航空企业工艺基础数据库规划与建设

2016-01-29邱燕平李玲玲高翔王书恒杨平亚易大林

机械制造与自动化 2015年4期

关键词：数据库

邱燕平，李玲玲，高翔，王书恒，杨平亚，易大林

(1. 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司，江西南昌 330000； 2. 北京索为高科系统技术有限公司，北京 100088)

航空企业工艺基础数据库规划与建设

邱燕平1，李玲玲1，高翔1，王书恒2，杨平亚2，易大林2

(1. 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司，江西南昌 330000； 2. 北京索为高科系统技术有限公司，北京 100088)

摘要：飞机制造企业在产品生产过程中，涉及到钣金、复材、机加、焊接、装配、热处理、表面处理等多种零部件制造工艺，目前这些工艺的数据和知识都在以纸质文档形式存储管理和应用，不便于查询和数据共享，不便于为CAE软件和CAPP软件提供的工艺数据支撑，这种纸质文档管理形式完全不能满足现代企业对工艺信息化的要求。为了解决上述问题建立了企业级统一数据源的工艺基础数据库，对企业内所有的工艺数据和工艺知识进行统一规划、管理、更新和共享应用。

关键词：数据库；统一数据源；基础数据库

Basic Database of Aviation Industry Corporation Process Planning and Construction

QIU Yanping1, LI Lingling1, GAO Xiang1, WANG Shuheng2,YANG Pingya2, YI Dalin2

(1. AVIC Jiangxi Hongdu Aviation Industry (Group) Co., Ltd.，Nanchang 330000，China;

2. Beijing Sysware Technology Co., Ltd.，Beijing 100088，China)

Abstract:In aviation industry corporation, the metal forming, composite material forming, metal machining, welding, assembly, heat treatment and surface treatment process are used to manufacture the airplane. Now the form of paper documents is used to manage the data and knowledge of these process. This form is inconvenient to share data. The CAE and CAPP software makes use of the data of process not convenient. The form of the paper document management can not meet the requirements of modern enterprise. In order to solve the above problems, the enterprise database is established based on the unified data source. It can be used to plan, manage, update, share the data and knowledge of the enterprise manufacturing.

Keywords:database; unified data source; basic database

0引言

飞机制造企业在飞机零部件生产制造过程中，涉及到的主要工艺有钣金、复材、机加、焊接、装配、热处理、表面处理等。工艺员在利用CAE、CAPP、CAM等软件进行工艺仿真验证和工艺设计过程中，经常需要用这些工艺术语、工艺方法、工艺参数、材料参数、设备参数、工装参数、工具参数、工艺知识、工艺经验等，但是目前企业对这些知识和数据还是以纸质文件的形式存储、管理和应用，这种管理模式产生了很多弊端：

1) 不方便工艺员进行快速查询，工艺员在找文档时浪费很多时间；

2) 不利于工艺数据和知识在企业范围内快速共享，工艺数据的重复利用率低；

3) 工艺员利用CAPP软件编工艺文件时，工序名称、常用术语、设备名称及型号、工具名称及型号、标准名称等填写过程繁琐，很难实现工艺编制过程快速化、标准化；

4) 工艺参数和材料参数没有形成结构化的数据，不方便各专业的工艺CAE软件查询调用工艺参数和材料参数来进行相应的工艺仿真工作；

5) 工艺经验、工艺缺陷解决措施、提高工艺质量措施等工艺知识都分散在工艺员手中，缺乏结构化和网络化管理。如果工艺员辞职，则所掌握的知识很有可能被流失，因为工艺员掌握的知识和经验没有沉淀到企业自身的工艺知识管理体系。

企业要解决在工艺信息化发展过程中遇到的上述问题，亟待建立统一数据源的工艺基础数据库来对所有的工艺数据和工艺知识进行统一规划、管理、更新和共享重用，提高工艺数据和知识全方位、全过程的管理水平。

1规划

钣金、复材、机加、焊接、装配、热处理、表面处理等工艺(专业)都有自身的工艺特殊性，因此，建立企业级工艺基础数据库首先采用统一数据库框架软件，各个专业工艺数据库要在数据库框架软件基础上单独建立，系统总体框架规划图如图1所示。

图1　工艺基础数据库总体框架规划图

在企业内部IT服务及ORACLE数据库和文件服务器系统上，基于基础数据库框架软件，构建BS架构的统一数据源的企业级工艺基础数据库，利用IT网络向所有员工提供基于Web的工艺数据和知识的应用服务。

工艺基础数据库主要内容有：采购基础数据库框架软件，基于数据库框架定制基本工序库、钣金工艺数据库、复材工艺数据库、机加工艺数据库、焊接工艺数据库、装配工艺数据库、热处理工艺数据库、表面处理工艺数据库等模块，然后利用数据库框架标准接口建立与洪都统一数据平台数据集成接口，并支撑CAPPCAECAM软件正常有效地从统一数据平台获取及调用数据库的数据和知识。

通过基础数据库门户用户认证模块与企业门户用户认证模块进行集成，所有人员通过启动IE浏览器访问企业门户，然后通过企业门户用户认证功能实现“单点登录”到工艺基础数据库。这样可以最大程度方便用户快速登录系统，用户可以通过IE浏览器实现数据和知识的查询、新增、修改、删除、审核、导入、导出、统计、上传、下载等操作功能。

2实施

2.1数据库框架

基础数据库框架软件核心功能有：

1) 数据动态建模：允许用户动态建立和维护数据库模型，可以实现无编程的快速建立ORACLE数据库底层模型，定义数据类、数据子类、数据属性和关联关系等表单和属性。因为工艺数据和知识包含结构数据和非结构数据，其数据形式复杂，用户需要调整或改变的工艺数据模型。因此数据动态建模是最核心的功能。

2) 数据页面展现配置：允许用户动态建立并维护数据库结构树(数据库目录)，通过无编程的方式自行建立数据展现配置文件成功后，系统引擎能根据模型的内容自动创建Web门户页面并与建立的数据库模型进行关联，供用户完成数据查询、新增、修改、删除、查看、导入、导出、统计、上传、下载等操作。

3) 数据审核流程设计发布：允许用户动态建立和维护数据审核流程模板，并将模板与建立的数据库模型进行关联，以实现用户对数据新增、修改、删除、导入操作时，对每个数据和操作进行审核，审核通过的数据会展现在系统数据列表中，未审核通过的数据则不会展现在数据列表中。

4) 数据库框架性能：在服务器、网路最佳状态下，应满足内网并发登陆可达到500个并发量，用户并发上传附件可达到200个并发量，50个用户浏览实例负载时长取10次平均值为2min左右。处理的数据库表、记录数、文件大小主要受Oracle数据库及硬盘的限制，系统应不作任何特殊限制。对数据的精度应没有特殊限制性要求。

5) 系统维护管理：采用“三权分立”思想来管理用户、角色、部门、权限、备份、恢复、日志、统计、审核流程模板等功能，系统中不存在“超级用户”，系统管理和维护由系统管理员、安全审计员和安全保密管理员来完成。

2.2系统设计

从总体框架图1可见，系统设计实际上是对各工艺模块(包含子模块)进行内容和功能进行设计分析。因为涉及钣金、复材、机加、焊接、热处理、表面处理和装配工艺等专业，内容多无法一一详述，文中主要以企业基本工序库和机加工艺数据库为例，分别说明其内容和功能设计，其他工艺设计跟机加工艺设计有一定相似性，每个子库都具有查询、新增、修改、删除、审核、导入、导出、统计、上传、下载等操作功能，见表1。

表1　系统部分功能模块列表

下面以企业基本工序库和机加工艺数据库为例说明数据库的ER关系设计。

企业基本工序库ER关系如图2所示。

图2　基本工序库ER关系图

机加工艺数据库最少有9个子库，因文章篇幅限制，只列出机加工艺术语库、机加工艺方法库和机加工艺参数库的ER关系，如图3分别所示，其他子库形式上与此相似，只是数据表单和属性名称不一样而已。

图3　机加工工艺库ER关系图

企业级工艺基础数据库采用树形结构目录来进行各个专业数据库及其子库的展示和管理，如图4所示，左侧框内即系统树形管理目录，如点击“钣金主要工艺方法”，右侧就展现此子库的数据列表。

图4　树形结构目录页面展现图

系统的每个数据子库都包含对数据实例的跨库查询、单库查询、实例详情、增加、编辑、删除、导入、导出、统计等操作功能，其中数据实例的增加、编辑、删除、导入都必须经过审核流程审核通过后，才会在数据列表中显示，这时其他人员才能正常查询查看实例数据内容，在审核没有通过前，数据实例只能显示在任务列表中，系统的数据任务列表如图5所示。

图5　任务列表界面

在任务列表界面中，可以看到任务列表显示有审核流程名称、序号、实例名称、所属子库、数据准备人及处理时间、数据校对人及处理时间、数据审核人及处理时间、紧急度、审核状态、当前处理意见、下一步处理操作等信息，且当前任务进度会用红色标记，采用用户定义的审核流程模板来进行数据操作功能审核，如图6所示。

图6审核流程模板图

2.3实施步骤

根据系统设计结果，数据表单和属性表以及ER关系图，实施人员利用基础数据库框架软件核心功能能够以无编程的方式搭建各个数据子库。

1) 依据某数据子库的表单和属性表及ER关系图，利用数据动态建模功能创建数据库底层数据模型，系统会自动在ORACLE数据库创建表空间。

2) 利用数据页面展现配置功能，动态创建此数据子库的树形结构目录及页面分布图。

3) 利用数据审核流程设计发布功能，可为此数据子库定义合适数据审核流程。

采用上述步骤可以分别创建其他数据子库。

通过系统数据中间件所提供的具有灵活配置数据集成接口功能，实现管理员根据系统数据集成接口配置方式获取从PDM、CAPP及其他系统的数据库数据，使同类数据做到全企业内唯一性管理。

利用系统提供完全开放的WebService服务，所有其他应用系统都可以利用此服务，调用到系统的所有结构化数据和文件数据。

2.4工艺数据入库

工艺基础数据库不仅具有强大基础数据管理功能，同时还包含海量工艺数据及知识信息，包含钣金、复材、机加、焊接、装配、热处理、表面处理等专业大量的权威手册、国标、国军标、行业标准标等资料的收集、整理、归纳、分析，形成结构化数据后录入对应数据子库，能节省工艺员收集整理书籍手册的工艺知识和数据的大量时间，给企业积累了大量的工艺数据和知识。另外工艺员可随时向数据子库中增加新的标准化的工艺资源数据，经过审核流程审核通过后，这些工艺资源数据将累积到系统中，使系统的数据越来越丰富和完善。

3结语

企业通过规划和建设工艺基础数据库，实现了基于网络和数据库技术管理工艺知识及数据的管理体系，减少了在工艺资源管理过程重复性劳动，加强了工艺资源数据的有效管理、积累和快速共享，提升了制造工艺数字化管理和应用水平。

参考文献:

[1] 陈嵩. 工艺基础数据库在数字化制造中的地位和作用[J]. 航空与航天，2005，(11):18-20.

[2] 《航空制造工程手册》总编委会. 航空制造工程手册[M]. 北京：航空工业出版社，1998.