某型武器通信系统故障诊断模拟训练考核评估设计*

靳树昌 胡 俊

(陆军军官学院五系 合肥 232001)



某型武器通信系统故障诊断模拟训练考核评估设计*

靳树昌 胡 俊

(陆军军官学院五系 合肥 232001)

为了客观、准确、全面地反映训练人员的故障诊断水平,提出了基于标准化操作流程的考核评估方法,构建了以操作完整度、操作熟练度、操作准确度为指标的评价体系,最后以实例说明该方法能够很好地反映训练人员的故障诊断水平,可操作性较好。

故障诊断训练; 标准化操作流程; 考核评估

Class Number E92.2

1 引言

在某型武器的通信系统故障诊断模拟训练系统中,需要一个评价方法对训练人员的故障诊断操作训练过程进行客观评价,以检验训练人员的故障诊断技术水平。训练效果评价是故障诊断模拟训练系统的重要组成部分,通常根据训练人员的实际操作水平来确定。但是在故障诊断过程中,由于训练人员的故障诊断水平不一,故障诊断过程也就存在多样性。现在有很多种办法来对训练人员的故障诊断能力进行评价。文献[1]根据模糊图理论提出了一种适用于人的故障诊断能力评价的双向模糊图模型,并以机床故障诊断为例,证明其能够比较客观地反映训练人员的能力水平。文献[2]针对民用机虚拟维修训练人员的评估优选问题,运用模糊综合评判方法建立训练人员的优选标准、优选的程序步骤,但是对单个人员的故障诊断训练水平难以做出准确的评价。在以上两种方法中,故障诊断训练不便于考核和评估,操作性不好。为此,提出了基于标准化操作流程的故障诊断模拟训练评价方法,在此基础上建立以操作完整度、操作熟练度、操作准确度为指标的评价体系。进而通过数学计算实现对故障诊断训练的评价,解决了故障诊断模拟训练系统中故障诊断训练的考核评估问题。

2 故障诊断训练评价指标体系

在某型武器通信系统故障诊断训练中,根据某型武器通信系统的结构特点和工作原理,对每类故障的诊断都有一定的操作步骤和规程,可以将这些步骤和规程称做标准化操作流程。在故障诊断训练系统中,对于通信系统的各类故障,组织专家预先制定故障诊断操作流程,并存于故障库中。在训练人员进行故障诊断训练过程中,通过记录训练人员的操作流程,形成实际操作流程。通过实际操作流程与标准化操作流程的比对,并建立评价指标体系来实现对故障诊断训练的评价。

在评价指标体系的构建上,要根据全面性、必要性和可操作性的原则,充分考虑实际操作流程与标准化操作流程的相关性,建立由操作完整度(Operating Integrity),操作熟练度(Operating Proficiency)和操作准确度(Operating Accuracy)构成的故障诊断训练评价指标体系。操作完整度(Operating Integrity)指标是指故障诊断训练人员在训练及考核评估过程中要将故障诊断的操作步骤做完整,不得有遗漏、疏漏。如果在故障诊断过程中操作步骤有遗漏、疏漏,就可能对故障诊断结果产生影响,甚至作出错误的故障诊断结果。在操作步骤集中,有些操作步骤对故障诊断结果不会产生影响,有些操作步骤对故障诊断结果却会产生决定性的影响。因此,还需要对各个操作步骤赋予不同的权重。由此可见,操作完整度指标在评价体系中是十分重要的指标。操作熟练度(Operating Proficiency)指标是反映故障诊断训练人员在使用故障诊断模拟训练平台进行训练后,其故障诊断能力提高程度的指标。这一指标可以反映出装备维修保障人员的故障诊断能力,同时也可以反映出开发故障诊断模拟训练平台的必要性。由此可见,操作熟练度这一指标在整个评价指标体系中的重要性。操作准确度(Operating Accuracy)指标是反映故障诊断训练人员对于整个故障诊断操作步骤掌握准确与否的指标。在操作步骤集中,操作步骤的前后顺序对于故障诊断的结果和装备的安全也会产生影响。通过由操作完整度、操作熟练度、操作准确度构成的指标体系来对训练人员的故障诊断能力进行考核评估,就能够比较全面客观地反映装备保障人员对通信控制机的故障诊断能力。

3 故障诊断训练评价方法

3.1 确定各项评价指标权重

采用层次分析法(AHP)来确定各项评价指标权重。具体步骤如下:

1) 按1～9标度法对指标进行两两对比,构造判断矩阵C。

3) 一致性检验。偏差一致性指数为CI=(λmax-n)/(n-1),随机一致性指数为RI(常数),则相对一致性指数CR=CI/RI。CR<0.1时,认为判断矩阵C具有令人满意的一致性,则特征向量Y就是要确定的指标权重向量;CR≥0.1时,则重新调整判断矩阵的元素。

3.2 指标计算

对故障诊断训练人员进行考核评估时,最终以一个成绩来评判训练人员的故障诊断训练水平。首先假定每项指标对应的分值为100分,评价指标值的计算实质上就是确定训练人员对于评价指标所得的分数。

1) 操作完整度(Operating Integrity)。操作完整度指标的目的主要是检查训练人员在故障诊断操作过程中步骤是否有疏漏。通过实际操作过程与标准化操作流程的比对,检查训练人员的故障诊断过程,并根据实际操作过程来计算训练人员对于操作完整度指标所得的分数。

3.3 考核评估结果计算

4 考核评估实例应用

4.1 实现说明

以对某型武器通信系统中的通信控制机故障进行故障诊断模拟训练为例进行说明。在某型武器模拟通信控制机键盘上设置“开始/步骤”、“结束”功能按键,训练人员按下“开始/步骤”按键后,PC端开始计时。在模拟通信控制机键盘、显示器、各接口处设置触发器,训练人员的每步操作通过触发器实时收集到PC端。为了便于实时考核,训练人员每完成一步操作,均按一次“开始/步骤”按键,PC记录下完成每步操作的时间。训练人员完成考核后,按下“结束”按键。PC记录下完成全部操作的时间。

在PC端,考核评估软件界面主要由四部分组成,包括计时窗口、标准化操作步骤窗口、实际操作步骤窗口和评估结果窗口。PC端开始计时后,考核评估软件从故障库调取某类故障的标准化操作步骤,显示于标准化操作窗口。PC端收集到的实际操作步骤显示于实际操作步骤窗口。然后实际操作步骤与标准化操作步骤进行比对。通过比对,确定训练人员实际操作步骤是否有疏漏,与标准化操作步骤相比是否产生逆序。最后通过计算,实时给出考核评估结果,显示于评估结果窗口。

4.2 实例评估

以某型武器通信系统中通信控制机数传电台接口板故障诊断为例说明基于标准化操作流程的故障诊断训练考核评估过程。假设有六名专家参与了评价,经专家讨论给出了通信控制机数传电台接口板故障诊断的标准化操作流程为:A1→将数传电台与通信控制机的对应电台口相连;A2→打开数传电台和通信控制机,将电台设为“网控允许”;A3→进入通信控制机主界面,选择[电台][电台管理];A4→进行各种参数设置,发现不能工作;A5→用仪器检查通信控制机数传电台接口板;A6→确定通信控制机故障为数传电台接口板故障。

根据故障诊断训练系统记录训练人员的操作信息得到一个实际故障诊断操作流程为:A1→将数传电台与通信控制机的对应电台口相连;A2→打开通信控制机,进入通信控制机主界面,选择[电台][电台管理];A3→进行各种参数设置,发现不能工作;A4→确定通信控制机故障为数传电台接口板故障。

根据实际操作流程和标准化操作流程对比可知,操作完整度上,实际操作流程中遗漏了步骤A2,A5;操作熟练度上,对于标准化操作流程,按照训练考核大纲给出Ts=6,p=1,q=10,在实际操作中,训练人员实际操作时间Ta=7。综合以上分析,评价结果计算如下:

实例分析表明,基于标准化操作流程的故障诊断训练考核评估方法给出了训练人员在故障诊断训练中的最后成绩,实现了故障诊断训练的定量评价,而且可操作性很好,达到了考核评估的目的。

5 结语

基于标准化操作流程的故障诊断训练考核评估方法在评价指标的选择中根据全面性、必要性和可操作性原则,处理实际情况,具有很强的实用性。实例表明,利用该方法进行评价,评价结果切合实际,可以很好的应用于故障诊断训练。

[1] 荆冰彬,李郝林.故障诊断训练系统中人的能力评价[J].华东工业大学学报,1995,17(1):31-36.

[2] 王守敏,孙有朝.基于模糊综合评价的民机虚拟维修训练评估[J].飞机设计,2008,28(6):42-45.

[3] 奚刚,费全荣.加强基于能力的船舶维修保障人才训练考核评估研究[J].中国修船,2012,25(5):7-10.

[4] 杨星星.民机虚拟维修训练关键技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2012:28-33.

[5] 董志明,王凯.新型指控通信装备仿真训练系统设计与实现[J].系统仿真学报,2010(1):35-38.

[6] 吴兵舰,储彬彬.AHP灰色综合评价的新训驾驶员训练评估[J].数学的实践与认识,2012,42(21):178-182.

[7] 刘颖,朱元昌.面向维修训练的故障建模、仿真与评估[J].计算机工程,2007(7):182-184.

[8] 胡永宏.综合评价方法[M].北京:科学出版社,2000:167-172.

[9] 苏群星,娄建安.案例智能维修训练系统的设计与实现[J].火力与指挥控制,2005,30(7):68-72.

[10] 陈东明,孙树栋,韩光臣.基于案例推理的复杂装备故障诊断系统研究[J].微机应用与智能化,2006(4):1-4.

Fault Diagnosis Simulated Training Examination and Assessment Design of a Weapon’s Communications System

JIN Shuchang HU Jun

(The Fifth Department, Army Officer Academy of PLA, Hefei 232001)

In order to reflect fault diagnosis level of training personnel objectively, accurately and comprehensively, the assessment evaluation method is put forward based on the standardized operation process, and an evaluation system which regards operating integrity, operating proficiency, iperation accuracy as parameters is constructed. And finally the example demonstrates that the method can reflect the fault diagnosis level of training personnel well and with good operability.

fault diagnosis training, standardized operation process, examination and assessment

2014年11月7日,

2014年12月27日

靳树昌,男,教授,研究方向:武器装备保障训练理论与应用。胡俊,男,硕士研究生,研究方向:军事装备学。

E92.2

10.3969/j.issn1672-9730.2015.05.023