基于航材库存决策需求的数据仓库系统设计研究

周马豪

[摘    要] 针对航材管理工作中存在的航材库存信息分散、历史数据集成度差、历史数据对于航材库存决策支持度低等问题，采用模块化设计思路，对航材数据仓库系统进行了顶层设计，提出了设计的总体思路，进行了结构设计和模型设计，提出了数据源的确定与数据加载方法，数据仓库系统设计对于航材管理工作具有十分重要的技术支持作用。

[关键词] 航材;库存;决策;数据仓库

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 19. 063

[中图分类号] TP392;V25    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2019）19- 0147- 02

0      前    言

航材管理工作是航空保障重要的基础性工作。其中，航材库存管理是航材管理工作的重中之重。航材库存决策是否正确会直接影响航材保障效益。目前，在航材管理过程中常常会出现以下问题：一是航材库存信息比较分散，尚未实现完全的信息共享和数据集成，航材业务管理部门之间的信息融合度较低，数据资源尚未得到充分利用。二是航材历史数据的集成度差，各个单位和职能部门数据格式和版本不尽相同，数据管理系统之间的兼容性尚待进一步改进和完善。三是对历史数据的深入研究欠缺，航材库存的特点和规律有待于进一步探索。四是历史数据量巨大，难以筛选有效信息。以库存决策为目标，开展航材数据仓库系统设计，可以有效克服上述问题，提升航材管理效益。航材数据仓库系统是航材管理工作的重要信息化技术支持手段，可以为航材库存决策提供定量依据[1]。

1      航材数据仓库系统的顶层设计

基于航材库存决策的数据仓库系统是通过建立数据仓库，将航材系统及其航材库存过程中的大量数据进行集成，构建一个可以为航材库存决策人员和相关分析人员提供一个可靠的信息通用平台，使决策人员能够运用数据仓库快捷获取决策相关信息，为航材库存的正确决策提供数据支持。

1.1   航材数据仓库设计的总体思路

基于航材库存决策的数据仓库系统顶层设计包括基本数据仓库设计和数据仓库使用策略设计。全局数据视图是建立基于航材库存决策数据仓库系统的关键所在，应在航材库存决策需求分析的基础上，根据库存决策所需信息确定主题域，通过优化事实表和维表设计，规范信息的统一格式，实现信息的融合与集成，然后将相关数据装载数据仓库之中。

在基础数据仓库构建的基础上，制订数据仓库信息使用的具体方案，通过优化设计联机分析的具体处理方案，实现航材库存决策人员对数据仓库中复杂数据的查询。通过所筛选数据的处理实现航材库存的快捷准确决策。数据挖掘方案设计对于数据的筛选具有十分重要的作用，通过数据挖掘所得出的结论可以為决策人员有效把握航材库存的特点、规律以及发展趋势提供数据支持，为数据仓库系统的功能设计提供理论依据。

1.2   航材数据仓库系统的结构设计

基于航材库存决策的数据仓库系统体系结构，如图1所示。

从图1中可以看出，航材管理部门能够提供基础数据源，可以提供航材库存过程中产生的相关事务性数据，然后将这些数据进行数据转换和集成，加载到数据仓库中。数据仓库的结构模块设计可以以型号为单位进行建立。数据仓库除了能够存储航材管理部门提供的大量细节性数据外，还可以存储数据经过集成后的数据。航材库存的决策人员可以运用OLAP、数据挖掘、DSS等分析工具对航材数据仓库中的数据进行分析，得出的分析结论可以作为航材库存决策的定量依据[2]。

2      航材数据仓库系统的模型设计

模型设计是实现数据仓库优化设计乃至航材库存决策的基础。数据建模的核心在于设计数据仓库中数据的存储结构。航材数据仓库模型设计主要包括概念模型设计、逻辑模型设计和物理模型设计[3]。

2.1   概念模型设计

数据仓库与一般数据库设计有所不同，数据库注重的是航材管理的具体事务而数据仓库则更加注重数据本身，其主要功能是为了实现查询操作，其设计目标是使决策分析人员能够直接访问和获取数据仓库中的库存业务数据。这些数据的组织主要是根据决策人员在实施决策分析过程中所必需的指标数据而设计的。在设计数据仓库的数据存储结构时，应以决策分析所需的指标数据为主，并按照所需指标数据的具体需求来组织数据。航材库存决策会受到各个方面因素的影响，航材库存决策的主题可以用指标及其相应的数据来表示，主要包括：航材的消耗、库存、故障以及维修等的基本业务指标数据。各个指标可以用其属性来进一步描述其累计情况、历史同期情况以及当前情况。从航材的使用时间、具体使用情况、保障情况以及环境情况进行综合分析，以实现从概念上区分各个指标，建立概念模型。

2.2   逻辑模型设计

逻辑模型是数据仓库设计的关键环节，其基本功用是理清概念模型中各个变量之间的逻辑关系。逻辑模型设计就是要根据概念模型设计中所涉及的决策分析指标数据来细化具体数据，确定事实表和维表并明确其各自的属性，以便于反映决策分析所需指标的具体信息、报表和数据。为了使所设计的逻辑模型适应航材库存决策需求，在设计数据仓库时，采用星型结构模式。根据航材库存的实际情况，来确定维表和事实表所需的指标变量。航材库存决策主题中的事实表主要包括：航材消耗、保障任务、库存、故障与维修等情况表，维表主要包括：航材基本信息表、保障型号类型表、时间表、保障情况表、环境信息表、保障任务情况表等。逻辑模型反映了航材库存的业务流程，这些事实表和维表则是业务属性的客观反映。

2.3   物理模型设计

数据参考的物理模型是基于航材库存决策需求而构建的存储结构模型。数据仓库的物理模型设计主要是确定数据存储结构、具体索引策略和数据存放位置以及存储区域的具体分配方案等。在进行物理模型设计时，要首要的就是要设计数据仓库管理系统的存储结构，确定相关数据的存取方法，掌握数据的具体使用环境，弄清数据的使用频度、具体的使用方式，数据的规模及其响应时间的具体要求等，以便于进行时空效率的平衡和优化。同时，还应了解外设相关特性，以便于在功能设计时进行外设接口的有效分配。

从各类数据表的设计来看，基于航材库存决策需求的数据仓库系统主要包括航材消耗事实表、航材库存事实表、航材故障与维修事实表、时间维表、航材基本信息维表、保障任务维表、保障机型维表、后勤保障维表、技术保障维表以及环境维表等。这些表既体现了数据仓库系统的结构状况，又反映了概念模型、逻辑模型和物理模型之间的关联关系，为航材管理数据的抽取与加载提供了基础和条件。

3      数据源的确定与数据加载

数据源的确定与航材库存决策需求直接相关，必须综合分析航材库存决策的影响因素。航材库存决策的影响因素有很多，其中直接的影响因素主要包括：航材消耗、现有库存、故障及维修需求等实际情况，还包括航材的基本信息、部队用户需求、保障任务需求、保障机型需求以及环境条件等影响因素。数据源确定应与模型设计所设定的指标一致，数据仓库要加载这些指标的数据，因此，在日常工作中，航材管理人员应根据需求及时对航材管理信息系统中的数据进行更新，以便于可以将最新的数据作为数据仓库的数据源。航材管理信息系统反映了航材管理部门的动态数据，这些数据是经过数据处理后加载的，因此，将其作为数据仓库的数据源是可靠且可行的。

来自航材管理部门的航材相关数据，在经过格式化处理后，可加载到数据仓库事实表中。航材基本信息、航材消耗、现有库存、故障与维修、部队用户、保障任务、保障机型等方面的数据可以从航材管理信息系统后台数据表中直接提取，经过数据处理，把数据仓库中的记录和相应的字段进行重组，经过容错检验将无效或错误字段去除掉。同时，还需要对数据进行完整性和一致性检验。为了能够使加载的数据能够反映数据的当前值，还必须增加一个能够反映时间状态的时间戳。将数据进行概括，会同其衍生值一并将数据写入数据表中。为了使数据仓库能够直观反映航材数据状况，环境和保障任务等外部数据，可以直接从外部数据源中获取，经数据处理后加载到数据仓库中[4]。

为了提升数据仓库的可靠性和共享性，采取了数据仓库的复制技术。航材数据复制技术可以实现同一系统环境下不同数据库之间的数据拷贝。在权限设置允许的情况下，还可以实现不同数据库系统之间的数据传输，甚至可以实现在不同数据仓库系统中实现记录的一致性修改。复制技术的运用，可以实现数据仓库与数据源中數据的同步与共享，同时，为数据库系统的备份提供了条件，极大提升了数据仓库的可靠性和实用性。为了使连接在数据仓库中的各个子系统能够有效发挥其功能，数据仓库设计过程中，将数据仓库数据与OLAP、数据挖掘系统、DSS相互共有，各个子系统可以方便地使用数据仓库中的数据[5]。

4      结   语

航材库存决策是航材管理工作的重要内容，决策正确，则航材仓库中的航材会实现有序周转，决策失误，则可能会导致要么供不应求，要么供过于求，会严重影响航材保障效益，因此，基于航材库存决策设计数据仓库系统可以为实现航材管理信息化提供十分重要的技术支撑平台。

主要参考文献

[1]寇柏斌.航材系统信息发展趋势[J].科学技术创新，2018（2）.

[2]史祖铭.基于故障分布规律的航材需求预测[J].中小企业管理与科技：下旬刊，2017（7）.

[3]张扬.基于消耗数据的航材RMS指标计算系统研究[J].实验室研究与探索，2017（11）.

[4]梁晶.XX航空公司航材库存管理优化研究[D].天津：中国民航大学，2015.

[5]郭军，阮光珍，朝明光，等.面向航材周转比例的数据仓库构建研究[J].江苏航空，2009（4）.