柔性化集成制造系統中網絡數據庫的設計與應用

喬 歡，李海富，李 雷

(1.長春設備工藝研究所，長春 130012;2.長春大學 電子信息工程學院，長春 130022)

0 引言

信息和知識已經成為決定生產力、競爭力和經濟效益的重要資源。對于一個企業來說，如何在競爭日益激烈的市場環境中保持優勢，很大程度上依賴于對信息的收集、處理和分析，并通過柔性化手段快速地生產出高質量的產品，而這些都有依賴于數據庫技術。管理者只有及時、準確地掌握相關信息，才能做出正確的決策。數據庫技術是實現信息存儲、查詢和處理的重要手段。只有將有用的信息轉換成數據，并存儲在數據庫中，才有可能實現最佳的數據管理。

1 柔性化集成制造系統中的數據庫設計

數據庫設計是解決信息抽象描述、構造數據模型、實現數據存儲的關鍵技術。一個良好的數據庫并非偶然所得，它的存儲結必須經過嚴格的設計。如果數據庫模型設計得不合理，即便使用一個性能良好的DBMS軟件，也很難使數據庫的應用系統達到最佳狀態，特別是比較復雜的應用環境，照樣會出現文件系統存在的這樣或那樣的問題。

同一個實體的同一個數據項被重復地存放多處(數據冗余)，則數據庫很可能成為滋生冗余數據的土壤，產生大量不必要重復的數據。這種數據冗余同樣也是產生數據異常、數據不一致錯誤的原因。因此，在眾多的設計法中如，基于3NF(第三范式)的設計方法、實體—聯系(E-R)模型方法、語義對象模型方法、計算機輔助設計方法等中選取一個合理的設計方法是非常必要的。在以上設計方法當中實體—聯系(E-R)模型是最廣泛采用的概念模型設計方法。

柔性是制造系統適應環境和過程改變的能力，在大范圍上可分為產品柔性、操作柔性和能力柔性三類，柔性制造就是綜合應用能夠實現柔性的各種技術，實現多品種、變批量的產品制造及其快速轉換，柔性集成制造需要網絡數據庫的支持。在柔性制造集成系統數據庫設計中采用了基于第三范式與實體—聯系模型相結合的設計原則。

柔性制造集成系統中包括了五大功能模塊:工程設計子系統，NC程序轉輸、NC程序管理、刀具資源管理、生產資源管理。在數據庫設計中將這五大模塊分別設計為五大實體模型，并且將這五大實體模型分別劃分了幾個子實體模型，通過關鍵字建立對應關系使其互相關聯。

判斷關系規范化程度的條件是:

(1)關系中所有屬性都是“單純域”，即不出現“表中有表”。

(2)非主屬性完全函數依賴于關鍵字

(3)非主屬性相互獨立，即任何非主屬性間不存在函數依賴。

依據規范化條件使人機協同柔性系統中的五大模塊通過關鍵字建立對應關系生成E-R圖，通過E-R圖將模型轉化成為數據結構，如圖1所示。

圖1 人機協同柔性化集成制造系統實體—聯系模型

將E-R圖轉化為數據字典，如圖2所示。

圖2 人機協同柔性化集成制造系統數據字典

2 柔性化集成制造系統的中數據庫的連接方式

隨著企業信息化的不斷發展，企業的軟件應用和管理系統越來越多。它們之間很多信息和數據相互交叉、甚至重復，這些系統多數各自獨立，避免形成“信息孤島”的最好方法之一是采用基礎于C/S應用模式來設計開放式的應用系統。

柔性制造車間控制管理系統的開發中采用了功能模塊化的程序設計方式和開放式的數據庫接口。

該柔性車間控制管理軟件中分為了NC程序傳輸模塊、生產管理模塊、刀具管理模塊、NC程序管理模塊以及數據庫接口模塊。該軟件可以根據用戶的不同需求采用相應的管理模塊。其中各個模塊間相互獨立，但同時可通過網絡數據庫共享數據資源。此種方式可以適應各種硬件平臺，并且便于程序員調試同時也能更好的適應用戶的需求。

柔性制造車間控制管理軟件中的數據庫接口功能模塊，采用配置文件方式連接數據庫，程序員可以在不修改程序的情況下通過修改配置文件來連接不同的數據庫。在該軟件中設置了不同數據庫的連接，例如:SQL SERVER數據庫、ORACLE數據庫等。

設置表示數據庫的變量為sDBMS，連接字串設為sAdoconnect。具體代碼如下:

通過該配置文件可以形成連接SQL SERVER的連接字符串，此時系統可以不經過任何修改便可與網絡數據庫連接。

3 結語

有效實施柔性集成制造系統能夠使制造業具有更好的市場響應能力和競爭力。柔性集成制造系統需要網絡數據庫支撐，采用了實體—聯系和基于3NF設計方法相結合的設計原則。采用配置文件方式聯接數據庫能夠依據企業選用不同的數據庫管理系統，快速地實施，軟件系統可重用性高，通用性強。

［1］閆菲.軟件工程［M］.北京:中國水利水電出版社，2001.

［2］羅曉沛.數據庫技術［M］.武漢:華中理工大學出版社，1999.

［3］熊光楞，吳祚寶，徐光明.計算機集成制造系統的組成與實施［M］.北京:清華大學出版社，1996.