基于web的航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理平臺及實現(xiàn)

杜 江，陳 蓓，曹 巖，張娜娜

（西安工業(yè)大學(xué) 機電學(xué)院 先進制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

近年來，航空工業(yè)的不斷壯大，產(chǎn)品種類和數(shù)量持續(xù)上漲，用于生產(chǎn)的標準和相關(guān)信息的種類、數(shù)量也在翻倍增長，技術(shù)標準所起的作用就尤為重要[1]。技術(shù)標準為機械生產(chǎn)中常用的零部件提供設(shè)計依據(jù)，如零件的尺寸參數(shù)、材料和公差等技術(shù)特征。標準件是航空產(chǎn)品的重要組成部分，飛機中的標準件超過百萬件，航空標準件和一般的標準件相比具有強度高、精度高、重量輕、耐高低溫、抗疲勞等特點[2,3]。因此技術(shù)標準管理對于飛機標準件快速、高效的設(shè)計和標準件質(zhì)量的提高有著重要的意義。

針對標準化的零件目前已經(jīng)有網(wǎng)頁版和客戶端版的標準數(shù)據(jù)管理平臺，但大多數(shù)系統(tǒng)僅僅查到的是零件尺寸和圖形信息，無法進一步了解零件的技術(shù)特征[4]。所以，針對航空技術(shù)標準開發(fā)可實現(xiàn)技術(shù)標準數(shù)據(jù)和應(yīng)用知識同步管理的系統(tǒng)尤為重要。

1 技術(shù)標準全生命周期

任何生物都有其生命周期及規(guī)律，就像人的生命一樣，都遵循從出生、幼年、少年、青年、中年、老年到死亡這樣的循環(huán)周期——即從開始到結(jié)束整個生命周期全過程。按照行業(yè)標準的定義，全生命周期管理是指對文件形成、辦理、歸檔以及文件檔案維護、利用和最終處置（銷毀或永久保存）全過程進行的控制[5,6]。目前國內(nèi)外比較成熟的生命周期理論主要有產(chǎn)品生命周期理論、產(chǎn)業(yè)生命周期理論和技術(shù)生命周期理論等。

圖1 技術(shù)標準全生命周期

同理，全生命周期的特征也體現(xiàn)在技術(shù)標準中。從標準的制定實施、修訂到作廢為技術(shù)標準的生命周期，當(dāng)以往的標準不適應(yīng)于現(xiàn)在的發(fā)展與應(yīng)用時，新的標準代替舊的標準的出現(xiàn)，這個過程即為技術(shù)標準的全生命周期。如圖1所示，技術(shù)標準全生命周期指的是從標準發(fā)布實施、標準管理、標準修訂到標準作廢整個過程。

由圖1可知，技術(shù)標準全生命周期主要分為四個階段：

標準發(fā)布：管理的內(nèi)容是制定標準、審批標準、標準編號和標準實施。

標準管理：主要是管理文檔模塊、數(shù)據(jù)模塊和應(yīng)用知識模塊。

標準修訂：包括標準版本的同號代替與異號代替。

標準作廢：指的是廢棄不予適用的標準和被新標準替代但仍可使用的舊標準。

2 系統(tǒng)框架設(shè)計

基于B/S結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計得到航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2所示，包括三個層次：功能模塊、通信接口層和共享信息模層。

圖2 航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

1）功能模塊層

功能模塊層與用戶應(yīng)用層相對應(yīng)，包括普通用戶在B/S模式下航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期系統(tǒng)能訪問的所有模塊，可以查詢航空鉚銷件與鉚銷技術(shù)規(guī)范的幾何圖形信息、標準文件版本信息、工藝特征信息和應(yīng)用場合信息等。

2）通信接口層

通過通信接口層將功能模塊與共享信息關(guān)聯(lián)起來。共享信息都存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，本系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息、知識信息、文檔信息與用戶信息都是通過NET開發(fā)平臺和數(shù)據(jù)庫提供的程序進行數(shù)據(jù)交互。

3）共享信息層

共享信息層主要是給系統(tǒng)服務(wù)器提供數(shù)據(jù)支持，這個信息集合包括了標準規(guī)范庫、模型庫、知識庫和文檔庫等，這些信息存儲于數(shù)據(jù)庫中，供其他程序調(diào)用。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)開發(fā)

3.1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1）參數(shù)化技術(shù)

參數(shù)化設(shè)計又稱尺寸驅(qū)動，是指用參數(shù)來定義幾何圖形的尺寸并約束尺寸關(guān)系，簡單來說就是改變參數(shù)的大小，即可相應(yīng)地改變零件圖形大小。在參數(shù)化設(shè)計中，必須要有一種驅(qū)動機制，即參數(shù)驅(qū)動，參數(shù)驅(qū)動機制是對圖形數(shù)據(jù)的操作[7,8]。驅(qū)動參數(shù)后，可以修改零件模板中的幾何數(shù)據(jù)，進行實現(xiàn)參數(shù)化，但是修改的同時需保證滿足幾何約束條件。

創(chuàng)建航空鉚銷連接件三維模型庫，本系統(tǒng)選擇CATIA建立參數(shù)化零件模板，利用CATIA功能模塊Formula、Design Table和Catalog快速標準件庫。

2）ASP.NET技術(shù)

ASP.NET可以創(chuàng)立動態(tài)的網(wǎng)頁，同時也是目前企業(yè)最常用的網(wǎng)絡(luò)計算Web平臺，是繼ASP后推出的全新動態(tài)網(wǎng)頁制作技術(shù)，Web應(yīng)用程序主要是在服務(wù)器上生成，帶有.NET的編程工具都可以用來編寫ASP.NET，例如可以設(shè)計者使用C#語言編寫等[9]。通過ASP.NET，瀏覽器就可以執(zhí)行代碼。服務(wù)器端將會執(zhí)行所編寫的程序，其中包括腳本程序，當(dāng)執(zhí)行完這次的操作以后，服務(wù)器將會把執(zhí)行的結(jié)果匯報給瀏覽器。當(dāng)程序被執(zhí)行以后，瀏覽器接收服務(wù)器傳遞的結(jié)果，加快了運行速度、提高了運行效率。

系統(tǒng)選擇Visual Studio 2010為開發(fā)工具，在網(wǎng)站開發(fā)中，ASP.NET是在Web.config中配置數(shù)據(jù)庫連接代碼，建立Connection對象，與系統(tǒng)用的數(shù)據(jù)庫連接，連接通過后用Command對象對數(shù)據(jù)庫發(fā)送查詢、新增、修改和刪除等命令。

3.2 航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期系統(tǒng)功能模型

基于知識層面的航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)，主要管理四大模塊：知識管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、文檔管理模塊和用戶管理模塊，前三個模塊之間通過標準件編號關(guān)聯(lián)起來，航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)管理的內(nèi)容如圖3所示。

通過分析系統(tǒng)管理的內(nèi)容，進一步明確系統(tǒng)各模塊的功能，建立航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)用例圖，如圖4所示。

圖3 航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)模型

圖4 航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)用例圖

3.3 航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期系統(tǒng)平臺的實現(xiàn)

整個系統(tǒng)的開發(fā)是在Windows 7操作系統(tǒng)主要涉及編程工具，發(fā)布平臺以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)如下：

操作系統(tǒng)：Windows 7.0/XP

網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)：ASP.NET

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：Microsoft Access2016

開發(fā)環(huán)境：Microsoft Visual Studio.NET 2010

編程語言：C#

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：IIS 6.0

利用以上的開發(fā)工具，建立航空鉚銷技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)平臺，用戶可以瀏覽或下載標準手冊，通過編號或名稱查詢航空鉚銷件或技術(shù)規(guī)范的圖形、數(shù)據(jù)、應(yīng)用知識和工藝特征等信息，管理員可以隨時更新、添加新的航標件或技術(shù)規(guī)范。用戶模塊界面如圖5所示。

圖5 用戶信息界面

文檔管理模塊主要管理對象鉚銷件和技術(shù)規(guī)范的標準文件，有兩種查詢方式：一是直接用檢索框查找鉚銷件或者技術(shù)規(guī)范文檔；二是直接在表格中逐條查詢。由于權(quán)限有限，用戶在文檔管理這個模塊僅可以實現(xiàn)庫鉚銷件的查詢、檢索和下載資料等基本功能，文檔管理頁面如圖6所示。

圖6 文檔管理模塊檢索頁面

數(shù)據(jù)管理模塊主要是用于檢索鉚銷件或鉚銷技術(shù)規(guī)范數(shù)據(jù)信息，鉚銷件數(shù)據(jù)信息包括參數(shù)表、零件二維圖和三維模型信息，檢索界面如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)模塊界面

在應(yīng)用知識管理模塊中，主要實現(xiàn)的是對鉚銷連接件或鉚銷技術(shù)標準基本屬性、應(yīng)用特征、工藝特征和設(shè)計特征這四個屬性標簽的查詢，界面如圖8所示。

圖8 應(yīng)用知識管理界面

4 結(jié)束語

本文最大的創(chuàng)新點在于開發(fā)實現(xiàn)技術(shù)標準數(shù)據(jù)和應(yīng)用知識的同步管理，提出了以航空技術(shù)標準為對象的全生命周期管理理念，從標準的發(fā)布、實施、更新到作廢整個過程開展航空鉚銷技術(shù)標準管理工作，進一步展開對鉚銷技術(shù)標準生命周期中的文檔版本、數(shù)據(jù)和應(yīng)用知識等信息的研究，實現(xiàn)對航空鉚銷文檔庫、標準件庫、應(yīng)用知識庫和參數(shù)指標數(shù)據(jù)庫的集成管理。系統(tǒng)平臺的開發(fā)方便設(shè)計人員從航空鉚銷件的標準版本、規(guī)格參數(shù)、圖形、工藝特征和應(yīng)用場合等多方面進行分析，從而有利于選擇合適的鉚銷連接件。此外，設(shè)計人員在任何地方都可以實現(xiàn)技術(shù)服務(wù)和資源同步共享。本文只是實現(xiàn)了航標（HB）件中很小一部分零件的集中管理，可以推廣到國家標準和機械標準等領(lǐng)域進行零件技術(shù)標準全生命周期管理系統(tǒng)的開發(fā)，這對于企業(yè)在實際應(yīng)用中具有重要的意義。