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1、第 31卷 第 8期四 川 兵 工 学 报2010年 8月 收稿日期:2010-03-19作者简介:徐赤峰(1966),男,主要从事装备保障训练研究。=武器装备装备信息标准体系构建理论与方法徐赤峰1,张 莉2(1.军械工程学院 教练团,石家庄 050003;2.石家庄陆军指挥学院 军事运筹研究中心,石家庄 050084)摘要:针对当前装备信息构建标准体系的理论和方法不适应装备信息标准体系构建的实际问题,分析了标准化系统工程理论,借鉴人类活动系统研究方法,提出一整套构建装备信息标准体系的理论与方法。关键词:装备信息标准体系;构建理论;标准化信息工程中图分类号:E25文献标识码:A文章编号:100
2、6-0707(2010)08-0050-03 人类活动系统俗话讲/没有规矩,不成方圆0。由此可见,要做好任何工作都需要有标准的制约。标准是以特定程序和形式颁发的统一规定,形成共同遵守的准则。随着装备信息化建设步伐的加快,装备信息标准化的地位日益凸显。没有标准化,便没有高效的装备信息共享;没有标准化,就会制约装备信息化的发展。钱学森在5标准化和标准化研究 6中指出:标准化是一门系统工程,任务就是设计、组织和建立全国的标准体系,使它促进社会生产力的持续高速发展 1。装备信息标准化的首要任务是根据装备信息领域的每个方面、每个环节的需要建立起相互适应的配套的标准体系,使装备信息化条件下的装备信息领域井
3、然有序,在装备信息化进程中建立起最佳的生产秩序、技术秩序、安全秩序、管理秩序,获得最佳经济效益。没有标准体系,就会影响标准化的效果;没有标准体系,就会阻碍实现装备信息共享的进程。1 装备信息标准体系概述按国际标准化组织 ISO 的定义,标准化指为在一定范围内获得最佳秩序,对实际或潜在的问题制定共同和重复使用的规则的活动 2。在标准化的定义中,/一定范围0是指标准所覆盖的范围。根据范围的大小,标准化可分为两大类:一类是标准化的具体对象,即需要制定标准的具体事物,如可以对鞋子的尺码和耐用性分别标准化;另一类是领域标准化,即各种具体对象的总和所构成的整体,通过整体可以研究各种具体对象的共同属性、本质
4、和普遍规律,领域标准化的具体对象是一组相关的标准化对象 3。例如工程、运输、农业标准化均可视为领域标准化。本文所说的装备信息标准化的对象既包括装备信息本身,还包括与装备信息相关的技术、管理等一系列事物和概念。对于装备信息标准化而言,/一定的范围0是指整个装备信息化条件下的装备信息领域。装备信息标准化的概念可以理解为:为使装备信息化获得最佳秩序,对装备信息领域中重复性事物和概念制定共同和重复使用的规则的活动。由此可见,装备信息标准化是通过制定装备信息的获取、评价、加工、储存、交换等装备信息活动及装备信息技术研究、发布和实施过程中所需的各种标准,达到装备信息化所需要的统一局面,以获得最佳经济效益的
5、过程。装备信息标准体系是装备信息化条件下装备信息领域中的标准通过其内在联系组成的科学有机整体。既包括了装备信息技术标准,又包括了装备信息管理标准和装备信息工作标准等。为实现装备信息领域的高度有序,装备信息化高速推进而形成的整体,它不是简单的叠加,而是根据标准的基本要素和内在联系所组成的,具有一定集合程度和水平的整体结构。2 装备信息标准体系构建理论2.1 标准化系统工程北京航空航天大学张锡纯教授将系统工程和系统科学的基本原理和方法与标准化理论相结合,提出了标准化系统工程,为全面系统地构建装备信息标准体系提供了理论前提 4。张锡纯教授明确提出,标准化系统工程的依存性源自标准化的依存性,标准化既然
6、是对重复性事物和概念做出规定,则这些重复性事物和概念就成为标准的依存主体,标准化也势必围绕依存主体来进行。据此他将标准化系统工程的研究对象分为直接研究对象和依存主体研究对象。其中直接研究对象是标准化系统,依存主体研究对象是标准依存主体系统。利用标准化系统与依存主体系统的密切关系,将标准化系统工程按工作结构分解或采用平行结构法进 行分解,以进一步理 解标准化系 统工程的内涵。由于标准化系统对工程系统的高度依存性,标准化和规范化成为工程系统实现宏观组织管理不可缺少的重要手段,正是这种关系的存在,标准化系统工程的直接研究对象必须与依存主体系统的层次结构体系保持一致,即标准体系必须沿着依存主体系统的层
7、次结构体系而平行地分解下去,从而发展成整个相应的标准系统。这就是平行分解法的基本内涵,有了从依存主体层层分解出来的各种硬件、软件、勤务和其他工作任务作为具体标准化对象,技术标准、经济标准和管理标准的制定也就有了依据。根据平行分解法,张锡纯教授在构建企业标准体系时,按照标准化的对象不同,把标准体系分为企业技术标准、企业管理标准和企业工作标准。在各门类下再细分,并将这些细分的标准按照从底层到高层依次提取共性标准;依据共性标准的集合程度确定层次及标准分类,在横向上具体展开。许多领域在构建标准体系的过程中,充分采纳了张锡纯教授的这种分类方法,但所建体系中的技术标准、管理标准和业务标准通常是各自成体系、
8、彼此分离的。以这种思路构建标准体系的缺点:由于没有分类的理论基础,标准细分的过程中很容易产生纰漏和重复;抽取共性标准的理论和方法比较缺乏,实施起来比较困难;这样建立的标准体系与实际业务活动系统相对分离,使用很不方便。不可否认,他所提出的一些方法和理论对实体系统是很有效的,由于以电子装备信息技术为核心的现代高技术的迅猛发展与应用,社会形态的演变节奏急剧加快,相对稳定时期越来越少,其作用越来越小,使得以物为切入点的研究思路、方法、手段等存在/见物不见人,见人不见事,见事抓不住要害0等问题越来越突出。而在构建以人类活动为中心的领域标准体系时,就不能仅仅关注实体所发挥的作用。如何考虑由人介入的组织、指
9、挥、决策、管理等行为,科学地分析人类活动系统,是当前很多研究课题面临的一个难题。2.2 人类活动系统研究方法人类活动系统(human activity syste m)是有目的的人类活动的集合,这类系统起源于人的自我意识,具有人的行为的复杂性。人类活动系统与自然系统、人工物理系统的根本差别在于,后者一旦显现出来,就再也不能是别的样子,而人类活动系统由于人的作用,往往不会有唯一的(可检验的)认识,观察者可根据其世界观不同而有不同的理解。当然,人类活动系统也是不能单独存在的,仍受其他系统的作用和影响 5。英国人 P#Checland在5系统论的思想与实践6一书中谈到人类活动系统研究问题时曾指出:/
10、这方面研究工作已经表明,最好是限制人类活动系统的定义为活动本身,适当时机再命名和描述其他相关系统。0这段话给了我们一个重要启示:对于人类活动系统,包括以人类活动为主要对象的人文社会领域的科学研究,应当以人的活动为切入点,甚至以围绕人所进行的活动为中心。本文将 Che-cland的这一说法称为/活动中心说0。基于上述分析,本文认为活动与过程是人类活动系统研究新的突破点。一般来说,任何一个活动都是由活动主体、活动客体和对象、活动目的与目标、活动内容与方式、活动方法与手段、活动环境与资源等 6组要素构成。其中,活动主体是指活动的施行者;活动客体与对象是活动的接受方及接受方的活动;活动目的与目标是活动
11、预期的效果;活动内容与方式是活动所包含的实质性事物及表现;活动方法与手段是完成活动所采取的策略与措施;活动环境与资源是活动周围的情况、影响或势力和进行活动所必需的一些物质或非物质要素。正确把握活动的 6组构成要素是对活动进行分析与描述的前提。要把握这些要素也必须遵循一定的思路,这就是 5W1H框架。5 W 1H框架是进行事物分析的基本着眼点,当然也适合分析活动的构成要素。5W 是指是什么(What)、为什么(Why)、何时(W hen)、何地(Where)和谁(Who),1H 是指怎样(How)。5W1H 框架与活动构成要素可以形成一定的映射关系,从而为分析活动的构成要素提供相应的思路。其中是
12、什么(W hat)可以用来分析活动的内容与方式,为什么(W hy)可以用来分析活动的目的与目标,何时(W hen)、何地(W here)可以用来分析活动的环境与资源,谁(W ho)可以用来分析活动的主体、客体和对象,怎样(How)可以用来分析活动的方法与手段。5 W 1H 框架与活动构成要素的映射关系如图 1所示。图 1 5 W 1H框架与活动构成要素的映射关系 应当注意的是,强调以活动为中心,并非否定以物(实体)为切入点,也非摒弃以可还原的基本假设为表征的自然科学研究方法,对于现代人文社会科学研究,自然科学51徐赤峰,等:装备信息标准体系构建理论与方法研究方法经过恰当的改进和处理后,将具有很
13、强的适用性。因此,在构建装备信息标准体系时,不仅要运用张锡纯教授的标准化系统工程理论,而且也应借鉴活动中心说的思想,以求实现既科学又合理的满足装备信息标准化的需要。3 装备信息标准体系构建方法实际工作中,构建装备信息标准体系应该以什么活动为中心呢?有人讲,标准来自/业务活动需求0,这句话无懈可击。但是当前,既是领域专家又非常熟悉标准化的人才寥寥无几,而标准化专家也大多对业务了解的不很全面。为此,选择从装备信息活动入手构建装备信息标准体系,原因在于:1)装备信息标准体系是由装备信息领域内的标准组成的有机整体,虽然标准来自/业务活动需求 0,但是装备信息标准是通过直接规范装备信息活动,间接作用于业
14、务活动的;2)由活动要素入手分析装备信息领域,可以比较完整地搭建装备信息标准体系的整体框架,若以业务活动为中心构建装备信息标准体系,很容易忽略或重复考虑个别装备信息活动,也容易产生标准体系的缺口或交叉;3)目前,装备信息凌乱无序的存在于独立的业务流程和应用系统之中,不易识别和继承,更不用说重用,而当前对装备信息进行标准化的要求又非常迫切,在这种情况下,我们比较容易做的是规范以装备信息和装备信息活动形式表现出来的/领域知识0 6。因此,将构建装备信息标准体系的起点放到装备信息活动上,落在/装备信息领域 0中去分析,充分认识到装备信息领域是业务领域在装备信息域的映射。同时应该认识到的是,任何业务活
15、动都伴随着一定的装备信息活动,反过来说,一切业务活动只有在一定的装备信息活动的引导下才能够完成 7,如图 2所示。图 2 业务活动和装备信息活动关系示意图 因此,从业务活动入手构建装备信息标准体系也不是完全不可行的,只是当前时机还不成熟。从装备信息活动入手构建装备信息标准体系,将其视为/主0,而将从业务活动分析入手视为/从0。这种/主从关系 0绝不是一成不变的。当装备信息标准体系发展到一定程度,装备信息领域已经相对规范和顺畅时,再从业务活动入手分析检验当前装备信息标准体系存在的问题,进而完善装备信息标准体系,导致主从地位互换。一/主0一/从0,相互转换,共同发展。由此可见,装备信息标准体系的构
16、建将是一个多重循环的过程。从装备信息活动入手构建装备信息标准体系,首先要对装备信息领域进行分析,明确装备信息标准体系的需求。运用活动中心说的理论,将装备信息活动分解为装备信息活动主体、装备信息活动客体、装备信息活动目的与目标、装备信息活动内容与方式、装备信息活动方法与手段、装备信息活动环境与资源等要素。并通过装备信息活动的要素分类将装备信息领域划分为 3个层次:概念层、物理层和逻辑层。概念层和逻辑层完成了装备信息领域中的基本装备信息活动,而物理层则侧重于业务活动对装备信息领域的影响和作用。因此,前 2层为第 3层提供了理论、技术基础,第 3层体现了装备信息领域的应用开发,直接关系到整个业务系统
17、的运行。然后,根据标准的依存性,必须对装备信息标准依存主体系统进行分析,明确装备信息标准化的对象。装备信息标准依存主体是装备信息标准规范和约束的对象,通过装备信息活动发挥作用。装备信息标准理论主体、技术主体和实践主体,构成了装备信息标准依存主体系统总体框架,通过依存主体与装备信息活动要素类的联系,明确装备信息标准依存主体体现形式与装备信息活动要素类之间多对一的映射关系。最后,进行装备信息标准体系框架结构,明确装备信息标准体系的大体框架。借鉴标准化系统工程多维结构的构建方法,充分考虑装备信息活动要素对装备信息标准依存主体体现形式的多重作用,构建装备信息标准体系框架的多维结构。装备信息活动主体、装
18、备信息活动客体、装备信息活动目的与目标、装备信息活动内容与方式、装备信息活动方法与手段、装备信息活动环境与资源分别为装备信息标准体系框架的 6个维。当前装备信息标准的制定已经从应用推动发展成为研制有一定理论基础的结构化标准体系。建立结构化的装备信息标准体系框架,以确保在研究的装备信息领域内建立的标准体系具有良好的一致性和合理性。构建装备信息标准体系大体框架如图 3所示。图 3 装备信息标准体系的基本框架(下转第 64页)52四 川 兵 工 学 报图 8 转速一定时输出扭矩与重心点压力差的变化 与明显呈现比例增大。表明最大压力差、重心点的压力值与柴油机输出扭矩之间有一一对应的关系。5 结论1)分
19、析了柴油机燃烧压力信息,说明了压力差曲线适合柴油机燃烧过程有效性,简化计算量。2)引入压力差曲线,提出了燃烧压力的特征参数,燃烧开始点,最大压力差及其转角,重心点压力差及其转角以及固定转角的压力值,概括性描述燃烧过程。3)结合柴油机燃烧压力试验数据,分析了主要特征参数与喷有参数、柴油机输出扭矩的对应关系,表明各特征参数与各自的对应参数之间有一一对应关系。参考文献:1 D irk Schiefer,Ralfmaenne.Advantages of diesel en-gine control using in-cylinder pressure infor mation forclosed lo
20、op control C.SAE paper,2003-01-0364,2003.2 何学良,李疏松.内燃机燃烧学 M.北京:机械工业出版社,1990.3 P.Ra m Reddy,D.M ohanK rishna.Evaluation of com-bustion para meters in direct injection diesel engines-aneasy and reliablemethod C.SAE paper 930605,1993.4 S.leonhardt.Rea-lT i me Supervision of Diesel EngineInjectionw ith
21、RBF-based NeuralNet C.Proceeding ofAmerican ControlConference Seattle,W ashington,June1995.5 王军,张幽彤.基于 DSP 柴油机缸内压力动态采集研究 J.农业机械学报,2008,25(4):34-38.6 M ichael Fitzpatrick,Ralf Pechstedt.A ne w design ofoptical in-cylinder pressure sensor for auto motive appl-ications C.SAE Paper,2000-01-0539,2000.(责任
22、编辑 周江川)(上接第 52页)4 结束语装备信息标准体系构建理论与方法研究是当前全面推进装备信息化建设的重点和热点。各领域构建装备信息标准体系是一项基础性和探索性的工作,更是一项创新性的系统工程。这项工作对于规范各个装备信息领域、实现装备信息标准化目标和衡量装备信息化建设质量有着巨大的指导作用。参考文献:1 钱学森.论系统工程 M.长沙:湖南科学技术出版社,1982.2 任坤秀.国际标准化简编 M.上海:上海财经大学出版社,1996.3 刘世洪,胡海燕.农业装备信息化标准体系框架研究 J.农业网络装备信息,2006,2:13-17.4 张锡纯.标准化系统工程 M.北京:北京航空航天大学出版社,1992:103-104.5 邝孔武,孙晓梅.装备信息系统分析与设计 M.北京:清华大学出版社,1999.6 黄以宽.重视领域标准化研究,从根本上消除装备信息孤岛 J.现代信息技术,2004(9):51-54.7 汪海军.新汇聚工程理论研究 D.石家庄:军械工程学院,2002.(责任编辑 陈 松)64四 川 兵 工 学 报