面向航空电子企业的TDM系统设计研究*

徐 瑞， 张 超

（中航工业西安航空计算技术研究所 ，西安 710119）

当前，航空电子企业面临产品型号研制需求任务大，样品试验种类、批次增多，试验流程质量控制要求严格、试验测试设备多样、试验数据格式众多、分析处理要求灵活、保密要求严格等业务需求。快速增加的研发任务给试验管理带来很大挑战。试验部门采用传统的试验手段和数据管理方式，已无法满足现行业务要求[1]。大量产品试验数据、环境采集数据没有统一存储起来，即便部分数据保留了，但是由于缺少试验工况等相关过程信息，导致数据的共享性、准确性和安全性较差，很难有效地应用到实际的产品设计和定型上。同时，企业以往一直靠人工完成的试验计划、调度，试验实施、试验数据的汇总、人员的工时统计以及各种信息的搜集统计等工作，需耗费大量的人力和时间，在试验过程中，也容易产生试验设备使用冲突、试验延误、数据分析准确性不够等情况。

随着信息技术的发展，在试验领域构建TDM系统，改变目前的试验技术手段和管理方式已势在必行。依靠数字化试验技术手段和信息系统管理方式可以提高企业综合试验业务的管控能力，从而科学调度试验计划，提高试验效率，积累试验知识，挖掘试验数据价值，最终建立一套适应当前研制工作需求的试验管理机制。

1 系统概念及作用

试验管理系统将与试验业务相关的各项数据进行结构化的管理，使参与到试验业务中的各个部门，能够基于试验管理系统进行有效的协同办公操作。同时，使试验委托申请、任务建立、设备调度、流程规划、数据采集和管理、资源管理、试验表单管理、报告生成与模板管理、信息统计等与试验业务有关的各项管理工作有机结合成为一个整体，同时这些信息可以供其他部门和管理者进行查询、访问，从而提高试验业务的管理水平与试验效率，降低产品研发风险。

具体建设目标包括：

（1）建立统一的试验数据存储平台，实现试验数据的集中存储和共享利用。

完成试验数据库的搭建，根据不同试验来源按产品型号→研制阶段→试验分类→试验类型→时间→试验编号等分类方式对试验产生的数据进行科学管理，使用户可以在统一的数据平台上进行各种数据操作，减少试验数据的出错率，提高试验数据的利用效率，同时提供对试验数据的全方位保护。

（2）建立统一的试验任务规划平台，实现试验业务的高效协同。

通过试验项目管理功能建立高效的试验项目管理协同机制，使得业务部门从研制、工艺和生产整个产品生命周期管理入手制订试验计划，下发试验任务，实现试验项目规划、资源选择、试验人员规划以及相应的数据准备工作，并可以通过系统集成，接收来自BPM（Business Process Management）业务流程管理系统及单位其他的相关试验任务和试验大纲，完成试验各阶段试验项目信息和试验数据的收集和汇总，使试验规划合理、试验过程受控，最终提高试验的整体质量，从而合理安排试验计划，实现试验业务的协同高效管理。

（3）建立灵活的试验流程管理平台，实现试验业务过程规范化管理。

建立规范化的试验业务流程管理及监控体系，各部门在统一的业务环境下进行工作。系统业务设计过程中按照相关实验室标准，结合实践经验，对用户试验业务流程进行优化和再造，完善试验部门试验业务规范体系的建设，科学调度试验计划、监控试验流程和自动收集试验数据，减少人工干预，提高试验工作效率。

（4）建立完善的试验资源管理平台，实现试验资源的合理应用。

提供企业各项试验资源的管理功能，有效管理各类试验设备、试验样品、计量设备、试验环境等试验资源。可在线浏览试验资源状态或库存量、试验设备校验与使用情况等，提高试验资源管理水平。在试验规划过程中合理分配引用试验资源，包括参试设备、受试设备、试验人员等，并且提供试验资源预约查询，科学规划试验设备，并且可根据试验资源情况安排外包试验。

（5）建立方便实用的试验数据处理对比分析平台，实现数据分析挖掘。

提供数据分析处理工具及数据查询检索工具，实现对相关试验数据的检索和关联查看。实现不同项目下的试验数据横向、纵向的对比分析。同时提供常用的数据分析处理功能，方便技术人员完成相关数据统计分析，并可以把统计结果导出作为试验报告素材，为型号改进提供依据。

（6）提供测试设备及测控软件接入接口能力，提高试验数据的自动化管理水平。

通过建立试验综合测控网络，改变以往传统的试验数据导入和存储方式，提高数据的自动化管理水平。通过开发试验管理系统与测试设备数据采集软件之间的交互接口，实现试验数据的自动传输和存储，并且实现试验数据和视频数据的远程展示。同时，提供完善的数据导入导出工具，实现试验过程中数据的统一存储，保证入库试验数据的有效性和试验过程的可追溯性，方便试验人员和设计人员的共享和使用。

（7）提供良好的协同机制，建设新一代研发体系。

通过进一步实现试验管理系统与OA、BPM系统的集成，完成系统间信息共享和流程协同，建立多应用系统间的协同环境，提升设计人员、试验人员、科研任务管理人员的工作效率，实现整个产品研制阶段的业务协同和研发流程的信息共享。

试验管理系统的实施，是要在企业建立起高效的试验业务管理环境，实现对试验全过程的掌控和试验数据的自动收集和综合管理，完成对产品设计工作强有力的支持，从而促进企业的型号研制工作。

图1 试验管理系统设计总体模型Fig.1 Overall model of test data management

2 系统平台技术方案

试验管理系统面向企业各个业务板块，为多部门、多专业协同配合进行试验任务的规划和实施提供有力支持，为企业管理层管控试验业务提供报表、决策依据，为企业积累试验知识[2]，其业务设计总体模型如图1所示。

图2 试验管理系统内部逻辑结构图Fig.2 Internal logic structure diagram of test data management

图3 试验管理系统网络拓扑图Fig.3 Network topology of test data management

2.1 系统架构

试验管理系统采用B/S多层架构来搭建，即环境层、数据层、功能层、门户层，并且4层架构之间是分离的，每层是一种松耦合结构，层与层之间的依赖是向下的，底层对于上层而言是“透明”的，改变上层的设计对于其调用的底层而言没有任何影响。在试验管理系统分层设计时，遵循了面向接口设计的思想，这种向下的依赖也是一种弱依赖关系。因而，在不改变接口定义的前提下，管理系统的分层式架构是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构[3-4]（图2）。

（1） 环境层：即基础环境和工具，包括网络、数据库，以及各类试验资源。

（2）数据层：即试验数据中心和相关数据接口，采用工程数据库方式，集中存储试验信息，并对外提供标准的数据访问接口。

（3）功能层：即试验业务平台的核心功能模块，包括试验业务功能和日常管理功能，数据管理及数据处理和数据迁移的接口功能，以及各种工具模块；

（4）门户层：即面向最终用户的使用界面，其中的个性化入口可以为不同用户提供专门的功能应用界面。

2.2 网路拓扑图

系统采用分布式的部署结构，办公网分别部署WEB+数据库服务器、数据存储；WEB+数据库服务器提供WEB服务和数据库服务，数据存储用于提供文件存储服务。

由于办公区和实验室是两个独立的网络环境，所以需要在办公区和实验室部署TDM系统不同的模块。

办公网部署试验项目管理、数据管理、试验数据分析处理、资源管理、流程管理、试验报告管理、试验知识管理、系统管理等模块用于试验工作过程和数据的管理、试验数据的分析处理。

试验网部署综合测控管理模块主要用于试验系统的状态和数据的采集和显示，综合测控管理模块通过直采或者转采的方式进行数据采集，将采集到的数据存储到试验网中的数据库服务器中，待试验完成后将试验数据先导入到办公网络中，在办公网络中再导入到TDM系统中进行集中管理；网络拓扑图如图3所示。

从试验环境到办公环境数据导入方式有两种：

·光盘用于数据量不是特别大；

·U盘用于数据大于几个G。

3 结论

本文设计研究了面向航空电子企业的TDM系统，系统通过建立高效的试验任务管理协同机制，使得企业部门之间可以围绕同一试验任务，有条不紊地开展工作，确保试验最终能够顺利完成，并且提高了数据利用率，方便试验信息在管理、设计、仿真、试验等部门之间的共享，从而为产品型号设计改进提供有利支撑。TDM系统按型号、研制阶段、试验类型等分类方式对数据进行管理，使每次试验产生的数据分类保存，做到易存易查易用，通过将试验业务与研发任务结合起来，为企业提升产品的研制水平提供了积极的促进作用。

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