交互式电子技术手册—IETM
1. 概述
交互式电子技术手册（Interactive Electrical Technical Manual，IETM）出现于20世纪80年代，是在现代信息技术发展的推动与信息化战争的军事需求牵引下产生与发展起来的一项重要的装备保障信息化的新技术，自从提出到现在已经有20多年了。这20多年里，在飞速发展的现代技术信息的推动下，IETM也得到了迅速的发展，其技术日趋成熟，已经成为装备保障信息化的重要手段。实践证明，IETM在降低装备保障费用，提高工作效率，提高装备的可靠性，维修性和保障性等方面具有显著优势，因此成为目前装备保障信息化研究和应用的热点之一。 1.1 IETM概念
IETM是在现代信息与电子技术发展的基础上实现的一种装备综合保障技术和手段。IETM 通过对装备的大量书面技术资料进行数字化, 形成电子化文档, 将装备信息数字化, 并划分成许多信息对象, 将其作为基本信息单元存储在数据库中, 相互关联的信息数据按照一定的结构存储。存储时按照有关技术标准规定的中性格式, 不依赖于某个特定装备。用户使用时, 信息数据可以文字、表格、图像、图纸、声音、视频、动画等多种形式表现, 用户可以与计算机交互作用, 信息数据相互参引, 具有多种查询和导航功能查询所需要的信息, 显示样式遵循统一标准。
IETM 技术是数据存储与处理、信息分析和决策支持等多种手段的集成, 是一个具有辅助维修、资料查询、信息浏览等多种功能的综合应用信息系统。它具有数据格式统一、内容功能多样、交互丰富生动、存储多样灵活、网络分布管理、用户灵活多样等特点, 可以提高技术资料准备、处理、维护及使用的及时性和便捷性, 提高数据准确性, 改善装备故障诊断维修的精确度, 增强数据互操作性、传递与使用的实时性和共享性, 从而有效提高装备保障能力和可靠性, 并降低资料制作、管理和维护的各项费用。 1.2 IETM基本功用
1、辅助维修功能
IETM能按装备层次结构形象地描述出各组成的系统、分系统、设备部件等分解结构及技术原理；能按照装备维修大纲和维修规程，制定预防性维修计划、维修范围；给出故障查找程序、分析故障原因、指导故障检测、故障定位、故障隔离、分解与更换零部件、在组装、调校、检测及修复损坏原件的整个维修作业过程，以及对维修过程中可能遇到的危险给予必要的警告和提示；指导战场抢救抢修和提供远程维修支援；给出图解零部件目录、器材库存目录及零部件信息，指导器材管理和供应保障；给出保障设备、工具清单，指导其正确使用等，还可以系统集成的方式，记录装备动用、故障、零部件更换、维护和修理的信息等。
2、辅助训练功能
IETM能按照装备训练大纲和要求，制定课程培训计划；能将IETM公共源数据库中的数据模块、插入及多媒体模块自动生成装备结构原理、使用操作、维修等内容的课件，并以文字、表格图形、及虚拟现实等形式试试交互式教学或远程教学；能利用IETM浏览器跟踪学员的学习，进行在线交流与在线考核，以及能实时进行教学总结与效果评定。
3、辅助技术资料管理功能
IETM能存储和管理产品技术说明书、产品图样、维修规程、维修手册、图解零部件目录等用户技术资料，能对这些技术资料进行录入、浏览、检索、查询、更新、下载与归档和进行有效的版本管理和更改管理等。 1.3 IETM特点
在航空领域使用IETM 技术其重要意义主要表现在：大大减少飞机技术信息的管理费用；提高飞机研制的质量和速度；降低飞机的维修保障费用；提高新飞机培训能力和训练水平应用在航空装备维修领域，大大减少故障检测的虚警率、提高故障隔离的成功率、减少故障隔离时间、避免维修中的错误拆卸、保证维修中人员和装备的安全性、提高维修信息的管理能力、加强航空装备全寿命周期管理。此外还具有以下优点：
(1)具有交互性。IETM可以设计成与用户交互，基于用户及时反馈的信息决定下一步显示什么信息。
(2)信息的组织检索和使用方式灵活。IETM 在计算机技术的支持下,用数据库、超文本或超媒体的形式进行信息组织和存储,因此提供了非常方便、灵活的信息检索方式。它可以采用关键字、属性等进行随机检索或分类检索,还可用热字(Hot Word) 进行联想检索。
(3)信息更新快、获取快、质量高。在IETM 中,更注重实现信息的快速更新以及随时向用户传递信息,而且指定系统的集成变化是一个自动更新的过程,确保了技术人员所接受信息的完整性和准确性。
(4)使用媒体信息种类多。传统纸型技术手册只能记载文字、图形、图像等静止媒体信息,而IETM除了上述静止媒体信息外,还能记载声音、音乐、视频图像等动态媒体信息。也就是说, IETM 是以声、文、图等多媒体形式来传递和记录信息的,它一改传统纸型技术手册的单调面貌,具有传统纸型技术手册不可比拟的表现力。
(5)小体积、大容量的信息保存。电子文件易于被有效地管理,并节省大量空间。且一部笔记本电脑即能储存大量的书面文件所容纳的内容也易于携带。 1.4 IETM分类
由于开发IETM的机构不同，采用的标准也不尽相同，使得IETM在体系结构、数据格式、显示方式和功能等方面存在着差异。为了识别这些差异，很多组织都对IETM进行了分类。美国海军将IETM分为五类：Class 1,2,3,4,5；JCALS将IETM分为三类：1000 Class（1300,1500,1700），2000 Class（2300、2500、2700），3000 Class（3500）；欧洲航空航天工业协会将IETP（交互式电子技术出版物）分为五类：IETP-L、IETP-D、IETP-I、IETP-H、IETP-X。其中，应用最广泛的是美国海军的五级分类方法。 1. IETM五级分类
IETM应用日益广泛，数字化转换和实现方法也越来越多，但是美国军方并不希望每个承包商都因此提出自己的解决方案。为此，美国国防部IETM工作组的主席单位——海军水面作战中心（NSWC）Carderock分部，于1994年4月，发布了“电子技术手册的国防部统一格式”白皮书，文章列出了IETM的五中类型及其功能。各类型IETM的特征、数据格式、数据模块和结构如表3-1所示。 IETM类型 IETM分级 IETM特征 ETM电子技术文件 IETM交互式电子技术文件 1级 2级 3级 4级 层次数据库结构IETM 5级 综合数据库结构IETM 电子索引页面电子滚动式文图象 件 线性结构IETM 数据格式 电子图象数据 ASCⅡ文本＋图象数据 ASCⅡ文本＋图象数据 整个文件为一个模块 线性结构IETM ASCⅡ文本＋多媒体数据 各信息单元为一个模块 ASCⅡ文本＋多媒体数据 各信息单元为一个模块 数据模块 文件各页为一整个文件为一个模块 个模块 线性结构ETM 信息结构 线性结构 面向文件信息结构 数据库结构IETM 非线性结构 面向对象信息结构 表3-1 数字化字数手册分类表 （1）第一级——索引式电子页面图像
此类电子手册主要由数字化的页面图像构成，是美军最早实现的电子技术手册。由于20世纪80年代计算机技术处于发展初期，只能通过扫描纸型手册获得电子页面图像，然后添加、编辑正文前资料（如目录、图形和表格等）实现智能索引，用户只能通过正文进行资料查询并访问相关技术内容，技术内容以页为单位进行显示，并且可以页为单位直接打印输出。
（2）第二级——滚动式电子文档
许多此类电子技术手册采用了SGML（通用标准标记语言）技术，一般与纸型手册一一对应，其制作方法如下：先将纸型手册中技术内容依据章节顺序划分为数据片段，并按照统一的文档类型定义（DTD）生成/转换为SGML文件，添加相应的链接（如表、图形、音频、视频以及专家系统等外部应用程序），最后根据手册中的前后顺序将数据片段组合起来，按照统一的样式生成电子页面式手册。此类手册能够提供关键字查询功能、书签功能、自动提示功能和光栅、矢量图形显示功能等，用户通过目录表访问手册中相应内技术内容，也可以通过控制滚动条直接浏览整个手册。由于纸型手册中的技术内容可能有重复，此类电子技术手册的数据片段中有冗余数据。
（3）第三级——线性结构IETM
线性结构IETM的数据组织方式与滚动式电子文档大致相同，即以传统纸型手册的技术内容（线性结构）组织技术信息，根据技术信息内容（如描述信息、故障信息等）不同划分为数据片段，按照MIL–PRF–87269A《Revisable Database for Support of Interactive Electronic Technical Manuals》要求生成/转换为SGML文件，最后按照手册中的前后顺序将数据片段组合起来，生成电子手册。此类电子技术手册在功能上与滚动式电子文档（第2级）相比有较大的提高，除了第2级IETM所具有的功能以外，还能够以对话框方式实现交互，并且图形与文字分窗口显示，能够提供浏览记录和交互式辅助维修等功能。线性结构IETM可以消除冗余数据，但是基于考虑节省费用或是向用户提供直接打印成册（纸型）功能要求，许多冗余数据被保留下来，如通用的警告和注意信息、一些相同的维修操作步骤等。
（4）第四级——基于层次结构数据库的IETM 前几级电子手册的数据组织都是基于章节、段落等传统的线性出版方式，只是在展现方式上由于采用了计算机技术而有所不同，而层次结构IETM与前几类手册完全不同。尽管层
次结构IETM的数据对象（或数据片段）也是按照MIL–PRF–87269A要求生成/转换，但数据对象中的技术内容均按照后勤保障分析记录（Logistic Support Analysis Record，LSAR）要求进行组织，并存储在基于后勤保障分析（Logistic Support Analysis ，LSA）原理和格式要求的层次结构的数据库中，这样不仅消除了数据冗余，而且减少了IETM数据更新的次数和工作量。层次结构IETM的用户界面按照MIL–PRF–87268A 《General Content, Style, Format, and User Interaction Requirements for Interactive Electronic Technical Manuals》要求设计，能够向用户提供更多样的交互式访问方式，使用户能够更加快捷、方便访问其所需的信息（包括文字、表格、图形、音视频等），并向用户提供基于功能系统或结构的导航访问方式，而不是传统的基于页面/章节的导航和显示方式。因为第4级IETM的技术信息存储在层次结构的数据库中，无法作为一个整体打印成纸型形式（以线性方式输出），只能提供数据单元的打印功能。
（5）第五级——基于集成数据库的IETM
此类IETM将专家系统、智能诊断系统、培训辅助系统等与装备的技术信息数据库（层次结构）相集成，向用户提供故障隔离、操作指导等先进功能，从而更快速和准确地帮助用户完成任务。第5级IETM允许各个领域的专家将他们的实践知识导入系统，并使之能够得到正确的重复使用，实现知识的动态扩充。用户通过IETM的界面可以直接访问专家系统或智能诊断程序，以帮助缺乏相关经验和技能的人员顺利完成复杂的工作程序。 2. S1000D IETP分类方式
北约和欧洲将电子化技术资料称为交互式电子技术出版物（Interactive Electronic Technical Publications, IETP）。S1000D规范对IETP也曾进行过详细的划分，并随着技术的发展，不断增加新的类型。IETP的种类是按照编写技术信息数据所需的结构、底层数据格式和功能划分的。在2001年4月发布的1.9版本中，S1000D规范定义了五类IETP：线性结构IETP（IETP-L）、面向数据库的IETP（IETP-D）、网络化IETP（IETP-H）、集成结构IETP（IETP-I）、基于XML的IETP（IETP-X）。自2003年5月，S100D规范2.0版发布后，取消了对IETP的细分，废除了以前版本定义的IETP-L、IETP-D、IETP-I、IETP-H分类方式，仅保留了IETP-X,即IETP。
IETP-L：线性结构IETP
从CSDB中抽取数据，并编译成一个线性文档。此类型的IETP可以使用交互属性来实现界面交互，但这样做并不是必需的。
IETP-D：面向数据库的IETP
IETP-D将其所有的内容放入到一个数据库中，此数据库是必需的，可以访问数据库中的数据模块。数据可以通过标准的线性出版系统显示或查询使用。
IETP-I：集成结构IETP
IETP-I进一步扩展了数据库的使用，它允许来源于外部程序的查询，也具有向其它数据库查询的功能。最典型的应用为：当进行维修操作时，现场向存储计算机发送一条关于备件使用的消息，此计算机将此消息作为触发器，向仓库订购备件。
IETP-H：网络化IETP
此类IETP使用HTML作为其输出机制，将从SGML转化得到的HTML文件，通过网络环境分发。 2003.5.31发布的2.0版中，引入了IETP-X分类，同时废除了以前版本定义的IETP-L、IETP-D、IETP-H，IETP-I分类方式。
IETP-X：基于XML的IETP
本类IETP使用XML作为输出机制，因此可以使用XPOINTER、XLINK等进行IETP间的交互。这此机制提供了强大的双向链接功能，允许链接到本IETP或另一个IETP中的一个句子甚至一个单词或表格的一个单元格。IETP-X可以使用现有软件，利用日益增多的可用软件来实现IETP。
3. 现行IETM分类方式
美国IETM分类方式是由Eric L. Jorgensen提出的，而并非美国官方定义；分类原则是建立在美军标MIL-PRF-87268/87269之上的，但这两个标准却严重过时了（badly out of date）；这种分类方式比较混乱、并且相互交迭。
最近，行业规范根据IETM所包含的功能级别（level of functionality），将IETM 的5级划分，减化为两类： Type1, Type 2。
Type 1：线性（Linear ） Type 1 线性IETM，可以认为是美国分类方式0-3级的组合，它描述了低级功能的IETM。一般情况下，Type 1具有较低级的交互性，可以认为是面向页面的。
Type 2：非线性（non-linear）
Type 2非线性IETM，可以认为是美国分类方式4-5级的组合，技术实现上比较高级，它具有广泛的交互性及诊断能力。 1.5 IETM与航空保障的关系
随着科学技术的飞速发展，航空设备的复杂程度迅速提高，在飞行器研制、设计、生产、使用、维修和保养等全寿命周期的各个阶段传递和使用大量的技术资料，传统纸型技术资料的使用和管理模式存在着耗时、费力，时效性差等缺陷，已不能满足现代设备后勤保障的需求，IETM (交互式电子技术手册)作为实施 CALS（持续采办和全寿命支持）战略的基础和关键技术，能够为保障人员提供实时、高效的技术指导和信息支持，对提高设备的后勤保障水平发挥越来越重要的作用。因此，建立技术先进、结构开放且适应当前航空设备后勤保障要求的 IETM 应用工程结构体系，对缩短维修时间，提高航空设备保障效率具有重要意义。为了更好的将IETM运用到航空保障中，必须要正确认识IETM与航空保障的关系。
第一，IETM 是一项重要的综合保障要素。综合保障是通过保障性分析协调主装备设计与保障系统设计，通过过程集成使两者达到最佳的匹配；然后，利用产品集成形成装备系统和通过信息集成生成用户IETM。
第二，制作IETM的信息主要来源于产品定义数据和产品保障数据。其中，产品保障数据来源于装备保障性工程与综合保障工作过程，特别要通过可靠性维修性预计、使用与维修功能分析、故障树分析（Fault Tree Analysis,FTA)、故障模式影响及危险性分析（Damage Mode Effect and Criticality Analysis，DMECA）、以可靠性为中心维修分析
（Reliability-Centered Maintenance Analysis,RCMA)、修理级别分析（Level of Repair Analysis，LORA）、使用与维修工作分析（Operation And Maintenance Task Analysis，OAMTA）等相关的保障性分析和保障性试验与评价得出产品保障数据。IETM集成了辅助装备维修和辅助人员训练所需的信息，这些信息在装备设计和综合保障的过程中生成。例如，装备结构信息、装备部件信息主要来自于装备结构设计、功能与性能分析；装备操作使用信息除来自于装备设计信息外，还来自使用与维修功能分析和使用与维修工作分析；装备故障信息来自于故障树分析、故障模型影响及危害性分析及保障性试验；维修工作信息主要来自于通过使用与维修功能分析、故障模式影响及危害性分析、以可靠性为中心的维修分析得出的修复性维修工作和预防性维修工作。
第三，对于新型装备IETM的制作，要求与装备研制的综合保障工作过程同步进行，装备设计定型同时对IETM产品进行设计定型鉴定。
因此，航空保障工作开展的好坏将直接影响IETM制作的内容和质量，从这个意义上，推广应用IETM可以进一步促进航空保障工作的深入发展。
2. IETM国内外发展现状与趋势
2.1 国外IETM 发展现状
为了减少存储和传递技术数据所用纸张的数量和因此造成的高额费用,提高武器系统的后勤保障能力,1984年美国国防部和工业界开始联合进行调研,并在1985年6月编写了