數(shù)據(jù)庫技術(shù)在飛機機身結(jié)構(gòu)零部件庫中的應用

楊 旭，劉向堯，龍 虎

(貴州理工學院航空航天工程學院，貴州 貴陽 550003)

0 引言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)應用十分廣泛，在近幾年，大數(shù)據(jù)這一概念被提出，人類正經(jīng)歷著由信息時代到數(shù)據(jù)時代的改變。

隨著計算機的大量普及和航空類企業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)的管理對各種類型的企業(yè)發(fā)展具有越來越不可替代的作用。飛機機身結(jié)構(gòu)零部件庫管理是一項非常復雜的工作。在航空類企業(yè)中，對于飛機的可靠性要求非常高，所以對于飛機機身結(jié)構(gòu)零部件管理的容錯率很低。就目前來看，相關(guān)企業(yè)采用Excel或者普通的文本記錄對飛機機身結(jié)構(gòu)零部件進行記錄、取存等工作，極大的增加由于人工記錄所帶來的誤差、錯漏等問題。同樣地，飛機零部件管理工作的可靠性也大大降低。

基于這一情況，選用當前得到廣泛論據(jù)支持的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，設(shè)計一個用戶交互性強，便于操作，安全性好的飛機機身結(jié)構(gòu)零部件管理系統(tǒng)對于相關(guān)的企業(yè)具有工程實踐意義。

本文將數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為理論基礎(chǔ)，主要依靠VisualBasic6.0作為該管理系統(tǒng)的前臺界面設(shè)計軟件，Access作為后臺數(shù)據(jù)庫儲存編輯軟件，在機身零部件建模后，根據(jù)相應的零部件參數(shù)、結(jié)合飛機機身結(jié)構(gòu)零部件庫管理系統(tǒng)的實際需要開展設(shè)計。

1 后臺數(shù)據(jù)庫的建立

1.1 零件庫設(shè)計對象分析

機身是飛機的重要組成部分，也是飛機將各個零部件進行飛機組裝的基礎(chǔ)，它的主要功用表現(xiàn)在之于其余部件的連接作用，裝載人員，大型物品貨物，提供飛機的各類電子設(shè)備連接[1]。波音737系列是波音公司生產(chǎn)的中程和短程雙引擎噴氣式飛機。到目前為止已經(jīng)開發(fā)設(shè)計了十余個系列的波音737飛機[2]。

波音737專為中短程航線而設(shè)計。根據(jù)項目啟動時間和技術(shù)的進步，它被分為了傳統(tǒng)的波音737和新一代波音737。波音737-800飛機是我國目前各家航空公司中持有機隊最多的飛機，目前占比我國民航客機的34%，民航窄體客機占比47%，相比于最新的波音737-MAX技術(shù)的不穩(wěn)定，各家中小型公司也在積極引進該類成熟機型，由此看來，它也將在我國的民航干線及支線上長期扮演主要的角色[3]。所以，基于波音737-800建立模型，數(shù)據(jù)庫設(shè)計更易解決當前數(shù)據(jù)庫管理問題。2018年年底民航窄體客機機隊占比如圖1所示。

1.2 機身結(jié)構(gòu)整體模型

波音737-800采用半硬殼式機身，機身長度39.5米，機身寬3.76米，機身高4.01米，機身結(jié)構(gòu)整體模型如圖2所示，機身主體整體CAD模型飛機中下部預留機翼外置框架，飛機尾部預留尾翼安裝位，根據(jù)起落架液壓助力形式，安排起落架位置[4]。波音737系列飛機按照工藝分離面一般情況下可以大致分為機鼻、機身前段、機身中段、機身后段以及機身尾錐[5]。

圖2 機身結(jié)構(gòu)整體模型

1.3 機身主要零部件

機身隔框：波音737-800機身普通框為Z形的板彎件組合體，布置間距根據(jù)在機身不同部分可大致給定約在350-500 mm范圍，部分機身處需根據(jù)機身內(nèi)部安裝需要對其作出調(diào)整。波音737-800機身普通框如圖3所示。

圖3 波音737-800機身普通框

機身桁條：波音737-800機身普通桁條采用了標準的擠壓型材，它與機身蒙皮形成一個承重墻，這是波音飛機機身承受傳遞力矩的主要部件，由于機身在前中后段的截面，以及各截面下的節(jié)點不同，長桁的安裝間距一般在120-270 mm之間[6]。波音737-800機身普通桁條如圖4所示。

圖4 波音737-800機身普通桁條

機身蒙皮：波音737-800機身蒙皮主要用來保持飛機的機身部分的氣動外形，保護乘員，及機載物品不會受到迎面氣流所帶來的影響，并保持表面光滑?？v向結(jié)構(gòu)件的壁板以及蒙皮中常用的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。按照材料性質(zhì)來看，該型號飛機蒙皮主要采用了鋁合金，受熱影響大的部分則采用了一定量的鈦合金板材。波音737-800機身蒙皮如圖5所示。

圖5 波音737-800機身蒙皮

1.4 零部件參數(shù)數(shù)據(jù)表

機身零部件管理系統(tǒng)需要用戶對于相關(guān)零部件進行數(shù)據(jù)的管理，將機身零部件下的機身蒙皮、機身隔框、機身桁條作為設(shè)計對象，并對其建立各零部件下的主要參數(shù)數(shù)據(jù)表。并將其作為機身零件庫程序設(shè)計下的后臺數(shù)據(jù)庫。基于Access軟件mdb格式，數(shù)據(jù)表將主要記錄各機身零部件的三類主要參數(shù)數(shù)據(jù)，如機身隔框三類主要參數(shù)為：框架外圓直徑、框架內(nèi)圓直徑，框架開口槽，不同的部件型號下對應的部件參數(shù)數(shù)據(jù)不同，并將部件型號作為主鍵，該四類字段下的數(shù)據(jù)類型都為數(shù)字。

2 機身零部件庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 程序邏輯分析

飛機機身零部件數(shù)據(jù)庫程序包含了對零部件信息管理、用戶登錄、系統(tǒng)主界面等輔助模塊，將這主要三部分集成在一起，就可以達成一個相對完整的飛機機身零部件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

飛機機身零部件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要進行對機身零部件下的信息管理，如各零部件對應的參數(shù)及模型圖，也就是說，直接操作對象為機身零部件。另一方面，在實際生產(chǎn)實踐中，我們需要一定的用戶對其進行管理操作，因此，設(shè)計相關(guān)用戶登錄模塊，以保證系統(tǒng)的安全性，防止相關(guān)信息外泄，造成不良影響。機身結(jié)構(gòu)對應的零部件肯定不止一種，如第三章所述，機身結(jié)構(gòu)復雜，構(gòu)造零部件眾多，所以在我們對其進行信息化管理時，需要設(shè)計一個對應的系統(tǒng)主窗口模塊，使更加方面快捷地尋求到對應零部件下的參數(shù)信息?；谝陨系墓δ茉O(shè)計，可以得出系統(tǒng)主要的功能需求如下：

(1)用戶登錄模塊：該模塊功能為在該系統(tǒng)用戶登錄模塊下，對用戶登錄信息進行驗證，在登錄信息用戶密碼符合條件后，用戶可進入下一步操作。

(2)系統(tǒng)主窗口模塊：該模塊功能主要是將各個零部件管理模塊及退出系統(tǒng)的功能集成在一個窗口下，在點擊相應按鈕時，跳轉(zhuǎn)到該按鈕對應窗口。

(3)零部件管理模塊：該模塊功能主要是飛機機身結(jié)構(gòu)零部件的參數(shù)特征管理，包括了零部件數(shù)據(jù)模塊；零部件基本信息管理，如增加、刪除、編輯、查詢；零部件模型圖例模塊。系統(tǒng)功能設(shè)計邏輯圖如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)功能設(shè)計邏輯圖

2.2 用戶登錄界面

(1)標題欄：名稱 “登錄”宋體，小五；控制按鈕含有關(guān)閉按鈕。

(2)工作區(qū)：

①Label3，文本“機身零部件數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)”隸書，二號。用于用戶登錄界面工作區(qū)中的標題。

②Frame1，文本“登錄”宋體，小五。用于突顯用戶在何處輸入信息。

③Label1，文本“賬號”黑體，小四。用于突顯右側(cè)為賬號輸入欄。

④txtUserName。用于用戶賬號輸入。

⑤Label2，文本“密碼”黑體，小四。用于突顯右側(cè)為密碼輸入欄。

⑥txtPassword。用于用戶密碼輸入。

⑦cmdOK，文本“確定”宋體，小五。用于確定以進入下一窗口(主窗體)。

⑧cmdCancel，文本“取消”宋體，小五。用于取消當前操作并退出系統(tǒng)。

(3)路徑：機身零部件數(shù)據(jù)庫管理.vbp—登錄.frm。用戶登錄模塊如圖7所示。

2.3 系統(tǒng)主界面

(1)標題欄：名稱 “主窗體”宋體，小五；控制按鈕含有最大化、最小化、關(guān)閉按鈕。

圖7 用戶登錄模塊

(2)工作區(qū)：

使用菜單編輯器，增加四項標題及對應名稱。

名稱：m1，標題：機身框架管理。用于進入下一機身框架管理窗口。

名稱：m2，標題：機身蒙皮管理。用于進入下一機身蒙皮管理窗口。

名稱：m3，標題：機身桁條管理。用于進入下一機身桁條管理窗口。

名稱：m4，標題：退出系統(tǒng)。用于退出當前系統(tǒng)。

Picture1，用于展示飛機機身模型圖片。

(3)路徑：機身零部件數(shù)據(jù)庫管理.vbp—Main.frm。系統(tǒng)主界面窗口如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)主界面窗口

2.4 各零部件管理界面

(1)標題欄：名稱 “機身‘框架/蒙皮/桁條’管理”宋體，小五；控制按鈕含有關(guān)閉按鈕。在窗體加載時通過ADO接口與Access數(shù)據(jù)庫進行連接。

(2)基本功能

數(shù)據(jù)庫需要完成增加、刪除、修改和查詢等四大基本功能。后臺Access數(shù)據(jù)表需要通過SQL語言進行操縱，前臺Visual Basic 6.0程序通過ADO數(shù)據(jù)接口，將SQL語句傳遞給Access數(shù)據(jù)庫進行功能實現(xiàn)。前臺Visual Basic 6.0程序界面中有DataGrid控件進行顯示。

增加。

con.ConnectionString=機身框架管理.Adodc1.ConnectionString

con.Execute ("Insert into 機身框架數(shù)據(jù)表 "& _

"Values('"& Text1.Text &"'，'"& Text2.Text &"'，'"& Text3.Text &"'，'"& Text4.Text &"')")

刪除。

Adodc1.Recordset.Delete

修改。

con.Execute ("Update 機身框架數(shù)據(jù)表 Set 框架外圓直徑(mm) ='"& Text2.Text &"'，"& _"框架內(nèi)圓直徑(mm) = '"& Text3.Text &"'，框架開口槽W×H(mm) ='"& Text4.Text &"' "& _ "where 部件型號= '"& Text1.Text &"'")

查詢。

Adodc1.RecordSource = "Select * from 機身框架數(shù)據(jù)表 where 部件型號 = '"& txtCondition.Text &"'"

(3)機身框架，機身蒙皮，機身桁條的路徑分別為：

機身零部件數(shù)據(jù)庫管理.vbp——機身“框架/蒙皮/桁條”管理.frm。機身框架管理窗口如圖9所示。

3 結(jié)語

飛機機身零部件管理是一個復雜的工作，如果僅僅依靠相關(guān)工作人員，使用傳統(tǒng)Excel或文本記錄，已難以解決。因為飛機機身零部件各類型號參數(shù)過多，工作人員無法根據(jù)現(xiàn)有文本或表格記錄迅速查詢相關(guān)零部件。希望本文工作能夠作用于相關(guān)企業(yè)，開拓相關(guān)管理的創(chuàng)新性，更好的為其服務。

圖9 機身框架管理窗口

本文主要使用VisualBasic6.0作為該管理系統(tǒng)的前臺工具，提供操作界面以及代碼編寫，即用戶交互界面；Access作為后臺數(shù)據(jù)庫，主要提供各類零部件的相關(guān)特征數(shù)據(jù)庫，以及其余需要連接的用戶信息；完成飛機機身零部件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計。