程Fig.1 The general flow of the technical publication structured method

（1）结构化标准的确定。出版物标准是结构化的核心，先进且适用的标准不但可以实现创建和管理技术出版物的结构化，还可以实现数据交换的跨平台和跨系统，使得信息传递更加有效、发布方式更加多样化。

（2）业务规则制定。业务规则的确定离不开对拟用标准的研究和裁剪，同时也是产品IETP功能的最终体现。前期明确的业务规则输入，既有利于规范出版物的编写、管理和发布，也从业务方面全面响应电子技术出版物交互式的需求。

（3）DMRL制定。数据管理需求清单（Data Management Requirement List，简称DMRL）包含项目所需的数据模块/出版物模块，以统一规划该项目CSDB的信息内容。通常在项目研制阶段开展DMRL的制定工作，因其可作为产品采购合同的一部分，使客户和承制商就技术信息生产和交付的工作范围达成一致，同时有利于主承制商与分承制商之间的职责约定，即将主承制商委托分承制商生产的数据模块罗列其中。

建筑类高校环境工程专业的环境影响评价课程理论和实践性强，为了达到理想的课程效果，结合建筑类高校环境影响评价课程的定位，完善课程内容设置，强化实践和理论教学，增加建筑类和市政类工程项目的环境影响评价内容和方法的介绍。课程教学提倡启发、讨论和研究式教学，突出对学生工程应用能力和创新意识的培养。同时，加强建筑类高校环境工程专业的交流，提高教师的教学能力和水平。本文可为建筑类高校环境工程专业的环境影响评价课程教学质量提高和教学改革提供参考和依据。■

（4）技术出版物的模块化拆分。基于既有的线性技术出版物资料和制定的DMRL清单，从业务上将技术出版物进行模块拆分，划分适当的粒度。

（5）出版物文档结构化转换。利用专业的XML编辑工具将飞机技术出版物按照数据模块颗粒化需求、制定的业务规则及标准（经裁剪）的Schema结构，转化为高度结构化的电子手册。

2 结构化方法

2.1 结构化标准的确定

S1000D规定了航空航天和国防业中技术出版物的创建、管理和维护。ATA Spec 2300是由ATA e-Business Program制定的民用航空行业规范，旨在为民用飞机飞行运行类技术内容的管理、配置和交换提供一套简明的信息标准和指南。

S1000D规范针对的主要业务领域是维修维护，ATA Spec 2300规范针对的业务领域是飞行运行。ATA Spec 2300规范采用了与S1000D规范一致的以数据为中心的数据管理理念，并在其信息模型中“借用”了一些适用的S1000D概念和机制。基于ATA Spec 2300规范与S1000D规范在顶层设计上的相似性，一种利用既有S1000D编制和管理系统生产符合ATA Spec 2300规范数据的方案呼之欲出，即改造ATA Spec 2300规范的信息模型，使其在结构上与S1000D规范的信息模型完全一致，并以S1000D信息对象的标识和状态信息取代ATA Spec 2300信息对象的状态信息，从而达到基于既有S1000D编制和管理系统的功能来编制、管理和发布ATA Spec 2300数据的目的。

因为所专注的业务领域不同，所以两者的数据模块/出版物模块之状态部分均包含各自特定的业务信息，建议MA 700飞机技术出版物维修类出版物内容沿用S1000D规范信息模型，飞行运行类技术内容采用改造后的ATA Spec 2300规范信息模型。

2.2 业务规则制定

2.2.1 业务决策点决策

S1000D 4.2版本在之前版本575个决策点的基础上删减了148个决策点，剩余427个决策点，涉及产品定义、维护理念和运营概念、安全、业务流程等10大类。MA 700飞机技术出版物可根据实际业务需求对427个决策点进行决策，确定MA 700飞机技术出版物业务规则，用于指导后期出版物XML编写并更好地实现IETP，示例如图2所示。

图2 业务决策点决策示例Fig.2 Examples of business rules decision points

2.2.2 Schema选择和改造（1）Schema选择

S1000D定义了常用数据模块类型的Schema模式，如图3所示，模式包含通用层和信息层信息要求，通过Schema划分出数据模块类型包括：描述类（Descriptive）、程 序 类（Procedural）、故 障 类（Fault）、操 作类（Crew/Operator）、维 修 计 划 类（Maintenance Planning）等［19-21］。

图3 S1000D状态段结构Fig.3 Status section structure of S1000D

S1000D对于这些Schema的定义允许针对具体业务进行选择和修订。Schema设计的首要工作是对各Schema进行分析，进而进行修订，使其满足MA 700飞机技术出版物的业务需求，主要由两种方式进行修订：一种是直接去掉Schema中不必要的标签；另一种是通过定义业务规则（Business Rules），限制标签的使用和属性的取值。这是一个复杂而重要的工作，需要业务人员和IT人员共同参与。例如MA 700飞机项目规划维修类手册23本，拟采用的xsd类型包括proced.xsd，descript.xsd，wrngdata.xsd，ipd.xsd，schedul.xsd，fault.xsd等。

（2）Schema改造

改造ATA Spec 2300一方面是基于既有S1000D编制和管理平台的功能来编制、管理和发布飞行运行类数据的目的，另一方面，在改造的同时，选择适用的ATA Spec 2300的schema类型，并根据需求进行裁剪，以符合MA 700业务需求。例如，MA 700飞机针对飞行运行手册部分内容具有局方批准需求，在保留S1000D schema关于数据模块和状态段结构的同时，保留ATA Spec 2300 DM状态内容中的approval信息。改造后的运行类数据状态段结构如图4所示。

图4 改造后的运行类数据状态段结构Fig.4 Modified status section structure of flight operations data

根据手册类型和内容需求，选择正确的Sche‐ma，并在既定的业务规则上使用其中的元素、属性，将出版物经过基于S1000D标准的编制和管理系统发布成册，如图5~图7所示。

图5 结构化数据模块PDF发布示例1Fig.5 PDF publishing examples of structuring data module 1

图6 结构化数据模块PDF发布示例2Fig.6 PDF publishing examples of structuring data module 2

图7 结构化数据模块PDF发布示例3Fig.7 PDF publishing examples of structuring data module 3

2.3 DMRL制定

S1000D标准规定DMRL制定原则：

（1）DMRL只能包含数据模块/出版物模块，不得包含图形/多媒体对象、意见单、DML等其他CSDB信息对象。

（2）DMRL不应包含其所含数据模块/出版物模块的版本信息。

（3）在多方协作的项目中，DMRL应包含所列数据模块/出版物模块的责任方信息。

（4）DMRL中所列的数据模块/出版物模块只能出现一次，即一个数据模块/出版物模块编码不得在DMRL中重复出现。

2.4 技术出版物的模块化拆分

整篇的线性技术出版物无法直接进行结构化，故技术出版物需要进一步模块化拆分，通常模块化拆分需要业务人员和IT人员共同完成。文档的模块化拆分应遵循如下原则：

（1）专业分工原则。即文档数据模块划分既要符合出版物划分和文档使用者专业分工的要求，还要兼顾文档内容的重用。

（2）完整性原则。文档模块是自包含的，一个文档模块可以描述一个完整的技术信息或状态。

（3）可重用原则。文档模块应尽可能是一个可重用的技术出版物单元。在保证信息完整性的前提下，文档模块应尽可能独立和粒度适中，不应包括多个相关性小的技术描述。

2.5 技术出版物的结构化转换

结构化转换是将按照模块化划分的文档内容通过专业的XML编辑工具，按照定义好的Sche‐ma，转换成相应的XML文件。推荐使用专业的XML编辑工具，如PTC Arbortext Editor，功能强大、操作方便，更适合于实际应用，其支持创作格式化和经过严格的有效性验证的XML文档，提供“所见即所得”预览功能，高度优化了基于S1000D标准文档的编辑过程，可内置Schema以支持XML验证和业务规则检查［21］，支持别名映射和编写样式设计等诸多功能。总之，选择XML编辑工具要兼顾专业化和易用性，提高结构化的XML文件编写效率。

MA 700飞机技术出版物体系非常庞大，每一类的结构化转换都需遵循结构化方法的基本步骤，进行详细地模块化拆分及结构化转换，未来仍有很多工作需要开展。

3 结 论

本文提出的基于S1000D标准的MA 700飞机技术出版物结构化设计方法，明确了具体结构化流程、方法、示例和转换方式，并给出了飞行运行信息数据结构化方法，为MA 700飞机IETP业务规则标准制定和系统建设实施提供了业务支持，将有力推动MA 700飞机技术出版物实现“一次生成，多次使用”，使MA 700型号技术出版物编制、管理和交付达到国际先进水平。