車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)研究

[摘要]本文分析了車輛裝備維修管理應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)存在的缺陷，提出了基于數(shù)據(jù)穩(wěn)定性原理和范式理論的主題數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建流程，并建立了車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)，介紹了其應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]主題數(shù)據(jù)庫(kù)；車輛裝備維修管理；范式；實(shí)體

[中圖分類號(hào)]F270.7；C931.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194(2008)08-0102-03

目前，在車輛裝備維修管理信息系統(tǒng)的建設(shè)中，通常采用的是應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)，其存在兩個(gè)較明顯的缺陷：一是數(shù)據(jù)項(xiàng)集合的依據(jù)是具體的業(yè)務(wù)操作過(guò)程，如維修器材申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)、維修裝備保養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)等，由于車輛裝備維修管理業(yè)務(wù)流程存在改進(jìn)的可能性。未來(lái)一旦業(yè)務(wù)流程發(fā)生了改進(jìn)，具體的業(yè)務(wù)操作過(guò)程就發(fā)生了變化，按業(yè)務(wù)操作過(guò)程來(lái)定義的數(shù)據(jù)庫(kù)就不得不重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其生命周期通常不長(zhǎng)；二是數(shù)據(jù)庫(kù)本身的組織結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化，但許多數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)只考慮了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該包括哪些具體數(shù)據(jù)，卻沒(méi)有考慮這些數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行后造成數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)庫(kù)效率不高。因此，按業(yè)務(wù)操作過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)不是一種好的設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足適應(yīng)業(yè)務(wù)流程改進(jìn)和將數(shù)據(jù)冗余降到最低的要求。

1 主題數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)理論及其構(gòu)建流程

1.1 主題數(shù)據(jù)庫(kù)概述

所謂主題數(shù)據(jù)庫(kù)，是指依據(jù)業(yè)務(wù)主題(數(shù)據(jù)實(shí)體)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，獨(dú)立于具體的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序。地方企業(yè)需要建立的典型主題數(shù)據(jù)庫(kù)有：產(chǎn)品、客戶、零部件、供應(yīng)商、員工等數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)分析出車輛裝備維修管理業(yè)務(wù)主題可建立車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性原理。一個(gè)系統(tǒng)的組織機(jī)構(gòu)和管理活動(dòng)處于經(jīng)常變動(dòng)之中，但只要系統(tǒng)的總目標(biāo)或性質(zhì)不變，那么管理業(yè)務(wù)所涉及的數(shù)據(jù)類是不變的或是很少變化的。具體地說(shuō)，數(shù)據(jù)實(shí)體的類型是不變的，除了偶爾少量地加入幾個(gè)新的實(shí)體外，變化的只是這些實(shí)體的屬性值。因此，主題數(shù)據(jù)庫(kù)是優(yōu)于數(shù)據(jù)文件和應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)的高檔次數(shù)據(jù)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)主題數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)業(yè)務(wù)流程改進(jìn)具有穩(wěn)定性和適應(yīng)性的有效方式。

1.2 范式理論

應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)存在的兩個(gè)缺陷都是數(shù)據(jù)庫(kù)的組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，主題數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)層面的組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化，而對(duì)表層面的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。消除數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)冗余，可以采用范式理論及其方法。

范式理論的基本思想是：如果遵守一套關(guān)于數(shù)據(jù)組織的規(guī)則，則數(shù)據(jù)冗余將降低到最低限度；在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)數(shù)據(jù)元素(除非是用作主鍵或外鍵)都將出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次。范式理論包括5種“范式”。其中前3個(gè)范式屬于結(jié)構(gòu)約束：一范式是不含有復(fù)合數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；二范式是在滿足一范式的條件下。全部非主鍵數(shù)據(jù)元素都完全依賴于整個(gè)主鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；三范式是在滿足一、二范式的基礎(chǔ)上，全部非主鍵數(shù)據(jù)元素都完全依賴于主鍵，而不依賴于其他的數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成三范式，可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)庫(kù)的效率。

1.3 主題數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建流程

主題數(shù)據(jù)庫(kù)的建立關(guān)鍵是進(jìn)行實(shí)體分析，識(shí)別定義出系統(tǒng)中的實(shí)體。實(shí)體是現(xiàn)實(shí)世界中有聯(lián)系的一些數(shù)據(jù)對(duì)象，是數(shù)據(jù)的載體，因此可以通過(guò)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流(DFD)來(lái)確定系統(tǒng)的實(shí)體。

主題數(shù)據(jù)庫(kù)由基本表組成，基本表由系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組成，其他所有數(shù)據(jù)都可以由這些數(shù)據(jù)衍生出來(lái)，同時(shí)基本表中的關(guān)系滿足三范式(3-NF)，因此對(duì)各實(shí)體相關(guān)的原始表進(jìn)行三范式規(guī)范化的過(guò)程也是基本表生成的過(guò)程。主題數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建流程如圖1所示。

2 車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

2.1 實(shí)體分析

車輛裝備維修管理包括維修計(jì)劃管理、維修資源保障、維修作業(yè)管理、維修經(jīng)費(fèi)管理和維修質(zhì)量管理5個(gè)子域。以維修作業(yè)管理為例，來(lái)說(shuō)明實(shí)體分析的過(guò)程，

維修作業(yè)管理，分為入場(chǎng)檢查(F0301)、作業(yè)(F0302)、驗(yàn)收(F0303)和交接(F0304)4個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程，其數(shù)據(jù)流圖(DFD)如圖2所示。

裝備機(jī)關(guān)向維修分隊(duì)下達(dá)維修計(jì)劃。車輛分隊(duì)攜修理通知單到達(dá)維修分隊(duì)，維修分隊(duì)對(duì)其車輛進(jìn)行入場(chǎng)檢查，并填寫車輛入場(chǎng)交接表，維修分隊(duì)進(jìn)行維修作業(yè)，對(duì)車輛器材消耗須填寫器材消耗統(tǒng)計(jì)表，維修作業(yè)完畢由車輛分隊(duì)送修人員和車輛裝備保障機(jī)關(guān)人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收，填寫維修質(zhì)量情況匯總表，并與車輛分隊(duì)做好修竣車輛交接，填寫好車輛技術(shù)檔案，返還車輛分隊(duì)，并將計(jì)劃完成情況進(jìn)行匯總上報(bào)裝備機(jī)關(guān)。

從以上數(shù)據(jù)流分析可以識(shí)別定義出車輛裝備維修作業(yè)子域?qū)嶓w包括部門機(jī)構(gòu)(車輛分隊(duì)、裝備機(jī)關(guān)、維修分隊(duì))、維修計(jì)劃、車輛器材、車輛技術(shù)檔案、維修質(zhì)量、維修人員等。

2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化

同樣以維修作業(yè)子域?yàn)槔瑢?duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化。車輛裝備維修作業(yè)子域涉及的原始數(shù)據(jù)報(bào)表主要包括修理通知單、車輛維修登記表、入場(chǎng)交接登記表、單車器材供應(yīng)證、維修質(zhì)量情況匯總表、器材消耗統(tǒng)計(jì)表和車輛技術(shù)檔案等。以入場(chǎng)交接登記表為例，其數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)如表1所示(以下數(shù)據(jù)元素前加“*”表示主鍵)。

表中存在復(fù)合數(shù)據(jù)項(xiàng)，不符合一范式(1-NF)，“檢測(cè)項(xiàng)目序號(hào)—檢測(cè)項(xiàng)目名稱—技術(shù)狀況”是復(fù)合數(shù)據(jù)項(xiàng)，這類項(xiàng)目可能發(fā)生變化，當(dāng)檢測(cè)項(xiàng)目有增減變化時(shí)，需要改變表結(jié)構(gòu)，如果多留出一些檢測(cè)項(xiàng)目，又會(huì)造成“橫向冗余”，浪費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)資源。

存在“傳遞依賴”，“車型”可依賴于“車架號(hào)”，“車架號(hào)”又依賴于“派工號(hào)”，不滿足“全部非主碼數(shù)據(jù)元素都完全依賴于主碼，而不依賴于其他數(shù)據(jù)元素”，不符合三范式(3-NF)。

對(duì)表1中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重新組織，可分為以下8個(gè)基本表，使其滿足3-NF要求。

對(duì)維修計(jì)劃管理、維修資源保障、維修作業(yè)管理、維修經(jīng)費(fèi)管理和維修質(zhì)量管理5個(gè)子域分別進(jìn)行實(shí)體分析和原始數(shù)據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的三范式規(guī)范化，可得到車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)。如圖3所示。

車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)包括：車輛技術(shù)檔案、車輛器材、維修質(zhì)量、部門機(jī)構(gòu)、維修計(jì)劃、維修裝備、維修經(jīng)費(fèi)、維修人員等。基本表分為一級(jí)基本表和二級(jí)基本表。一級(jí)表記錄的是實(shí)體基本的、靜態(tài)的、共用的信息，二級(jí)表記錄派生的、動(dòng)態(tài)的、專用的信息。

3 車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用

由于主題數(shù)據(jù)庫(kù)中的基本表進(jìn)行了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的三范式規(guī)范化，每個(gè)數(shù)據(jù)元素(除非是用作主鍵或外鍵)都將出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次。因此可以避免數(shù)據(jù)的多處多次輸入造成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)冗余，達(dá)到數(shù)據(jù)的一處一次輸入，全局使用。

以數(shù)據(jù)實(shí)體作為主題數(shù)據(jù)庫(kù)命名分類方式，可以跳出專業(yè)的限制，促成更大范圍的業(yè)務(wù)信息共享。如車輛技術(shù)檔案主題數(shù)據(jù)庫(kù)中的“車架號(hào)—車型”對(duì)照表、“車架號(hào)—車牌號(hào)”對(duì)照表、“車架號(hào)—發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)”對(duì)照表等，是與車輛管理部門完全通用的，可由車輛裝備保障部門和車輛管理部門共同維護(hù)，共同使用，既節(jié)省了資源，也保證了數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

主題數(shù)據(jù)庫(kù)是優(yōu)于應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)環(huán)境，要實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)間的信息快捷流通和信息共享，促進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)資源的高效率使用，提高信息系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)流程改進(jìn)(BPR)的適應(yīng)性，必須建立主題數(shù)據(jù)庫(kù)。建立車輛裝備維修管理主題數(shù)據(jù)庫(kù)。可以促成橫向業(yè)務(wù)相關(guān)部門和縱向業(yè)務(wù)指導(dǎo)部門對(duì)主題數(shù)據(jù)庫(kù)的共建共享，實(shí)現(xiàn)車輛裝備保障系統(tǒng)的信息集成和信息共享。