舰船维修资源可视化管理系统研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２ｌ卷第ｌ期　中国修船　ＣＨＩＮＡ　ＳＨＩＰＲＥＰＡＩＲ　Ｖｏ１．２ｌ　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２ｏ０８　２００８年２月　，’’’’’’’’、　：维修理论：　ＩＩＩＩＩＩＩＩ　舰船维修资源可视化管理系统研究　潘祖良，徐建明，杜国斌　（９１３７０部队，福建福州３５００１４）　摘要：文章从现有维修资源相对不足的背景入手，研究了可视化技术在维修资源管理中的应　用。分析了系统的可视化功能等５大功能，同时还从结构上分析了系统的３个层次，另外，从维　修的时间和经费的角度出发，提出了维修的时间决策模型和经费决策模型并简要分析了这两种模　型的基本原理。该系统的应用能够帮助决策者制定合理的维修预案并且可以对现有维修资源进行　合理配置，能在一定程度上缓解维修资源的相对不足，提高维修资源的利用效率。　关键词：维修资源；可视化；时间模型；经费模型　中图分类号：Ｕ６７４　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００１—８３２８（２００８）０１—００３９—０３　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ａｂｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｎｏｗａｄａｙｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｆｉｖｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ，Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃ—　ｔｕｒｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｆｒｏｍ　ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｇｉｖｅｓ　ｔｗｏ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｄｅｃｉｄｉｎｇ　ｍ０ｄｅｌｓ——　ｔｉｍｅ－ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｃｏｓｔ－ｍｏｄｅ１．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｅｘｐｌａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌｓ　ｂｒｉｅｆｌｙ．Ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｈｅｌｐ　ｔｈｅ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｅｒｓ　ｄｒａｗ　ｐｒｏｐｅｒ　ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｐｌａｎｓ　ｂｅｆｏｒｅｈａｎｄ　ａｎｄ　ｄｅｐｌｏｙ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎ　ａ　ｔｒａｔｉｏｎａｌ　ｗａｙ，ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ａｂｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｌｅｓｓｅｎｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　ｍａｉｎ—　ｔｅｎａｎｃｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉＳ　ｅｎｈａｎｃｅｄ，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｔｉｍｅ－ｍｏｄｅｌ；ｃｏｓｔ－ｍｏｄｅｌ　在舰船装备维修保障要求愈来愈高的情况下，　如何充分合理利用好现有的维修设施，提高维修保　障工作效率，以保证舰船在航率和装备可用度；如　何及时更新维修设施以保证新型舰船的维修；在维　修任务越来越重的情况下，如何挖掘修船厂维修设　施的使用效率、缩短维修周期、最大程度上保证舰　艇的作战效能；在国家经费相对紧张的情况下，各　修船厂如何进行合理的维修资源配置，如维修保障　管理工作必须打破各个修船厂彼此之间的孤立性，　运用创新的工作方法、先进的管理理念，改变依靠　纸介质传递信息的传统工作模式。基于这一指导思　想，并结合现有的计算机技术、网络技术的特点特　别是可视化技术等现代信息技术设计了此系统。该　系统的主要功能是：深入挖掘海军舰船装备维修设　施资源的潜力，将维修设施资源进行合理的使用管　理并使之发挥出最大的效能，为海军装备维修设施　的配置、维修任务决策提供科学依据。　设施配置点的空问分布位置、友邻修船厂之间维修　设施的互补关系等，这都是迫切需要解决的问题。　目前，有关舰船维修资源的科学管理、合理利　用，尚未形成一套完整、快速、有效的管理系统。　１系统功能分析　维修资源的管理包括维修资源的配置管理及使　用管理　卜　，利用本系统用户可以根据需要在今后　为了有效的解决维修资源管理中的问题，维修设备　作者简介：潘祖良（１９６７一），男，江苏溧阳人，工程师，大学本科，从事舰艇装备保障工作；徐建明（１９６６一），男，江苏　如皋人，高级工程师，大学本科，从事舰艇装备保障工作。　・３９・　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第１期　中国修船　第２１卷　的维修设施建设中有方向性地配置资源，另外，在　具体的维修任务中，用户能够充分调用现有资源进　行合理决策。系统的主要功能如图１所示。　５）故障异地诊断功能。若某一修船厂的维修　资源有限而不能准确地进行装备的故障诊断时，可　以通过网络将故障的信息包括故障船只的技术资料　和已经发生过的故障记录以及维修记录等等远程传　送给具有诊断设备的修船厂，从而获取了维修工作　系统决策模块　的远程技术支援（指导）。　团圆维修资源配置方案Ｉ　Ｉ　匪　维修方案　２系统结构设计　本系统采用Ｂ／Ｓ模式设计　Ｊ，具有一般Ｂ／Ｓ　模式系统的结构。本系统由３层组成：用户服务　维修资源调用方案Ｊ　Ｊ经费模型决策结果Ｊ　ｌ时间模型决策结果　图１　系统主要功能示意图　层、业务服务层、数据服务层，３个不同的层次亦　可以通俗地称为人机界面层、功能逻辑层、修船厂　数据库层，如图２所示。　一１）可视化功能。本系统利用ＭａｐＸ控件的功　能，将维修保障设施的信息直观地显示于电子地图　上，这样，用户就可以从电子地图上全局性地了解　匡　一匾　图２　Ｂ／Ｓ模式结构层次　各种维修资源的空间分布位置、资源的互补协调等　关系，从而针对不同性质的维修任务，可以提出合　理的维修方案。　２．１用户服务层　在图２中，用户服务层是用户接口部分即人机　界面，是用户与系统问交互信息的桥梁。本系统用　２）对装备建设具有指导、预测功能。即对修　船厂现有维修设备和现代待修舰船所需要的修船设　备进行统计，并将二者的统计结果进行比较分析，　淘汰那些现在不用的维修设备，减少那些使用较少　的维修设备，增加那些需求呈上升趋势的修船设　户服务层包括：本地维修信息子系统、远程维修信　息子系统模块、可视化系统模块、系统维护模块。　具体如图３所示。本系统是一个使用ＭａｐＸ控件的　ＧＩＳ可视化管理系统　Ｊ，即在原ＧＩＳ的基础上，增　加了对维修设施的信息管理。ＧＩＳ是一种功能强大　的能够处理多种地图数据的系统，能够实现地图的　显示、地图的定位、地图上对象属性的访问和设　置、地图的编辑和打印等功能。维修资源信息主要　备，对一定区域内的各修船厂的设施进行合理的配　置，避免资源浪费，这样做可以节约资金，提高修　船厂的承修能力。　３）维修任务的优化决策功能。若有一待修舰　包括维修设施的种类、数量，目前维修设备的使用　情况（忙或闲），维修设施的空间分布位置等一系　列的相关信息。将这些信息显示在电子地图上，实　现维修设施信息与电子地图的漫游、定位、查询等　操作相关联，便可实现维修设施可视化管理。　船需要修理，可以根据其故障情况进行维修决策，　决策模型有两种，一种是时间模型，通常在战时条　件或有紧急任务时使用此模型，另外一种是经费模　型，主要是从经济的角度出发来考虑的。　４）用户权限划分功能。根据实际操作的需要　可以将用户分成两个级别：修船厂的上级主管部门　和修船厂。修船厂的上级主管部门拥有其属下所有　修船厂的全部信息，通常只参与维修设备的管理、　另外，在进行维修决策时，本文采用两种决策　模式：时间决策模型和经费决策模型。对一次特定　的维修，如何做到充分利用现有的维修资源，科学　合理的决策是十分重要的。　假定某处有一舰船要进行抢修，首先对其维修　任务进行分解，确定任务所需要的维修设施，并将　新维修任务加入修船厂按紧急程度进行排序的维修　维修过程的协调，而不参加具体的维修过程。下属　修船厂可以对自己的维修资源进行管理，但也可以　通过网络远程获得其它修船厂的相关资料。同时，　当某修船厂需要其它修船厂的技术或维修资源支持　时，也可以通过网络向管理部门提出申请，上级管　理部门视其它修船厂的资源空闲情况来决定资源调　用方案，从而可以实现资源的互补问题。　・任务序列，系统将待修舰船所需的维修设施和修船　厂的维修资源进行匹配，给出几个满足条件的修船　厂，并将这些厂显示在电子图上，在维修等待时间　最少的前提下就近选取一个修船厂，这就是按时间　４０・　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第１期　潘祖良，等：舰船维修资源可视化管理系统研究　第２１卷　模型来决策的基本原理。当然，按时间决策还有很　多细节在具体操作时要考虑，例如，舰船武器装备　力。数据库设计的合理与否直接关系着系统的效　率，本系统的数据库结构如图４所示　。　的维修通常不是一家修船厂完成的，而是由船机　电、军械特装和雷达导航等修理厂共同完成的，在　安排修理时就应该全面考虑各个修船厂的维修资源　的利用情况，以最耗时分系统维修时间为准，例　如，若在所有的修理中船机电的修理需时最长时，　其他特装修船厂的修理工作可以适当滞后，只要保　证在船机电装备修理完成前完成即可，这样，修理　厂就可以合理地利用各种维修资源空闲时间来完成　维修从而提高了维修资源利用率。而经费决策模型　图４系统数据结构　就是按照最低维修费用的原理，充分利用空闲维修　资源，如需要船坞来刮船底和需要特装厂来修理导　航雷达等，在电子地图七匹配维修任务所需的维修　厂，再将航行费用或拖行费用考虑在内，以最低费　用原则接受系统的供选方案。　本系统中，将修船厂基本情况表作为主表，而　附属维修设施表作为从表。例如，查询时客户可由　修船厂的主表得到码头情况表，这样决策者就可以　知道待修舰船是否可以进厂停靠，由船坞和船排情　况表客户可以知道待修舰船可不可以进坞或上排，　同样由其它从表也可以得到该修船厂的其它信息，　决策者就可以根据这些信息进行正确的决策。　３　结论　由于舰船数目的增长较快，而修船厂以及维修　设施数量的增加相对较慢，这就给舰船维修工作带　来一定的难度，该系统的应用将在一定程度上弥补　维修资源相对不足的缺陷，通过合理管理修船厂的　各项维修资源，在舰船维修过程中可以做到统筹规　划，充分调用各种维修设备，最终提高修船厂的承　修能力。本系统在一定程度上打破原有的各个修船　厂孤立的维修模式，引入了装备故障异地诊断模式，　这样就可以节约维修成本，提高维修效率。当然，　要更好地实现这些功能，还有许多研究有待进一步　的深入，如最小维修等待时问的优化及维修顺序的　合理安排等等。系统功能的实现还要依赖于网络传　图３用户服务层结构图　输技术和先进的传感技术的进一步发展和完善。　参考文献　［１］冯师道．管理信息系统［Ｍ］．科学出版社，１９９２．　［２］张兆基．系统工程　Ｍ］．知识出版社，１９９１．　［３］李景洲．基于Ｉｎｔｒａｎｅｔ的ＭＩＳ［Ｊ］．计算机应用，　１９９９，１９（６）：５６—５８．　２．２业务服务层　业务服务层是应用的主体，包括了系统中各种　模型的算法和决策的逻辑。在该层中，一方面要接　受来自用户层的数据的输入，另一方面，还要接受　数据服务层的数据并向外输出的用户层所需要的查　询结果。所以，业务服务层起着中间枢纽的作用。　２．３数据服务层　［４］吴建忠．基于ＧＩＳ的装备保障资源可视化管理系统研　究［Ｊ］．计算机应用研究，２００３，２０（３）：９８—９９．　［５］金家善．舰船维修数据系统的功能及数据流程［Ｊ］．　中国修船，２００２（６）：３９—４１．　收稿日期：２００７—１０　数据服务层由数据库服务器构成，负责对数据　库的管理和维护工作，并且具有数据资料的分析能　・４ｌ・