試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用論文(2)
試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用論文
試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用論文篇二
《試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需求與設計》
摘要：產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造過程中會產(chǎn)生大量的試驗數(shù)據(jù)，而目前企業(yè)對于試驗的管理模式相對落后，試驗數(shù)據(jù)在儲存和利用上都存在著大量問題。通過對試驗項目和試驗數(shù)據(jù)的需求進行分析，設計了一個試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)總體技術架構和功能模塊。利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對產(chǎn)品試驗信息、試驗數(shù)據(jù)等的集中管理，提高了試驗數(shù)據(jù)的利用率。
關鍵詞：試驗數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)管理 需求分析 系統(tǒng)設計
中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2016)06-0157-02
在軍工企業(yè)的產(chǎn)品研制過程中，需要對產(chǎn)品的功能、性能、壽命等進行大量試驗，以驗證產(chǎn)品的設計符合要求。我院現(xiàn)有的試驗管理手段和技術手段，已經(jīng)明顯不能滿足我院目前對于產(chǎn)品各研制階段的試驗任務和試驗數(shù)據(jù)管理需求。突出表現(xiàn)為：(1)試驗信息和試驗數(shù)據(jù)的分散管理，存在“數(shù)據(jù)孤島”。(2)試驗任務和數(shù)據(jù)之間缺乏集成，沒有形成統(tǒng)一的視圖。(3)試驗數(shù)據(jù)的安全性難于保障。(4)試驗數(shù)據(jù)的利用率低，難于形成知識。
鑒于上述分析，企業(yè)迫切需要通過建立試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(簡稱TDM系統(tǒng))，把所有與試驗相關的信息和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，為企業(yè)提高研制水平、縮短研制周期提供有效的數(shù)據(jù)支撐。
1 試驗數(shù)據(jù)管理需求
利用信息化手段進行試驗數(shù)據(jù)管理非常重要。試驗數(shù)據(jù)管理的業(yè)務需求主要包括以下幾個方面：(1)試驗項目管理：型號試驗任務結構化管理應能夠按照研制階段、產(chǎn)品代號、試驗類型進行分類組織。應支持試驗項目過程管理，包括試驗項目創(chuàng)建、相關數(shù)據(jù)檢索、試驗任務執(zhí)行情況監(jiān)控等功能。(2)試驗流程管理：通過流程驅動試驗策劃、執(zhí)行和總結的全過程，實現(xiàn)對試驗過程的流程化管理。系統(tǒng)應能夠提供流程定制、流程執(zhí)行、流程監(jiān)控、歷史流程信息查詢及相關數(shù)據(jù)查詢等功能。(3)試驗數(shù)據(jù)管理：應支持對試驗采集到的所有數(shù)據(jù)以及手工錄入的所有數(shù)據(jù)的管理，包括試驗原始數(shù)據(jù)、過程處理數(shù)據(jù)、結果數(shù)據(jù)等內(nèi)容。支持對試驗數(shù)據(jù)進行導入、導出、檢索、瀏覽等。(4)數(shù)據(jù)處理分析：具有數(shù)據(jù)分析繪圖功能，支持常用的餅型圖、柱型圖、曲線圖等的繪圖;能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)回放、數(shù)據(jù)截取/裁剪、圖形縮放等各種專業(yè)數(shù)據(jù)處理方法;具備算法集成的功能，能夠將第三方算法和自研算法在系統(tǒng)中集成實用。(5)安全性管理：應能夠建立合理的用戶及權限管理機制，并具備系統(tǒng)日志管理功能，滿足安全保密管理要求。
試驗數(shù)據(jù)特點包括：(1)數(shù)據(jù)量超大：單詞試驗數(shù)據(jù)可達GB級別，且每年均需進行數(shù)十次試驗，試驗數(shù)據(jù)需要長期保存。(2)數(shù)據(jù)類型多：試驗類型眾多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式各異，包括二級制文件、文本文件、光測數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、圖片、視頻等類型。(3)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理程序關系緊密。
數(shù)據(jù)分析出來需求特點包括：(1)部分數(shù)據(jù)需要較復雜的格式轉換和處理，有些需要增加若干標簽。(2)復雜的運算有時需要提取不同數(shù)據(jù)文件的參數(shù)完成。(3)需要對不同數(shù)據(jù)文件的同一屬性、多個屬性或者多個數(shù)據(jù)文件進行分析、對比、數(shù)學統(tǒng)計。
2 系統(tǒng)架構設計
TDM系統(tǒng)采用基于C/S和B/S的三層體系架構(如圖1所示)，包括：數(shù)據(jù)庫層、服務器層和客戶端層。主要的業(yè)務邏輯和業(yè)務流程都在服務器端執(zhí)行，而客戶端主要負責數(shù)據(jù)的展示，數(shù)據(jù)庫負責實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲管理。
數(shù)據(jù)庫層采用Oracle 關系數(shù)據(jù)庫。
服務器層包括多個模塊：試驗數(shù)據(jù)管理應用服務器、系統(tǒng)流程應用服務器、Microsoft IIS服務，另外還包括系統(tǒng)集成接口用于和第三方工具集成。
客戶端層提供了可視化工具和操作界面便于用戶交互。B /S 架構的Web 客戶端主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢編輯和數(shù)據(jù)處理，而C /S架構的Windows 客戶端主要包括系統(tǒng)設計管理工具，流程設計器和數(shù)據(jù)導入工具。
3 系統(tǒng)的實現(xiàn)
3.1 數(shù)據(jù)庫建模
TDM系統(tǒng)提供了具有動態(tài)建庫功能的設計工具Design Studio，允許數(shù)據(jù)庫模型的動態(tài)建立和維護。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型以試驗項目為中心，把試驗任務、試驗產(chǎn)品、試驗條件和試驗數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，實現(xiàn)在可通過關聯(lián)關系進行試驗信息和數(shù)據(jù)的查詢和瀏覽，圖2為試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型圖。系統(tǒng)模型按照統(tǒng)一的試驗管理結構，遵循“型號--階段―試驗項目―試驗信息/數(shù)據(jù)”建立數(shù)據(jù)分類查詢結構樹，定義各個節(jié)點的屬性信息。
3.2 試驗數(shù)據(jù)管理
產(chǎn)品各類型試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理，包括各個試驗數(shù)據(jù)的類別、屬性、數(shù)據(jù)量級、格式、數(shù)據(jù)說明和分析處理方法等。系統(tǒng)建立了結構化管理和非結構化管理兩種管理方式：
(1)結構化管理：對于能夠進行解析的試驗數(shù)據(jù)，以結構化的方式存儲，便于基于系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，包括數(shù)據(jù)查詢、篩選、標注、繪圖、計算、對比和導出等。
(2)非結構化管理：對于圖片、聲音、錄像、試驗過程的技術文件(任務書、試驗大綱、試驗報告等)以及試驗原始數(shù)據(jù)等不需要分解的文件，以非結構化的方式存儲。
3.3 數(shù)據(jù)導入和導出
本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)導入過程中，系統(tǒng)提供了兩個操作選擇項：“選擇導入腳本”和“生成導入腳本”。設計人員可以通過“生成導入腳本”把常用的數(shù)據(jù)(例如：文本文件、二進制文件、XML文件、DAT文件等)導入過程形成腳本記錄下來。設計人員可以在之后的數(shù)據(jù)導入時選擇已保存的導入腳本，該腳本能夠自動解析數(shù)據(jù)并完成導入。本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)導入過程中提供了數(shù)據(jù)校驗功能進行數(shù)據(jù)校驗操作，以確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和合法性。數(shù)據(jù)導入也可以通過系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)解析工具(VPG)或自行編程開發(fā)數(shù)據(jù)轉換器來實現(xiàn)，需采用C#開發(fā)，在Newtera TDM框架上實現(xiàn)。
系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)導出成EXCEL文件和TXT文件，若需要其他分析處理工具可利用的格式，需要通過開發(fā)數(shù)據(jù)導出轉換器。
3.4 數(shù)據(jù)分析處理
試驗數(shù)據(jù)分析繪圖：數(shù)據(jù)分析繪圖功能分在線分析和離線繪圖分析。在線分析功能指設計人員在Web頁面上可以利用系統(tǒng)本身自帶的數(shù)據(jù)分析功能。離線繪圖分析功能則是利用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)導出功能把結構化數(shù)據(jù)以XML文件、CSV文件等格式導出成分析繪圖軟件能夠識別的文件，以離線的方式實現(xiàn)與分析繪圖工具的集成，使這些軟件打開導出數(shù)據(jù)進行分析繪圖。
算法集成：試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供了通用的算法集成接口，可以集成第三方算法和設計人員的自研算法。通過這種擴展機制，設計人員可以不斷把所需的算法豐富到平臺中，滿足實際工作的需要。
3.5 數(shù)據(jù)處理軟件管理
建立專用數(shù)據(jù)處理軟件管理庫，按照產(chǎn)品類型、數(shù)據(jù)處理類型等條件進行組織分類，并按軟件版本進行管理，支持在試驗數(shù)據(jù)創(chuàng)建過程中對具體數(shù)據(jù)處理軟件的選擇。
3.6 試驗流程管理
本系統(tǒng)提供了流程設計客戶端工具(Workflow Studio)，允許設計人員以圖形化方式快速建立所需的所有工作流程，包括流程節(jié)點，節(jié)點流轉路徑、創(chuàng)建任務、指派任務責任人、綁定流程中需要的數(shù)據(jù)等。
4 結語
通過設計并建設試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對型號研制過程中相關試驗信息和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理，實現(xiàn)了試驗過程受控，確保了試驗數(shù)據(jù)的完整性、唯一性和安全性，提高了試驗效率和試驗數(shù)據(jù)的利用率，位產(chǎn)品設計驗證提供了數(shù)據(jù)支撐。
參考文獻
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