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1、钣金材料数据库及其应用系统技术方案一、项目背景基础性科学数据作为科技活动发展的基础和成果，是科学技术滚动发展的平台。一个好的科学思想、理论假说和应用技术，必须在掌握大量前人资料和科学数据的基础上才能形成，同时也必须在大量相关数据的支撑下才能被证实。而对科学数据进行系统化的综合分析，进而促进新的科学思维的产生，是实 现科技创新的重要方式，并推动交叉学科的发展。当代高新技术的发展趋势明显呈现出大科学、定量化和注重过程研究等特点，越来越依赖于系统的、高可信度的基本科学数据及其衍生的数据产品。近年来，钣金工艺在我国航空航天及其他工业领域的应用不断扩大，已逐渐成为构建产品的基础性材料之一，因此，创建一个
2、内容丰富、使用便利、并能够通过电子网络方式提供服务的钣金工艺数据数据库，并广泛应用于研究部门和 生产场所，就成为亟待解决的问题。在这个大背景下，航材院作为航空企业中钣金工艺研究的龙头单位，承接了国防科工委高新工程项目，主要研究航空钣金工艺的数据库支撑技术以及航空钣金工艺制品的数字化制造技术。最终，建立一个钣金工艺数据管理和应用系统，提供钣金工艺性能的数据测试、分析、存储和应用的统一平台，支持钣金工艺制件的数字化设计、数字化制造、模拟仿真和验证，使之成为国防科 技工业创新研究和可持续发展的重要基础。通过一段时间的工作，航材院基本完成了钣金工艺性能表征及其标准化和测试技术的标准，这些是建立钣金工艺
3、数据库的主要基础。但是，由于产品研发工作比较紧张，数据库专业人员比较缺乏，在接下来的数据库构建过程中，进度受到了影响。中航伊萨公司作为航材院的控股单位，具有丰富的数据库工程经验，为多个国防单位提供过相关服务。因此，双方通过紧密合作、各展 所长，将会大大加快数据库建立的速度，确保整个项目的顺利进行。二、用户需求材料数据本身是一种资源，先进国家如美国非常重视材料数据管理和应用系统的建设和维护，到目前为止，美国已建设了13 个国家级的数据系统，形成了庞大的国防工业数据管理和应用体系，为美国国防工业保持其世界领先的竞争力和可持续发展做出了巨大的贡献。而在我国，数据积累工作长期没有得到应有的重视，科研过
4、程产生的数据很多没有得到有效的应用，通常研究课题完成资料归档后再次利用的比例很少，尤其是在钣金工艺领域，该问题则更加显著。同一种材料，性能数据的差别非常大，原始数据的记录内容很少，数据的可追踪性差，无法建立科学的材料数据库。因此，很难形成资源积累，造成新产品所需材料的性能数据“少、缺、散”现象较为严重，不得不进行大量重复性工作，且无法保证数据准确性。过去，在国防领域中曾经陆续开发出了几个与钣金工艺相关的数据库，并在一定范围内进行了应用，取得了一些效果，但都因为使用不方便、不适合工程实际、缺乏数据追溯性等原因被弃之不用。因此，构建过程必须总结以往的经验教训，吸取国外的先进理念，最终形成一个能够广
5、泛应用于国防行业中数字化设计、数字化仿真、数字化制造的钣金工艺数据库。数据 库的主要内容1数据库的设计应以航材院编写的数据库中标识纤维增强聚合物基钣金工艺的标准指南（ E1309）和纤维增强钣金工艺力学试验数据的数据库收录指南（ E 1434）两个标准为基础，并结合航材院28 室提供的其它资料进行设计和建库工作。2数据库中的材料种类包括为钣金工艺以及与钣金工艺相关的原材料和中间材料。3数据库中材料的性能种类主要包括材料的理化性能、力学性能和工艺性能。4数据库中应覆盖的材料背景信息包括数据来源、试验标准、材料标准或规范、材料概述等等。5数据库的设计应可存储不同来源、不同形式的数据，来源包括项目（
6、课题）、1手册、供应商等，数据的形式则包括文字、位图、文件等。数据库系统的主要功能1构建出的钣金工艺数据库系统应具有完整的体系，数据库中应包含丰富的 钣 金工艺数据信息以及数据管理和应用系统及其流程，形成一个钣金工艺所有重要属性的数据测试、产生、分析、存储、应用和调度的统一平台，能够支撑钣金工艺制件的数字化设计、模拟仿真、工艺设计、制造、管理和验证等功能。2数据库中能够存储任意材料的所有属性，并力求使数据格式和流程管理模式成为行业统一的技术标准，用于国防行业钣金工艺数据的采集、录入、管理 、推广、应用等。3软件界面要求美观、风格一致，用户界面设计要考虑易用性，用户操作方便，同时要求所有授权用户
7、能够基于网络进行实时全程操控和数据共享。4要求数据库自身具有强大的管理功能，增、删、改、查等基本功能不仅齐 备，同时要求智能化、快速化；动态修改不仅仅只能对数据级，还要能够方便地对表一级进行。5数据库中，不同用户类型对不同的数据具有不同的权限，用户权限的分配与管理功能要求简单、快速。6数据库具有丰富的数据处理与统计功能，可将测试数据处理生成性能级数 据，包括如平均值、方差等。另外，根据数据库中的性能数据点能够生成部分性能曲线图。7数据库的结构具有高柔性，具有与 CATIA 、Nastran 等钣金工艺应用软件的接口，并具有开放、通用、可扩展和可升级等特性。同时应留有与加工过程的接口，二期中能够
8、实现与沈飞数字化生产线的连接，能够与沈飞工程库（ CAPP）进行数据交互。8数据库要能够与实验室中的测试设备或者加工现场的生产数据进行交换， 能 够实现数据的存储、提取、分析、反馈等。另外，数据可以根据用户需要，以 Excel 等通用格式导出。9数据库提供数据导入功能，以方便数据的录入。同时，数据库的备份与还原2可由管理员通过界面完成。10数据库系统中具有系统日志功能，管理人员可以对数据库的所有操作应用进行全面监控。11数据库要求具有高度的安全性，保证系统敏感信息不被人所截获，同时保证整个系统不被人所侵犯，特别是机密数据的安全性。数据库对每一项数据的权限仅对指定的人或组开放，访问日志能够即时监
9、控每一个用户。三、技术方案1 开发工具和 方法数据库建模工具使用PowerDesign。PowerDesign主要采用基于Entiry-Relation 的数据模型，分别从概念数据模型(Conceptual Data Model) 和物理数据模型 (Physical Data Model)两个层次对数据库进行设计，是当前应用最为广泛的数据库建模工具之一。概念数据模型描述的是独立于数据库管理系统(DBMS) 的实体定义和实体关系定义。物理数据模型是在概念数据模型的基础上针对目标数据库管理系统的具体化或者.数据库使用Oracle，开发语言使用Java，开发工具使用Eclipse。 Eclipse
10、是一个开放源代码的、通用性的、基于Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它包括一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境，在开发Web 应用程序方面功能强大、使用便利。服务器程序使用Tomcat。 Tomcat 是一个免费的开源的Serlvet 容器，它是Apache 基金会的 Jakarta 项目中的一个核心项目，由Apache， Sun 和其它一些公司及个人共同开发而成，同时它又是sun 公司官方推荐的servlet 和 jsp 容器.数据库持久化技术使用Hibernate， Hibernate 是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC 进行了非常轻量级的对象封装，使得J
11、ava 程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库，另外将会使用的技术包括sql、jsp、javascript 及 Web2.0 技术 xmlhttp。构建过程中，通过PowerDesigner进行数据库建模，导出sql 文件后，根据3建模信息在数据库中建立表结构，之后，在eclipse 中生成数据库和业务流程对应的 java，dao，jsp 及 Hibernate 文件，发布到 Tomcat 应用程序目 录，完成数据库的构建，进行功能测试。2 设计方案2.1 设计基本内容整个数据库设计框架要能够涵盖目前国内通用的所有钣金工艺类型.2.2 构建过程根据数据库开发生命周期的要求并结合工程项
12、目的标准流程，整个项目的执行主要包括用户需求、原型系统、编码实现和系统测试四个阶段，其中用户需求又包括专业积累，框架结构，确定表结构，确定用户界面四个部分。钣金工艺数据库中涉及的材料众多、测试方法多样，专业知识性很强，数据之间的关联性非常复杂，所以，在用户需求阶段需要双方投入大量的精力，通力协作、打好基础，保证项目顺利进行。数据库设计人员将从一开始就与航材院的专家进行紧密合作、充分沟通，学习钣金工艺相关专业知识。同时，根据标准中的内容，明确材料数据之间的关系，了解各个数据的获取流程以及统计计算数据的方式、方法，在整体上形成材料数据框架结构。之后进行向下层面地细化确定表结构和表之间的关系，确定数
13、据类。然后根据使用数据的业务流程确定方法类和用户操作界面，根据框架结构制作包含材料，工艺试验等模块总体功能的原型系统。在原型系统经过确认后在此基础上进行各个模块java，dao，jsp 的编码实现。经过对每个页面每个功能的测试及bug 修改完成构建。2.3 数据库基本模 块根据设计的主要内容及其所需具有的各类功能，整个数据库的模块包括：A管 理模块4模块名称功能描述使用人员人员管理对系统用户增删改查，分配部门系统管理员启用停用的管理部门管理对系统用户所属部门的管理系统管理员系统表格管理对系统业务数据表的管理系统管理员数据权限管理对系统业务表对应的查看权限的系统管理员管理操作权限管理对系统业务表对应的增删改权限系统管理员的管理菜单权限管理对系统业务表对应的菜单，树，系统管理员导航权限的管理人员数据权限管理对系统用户赋予数据权限的管理系统管理员人员操作权限管理对系统用户赋予操作权限的管理系统管理员人员菜单权限管理对系统用户赋予菜单权限的管理系统管理员B材料模块模块名称功能描述
