航空企業(yè)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃與建設(shè)

邱燕平，李玲玲，高翔，王書恒，楊平亞，易大林

(1. 中航工業(yè)江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000； 2. 北京索為高科系統(tǒng)技術(shù)有限公司，北京 100088)

航空企業(yè)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃與建設(shè)

邱燕平1， 李玲玲1， 高翔1， 王書恒2，楊平亞2， 易大林2

(1. 中航工業(yè)江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000； 2. 北京索為高科系統(tǒng)技術(shù)有限公司，北京 100088)

摘要：飛機(jī)制造企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，涉及到鈑金、復(fù)材、機(jī)加、焊接、裝配、熱處理、表面處理等多種零部件制造工藝，目前這些工藝的數(shù)據(jù)和知識(shí)都在以紙質(zhì)文檔形式存儲(chǔ)管理和應(yīng)用，不便于查詢和數(shù)據(jù)共享，不便于為CAE軟件和CAPP軟件提供的工藝數(shù)據(jù)支撐，這種紙質(zhì)文檔管理形式完全不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)工藝信息化的要求。為了解決上述問(wèn)題建立了企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)企業(yè)內(nèi)所有的工藝數(shù)據(jù)和工藝知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、管理、更新和共享應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)源；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

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

飛機(jī)制造企業(yè)在飛機(jī)零部件生產(chǎn)制造過(guò)程中，涉及到的主要工藝有鈑金、復(fù)材、機(jī)加、焊接、裝配、熱處理、表面處理等。工藝員在利用CAE、CAPP、CAM等軟件進(jìn)行工藝仿真驗(yàn)證和工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常需要用這些工藝術(shù)語(yǔ)、工藝方法、工藝參數(shù)、材料參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、工裝參數(shù)、工具參數(shù)、工藝知識(shí)、工藝經(jīng)驗(yàn)等，但是目前企業(yè)對(duì)這些知識(shí)和數(shù)據(jù)還是以紙質(zhì)文件的形式存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用，這種管理模式產(chǎn)生了很多弊端：

1) 不方便工藝員進(jìn)行快速查詢，工藝員在找文檔時(shí)浪費(fèi)很多時(shí)間；

2) 不利于工藝數(shù)據(jù)和知識(shí)在企業(yè)范圍內(nèi)快速共享，工藝數(shù)據(jù)的重復(fù)利用率低；

3) 工藝員利用CAPP軟件編工藝文件時(shí)，工序名稱、常用術(shù)語(yǔ)、設(shè)備名稱及型號(hào)、工具名稱及型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)名稱等填寫過(guò)程繁瑣，很難實(shí)現(xiàn)工藝編制過(guò)程快速化、標(biāo)準(zhǔn)化；

4) 工藝參數(shù)和材料參數(shù)沒(méi)有形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，不方便各專業(yè)的工藝CAE軟件查詢調(diào)用工藝參數(shù)和材料參數(shù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的工藝仿真工作；

5) 工藝經(jīng)驗(yàn)、工藝缺陷解決措施、提高工藝質(zhì)量措施等工藝知識(shí)都分散在工藝員手中，缺乏結(jié)構(gòu)化和網(wǎng)絡(luò)化管理。如果工藝員辭職，則所掌握的知識(shí)很有可能被流失，因?yàn)楣に噯T掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有沉淀到企業(yè)自身的工藝知識(shí)管理體系。

企業(yè)要解決在工藝信息化發(fā)展過(guò)程中遇到的上述問(wèn)題，亟待建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)所有的工藝數(shù)據(jù)和工藝知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、管理、更新和共享重用，提高工藝數(shù)據(jù)和知識(shí)全方位、全過(guò)程的管理水平。

1規(guī)劃

鈑金、復(fù)材、機(jī)加、焊接、裝配、熱處理、表面處理等工藝(專業(yè))都有自身的工藝特殊性，因此，建立企業(yè)級(jí)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)首先采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件，各個(gè)專業(yè)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)要在數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件基礎(chǔ)上單獨(dú)建立，系統(tǒng)總體框架規(guī)劃圖如圖1所示。

圖1　工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)總體框架規(guī)劃圖

在企業(yè)內(nèi)部IT服務(wù)及ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)和文件服務(wù)器系統(tǒng)上，基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件，構(gòu)建BS架構(gòu)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的企業(yè)級(jí)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用IT網(wǎng)絡(luò)向所有員工提供基于Web的工藝數(shù)據(jù)和知識(shí)的應(yīng)用服務(wù)。

工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)主要內(nèi)容有：采購(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件，基于數(shù)據(jù)庫(kù)框架定制基本工序庫(kù)、鈑金工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、復(fù)材工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)加工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、焊接工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、裝配工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、熱處理工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、表面處理工藝數(shù)據(jù)庫(kù)等模塊，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)框架標(biāo)準(zhǔn)接口建立與洪都統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)集成接口，并支撐CAPPCAECAM軟件正常有效地從統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取及調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)和知識(shí)。

通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)門戶用戶認(rèn)證模塊與企業(yè)門戶用戶認(rèn)證模塊進(jìn)行集成，所有人員通過(guò)啟動(dòng)IE瀏覽器訪問(wèn)企業(yè)門戶，然后通過(guò)企業(yè)門戶用戶認(rèn)證功能實(shí)現(xiàn)“單點(diǎn)登錄”到工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣可以最大程度方便用戶快速登錄系統(tǒng)，用戶可以通過(guò)IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和知識(shí)的查詢、新增、修改、刪除、審核、導(dǎo)入、導(dǎo)出、統(tǒng)計(jì)、上傳、下載等操作功能。

2實(shí)施

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)框架

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件核心功能有：

1) 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)建模：允許用戶動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)模型，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)編程的快速建立ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)底層模型，定義數(shù)據(jù)類、數(shù)據(jù)子類、數(shù)據(jù)屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系等表單和屬性。因?yàn)楣に嚁?shù)據(jù)和知識(shí)包含結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)形式復(fù)雜，用戶需要調(diào)整或改變的工藝數(shù)據(jù)模型。因此數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)建模是最核心的功能。

2) 數(shù)據(jù)頁(yè)面展現(xiàn)配置：允許用戶動(dòng)態(tài)建立并維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)樹(shù)(數(shù)據(jù)庫(kù)目錄)，通過(guò)無(wú)編程的方式自行建立數(shù)據(jù)展現(xiàn)配置文件成功后，系統(tǒng)引擎能根據(jù)模型的內(nèi)容自動(dòng)創(chuàng)建Web門戶頁(yè)面并與建立的數(shù)據(jù)庫(kù)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，供用戶完成數(shù)據(jù)查詢、新增、修改、刪除、查看、導(dǎo)入、導(dǎo)出、統(tǒng)計(jì)、上傳、下載等操作。

3) 數(shù)據(jù)審核流程設(shè)計(jì)發(fā)布：允許用戶動(dòng)態(tài)建立和維護(hù)數(shù)據(jù)審核流程模板，并將模板與建立的數(shù)據(jù)庫(kù)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)新增、修改、刪除、導(dǎo)入操作時(shí)，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)和操作進(jìn)行審核，審核通過(guò)的數(shù)據(jù)會(huì)展現(xiàn)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)列表中，未審核通過(guò)的數(shù)據(jù)則不會(huì)展現(xiàn)在數(shù)據(jù)列表中。

4) 數(shù)據(jù)庫(kù)框架性能：在服務(wù)器、網(wǎng)路最佳狀態(tài)下，應(yīng)滿足內(nèi)網(wǎng)并發(fā)登陸可達(dá)到500個(gè)并發(fā)量，用戶并發(fā)上傳附件可達(dá)到200個(gè)并發(fā)量，50個(gè)用戶瀏覽實(shí)例負(fù)載時(shí)長(zhǎng)取10次平均值為2min左右。處理的數(shù)據(jù)庫(kù)表、記錄數(shù)、文件大小主要受Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)及硬盤的限制，系統(tǒng)應(yīng)不作任何特殊限制。對(duì)數(shù)據(jù)的精度應(yīng)沒(méi)有特殊限制性要求。

5) 系統(tǒng)維護(hù)管理：采用“三權(quán)分立”思想來(lái)管理用戶、角色、部門、權(quán)限、備份、恢復(fù)、日志、統(tǒng)計(jì)、審核流程模板等功能，系統(tǒng)中不存在“超級(jí)用戶”，系統(tǒng)管理和維護(hù)由系統(tǒng)管理員、安全審計(jì)員和安全保密管理員來(lái)完成。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從總體框架圖1可見(jiàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上是對(duì)各工藝模塊(包含子模塊)進(jìn)行內(nèi)容和功能進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。因?yàn)樯婕扳k金、復(fù)材、機(jī)加、焊接、熱處理、表面處理和裝配工藝等專業(yè)，內(nèi)容多無(wú)法一一詳述，文中主要以企業(yè)基本工序庫(kù)和機(jī)加工藝數(shù)據(jù)庫(kù)為例，分別說(shuō)明其內(nèi)容和功能設(shè)計(jì)，其他工藝設(shè)計(jì)跟機(jī)加工藝設(shè)計(jì)有一定相似性，每個(gè)子庫(kù)都具有查詢、新增、修改、刪除、審核、導(dǎo)入、導(dǎo)出、統(tǒng)計(jì)、上傳、下載等操作功能，見(jiàn)表1。

表1　系統(tǒng)部分功能模塊列表

下面以企業(yè)基本工序庫(kù)和機(jī)加工藝數(shù)據(jù)庫(kù)為例說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)的ER關(guān)系設(shè)計(jì)。

企業(yè)基本工序庫(kù)ER關(guān)系如圖2所示。

圖2　基本工序庫(kù)ER關(guān)系圖

機(jī)加工藝數(shù)據(jù)庫(kù)最少有9個(gè)子庫(kù)，因文章篇幅限制，只列出機(jī)加工藝術(shù)語(yǔ)庫(kù)、機(jī)加工藝方法庫(kù)和機(jī)加工藝參數(shù)庫(kù)的ER關(guān)系，如圖3分別所示，其他子庫(kù)形式上與此相似，只是數(shù)據(jù)表單和屬性名稱不一樣而已。

圖3　機(jī)加工工藝庫(kù)ER關(guān)系圖

企業(yè)級(jí)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)目錄來(lái)進(jìn)行各個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)及其子庫(kù)的展示和管理，如圖4所示，左側(cè)框內(nèi)即系統(tǒng)樹(shù)形管理目錄，如點(diǎn)擊“鈑金主要工藝方法”，右側(cè)就展現(xiàn)此子庫(kù)的數(shù)據(jù)列表。

圖4　樹(shù)形結(jié)構(gòu)目錄頁(yè)面展現(xiàn)圖

系統(tǒng)的每個(gè)數(shù)據(jù)子庫(kù)都包含對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)例的跨庫(kù)查詢、單庫(kù)查詢、實(shí)例詳情、增加、編輯、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、統(tǒng)計(jì)等操作功能，其中數(shù)據(jù)實(shí)例的增加、編輯、刪除、導(dǎo)入都必須經(jīng)過(guò)審核流程審核通過(guò)后，才會(huì)在數(shù)據(jù)列表中顯示，這時(shí)其他人員才能正常查詢查看實(shí)例數(shù)據(jù)內(nèi)容，在審核沒(méi)有通過(guò)前，數(shù)據(jù)實(shí)例只能顯示在任務(wù)列表中，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)任務(wù)列表如圖5所示。

圖5　任務(wù)列表界面

在任務(wù)列表界面中，可以看到任務(wù)列表顯示有審核流程名稱、序號(hào)、實(shí)例名稱、所屬子庫(kù)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備人及處理時(shí)間、數(shù)據(jù)校對(duì)人及處理時(shí)間、數(shù)據(jù)審核人及處理時(shí)間、緊急度、審核狀態(tài)、當(dāng)前處理意見(jiàn)、下一步處理操作等信息，且當(dāng)前任務(wù)進(jìn)度會(huì)用紅色標(biāo)記，采用用戶定義的審核流程模板來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作功能審核，如圖6所示。

圖6審核流程模板圖

2.3實(shí)施步驟

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果，數(shù)據(jù)表單和屬性表以及ER關(guān)系圖，實(shí)施人員利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)框架軟件核心功能能夠以無(wú)編程的方式搭建各個(gè)數(shù)據(jù)子庫(kù)。

1) 依據(jù)某數(shù)據(jù)子庫(kù)的表單和屬性表及ER關(guān)系圖，利用數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)建模功能創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)底層數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建表空間。

2) 利用數(shù)據(jù)頁(yè)面展現(xiàn)配置功能，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建此數(shù)據(jù)子庫(kù)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)目錄及頁(yè)面分布圖。

3) 利用數(shù)據(jù)審核流程設(shè)計(jì)發(fā)布功能，可為此數(shù)據(jù)子庫(kù)定義合適數(shù)據(jù)審核流程。

采用上述步驟可以分別創(chuàng)建其他數(shù)據(jù)子庫(kù)。

通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中間件所提供的具有靈活配置數(shù)據(jù)集成接口功能，實(shí)現(xiàn)管理員根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成接口配置方式獲取從PDM、CAPP及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，使同類數(shù)據(jù)做到全企業(yè)內(nèi)唯一性管理。

利用系統(tǒng)提供完全開(kāi)放的WebService服務(wù)，所有其他應(yīng)用系統(tǒng)都可以利用此服務(wù)，調(diào)用到系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)。

2.4工藝數(shù)據(jù)入庫(kù)

工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)不僅具有強(qiáng)大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能，同時(shí)還包含海量工藝數(shù)據(jù)及知識(shí)信息，包含鈑金、復(fù)材、機(jī)加、焊接、裝配、熱處理、表面處理等專業(yè)大量的權(quán)威手冊(cè)、國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)等資料的收集、整理、歸納、分析，形成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后錄入對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)子庫(kù)，能節(jié)省工藝員收集整理書籍手冊(cè)的工藝知識(shí)和數(shù)據(jù)的大量時(shí)間，給企業(yè)積累了大量的工藝數(shù)據(jù)和知識(shí)。另外工藝員可隨時(shí)向數(shù)據(jù)子庫(kù)中增加新的標(biāo)準(zhǔn)化的工藝資源數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)審核流程審核通過(guò)后，這些工藝資源數(shù)據(jù)將累積到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)越來(lái)越豐富和完善。

3結(jié)語(yǔ)

企業(yè)通過(guò)規(guī)劃和建設(shè)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理工藝知識(shí)及數(shù)據(jù)的管理體系，減少了在工藝資源管理過(guò)程重復(fù)性勞動(dòng)，加強(qiáng)了工藝資源數(shù)據(jù)的有效管理、積累和快速共享，提升了制造工藝數(shù)字化管理和應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳嵩. 工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)字化制造中的地位和作用[J]. 航空與航天，2005，(11):18-20.

[2] 《航空制造工程手冊(cè)》總編委會(huì). 航空制造工程手冊(cè)[M]. 北京：航空工業(yè)出版社，1998.

收稿日期：2015-03-02

中圖分類號(hào)：TP311.138

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-5276(2015)04-0095-03

作者簡(jiǎn)介：邱燕平(1970-)，男，江西南昌人，碩士，研究方向：飛機(jī)制造工藝。