浅析S1000D规范在无人直升机交互式电子技术出版物编制中的应用

张耀丹

中国直升机设计研究所

目前，国内相关单位基本上采用ATA2200规范编制无人直升机技术出版物，缺乏对S1000D规范的研究和应用。本文对S1000D规范进行分析，探讨S1000D规范在无人直升机交互式电子技术出版物编制中的应用，最后对无人直升机交互式电子技术出版物的发展进行展望，为国内无人直升机交互式电子技术出版物编制工作提供参考。

技术出版物作为无人直升机交付物的重要组成部分，可保证无人直升机在全生命周期内正常安全运行。它的质量与标准化规范能有效提高无人直升机的运行、维护、维修质量，提升无人直升机的使用效率，缩短排故周期，减少无人直升机的停放时间。

随着信息技术的发展，航空领域尤其是民用航空领域的技术出版物编制逐渐从Word文件排版转向SGML/XML格式数字文件编写，技术出版物的发布形式也从纸质手册和PDF电子手册升级为交互式电子技术出版物（IETM）。IETM有效克服了传统纸质资料体积庞大、造价昂贵、信息查找困难、换版困难等弊端。目前，越来越多的用户认识到IETM的重要性，无人直升机IETM的质量甚至成为用户评价无人直升机产品可靠性的标准之一。

无人直升机IETM编制所依据的规范将对IETM的编制方式、编制质量、编制成本、维护成本、使用便捷性产生非常大的影响。现阶段，国内外民用航空领域广泛使用的技术出版物规范为ATA2200和S1000D，我国民用航空产品的技术出版物编制大都采用ATA2200规范，但我国C919大型飞机技术出版物已使用S1000D规范，其维修手册已引用2000多个数据模块。波音公司787飞机和空客公司A350XWB飞机的技术出版物已全面采用S1000D规范，惠普公司也决定，最新程序文件采用S1000D规范编制产品数据，并逐步替换原先使用的ATA2200规范。

ATA2200规范简介

2000年，美国航空运输协会(ATA)根据最新版ATA100《航空产品技术资料编写规范》和最新版ATA2100《飞机支援数字化资料规范》编制成ATA2200规范。ATA2200规范对技术出版物的编码规则管理、适用性、有效性管理、内容编排、版本管理、变更管理以及检索功能等内容提出规范性要求，该规范已广泛应用于我国民用航空产品技术出版物编制。AC-91-11R1咨询通告明确规定，每本手册都应便于使用者查阅、修订本手册的各个章节，以及了解修订历史，正文内容编写和格式也应符合ATA2200规范或等效标准的规定。但是，ATA2200规范并没有对IETM进行特别说明。

S1000D规范简介

S1000D规范由欧洲航空航天与防务工业协会(ASD)、美国航空航天工业协会(AIA)以及美国航空运输协会共同发布，是技术出版物的国际标准。作为新一代技术出版物的国际规范，S1000D规范适用于所有装备的纸质技术文件和交互式电子技术出版物，其内容涵盖了包括数字化技术信息生成与交换、公共源数据库(CSDB)管理，交互式电子技术出版物生成、更新和版本管理在内的IETM编制的全部过程。

S1000D规范的特点

（1）数据模块与公共源数据库概念使用

S1000D规范有别于其他规范，它不采取手册形式，而是提出了数据模块（DM）概念。数据模块是一个独立的数据单元，用来描述装备的一部分完整信息。在S1000D规范中，数据模块描述信息的最小单元，可以包含描述性、程序性和故障诊断等不同信息类型。数据模块提供了数据重复使用的功能。

公共源数据库可以存储和管理所有创建好的数据模块。在公共源数据库中，不同数据模块可以各种方式进行组合，进而构成各种技术出版物，并在不同项目和出版物中被重复使用和发布，极大缩短了技术手册编制的时间，降低了技术手册的编制、使用和维护成本。

（2）编制语言使用

根据S1000D规范的要求，技术出版物编制采用XML语言，在系统内组织、验证和动态发布技术出版物的内容，最终形成PDF格式手册或HTML格式的交互式电子技术出版物。

（3）编号系统使用

S1000D规范指定了唯一的数据模块代码。每个数据模块代码包含17~41个字符，分为标准编号系统（SNS）、拆分代码（DC）和信息代码（IC）三部分。标准编号系统相当于ATA2200规范中的三段编号系统。

（4）数据具有唯一性

技术出版物使用S1000D规范，可从单一数据源获得不同的输出，确保交给用户的数据具有唯一性。

（5）降低成本

该规范的使用可减少技术资料的维护费用和产品全生命周期费用，并能根据用户需求生成信息子集和定制化技术出版物。与每次重新创建的信息相比，重复使用的信息可以节省大量经费，便于信息配置、管理和控制。

（6）可提供标准化数据交换格式

技术出版物使用S1000D规范，可为同一项目的所有参与人员提供标准化数据交换，便于项目的后续开发。

（7）实现不同系统之间的信息传输和电子输出

S1000D规范在无人直升机IETM编制中的应用探讨

本节以AR-500无人直升机为例，阐述S1000D规范在无人直升机IETM编制过程中的具体应用。

IETM需求分析

为准确了解和描述目标用户对IETM的需求，在项目启动初期，项目研制方须要进行IETM需求分析,规划并制订数据模块需求列表(DMRL)，即将技术信息划分为数据模块，这项工作对确保数据的完整性、规范性和重用率非常重要。同时，研制方应规划和制订与每个数据模块相对应的插图、视频、动画列表。准确有效的IETM需求分析能保证研制方有效开展IETM编制工作，使IETM满足目标用户的要求。

需求分析工作主要包括编制目标确定，功能、数据、界面与显示样式等内容的需求分析，平台选用与开发，产品交付方式和更新方式制订等。

（1）编制目标确定

该项工作将确定IETM的用户对象层级、使用时机、使用与维修范围。

（2）功能需求分析

研制方应根据用户对平台功能的满足程度开展功能分析工作。在此基础上，确定可能要定制开发的特定功能和具体功能。

（3）数据需求分析

数据资料准备即确定哪些数据资料应纳入IETM，并对资料进行收集。数据资料分析包括三方面内容，一是对数据资料内容进行分解，以确定拟采用的数据模块类型，如描述类、程序类、故障信息类等数据模块；二是确定可重复使用的信息；三是确定须要重新创建的技术信息，如动画、语音、视频等信息。

（4）界面与显示样式需求分析

IETM的显示界面和显示样式规划与设计工作包括：一是确定主窗体的菜单栏、工具栏、标题栏、导航区、数据模块内容显示区的位置及各栏在整个主窗体中所占的比例；二是确定IETM的文本、图形、表格、链接、多媒体、警告和注意等显示需求。

（5）平台选用与开发

平台选用与开发应遵守以下原则，一是平台制作必须满足S1000D规范的要求；二是采用企业级软件平台，满足大规模编辑的需求；第三要考虑图片、多媒体、影像制作所须的设备和条件，包括系统硬件、网络运行环境、操作系统、数据库等条件。

（6）产品交付、更新等方式分析与确定

技术资料内容分析

根据文档所描述的信息内容，S1000D规范将数据模块文档内容分为描述类、说明类、程序类、人员或操作员类、故障信息类、维修计划类、图例数据类、管线数据类、战场毁伤评估、维修信息类共9种类型。

AR-500无人直升机已有纸质技术资料。因此，AR-500无人直升机IETM编制工作只须对现有技术资料进行收集、整理与分析。现有技术资料主要包括技术使用手册、飞行操控手册、维修手册、主要维修建议、故障隔离手册、图解零件目录、布线图册、四随文件等资料。

现有技术资料内容分析应结合S1000D规范的特点，对技术资料的内容进行分类，确定拟采用的数据模块类型。下面介绍部分手册的主要内容。

（1）技术使用手册的内容

技术使用手册的主要内容包括AR-500无人直升机的整体介绍，例如系统组成、性能指标、工作原理、接口关系等介绍。该手册内容以描述性信息为主，因此IETM编制采用描述类数据模块。

（2）维修手册的内容

维修手册是维修人员与机务人员开展维修工作所须的重要资料，包括系统说明和日常检查、定期检查、测试校验、维修维护操作等详细要求。系统说明采用描述类数据模块，日常与定期检查信息采用维修计划类数据模块，维修维护操作信息采用程序类数据模块。

（3）故障隔离手册的内容

故障隔离手册包括排故准备工作、常见故障分析、故障隔离树等内容，可以通过人机问答、热点互动的方式，导引用户按步骤完成工作。因此，故障隔离手册采用故障信息类数据模块。

IETM系统构建

本文对技术出版物编写、管理、发布以及交付方面的具体业务需求进行深入分析，构建基于S1000D规范的IETM编制系统。该编制系统分为4个分系统。图1为IETM平台功能结构图。

（1）内容编辑与验证分系统

该系统中按照S1000D规范，采用XML结构化语言编辑数据模块内容，完成手册模块（PM）的手册源数据记录和跟踪后，绘制成技术出版物二维插图以及三维插图，编辑动画与视频，最后完成数据模块有效性验证。

（2）公共源数据库分系统

公共源数据库分系统是实现技术出版物单一数据源管理的关键系统，负责管理数据模块、可重用单元、插图、公共信息库等所有技术出版物的内容及相关属性信息，可完成各类信息的编码管理、版本管理、工作流程管理、有效性管理等任务。该系统与其他分系统均应实现有效集成，以实现数据共享和有效传递。

（3）内容发布分系统

内容发布分系统主要包括发布管理系统、PDF文件发布引擎，旨在组织和动态发布技术出版物的内容，最终按显示样式要求，将XML格式技术出版物数据发布成PDF格式手册，或HTML格式的交互式电子技术出版物。

（4）交付分系统

交付分系统主要包括交付管理模块和IETP浏览器。交付管理模块实现了发布物分类、存储以及状态、权限、访问控制等基础管理，同时对技术出版物的归档过程实施电子化流程控制和记录，实现数据集中备份，保证技术出版物的有效版本在产品全生命周期内获得管理和追溯。交付客户使用IETP浏览器可查阅和检索电子手册。

数据模块编码方法应用

S1000D规范明确规定，数据模块编码由字母或数字字符组成，字母或字符不得低于17位，最多不超过41位，字母或字符中间以“-”区分。在编写技术资料之前，研制方应按规定划分无人直升机的系统、分系统与次级分系统，确定系统差异码、拆分码/拆分码变量、信息码/信息码变量、零件位置码。数据模块编码组成详见图2。

现以AR-500无人直升机机头口盖拆卸与安装模块为例，说明基于S1000D规范的模块编码方法及其优势，详见图3。

图3显 示，AR-500-A-53-70-01-00A-720A-A为AR-500无人直升机机头口盖的拆卸和安装模块编码。其中，AR-500是无人直升机型号。

A是系统差异码。系统会存在差异，例如同一系统安装了不同厂家的部件。

53-70-01为标准编码，与ATA2200编码一致。53表示机体结构，70表示整流罩，01是具体部件即机头口盖。

拆分码从00开始。如果53-70-01标准编码下一级的复杂组件执行进一步维修操作，则要分配拆分码/拆分差异码。

在信息码中，720表示拆卸与安装过程，信息码变量为A。如拆装过程仍须细分加以区别，可进一步分配信息码变量。

零件位置码为A，标注了拆卸操作开始前零件所处位置。

图1 IETM平台功能结构图。

图2 数据模块编码组成。

图3 AR-500无人直升机机头口盖的拆卸与安装模块编码示例。

国内无人直升机IETM的发展展望

基于S1000D规范的IETM可以大幅提升装备的综合保障能力。我国军民领域的用户高度重视IETM的应用，并开始在新型号项目中推广IETM编制方法。我国无人直升机项目亟须建立有效、基于S1000D规范的IETM编制管理体系与开发平台，研制方应不断完善IETM内容的同时，兼顾形式构建，以达到高效管理技术信息和数据共享的目的，满足军用与民用无人直升机用户的需求。

未来，在完善无人直升机IETM编制管理体系及开发平台的基础上，研制方还可以强化IETM的培训功能，融合内容对象共享参考模型(Shareable Content Object Reference Model，SCORM)标准。SCORM标准为数字化教材制作、内容开发提供了一套通用规范，核心目标是实现教材重用与共享。研制方在IETM编制过程中引入SCORM标准，能让用户共享技术信息，并按照SCORM标准开发学习资源。同时，开发一种基于移动设备或者可穿戴设备的IETM，以替代目前使用的台式计算机，使信息获取更加方便、快捷和智能化。