環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

張 偉，陳立濤

（中國電子科技集團公司第三十八研究所 合肥 230088）

環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

張 偉，陳立濤

（中國電子科技集團公司第三十八研究所 合肥 230088）

介紹了環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能及組成，闡述了系統(tǒng)建設(shè)的目的和達成的目標，并對其在企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用效果進行了分析。

環(huán)境試驗；數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；應(yīng)用效果分析

1 現(xiàn)狀與需求

隨著國家對生產(chǎn)制造型企業(yè)的重視，國家發(fā)展需要制造業(yè)來推動，生產(chǎn)制造企業(yè)的任務(wù)的逐漸增大，生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)品質(zhì)量的驗證與試驗環(huán)節(jié)是把握質(zhì)量的最后一道關(guān)卡，目前大多數(shù)環(huán)境試驗過程都是采用表格排班、人員值守、手抄記錄，紙質(zhì)歸檔，已經(jīng)無法滿足研發(fā)生產(chǎn)進度要求的需要。采用數(shù)字化的手段，實現(xiàn)數(shù)字化實驗室，讓計算機合理地計算利用試驗資源、試驗數(shù)據(jù)的自動采集實時監(jiān)控、實現(xiàn)過程的無人值守，讓計算機安排試驗課題有條不紊地進行，報告的自動形成是數(shù)字化實驗室改造的目標，是一項工業(yè)領(lǐng)域迫在眉睫的任務(wù)，也是跟隨國家發(fā)展智能制造2025的方向。為解決面臨的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，進行環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用。

系統(tǒng)將以企業(yè)試驗設(shè)備數(shù)據(jù)管理為規(guī)劃，實現(xiàn)環(huán)境試驗室試驗數(shù)據(jù)和產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)的管理，并為其它類型試驗數(shù)據(jù)的管理提供擴展接口支持。

針對企業(yè)的情況，提出以下主要需求：

1）實現(xiàn)環(huán)境試驗設(shè)備的集中遠程控制與數(shù)據(jù)采集；

2）實現(xiàn)統(tǒng)一化的試驗數(shù)據(jù)管理；

3）實現(xiàn)規(guī)范化的試驗任務(wù)管理；

4）實現(xiàn)試驗資源管理與試驗知識管理；

5）實現(xiàn)可適應(yīng)業(yè)務(wù)需求變化的柔性擴展和系統(tǒng)集成。

2 系統(tǒng)功能模塊

通過對業(yè)務(wù)需求進行分析與整理，將試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的主要功能進行劃分。

針對環(huán)境試驗的要求，提供試驗環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集方案，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、設(shè)備遠程測控、設(shè)備遠程報警和數(shù)據(jù)入庫。

系統(tǒng)提供實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)一體化管理的功能模塊，包括試驗任務(wù)管理、試驗數(shù)據(jù)管理、試驗數(shù)據(jù)可視化顯示、數(shù)據(jù)分析處理、試驗資源與知識管理。

針對環(huán)境試驗的產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)同步工具和數(shù)據(jù)分析處理工具。

所有功能模塊均以一個統(tǒng)一集成的技術(shù)平臺為支撐，提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)總線技術(shù)，提供符合試驗數(shù)據(jù)管理需求的系統(tǒng)配置管理功能，并通過標準化的WebService接口與質(zhì)量管理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成。

系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖1。

試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分為兩個子系統(tǒng)，即運行在環(huán)境試驗室的環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（ETDM），和運行在企業(yè)總部的產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（PTDM），兩個系統(tǒng)因其使用用戶范圍不同，其業(yè)務(wù)關(guān)注點也存在不同。

系統(tǒng)應(yīng)用范圍如表1所示。

3 主要關(guān)鍵技術(shù)及難點

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

1）試驗設(shè)備監(jiān)控

通過試驗設(shè)備集成，實現(xiàn)了集中數(shù)據(jù)采集、遠程設(shè)備報警、試驗數(shù)據(jù)自動入庫的功能，見圖2。

2）自定義報告

系統(tǒng)還提供自定義的報告模板，便于使用人員對試驗報告的樣式進行更改，增加系統(tǒng)子模塊的二次開發(fā)能力。

表1 系統(tǒng)應(yīng)用范圍

圖2 遠程數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

用戶可以采用Word模板文件格式，自由定義報告模板，如報告封面格式、輸出內(nèi)容、字體、段落、標題、顏色、背景、頁眉、頁腳等。

3） 試驗設(shè)備改造

改造試驗顯示屏或鍵盤的電路，對試驗箱鍵盤進行模擬按鍵操作，從顯示屏電路中截獲電壓、電流的值和矩陣鍵盤及按鍵的值，將截獲的值處理成溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到試驗監(jiān)控系統(tǒng)進行試驗箱集成。改造原理如圖3。

4 項目實施

系統(tǒng)實施時主要分為兩個部分，產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)部署在企業(yè)總部局域網(wǎng)，環(huán)境試驗數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)部署在環(huán)境試驗室局域網(wǎng)。

前者主要提供各類業(yè)務(wù)管理功能，后者完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的測控和報警，見圖4系統(tǒng)部署圖。

5 建設(shè)達成的目標

1）實現(xiàn)了試驗設(shè)備的數(shù)據(jù)實時采集、設(shè)備測控、遠程報警、實時入庫和數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)分析；

2）實現(xiàn)了試驗各環(huán)節(jié)進度的記錄、跟蹤與追溯，并實現(xiàn)各階段的試驗數(shù)據(jù)共享，為大數(shù)據(jù)挖掘提供可靠有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

3）應(yīng)用先進的計算機運算能力、大數(shù)據(jù)技術(shù)，從海量的試驗數(shù)據(jù)中進行產(chǎn)品的質(zhì)量分析、質(zhì)量預(yù)測、產(chǎn)品優(yōu)化；

4）試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過掌控試驗數(shù)據(jù)、規(guī)范試驗流程、試驗全生命周期管理，達到了數(shù)字化試驗?zāi)芰?、?gòu)建了知識化工廠，使試驗數(shù)據(jù)管理更高效；

5）構(gòu)建了覆蓋企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理平臺框架，實現(xiàn)了統(tǒng)一標準的試驗數(shù)據(jù)中心，支持了對環(huán)境試驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)的管理。

6 應(yīng)用效果分析

圖3 試驗設(shè)備改造原理圖

圖4 系統(tǒng)部署圖

通過試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，使企業(yè)環(huán)境試驗達到了集成化、信息化的要求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存取統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)分析合理化、試驗評估全面化，對企業(yè)產(chǎn)品型號質(zhì)量、性能的可持續(xù)發(fā)展提供充分的依據(jù)。具體應(yīng)用效果歸納如下：

1）在實驗室內(nèi)部管理方面：

實現(xiàn)了試驗過程管控自動化,由于系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時采集、遠程報警等功能,使得試驗監(jiān)控改變了以往靠人力定時巡檢的工作模式，實現(xiàn)了＂少人化＂、＂無人化＂試驗監(jiān)控模式，不僅大大降低了試驗值班人員工作強度，也為實驗室降低了人力成本。

2）在企業(yè)質(zhì)量控制方面：

產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)信息化管理，使得企業(yè)在進行產(chǎn)品質(zhì)量控制時，透過挖掘系統(tǒng)庫存的大量數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計各產(chǎn)品在試驗中出現(xiàn)的故障，分析故障的分布，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計部門更改、優(yōu)化設(shè)計，提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。

3）在企業(yè)成本控制方面：

試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具有的核算功能，可以根據(jù)系統(tǒng)建立的試驗項目單價，核算出單批次試驗所花費的試驗費用。企業(yè)可以按產(chǎn)品、月份、年份等要素統(tǒng)計核算相關(guān)試驗費用，為企業(yè)成本核算、質(zhì)量成本控制，提供數(shù)據(jù)支持。

4）在企業(yè)設(shè)備管理方面：

系統(tǒng)實現(xiàn)了試驗設(shè)備數(shù)據(jù)采集入庫，可以統(tǒng)計分析企業(yè)試驗設(shè)備年開機率、故障率、使用率等相關(guān)參數(shù)，為企業(yè)設(shè)備維修、設(shè)備技術(shù)改造、試驗?zāi)芰ㄔO(shè)規(guī)劃等工作提供客觀、真實的數(shù)據(jù)支撐。

5）在企業(yè)績效考核方面：

利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計企業(yè)各產(chǎn)品試驗通過率，分析試驗故障，實現(xiàn)對各試驗產(chǎn)品的責(zé)任部門質(zhì)量考核。還可以統(tǒng)計實驗室年、月的產(chǎn)值乃至細化到具體操作人員創(chuàng)造的試驗產(chǎn)值，為實驗室實現(xiàn)量化績效考核提供數(shù)據(jù)支撐。

7 結(jié)論

試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)不僅加速了產(chǎn)品型號研制過程，提高試驗任務(wù)執(zhí)行的速度，還實現(xiàn)了各型號產(chǎn)品的多試驗任務(wù)的統(tǒng)計對比，為產(chǎn)品型號改進提供了依據(jù)。不僅實現(xiàn)了多種類型試驗數(shù)據(jù)的融合、分析，提高數(shù)據(jù)利用效率，還通過模板化技術(shù)，使得試驗技術(shù)和方法的固化，實現(xiàn)了知識共享與傳遞。通過與企業(yè)總部的質(zhì)量管理系統(tǒng)的無縫集成，實現(xiàn)了設(shè)計人員、質(zhì)量人員、試驗人員基于試驗任務(wù)的流程協(xié)同，達到了試驗驗證設(shè)計，試驗促進設(shè)計的目標。

試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)成效巨大，應(yīng)用效果顯著，是企業(yè)信息化建設(shè)的重要工作，也是企業(yè)環(huán)境試驗室信息化、智能化之路上的重大舉措。

[1]朱陽,凌衛(wèi)青,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)在試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的應(yīng)用[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2012, 25（2）：77-79.

[2]巫志峰,曾星,鄧遠輝,梁偉雄.科學(xué)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在實驗數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代醫(yī)院, 2010,10（6）：147-148.

張偉，男，中國電子科技集團公司第三十八研究所，高工，主要從事環(huán)境及可靠性試驗的研究工作。

Application of Environmental Test Data Management System

ZHANG Wei, CHEN Li-tao
(No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230088)

In this paper, the function and composition of the environmental test data management system are introduced, the purpose of system construction and the goal of the system are described, and its application effect in the enterprise is analyzed.

environmental test; test data management system; application effect analysis

TB75

A

1004-7204（2016）06-0048-04