基于數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)品TDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

張文豪，毛景魁，蔣學(xué)杰

(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 引言

目前，在航空、航天、船舶、兵器等行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，需要對(duì)系統(tǒng)的各方面的性能進(jìn)行試驗(yàn)。這些試驗(yàn)通常具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測(cè)量參數(shù)多、測(cè)試設(shè)備種類繁雜、試驗(yàn)資源分散、試驗(yàn)流程復(fù)雜、時(shí)間跨度大、試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)數(shù)據(jù)共享困難等特點(diǎn)［1］。

由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的文件類型和數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往是以人為經(jīng)驗(yàn)的積累作為參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的手段，對(duì)于產(chǎn)品試驗(yàn)的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)、重要試驗(yàn)結(jié)論等保存在技術(shù)人員的個(gè)人手中或分散保存在某種介質(zhì)中，時(shí)間一久，這些數(shù)據(jù)的查閱和利用將會(huì)非常困難，有時(shí)可能出現(xiàn)無(wú)處可查、無(wú)人可問(wèn)的尷尬局面。相比之下，損失最大的反而是企業(yè)，因?yàn)殚L(zhǎng)期的積累未能進(jìn)行統(tǒng)一有效地管理，不能及時(shí)轉(zhuǎn)化成企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)體系，隨著人員的更迭或崗位變遷，試驗(yàn)知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)也隨之減少，造成了大量經(jīng)驗(yàn)財(cái)富的流失。試驗(yàn)信息不能再次利用，造成的重復(fù)試驗(yàn)也帶來(lái)人力、物力的極大浪費(fèi)，造成的后果是嚴(yán)重制約型號(hào)研制的進(jìn)程。

為了改善國(guó)內(nèi)企業(yè)這種局面，加快型號(hào)任務(wù)的研制周期，提高研制過(guò)程中各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的水平和管理能力，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，采用統(tǒng)一的管理模式，有效的管理不同型號(hào)在研制過(guò)程中不同專業(yè)、不同試驗(yàn)產(chǎn)生的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，充分地分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)、深入地挖掘有價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，供型號(hào)研制過(guò)程的各專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析或模擬仿真時(shí)參考使用。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)是基于TCP/IP協(xié)議，并采用C/S模式組成整個(gè)系統(tǒng)［2］?？蛻舳藶g覽器通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)不同的操作權(quán)限存取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，或者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2為試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的架構(gòu)圖，從圖中可以看出，試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理(TDM)平臺(tái)的底層為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)與 Microsoft.Net［3］，TDM 平臺(tái)本身具備:數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)建模及系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出，Web數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、編輯及附件管理，數(shù)據(jù)繪圖、分析、計(jì)算及數(shù)據(jù)挖掘，流程管理，可擴(kuò)展接口等功能模塊。應(yīng)用子程序是在平臺(tái)的功能模塊的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的特點(diǎn)進(jìn)行二次開發(fā)完成的。可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)資源管理、試驗(yàn)綜合信息管理、試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃、試驗(yàn)調(diào)度管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、試驗(yàn)報(bào)告管理等。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程的分析，可以把整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中所涉及的數(shù)據(jù)及文檔歸納為:試驗(yàn)過(guò)程技術(shù)文檔管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)資源管理、試驗(yàn)動(dòng)態(tài)管理等。除此之外，系統(tǒng)還涉及對(duì)試驗(yàn)規(guī)劃信息和系統(tǒng)的管理，系統(tǒng)管理主要包括用戶信息管理、系統(tǒng)安裝程序及轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)說(shuō)明文檔和問(wèn)題及建議反饋，主要目的是為了更好地為用戶提供方便，在同一系統(tǒng)下就能完成所有的工作，其中問(wèn)題及建議反饋采用流程的方式實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)功能組織架構(gòu)如圖3所示。

3 系統(tǒng)整體模型

圖3 系統(tǒng)功能組織架構(gòu)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為能夠管理多型號(hào)、多專業(yè)的不同試驗(yàn)類型的數(shù)據(jù)信息，而且要為今后的擴(kuò)展提供便利的條件，所以在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，引入了試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)任務(wù)的管理理念和采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方式。不管哪個(gè)型號(hào)、哪個(gè)專業(yè)的試驗(yàn)，其試驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)用、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都是類似的，所以對(duì)一些通用的數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一管理的方式，比如試驗(yàn)項(xiàng)目信息、試驗(yàn)資源、試驗(yàn)過(guò)程技術(shù)文檔等，然后再根據(jù)不同試驗(yàn)的特點(diǎn)有針對(duì)性地管理不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)項(xiàng)目管理，也就是說(shuō)不論大型、小型試驗(yàn)都可以看做一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目下可分為多個(gè)試驗(yàn)任務(wù)，每個(gè)試驗(yàn)任務(wù)產(chǎn)生一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)過(guò)程中以試驗(yàn)項(xiàng)目信息為中心，頂層為產(chǎn)品型號(hào)信息和專業(yè)信息，底層展開對(duì)試驗(yàn)資源、試驗(yàn)過(guò)程技術(shù)文檔、試驗(yàn)任務(wù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理。

由于實(shí)際應(yīng)用中一般人員只關(guān)心試驗(yàn)的結(jié)果，只查看試驗(yàn)報(bào)告即可滿足實(shí)際需求，所以為了方便用戶實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中查看試驗(yàn)中所用到的試驗(yàn)資源，我們對(duì)試驗(yàn)資源采用以試驗(yàn)報(bào)告為中心的管理方式。這樣在查看試驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，可以方便地查看到本次試驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)詳細(xì)信息。

數(shù)據(jù)模型的建立使用系統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)的客戶端DesignStudio工具完成，DesignStudio采用的是面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)建模方式，如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)建模

4 系統(tǒng)界面

為了便于數(shù)據(jù)的存取和用戶對(duì)數(shù)據(jù)的使用，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理方式包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理和分析兩部分。

4.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理方式

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理方式分結(jié)構(gòu)化管理和非結(jié)構(gòu)化管理兩種形式。

結(jié)構(gòu)化管理:即參數(shù)化管理，系統(tǒng)建立一個(gè)存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息的數(shù)據(jù)類，用戶需要利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，把包含試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件內(nèi)容按照參數(shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)的類中。

非結(jié)構(gòu)化管理:即文件形式管理，系統(tǒng)建立一個(gè)存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的說(shuō)明信息的數(shù)據(jù)類，用戶需要手動(dòng)錄入數(shù)據(jù)的說(shuō)明信息，然后把包含試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件作為該說(shuō)明信息的附件保存到系統(tǒng)中。

4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析處理包括數(shù)據(jù)二次查詢、數(shù)據(jù)繪圖、設(shè)置屬性、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、分析計(jì)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，可以滿足使用人員的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理需求，如果需要使用專業(yè)的分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可以采用集成分析軟件的方式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖分析。

圖5 管理系統(tǒng)登錄界面

根據(jù)上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和模型，編制的產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng)界面如圖5所示。用戶在查看某個(gè)試驗(yàn)的相關(guān)信息時(shí)，首先在系統(tǒng)中找到此試驗(yàn)項(xiàng)目，然后根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)其相關(guān)的其他信息進(jìn)行查看。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)目前產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理遇到的問(wèn)題，采用結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化相結(jié)合的方式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)文檔、試驗(yàn)資源進(jìn)行有效的管理。采用結(jié)構(gòu)化管理，可以方便用戶直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理;對(duì)于參數(shù)較多(＞1000)、數(shù)據(jù)量較大的數(shù)據(jù)，采用非結(jié)構(gòu)化管理方式，對(duì)數(shù)據(jù)分析時(shí)可以先將數(shù)據(jù)文件下載到本地計(jì)算機(jī)，然后用專業(yè)軟件對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析處理，可以提高系統(tǒng)的速度［4］。

采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用到飛機(jī)產(chǎn)品型號(hào)測(cè)試管理中。實(shí)際應(yīng)用表明，給予數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)品TDM系統(tǒng)軟件不僅能夠保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效，而且多處備份的數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)的損壞風(fēng)險(xiǎn)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

［1］丁力，安海軍.試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的需求與實(shí)現(xiàn)［J］.航空計(jì)算技術(shù)，2010，(3):96 －98.

［2］唐曦文，崔希振.基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2011，(2):16 －18.

［3］李杰，林財(cái)興，謝甘第.基于.NET平臺(tái)的試飛試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.機(jī)電一體化，2006，12(3):11 －14.

［4］Anon.Automated test and data management［J］.Microwave Journal，2006，49(5):284 －290.