基于数据库的产品TDM系统设计*

张文豪，毛景魁，蒋学杰

(河南机电高等专科学校，河南 新乡 453000)

1 引言

目前，在航空、航天、船舶、兵器等行业的产品研发过程中，需要对系统的各方面的性能进行试验。这些试验通常具有系统结构复杂、测量参数多、测试设备种类繁杂、试验资源分散、试验流程复杂、时间跨度大、试验成本高、试验数据共享困难等特点［1］。

由于试验数据的文件类型和数据格式不统一，国内企业在产品设计过程中，往往是以人为经验的积累作为参与产品设计的手段，对于产品试验的大量试验数据、试验方法、试验经验、重要试验结论等保存在技术人员的个人手中或分散保存在某种介质中，时间一久，这些数据的查阅和利用将会非常困难，有时可能出现无处可查、无人可问的尴尬局面。相比之下，损失最大的反而是企业，因为长期的积累未能进行统一有效地管理，不能及时转化成企业的经验知识体系，随着人员的更迭或岗位变迁，试验知识及经验也随之减少，造成了大量经验财富的流失。试验信息不能再次利用，造成的重复试验也带来人力、物力的极大浪费，造成的后果是严重制约型号研制的进程。

为了改善国内企业这种局面，加快型号任务的研制周期，提高研制过程中各种试验数据管理的水平和管理能力，需要建立一个统一的试验数据管理平台，采用统一的管理模式，有效的管理不同型号在研制过程中不同专业、不同试验产生的各种试验数据，充分地分析试验数据、深入地挖掘有价值的试验数据信息，供型号研制过程的各专业技术人员进行设计、试验结果数据分析或模拟仿真时参考使用。

2 系统结构

系统是基于TCP/IP协议，并采用C/S模式组成整个系统［2］。客户端浏览器通过应用服务器访问数据库，根据不同的操作权限存取试验数据，或者对系统进行管理，其拓扑结构如图1所示。

图1 系统拓扑结构

图2为试验数据管理系统的架构图，从图中可以看出，试验数据管理(TDM)平台的底层为Oracle数据库与 Microsoft.Net［3］，TDM 平台本身具备:数据库动态建模及系统管理，数据导入导出，Web数据浏览、查询、编辑及附件管理，数据绘图、分析、计算及数据挖掘，流程管理，可扩展接口等功能模块。应用子程序是在平台的功能模块的基础上，根据用户的特点进行二次开发完成的。可以实现试验数据管理、试验资源管理、试验综合信息管理、试验项目规划、试验调度管理、试验数据采集监控、试验数据质量控制、试验报告管理等。

图2 系统架构

根据试验过程的分析，可以把整个试验过程中所涉及的数据及文档归纳为:试验过程技术文档管理、试验数据管理、试验资源管理、试验动态管理等。除此之外，系统还涉及对试验规划信息和系统的管理，系统管理主要包括用户信息管理、系统安装程序及转换器、系统说明文档和问题及建议反馈，主要目的是为了更好地为用户提供方便，在同一系统下就能完成所有的工作，其中问题及建议反馈采用流程的方式实现，系统功能组织架构如图3所示。

3 系统整体模型

图3 系统功能组织架构

系统的设计目标为能够管理多型号、多专业的不同试验类型的数据信息，而且要为今后的扩展提供便利的条件，所以在系统的设计过程中，引入了试验项目、试验任务的管理理念和采用面向对象的设计方式。不管哪个型号、哪个专业的试验，其试验过程中运用、产生的数据都是类似的，所以对一些通用的数据采用统一管理的方式，比如试验项目信息、试验资源、试验过程技术文档等，然后再根据不同试验的特点有针对性地管理不同的试验数据。

试验项目管理，也就是说不论大型、小型试验都可以看做一个试验项目，一个试验项目下可分为多个试验任务，每个试验任务产生一组试验数据。在系统模型的设计过程中以试验项目信息为中心，顶层为产品型号信息和专业信息，底层展开对试验资源、试验过程技术文档、试验任务、试验数据的管理。

由于实际应用中一般人员只关心试验的结果，只查看试验报告即可满足实际需求，所以为了方便用户实际应用过程中查看试验中所用到的试验资源，我们对试验资源采用以试验报告为中心的管理方式。这样在查看试验报告的过程中，可以方便地查看到本次试验过程中相关详细信息。

数据模型的建立使用系统C/S结构的客户端DesignStudio工具完成，DesignStudio采用的是面向对象的动态建模方式，如图4所示。

图4 系统建模

4 系统界面

为了便于数据的存取和用户对数据的使用，系统数据的处理方式包括试验数据的管理和分析两部分。

4.1 试验数据的管理方式

试验数据的管理方式分结构化管理和非结构化管理两种形式。

结构化管理:即参数化管理，系统建立一个存储试验数据的详细信息的数据类，用户需要利用系统的数据导入功能，把包含试验数据的数据文件内容按照参数导入数据库相应的类中。

非结构化管理:即文件形式管理，系统建立一个存储试验数据的说明信息的数据类，用户需要手动录入数据的说明信息，然后把包含试验数据的数据文件作为该说明信息的附件保存到系统中。

4.2 试验数据分析

数据分析处理包括数据二次查询、数据绘图、设置属性、数据导出、分析计算、数据统计等功能，可以满足使用人员的简单数据处理需求，如果需要使用专业的分析软件对数据进行分析处理，可以采用集成分析软件的方式，对数据进行绘图分析。

图5 管理系统登录界面

根据上述系统结构和模型，编制的产品试验数据 管理系统界面如图5所示。用户在查看某个试验的相关信息时，首先在系统中找到此试验项目，然后根据试验项目对其相关的其他信息进行查看。

5 结语

根据目前产品数据管理遇到的问题，采用结构化和非结构化相结合的方式对试验数据及相关技术文档、试验资源进行有效的管理。采用结构化管理，可以方便用户直接对数据进行分析处理;对于参数较多(＞1000)、数据量较大的数据，采用非结构化管理方式，对数据分析时可以先将数据文件下载到本地计算机，然后用专业软件对数据文件进行分析处理，可以提高系统的速度［4］。

采用计算机数据库和网络技术构建的产品试验数据管理系统，已经应用到飞机产品型号测试管理中。实际应用表明，给予数据库的产品TDM系统软件不仅能够保证系统数据的真实有效，而且多处备份的数据，避免了数据的损坏风险，提高了企业的生产效率。

［1］丁力，安海军.试验数据管理系统的需求与实现［J］.航空计算技术，2010，(3):96 －98.

［2］唐曦文，崔希振.基于数据仓库的试验数据管理系统［J］.制造业自动化，2011，(2):16 －18.

［3］李杰，林财兴，谢甘第.基于.NET平台的试飞试验数据管理系统的设计与实现［J］.机电一体化，2006，12(3):11 －14.

［4］Anon.Automated test and data management［J］.Microwave Journal，2006，49(5):284 －290.