1 引言
在装备使用与维修等活动中,随着武器装备复杂化,技术人员需要获取越来越多的信息来保障这些活动的顺利完成。技术手册作为传递这些技术信息的载体,必须具备快速、准确、跨空间、以人性化方式显示的功能。交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual,IETM)就是技术手册为实现这些功能而逐渐发展起来的一种形式。交互式电子技术手册是由装备的制造者或使用者采用自动编辑系统创作的,以数字形式显示在屏幕上,能为某一终端用户提供技术信息的电子显示系统,其本质是一种技术手册。但它与纸质手册有以下三个不同特点:一是屏幕显示技术信息的格式和形式应该是最优化的。也就是说,显示信息的计量是帧,可以很连贯的显示信息,不同于纸质手册以页的方式间断地显示信息。二是构成技术信息的元素按数字化的要求进行管理,终端用户可以采取多种通道,如声音、图像、视频、文本等,最大限度的获取他所要求的信息。三是在维修过程向导、技术数据导航以及备件供应指南时,计算机控制的交互式电子技术手册具备交互功能,能实现智能辅助。
交互式电子技术手册的特点说明了数字化的技术信息不仅要具备满足不同技术人员的需求功能,还要具备在不同的平台之间进行传递的功能。因此,要采用新的设计方法和手段来实现技术手册的功能,从而满足部队的需求。为实现技术手册的创新设计,发明问题解决理论TRIZ的兴起为快速准确的寻找相关技术提供了强有力的手段。
2 TRIZ理论技术进化规律
TRIZ理论(发明问题解决理论)是前苏联发明家G.S.Altshuller及研究人员在分析了世界上近些年的250万件高水平的发明专利,并综合了多学科领域的原理和法则后,提出的一套理论体系。TRIZ是其俄语词头缩写。TRIZ理论的目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和规则。TRIZ理论认为任何领域的产品改进、技术变革、创新和生物系统一样,都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程,是有规律可循的。人们如果掌握了这些规律,就能够能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势。
根据Altshuller的产品进化四个阶段、八条定律及产品设计时经常考虑的问题,将技术进化进行分类,得出10种进化模式:技术系统按生命周期进化、增加理想化水平、增加资源的含量、系统零部件的非均衡发展、增加系统的动态性与可控性、通过增加系统的复杂性使问题得到简化,零件之间的匹配与不匹配、微观化、增加场的应用、减少人的介入。进化模式揭示了技术进化的一般趋势。
3 技术手册的发展及预测
IETM从无到有,其数据格式、显示的方式、实现的功能都在逐渐的改变。根据IETM存储内容的体系结构、数据格式、显示方式和功能的不同,美军将IETM分为五级别,这五个级别标志着IETM的从低级向高级IETM发展的状况。它们分别是第1级电子索引页面图像,第2级电子滚动文档,第3级线性结构,第4级层次结构,第5级综合数据库交互式电子技术手册方向发展。按第6条进化模式:为实现技术手册更容易显示信息,其系统越来越复杂。实现系统的技术手段如图1所示。
图1 电子技术手册结构进化示意图
第1级 电子索引页面图像。这类技术手册实现的功能是通过智能索引或标题信息获取页面,定位、放缩等工具浏览页面,有限热点链接数字化页面图像。使用的技术主要是数字化摄像,主要解决资料占用的空间和传递问题。
第2级 电子滚动式文档。这类技术手册能够采用滚动信息浏览方式,可通过图片、文本链接相关内容,具备热点和交叉参引。通常是页面式文本简单转化的结果,几乎不要技术手册的编写者重新创作,除了增加超文本链接标记外,用户可调用(即触发)其他过程(如动画、视频)。使用的技术手段主要是ASCⅡ编码文档显示系统,主要解决智能索引和超文本链接问题,但还不能实现人机交互。这类电子手册还不能称为交互式电子技术手册。
第3级 线性结构的IETM。可实现的功能有对话框驱动交互,按照内容提供逻辑数据显示,有前进、后退按钮,可选择的交叉参引和索引,提供专门帮助技术信息的交互显示。它用SGML标记符合MIL-PRF-87268A特征的信息,使用超文本显示,并在最大程度上使IETM的显示与MIL-PRF-87268A的规定相一致。它以线性SGML文档而不是以层次数据库做技术手册的创作技术手段。这类技术手册解决了远程显示问题,但数据仍存在冗余,不能满足技术信息更改、删除、添加等管理要求。
第4级 层次结构的IETM。实现的功能与第3级交互式电子技术手册相同,但其数据组织方式大为改观。它专门用层次数据库来创建与维护非冗余关系的或面向对象的数据。它按照DoD的IETM规范(MIL-PRF-87268A,MIL-PRF-87269A)的要求进行交互显示,这一级与第3级相比,主要是元数据的管理方式不同,用户显示比较相似。本级lETM采用的技术是层次数据库,这类技术手册解决了数据的管理问题,但存在着不同平台无法互操作问题。
第5级 综合数据库的IETMs。除第4类功能外,还可实现单个浏览系统同时访问多个信息资源,具备专家系统和人工智能功能。属于综合电子技术信息系统(Interactive Electronic Technical Information System IETIS),是由第4级交互式显示与其他过程的数据综合而成,集成的其他过程数据包括信息显示的专家系统规则和其他用户应用程序,例如诊断和计算机管理培训。
第5级综合数据库的IETMs还没有真正的出现,实现这类技术手册的技术应采用什么样的技术手段?在分布式环境中,整个战场中可能会拥有多种操作系统、不同的数据库、异构的网络环境及多个应用程序等,也就是说无论是硬件平台还是软件平台都不可能做到统一。我们看到,按运用技术以实现功能的发展模式,分布式数据库应当做为未来第5级交互式电子技术手册的存储技术。为了更好的开发和应用能够运行在这种异构平台上的交互式电子技术手册,就必须依赖于一种基于标准的、独立于计算机硬件以及操作系统的开发和运行环境的中问件技术。因此,加紧制定交互式电子技术手册的中间件标准是迎合未来技术手册发展的一项紧迫的工作。
4 结论
根据TRIZ理论中的进化模式,对电子技术手册的进化模式和进化路线进行了分析。通过分析,明确了电子技术手册在发展中为实现不同的功能而采取不同技术的进化过程,分析出未来战场中交互式电子技术手册要实现的功能应采用分布式数据库加上中间件技术。因此,在这个预测的基础上,加紧交互式电子技术手册分布数据库的引用以及中间件标准的建设,应是下一步开发交互式电子技术手册,进行装备保障信息化建设的一项重要的内容。
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本文标题:基于TRIZ理论的IETM技术发展研究