金属热处理计算机辅助工艺设计系统的研究与开发

朱彦

(云南机电职业技术学院，云南昆明650203)

金属热处理计算机辅助工艺设计系统的研究与开发

朱彦

(云南机电职业技术学院，云南昆明650203)

详细分析了利用Net开发平台的客户机与服务器结构形成的金属热处理计算机辅助工艺设计系统。该系统的编程语言为C#语言，数据库管理使用SQL结构化查询语言，以保证系统运行的效率。使用生命周期法，从用户需求、系统设计、数据库的构建等几个方面详细分析了系统的具体开发方式。金属热处理计算机辅助工艺设计系统在实际热处理工序当中的应用结果较为准确，实用性比较高。系统不仅为实际热处理工序提供了信息查询功能，而且还设有安全认证以及权限分级功能，以保证系统安全。

金属热处理;计算机辅助工艺;设计

计算机系统的正常运行离不开数据库的构建，所以计算机技术的发展也带动了数据库技术的发展，两种技术的结合应用，形成完整的计算机数据库系统。计算机数据库系统在多个领域都有所涉及，包括原材料挑选系统、机械设备生产辅助系统、管道焊接参数系统等，而在热处理方面主要有金属热处理参数系统、航空材料热处理参数系统、钢铁淬火热处理系统、钢铁回火热处理系统等。在金属热处理计算机辅助工艺设计系统发展的起步阶段，系统的功能比较少，主要作用是数据的保存与查询。而现代化生产方式主要为自动化、智能化生产。传统的计算机辅助工艺系统完全无法满足当前生产的需求，只有将系统进行全面升级，为系统增加更多新的实用性功能，实现对数据的分析、处理，才能有效解决实际热处理工艺问题。对此，相关研究人员与技术人员开始着手对新系统进行研究与开发，旨在创建一个既能为热处理工艺提供辅助设计、又能实现数据的实时查询、采集、分析、处理的多功能辅助平台，提高生产效率［1］。

1 用户需求

金属热处理计算机辅助工艺设计系统的研究与开发最重要的就是其实用性能，在进行系统开发之前必须要对用户的需求进行调查与分析，设计与用户需求相符的功能，从而提高用户的满意程度。1．1数据库功能需求

数据库系统的主要功能是储存热处理相关的数据以及实现数据的实时查询，使热处理设计人员能够及时了解到生产现场的状况，从而设计出准确有效的热处理工艺，因此，用户对于数据库功能的要求主要有以下几点。

1)数据库中所储存的数据信息应该得到及时的更新，包括原材料使用信息以及详细工艺信息等，以保证系统数据与实际情况相符合。

2)设立专门的数据验证模块，对访问过程中的误操作问题进行检验，从而给予用户提示信息。

3)可以实现智能化查询，让用户了解到原材料使用信息、热处理工艺信息等。

4)根据实际情况，为热处理工艺设计合理的参数，并将热处理工艺具体化，明确每一项操作。

5)设计自动生成报表功能以及提供报表打印功能，将工艺相关内容制作成工艺卡的形式，便于在操作人员之间进行传阅。

6)可以导出相关热处理工艺参数，供检测部门进行数据检测，评价工艺参数设计的合理性。

7)设置用户登录认证功能，每个用户在经过登录认证以后即可浏览相应的部分，保证系统数据的安全。用户在进入到用户界面以后，可根据实际需求自定义系统功能界面，便于用户操作［2］。

1．2其他功能需求

1)用户管理。用户管理功能主要包括用户权限的设置与用户信息的管理。系统管理员可以对系统普通用户的权限进行分级，每一级权限可以查阅相应的内容，不允许越级查询;系统管理员还可以对用户信息进行管理，保证用户信息的安全性。

2)热处理工艺管理。满足权限要求的用户可以对热处理工艺的详细信息进行查询，并将相关工艺信息制作成工艺卡的形式。热处理工艺的详细信息查询可以通过系统编号、操作人员名称、零部件名称等关键词进行查询;用户在输入关键词查询以后，系统会根据输入的信息为用户设计合理的热处理工艺，并自动为其生成对应的工艺卡，如用户有需要，可打印成实体工艺卡。如果用户对匹配的热处理工艺有不满意的地方，可以自行进行修改，并将修改的部分自动保存［3］。

2 系统设计

2．1设计方法

该系统利用Net开发平台的客户机与服务器结构，系统编程语言为C语言，数据库管理使用SQL结构化查询语言，保证应用技术的先进性和稳定性。系统设计主要分为身份识别、用户管理、材料管理以及工艺管理等几个部分，满足现代热处理工艺的要求。

2．2模块划分

模块划分是系统开发当中的重要组成部分，其具体作用是将系统划分成多个具有不同功能的模块，每个模块的规模都比较小，功能比较简单。每个模块都具有独立性，可以单独发挥出设计的功能，相邻模块之间不会发生相互干扰;每个模块之间又具有协调性，在各个模块协调合作的条件下，系统可以实现所有设计的功能［4］。

根据用户需求调查与系统工作方式的分析，可以将金属热处理计算机辅助工艺设计系统的开发分成信息浏览模块、信息查询模块、系统设计模块与综合管理模块等4个部分，在这4个部分的共同作用下实现系统对原材料、热处理工艺以及用户的管理。2．3数据库的构建

数据库是整个系统运行的关键部分，所有数据储存、查询等功能的实现都要依靠数据库。在构建数据库时，要参考不同用户的实际需求，同时要防止产生过多无用的数据。金属热处理计算机辅助工艺设计系统当中含有大量的材料相关数据和工艺参数，如果不能合理设计数据库结构、对数据表进行组织、限制每个数据表的数据容量，那么在后续的数据统计和处理时，将会变得十分麻烦，影响整个系统的开发进度，同时，系统功能的实现以及运行效率等也会受到一定影响。

系统使用关系型设计方式，以用户需求为基础，对数据库的基本概念、逻辑运算以及内部结构等进行设计［5］。

2．3．1SQL数据库的构建

根据数据库当中的E-R模型，将实体模型转化为数据库关联表格的形式，并对每个表都进行标准化处理，明确每个表之间的关系，保证数据库内部的统一性和完整性。具体结构如图1。

图1系统数据库结构

2．3．2数据库接口设计

将数据库内部结构设计完成以后，就需要对数据库接口进行设计，保证数据库的数据储存、读取以及查询功能。系统利用Net框架对SQL数据库进行访问，访问的主要对象为Connection，Data Reader，Command，Data Adapter。

2．4关键模块的设计

系统的关键模块主要是指热处理计算机辅助工艺设计以及热处理相关信息的实时查询。每个模块在进行设计时必须要考虑到实际情况，以用户的实际需求为目标，并考虑到信息的传输问题，为系统新增数据分析处理功能，明确关键模块的运行流程图，然后使用专业编程语言进行开发。在此，以金属热处理计算机辅助工艺设计系统为例进行说明。

传统热处理工艺设计时主要是要了解原材料的基本信息，包括原材料的化学组成、相变温度、最佳淬火温度、最佳回火温度、最佳正火温度以及最佳退火温度等;热处理工艺的标准即就是材料经过热处理以后需要满足的性能要求，比如机械强度要求、最高形变要求等;而原材料的规格、形状以及加工设备等条件的选择也是热处理工艺的要点。

而在计算机辅助工艺设计系统当中，虽然也会按照原有的设计要求进行设计，但是与传统的设计方法又略有不同。计算机辅助工艺设计系统会将用户的输入记录作为参考，然后根据固定的计算方式，比如相变规律、回火方程等对热处理工艺当中的各项参数进行自动优化。

根据上述设计方法，金属热处理计算机辅助工艺设计系统将Visual Studio作为开发环境，使用C编程语言对系统软件进行设计，设计的金属热处理计算机辅助工艺设计系统运行界面如图2所示。

3 结语

金属热处理计算机辅助工艺设计系统实现了计算机辅助设计的功能。用户在查询某种材料的性能特征、具体处理方式、加工设备、技术要求、设备零部件规格等信息之后，系统会自动进行记录。当需要对材料的热处理工艺进行设计时，系统会自动调出用户查询记录，以此作为参考进行设计，并自动生成设计方案，如果用户有需要，可制作成实体工艺卡的形式。

图2金属热处理计算机辅助工艺设计系统运行界面

系统利用Net开发平台的客户机与服务器结构，系统编程语言为C语言，数据库管理使用SQL结构化查询语言，保证应用技术的先进性和稳定性。系统设计主要分为身份识别、用户管理、材料管理以及工艺管理等，以满足现代热处理工艺的要求。

［1］高志玉，薛维华．金属热处理计算机辅助工艺设计系统之核心数据库设计［J］．金属热处理，2012，37(9):128－131．

［2］曹琨．计算机辅助橡塑工艺设计系统的优化研究［J］．电脑与信息技术，2016，24(1):44－47．

［3］苏蕴．计算机辅助工艺尺寸链自动解算系统的研究与开发［J］．福建电脑，2010，26(1):95－96．

［4］汪岚，骆旭坤．染色工艺优化计算机辅助软件的设计与开发［J］．计算机与应用化学，2011，28(3):367－370．

［5］张文莉，周绍景．金属热处理生产工艺精品课程在线学习及考试系统网站开发与设计［J］．昆明冶金高等专科学校学报，2015，31(5):94－100．

Research and Development of Computer-assisted Technology for Metal Heat Treatment

ZHU Yan
(Institute of Yunnan Mechanical and Electrical Professional Technology，Kunming，Yunnan 650203，China)

This paper analyzed in detail the usages of net development platform of the client，including the server structure forming of metal heat treatment in computer-assisted technology system．The system of programming language is c#language，by using structured query language SQL database management to ensure the efficiency of the system．We come to use the method of life cycle from the user requirements，including the system design，the construction of database system and the mode of development．Computer aided process planning system with metal heat treatment in the actual application results is relatively accurate and practicality is higher．The system not only provides the actual heat treatment process information query function，but also has the function of security authentication and permission grading to ensure the safety of the system．

Metal heat treatment;Computer aided process;Design

TG155．92

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．054

2016－12－10

朱彦(1983－)，女，云南昆明人，讲师，研究方向:计算机科学与技术，手机:13529430213，E-mail:273642884@ qq．com．