航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺構(gòu)建的研究

杜 江，李 強，曹 巖，白 瑀

（西安工業(yè)大學 機電學院 先進制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

在航空產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中，航空技術(shù)標準的種類非常多，其中航空螺紋連接技術(shù)標準的使用數(shù)量占總航空技術(shù)標準的30%～40%。以“螺紋連接”等航空標準件為代表的航空技術(shù)標準具有“標準化、系列化、通用化程度高”的特點[1]。其在機械零部件設(shè)計，也是在飛機設(shè)計制造中用途最廣泛的基本單元，其在實際使用中存在查閱困難、工作繁瑣、重復性大的問題，導致產(chǎn)品開發(fā)周期長，市場競爭力差，同時也在一定程度上限制了工程設(shè)計人員的創(chuàng)造設(shè)計能力。

因此在設(shè)計過程中合理地使用航空技術(shù)標準，尤其是航空螺紋連接技術(shù)標準，對縮短產(chǎn)品設(shè)計制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟意義[2]。

但是對目前所頒布的國內(nèi)和國際的相關(guān)航空技術(shù)標準的使用情況的分析調(diào)查中可發(fā)現(xiàn)，我國航空技術(shù)標準在應用中存在以下問題：1）管理方式方面：我國傳統(tǒng)的航空技術(shù)標準的管理方式是通過紙質(zhì)文檔或單電子文檔方式管理，管理方式簡單，人工查詢困難；2）內(nèi)容方面：航空技術(shù)標準種類繁多且數(shù)量龐大、技術(shù)特征不明確、技術(shù)屬性信息不明顯；3）版本方面：不同版本彼此間關(guān)系規(guī)格不明確，造成航空技術(shù)標準應用區(qū)分度很難識別；

通過以上分析可得，造成我國航空技術(shù)標準相關(guān)數(shù)據(jù)信息的“檢索困難、調(diào)用不便、直接利用率低”的根本原因在于這些標準的內(nèi)容和數(shù)據(jù)在實際中由于未能基于信息技術(shù)得以良好組織管理從而不能給制造企業(yè)提供良好的標準技術(shù)信息服務。

為了能夠基于現(xiàn)有航空技術(shù)標準為企業(yè)提供良好的服務，需要改變傳統(tǒng)的標準管理理念，不僅要靜態(tài)管理技術(shù)標準相關(guān)的文檔和數(shù)據(jù)，而且要動態(tài)管理它們的應用情況。也就是要面向航空技術(shù)標準的從發(fā)布到實施、更新、作廢的全過程開展對應的管理工作，即需要面向航空技術(shù)標準全生命周期的屬性和特點進行相關(guān)管理方法的研究。

1 平臺體系結(jié)構(gòu)

本平臺采用當前廣泛應用的B/S（瀏覽器/服務器）模式和JAVA開發(fā)語言來構(gòu)建航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺。采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計思想[3]，具體做法是自頂向下地對平臺進行合理的按層級劃分，把結(jié)構(gòu)復雜的平臺拆分成相互獨立、功能單一的模塊。對每一個模塊進行單獨地設(shè)計、編寫和測試，在一定相關(guān)范圍內(nèi)可對平臺進行修改與完善，不必修改平臺全局。最后按其邏輯結(jié)構(gòu)把各個模塊逐層向上組織起來，就得到了滿足功能需求、結(jié)構(gòu)組織良好、層次結(jié)構(gòu)分明的航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺。圖1為航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺的總體框架結(jié)構(gòu)圖。

圖1 平臺的總體框架結(jié)構(gòu)

2 平臺主要功能介紹

建立網(wǎng)絡化的航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺，具有不受地域、時域的限制，使得任何終端用戶在許可的權(quán)限下獲得自己所需的資源，使技術(shù)標準從傳統(tǒng)的單一文檔和單機的管理形式向網(wǎng)絡化、協(xié)同化、共享化方向發(fā)展。通過以上對平臺所要達到的目的及平臺管理內(nèi)容的分析，平臺主要分為用戶管理、航空螺紋連接技術(shù)標準文檔庫、航空螺紋連接技術(shù)標準知識庫、航空螺紋連接技術(shù)標準件庫四個主要的大模塊，其平臺主要詳細功能模塊的框架如圖2所示。

圖2 資源服務平臺功能模塊設(shè)計

2.1 航空螺紋連接技術(shù)標準文檔的管理

對文檔PDF的管理路徑方式主要有兩種[4]：一是間接存儲法，就是將文件存儲在指定的計算機的某一確定的文件目錄下，而后臺數(shù)據(jù)庫中只保存文件的存儲名稱和存儲路徑。二是直接存儲法，就是將文件資源轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)流，然后直接保存在后臺數(shù)據(jù)庫中。本文采用間接存儲法對文檔進行管理。其文檔上傳流程如圖3所示。

2.2 航空螺紋連接技術(shù)標準知識庫的設(shè)計

由于航空螺紋連接技術(shù)標準所包含的知識信息量大且關(guān)系復雜，需將其根據(jù)知識的屬性或特征的異同辦照一定的原則和方法進行區(qū)分和歸類[5]。通過把航空螺紋連接技術(shù)標準抽象的知識轉(zhuǎn)化為對象集合，將其具有相同特點多的對象劃分為一類，使同一類對象具有極其最大相似性，不同類中的對象的相似性盡量最小，從而形成新的分類體系。

圖3 文檔上傳流程圖

鑒于航空螺紋連接技術(shù)標準知識的約束關(guān)聯(lián)，本文采用層次分類法將航空螺紋連接技術(shù)標準的知識按照特征的相似性進行分類。航空螺紋連接技術(shù)標準的知識屬性管理內(nèi)容分類如圖4所示。

圖4 知識屬性管理圖

知識庫管理功能主要包括設(shè)計特征模塊、工藝特征模塊、應用功能模塊及版本模塊四大部分。對這四大模塊的操作主要有：知識錄入、知識刪除、知識修改、知識瀏覽及知識檢索等。下面對其各大操作進行介紹：

1）知識錄入：通過對航空螺紋連接技術(shù)標準知識的獲取，將知識源的知識進行發(fā)現(xiàn)表示之后，通過知識的綜合加工，實現(xiàn)各大模塊相關(guān)知識的添加。

2）知識刪除：知識一般情況下是用于積累、重用、共享的，知識是不允許隨意刪除的，刪除一些知識有時可能會導致知識的不完整性以及各知識間的不一致性。在添加知識時出現(xiàn)錯誤、知識冗余時才會進行知識的刪除。

3）知識修改：只有在發(fā)現(xiàn)添加的知識有錯誤或航空螺紋連接技術(shù)標準進行重新修訂，出現(xiàn)新的知識時，才可以進行知識修改的相關(guān)操作，但為了保證知識庫里知識的完整一致性，應謹慎進行此相關(guān)操作。

4）知識瀏覽：知識瀏覽是為企業(yè)用戶提供共享、重用的一種基本的常用方式，相比翻閱技術(shù)標準手冊節(jié)約了非常多的時間。通過用鼠標右擊或雙擊四大模塊可以詳細查詢相關(guān)知識。

5）知識檢索：知識查詢的目標是實現(xiàn)知識的有效檢索，為用戶提供了兩種檢索模式：精確檢索和模糊檢索。通過建立知識檢索機制，實現(xiàn)知識的檢索，從而快速、有效地檢索出用戶所需要的知識資源。

2.3 航空螺紋連接技術(shù)標準知識庫的設(shè)計

1）目錄結(jié)構(gòu)樹設(shè)計

為了有效地管理航空螺紋連接技術(shù)標準的數(shù)據(jù)，應用程序采用樹狀結(jié)構(gòu)的層次數(shù)據(jù)模型，按照航空螺紋連接技術(shù)標準的分類構(gòu)成樹狀層次結(jié)構(gòu)，即將航空螺紋連接技術(shù)標準分為航空螺紋連接標準件和航空螺紋連接技術(shù)規(guī)范兩大類，航空螺紋連接標準件又分為螺釘、螺母、螺栓等，一次不斷類推，向下依次細分。程序利用Tree View控件，使用一棵樹顯示航空螺紋連接技術(shù)標準的樹狀層次結(jié)構(gòu)[6]。

2）二維示意圖的讀取與顯示

將二維示意圖從后臺數(shù)據(jù)庫中讀取并在平臺頁面上顯示的核心思想是：從數(shù)據(jù)庫中獲取到圖片的二進制數(shù)據(jù)信息后，使用Response.Binary Write（）的方法進行輸出所讀取到的二進制數(shù)據(jù)，并用Image控件顯示圖片，其具體流程如圖5所示。

圖5 2D示意圖的讀取與顯示

3 航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺的實現(xiàn)

3.1 文件管理模塊的實現(xiàn)

點擊航空螺紋連接技術(shù)標注文檔庫按鈕，進入到文檔庫管理主界面，如圖6所示。輸入標準文檔名稱，可以對文檔進行精確查詢；在查詢到文檔之后，可以點擊附件進行瀏覽或下載。需要對庫中的文檔進行擴充時，雙擊添加按鈕，就可以對文檔進行上傳。當上傳的文檔出現(xiàn)錯誤時，可以點擊刪除按鈕進行刪除，也可以用編輯按鈕對文檔進行編輯。

圖6 文檔管理主界面

3.2 知識庫管理模塊的實現(xiàn)

單擊知識庫主模塊按鈕，進入到各功能子模塊管理界面，平臺中知識庫的相關(guān)各功能子界面如圖7～圖10所示。

圖7 工藝特征知識管理界面

圖8 設(shè)計特征知識管理界面

圖9 應用特征知識管理界面

圖10 版本特征知識管理界面

3.3 標準件庫管理模塊的實現(xiàn)

制作目錄樹的目的主要是幫助用戶高效快速地查詢零件相關(guān)信息，將航空螺紋連接技術(shù)標準按層次分類進行目錄樹的制作，所有的資源構(gòu)成了一顆以“航空螺紋連接技術(shù)標準”為根節(jié)點的，動態(tài)的、多層次的分類樹。標準件庫頁面如圖11所示。點擊左側(cè)的目錄樹可以查詢標準件，右側(cè)顯示標準件的信息，供用戶瀏覽和下載。

圖11 標準件庫模型管理界面

4 結(jié)論

以有效提高航空螺紋連接技術(shù)標準的重利用效率為目標，本文所研究建立的航空螺紋連接技術(shù)標準資源服務平臺可以通過對航空螺紋連接技術(shù)標準文檔、知識資源和航空螺紋連接標準件三維模型的一致管理，提高了航空技術(shù)標準信息資源的利用效率，縮短了與企業(yè)間的地理位置，減輕了企業(yè)負擔。不僅可對航空螺紋連接技術(shù)標準的重利用提供有效支持，而且有效解決目前實際應用中航空螺紋連接技術(shù)標準查詢調(diào)用繁瑣，利用率低下的問題。