石永亮① SHI Yong-liang；李巍① LI Wei；池斌② CHI Bin；单晓林③ SHAN Xiao-lin
（①中国人民解放军75240部队，潮州 521000；②中国人民解放军65370部队，长春 130000；
③中国人民解放军93593部队，三河 065200）
（①Unit 75240 of PLA，Chaozhou 521000，China；②Unit 65370 of PLA，Changchun 130000，China；
③Unit 93593 of PLA，Sanhe 065200，China）
摘要： 为有效解决虚拟维修训练系统通用、共享和跨平台重用的问题，借鉴IETM的S1000D标准以数据模块方式组织数据这一思想，构建了基于IETM虚拟维修数据模型。经应用证明，基于IETM的虚拟维修数据模型有利于系统的数据标准化和技术文档发布。
Abstract： To provide effective support for currency, communion and transplantation of Virtual Maintenance Training System, the Virtual Maintenance Data Model was designed based on Interactive Electronic Technology Manual. According to the data module of S1000D, the data model was built. The application showed that the model was useful for data standardization and technology document publishing of the Virtual Maintenance Training System.
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ： 虚拟维修数据模型；交互式电子技术手册；维修过程
Key words： Virtual Maintenance Data Model；Interactive Electronic Technology Manual；maintenance process
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0230-02
作者简介：石永亮（1986-），男，陕西宝鸡人，助理工程师，主要研究方向为装备虚拟维修。
0 引言
虚拟维修训练系统与交互式电子技术手册（Interactive Electronic Technology Manual, IETM）在装备知识与维修素材等数据方面基本一致。
本文主要研究如何借鉴IETM的S1000D标准，设计虚拟维修数据模型（Virtual Maintenance Data Model, VMDM），解决虚拟维修训练系统中数据重用和共享问题。
1 IETM简介
IETM的概念最先是由美军提出来的，其定义是从事武器装备系统的故障诊断和维护保障工作所需要的一组信息包，其中的信息内容和格式均以最优方式进行了组织和编排，以便于最终用户通过数字屏幕以交互方式使用。当前应用最广泛的标准当属美军标准MIL-PRF-87269和欧洲标准ASD S1000D。
2 基于IETM的虚拟维修训练系统
S1000D作为IETM在装备全生命周期保障方面的重要标准，在其标准下制作的交互式电子技术手册可以存储大量的装备保障数据，不仅包括文本、图标、图片信息，还包括视频、音频等多媒体信息，以及和用户进行交互的信息。因此借鉴IETM相关标准S1000D设计VMDM层次结构如图1所示。训练数据包括了虚拟维修训练过程数据、虚拟样机数据和工具设备数据。
2.1 维修过程VMDM 过程VMDM设计如图2所示，数据标记的具体含义以及其所包含内容的定义如下。
2.1.1 procedural元素 procedural元素是描述整个虚拟维修训练过程的根元素，由若干个嵌套的子元素和相应的属性构成，具有的属性包括维修过程起始步骤编号startId、用来判断维修过程是否结束的步骤编号endId、进行本次维修训练的维修操作人员姓名的operatorName以及维修人员编号operatorId，同时描述人员所应该具有的维修水平、技能skillLevel。
2.1.2 step元素 step是具体维修训练步骤元素，是可以重复、并列的元素，它有四个属性值：partStateType属性表示样机对象子单元的运动属性，主要包括平移运动、旋转运动和复合运动三种；stepId表示维修过程中的当前维修步骤编号；name表示当前维修操作的名称；partname表示本次维修操作的样机对象单元名称，该名称与虚拟维修样机模型中对该部件的命名一致。
2.2 工具/设备VMDM 工具/设备模型设计如3所示，数据标记的具体含义以及其所包含内容的定义如下。
2.2.1 tool_Equipments tool_Equipments元素是工具/设备数据模型的根元素。
2.2.2 toolList toolList元素用来描述工具/设备，是可以重复的、并列出现的非空元素，具有三个属性值和一个元素：toolpackageName描述专用工具包的名称；toolname属性值为工具设备的名称；toolId属性值为工具/设备型号编码；pic元素描述设备工具的名称、型号、在工具栏中的布局以及二维图标文件的存储路径等。
2.3 虚拟样机VMDM 虚拟样机，根据运动方式，分为平移运动样机、旋转运动样机和复合运动（旋转＋平移）样机。本文以复合运动样机为例，进行介绍。
复合运动样机单元VMDM设计如图4所示。
transRotate元素是描述复合运动样机单元对象信息的根元素，由若干嵌套的Parts子元素构成。Parts元素是可重复、并列出现的非空元素，具有以下属性：①ID属性。②PartID属性。③partname属性，为相对应样机单元汉语名称。相关子元素有endXposition元素、endYposition元素、endZposition元素、attributeToObject以及attachToObject描述的内容与平移样机信息单元模型中所提及元素的内容相同、类型相同。AxisRotate元素、rotateDegree元素，与旋转类平移样机信息单元模型中所提及的内容相同、类型相同。transScale元素描述虚拟维修样机单元在复合运动过程中平移段的步长。rotateScale元素描述在复合运动过程中的旋转平移段的步长。length元素描述典型对象单元如螺钉的长度，proportion元素描述旋转圈数与位移的比例关系。
3 应用验证
某型复杂装备虚拟维修训练系统，基于上述方法建立VMDM，如图5所示，编辑完成的系统能够进行发布，使得系统的推广使用变得更为方便。
4 结束语
本文参考IETM的S1000D标准对于内容数据模型的组织方法，设计了基于IETM的虚拟维修训练系统结构框架以及虚拟维修数据模型，并利用XML Schema设计了虚拟维修训练系统的数据模型，包括维修训练过程数据模型、工具/设备数据模型、以及样机对象单元数据模型，并分析了模型中各个元素及属性的具体描述含义，最后进行了应用验证。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：
[1]张宏亮.基于IETM的虚拟维修系统研究[D].南京：南京航空航天大学硕士学位论文，2008.
[2]李星新.虚拟维修训练的模型研究与通用平台实现[D].石家庄：军械工程学院博士论文，2010，06.
[3]梁伟杰.装备IETM全寿命过程建模与实现[D].石家庄：军械工程学院博士论文，2009，06.
[4]周伟祝，唐金国，孙媛，等.ASD S1000D规范中数据模块编码分析[J].世界标准化与质量管理，2008，6（6）：54.
[5]ASD/AIA S1000D, International Specification For Technical Publications Utilising A Common Source Data Base. Issue 2.2. ASD-AIA. 2005，5，1.