非金屬材料自然環境貯存特性數據庫設計

萬 軍，王 冬，孫立敏

（1.中國兵器工業第五九研究所，重慶 400039 2.國防科技工業自然環境試驗研究中心，重慶 400039 3．北京電子工程技術研究所，北京 100854）

非金屬材料自然環境貯存特性數據庫設計

萬 軍1,2，王 冬3，孫立敏3

（1.中國兵器工業第五九研究所，重慶 400039 2.國防科技工業自然環境試驗研究中心，重慶 400039 3．北京電子工程技術研究所，北京 100854）

針對型號單位長期利用專業環境試驗機構各典型環境試驗站開展自然環境試驗，數據量大，數據類型多，數據分散，不能被設計師系統利用的實際情況，由五九所與北京電子工程技術研究所共同開發了非金屬材料自然環境貯存特性數據庫。數據庫采用J2ee的技術架構進行開發，實現了對非金屬材料自然環境貯存特性數據的有效管理、網絡共享，為數據資源的系統積累和深層次利用奠定了基礎。

非金屬材料；環境試驗；數據資源；數據庫結構；軟件功能

前言

隨著我國材料技術和工藝水平的提高，非金屬材料材料已在武器裝備中獲得了廣泛應用。根據以往的經驗，導彈系統所使用的各種材料在貯存過程中，以橡膠、膠粘劑、潤滑油為代表的非金屬材料是最容易受環境影響，最容易出現老化問題的材料之一。因此，型號單位加大了針對非金屬材料環境適應性研究的力度，開展了大量自然環境試驗。

但由于自然環境試驗周期較長，數據從采集、處理到應用，經手人員眾多，數據多以紙張、照片等載體進行記錄，數據分散難以被有效的集中管理和廣泛共享應用。為此，北京電子工程技術研究所與五九所合作，共同開發了非金屬材料自然環境貯存特性數據庫。數據庫以貼近設計師需求為軟件開發目的，注重數據管理、用戶管理、安全管理等三大管理功能設計，軟件設計強調系統性、功能性、擴展性、安全性，建立了基于及j2ee技術架構的網絡數據庫。

1 數據庫開發的準備工作

1.1 數據庫使用對象分析

非金屬材料自然環境貯存特性數據庫主要面向對象是北京電子工程技術研究所的型號設計師，其使用數據庫目的是為裝備型號在論證、設計、研制時進行環境剖面分析和環境適應性設計提供信息支撐。因此，數據庫在設計時重點考慮型號設計師（非環境試驗專業用戶）的需求。在數據表達方面，一方面注重保持數據的原始形態，另一方面注重對數據規律的提取。

1.2 開發團隊

非金屬材料自然環境貯存特性數據庫的開發團隊由型號設計師、環境試驗科研人員、軟件設計人員、專業美工等組成。型號設計師主要負責協助軟件設計人員進行數據庫建設的需求分析和軟件測試工作；環境試驗人員主要負責數據結構的規范性設計，數據表達的合理性分析；軟件設計人員負責軟件的具體開發；專業美工負責頁面布局、頁面元素設計和配色等錦上添花的工作。大家各司其職，共同合作開發了非金屬材料自然環境貯存特性數據庫。

2 數據庫開發

2.1 數據庫軟件架構

根據型號單位的服務器和客戶機運行環境，非金屬材料自然環境貯存特性數據庫采用J2EE技術架構,中間件采用WebLogic8.3，數據庫采用Oracle10g。以B/S模式建立了網絡共享數據庫系統。軟件登錄界面如圖1所示。

2.2 數據庫結構

非金屬材料自然環境貯存特性數據庫包括兩大部分數據：環境數據和非金屬材料環境試驗數據。

環境數據主要指代表某典型大氣環境的自然環境試驗站通過環境觀測得到的數據，包括戶外、棚下、庫房等位置監測的氣象和介質數據。氣象數據包括溫度、濕度、氣壓、降雨、風、太陽輻射、天氣現象等具體數據。介質數據指的是大氣污染物濃度，包括空氣、雨水和降塵三部分信息，監測的具體因素包括二氧化硫、二氧化氮、氯化氫等七種主要介質。

試驗數據主要指非金屬材料(本項目僅涉及型號常用且易失效的橡膠、膠粘劑、潤滑油三種材料)在典型環境下的大氣暴露試驗數據，包括試驗基本信息、樣品的形貌、化學性能和物理性能等四部分信息。其中試驗基本信息包括樣品名稱、試驗地點、周期、樣品所屬型號等；形貌包括外觀、變色、粉化、裂紋等描述；化學性能包括試驗樣品的成分、酸值、滴點、腐蝕性等參數；物理性能包括拉伸、剪切、硬度、壓縮、扭矩、剝離、重量變化等參數。

2.3 功能設計（總體功能結構圖如圖2所示）

非金屬材料自然環境貯存特性數據庫的軟件功能包括數據應用、數據分析、數據排序、數據統計四項主要功能。

2.3.1 數據應用

數據查閱：非金屬材料自然環境貯存特性數據庫對各項數據能進行有效的組織，其中非金屬材料試驗數據則按照材料的類別進行組織；環境數據按照試驗站>>年度>>試驗環境>>環境數據類別>>各項參數進行組織（如圖3所示）；

2.3.2 數據分析

數據規律分析：環境數據的變化和各種材料的老化存在一定的規律。通過曲線繪制功能，軟件能將離散的環境參數或試驗數據繪制成變化的曲線，輔助軟件用戶對材料老化規律或環境因素變化規律進行分析。曲線繪制如圖4所示。

2.3.3 數據排序功能

對于非金屬材料采用環境試驗考核的各項性能參數均能夠按照升序或降序進行排序，方便用戶選材。

2.3.4 數據統計功能

數據庫能對環境數據和非金屬材料的試驗數據進行平均值、最大值、最小值等常規的統計。

2.4 數據管理

數據管理是指對數據庫中各項環境參數與試驗數據的組織與管理。

2.4.1 數據組織

數據的組織包括對環境數據的組織，按照試驗站>>年度>>試驗環境>>環境數據類別>>各項參數的方式進行組織和管理，試驗站、年度、試驗環境、環境數據類別能由具備權限的用戶進行靈活的定義。

非金屬材料數據庫子庫的字段名、各項參數單位等能由具備權限的用戶進行靈活的啟用、停止或修改。試驗數據子庫還預留五個未定義字段名的字段，便于用戶未來擴展數據庫。試驗數據字段名的管理如圖5所示。

2.4.2 數據輸入輸出管理

數據庫所有子庫均具備傳統數據庫的輸入、編輯修改、刪除、輸出等功能。為了減輕用戶手工錄入數據的工作強度還設計了excel格式數據導入到數據庫、數據庫數據導出到excel的數據格式轉換功能。

2.5 安全管理

安全管理功能是軍工類軟件必不可少的功能，非金屬材料自然環境貯存特性數據庫建立了較為健全的安全體系，數據庫具備完善的“三員”安全管理功能，使數據庫開發符合國家安全保密信息系統的建設要求。三員分別指“系統管理員”、“安全保密員”、“安全審計員”。

2.5.1 用戶權限控制

數據庫具有用戶權限管理功能，為特定用戶分配相應的權限。不同部門的用戶僅能訪問本部門數據，訪問其他部門的數據需要安全保密員的授權。

2.5.2 口令管理與鑒別管理

數據庫能夠對登錄用戶的身份進行鑒別。身份鑒別成功后，空閑時間超過規定值時，需要用戶重新登錄進行身份鑒別；

用戶身份鑒別失敗達到一定次數，數據庫鎖定該用戶，并通過系統消息的方式通知安全保密員，由其進行處理。

2.5.3 安全審計日志管理

數據庫軟件能對系統中各類日志進行分類管理。（安全審計管理請參見國家相關保密條例，在此不再贅述）。

3 數據庫的界面設計

一個數據庫軟件成功的被用戶所接受，僅有強勁的功能是不夠的，還必須具有友好的人機界面，專業美工是處理這方面的高手。非金屬材料自然環境貯存特性數據庫涉及較多數據參數，僅橡膠就有20余項參數。數據項繁多，如處理不善，用戶就會產生抵觸情緒，降低軟件的友好程度。專業美工為本數據庫設計了完整的頁面布局、各元素的配色，以及各類數據組織方案，使數據庫操作界面更加友好。本數據庫能在短時間內被用戶接受，專業美工發揮的作用功不可沒。

4 結束語

（1）非金屬材料自然環境貯存特性數據庫已提交給型號單位用戶，反映良好。通過該項目的實施規范了型號單位環境試驗數據的系統積累和數據資源的應用及共享。

（2）數據庫開發過程頗費周折，問題集中在數據庫開發的需求分析階段，主要有以下幾方面原因：首先由于數據庫使用牽涉較多的部門以及人員，“眾口難調”是必然的；其次由于數據庫開發專業跨度較大，用戶的知識、工作背景有很大的差別，用戶與軟件設計人員的交流存在障礙；再次，需求分析工作存在不完備性和不一致性；最后，用戶需求存在一定的易變性。

（3）通過該項目的開展為型號單位建立了基本的環境試驗數據框架，在此框架基礎上，非金屬材料數據庫易于向金屬材料、裝備部件、構件，乃至整機進行擴展，最終能夠建成一個完整的裝備環境基礎數據資源庫。求實的說，雖然該數據庫功能較強，但如果以滿足型號設計師對環境試驗數據資源應用的需求為目標還有較大的提升空間，只有加強型號設計師與環境試驗、軟件開發人員之間的交流，運用軟件技術深入挖掘環境試驗數據隱含的規律信息，才能為裝備型號設計發揮更大的作用。

[1]張曉東，高鑒偉. JSP+Oracle數據庫開發與實例 [M].北京：清華大學出版社，2008.

[2]李鐘尉，周小彤，陳丹丹. Java從入門到精通 [M].北京：清華大學出版社，2010.

[3]雋青龍，王華容. JSP+Oracle動態網站開發 [M] ].北京：清華大學出版社，2008.

Design of Storage Characteristics Database of the Non-metallic Material Natural Environment

WAN Jun1,2，WANG Dong3，SUN Li-min3
（1.NO.59 Institude of China ordinary Industry,Chongqing 400039 2.The Natural Environmental Tes and Research Center of COSTND，Chongqing 400039 3.Beijing Electronic Engineering Technology Research Institute，Beijing 100854）

Focusing on the issue that for a long time, the manufacturer of weapon system makes use of the typical environmental test stations of professional environment test organization to carry out the natural environmental tests; and it results in large amount of data, data types,data dispersion and they can not be used by the designers, therefore, Southwest Technology and Engineering Research Institute and Beijing Institute of Electronic Engineering Technology joint to develop the natural environment storage characteristics database of the non-metallic material.Database uses J2ee technology structure to develop and achieve effective management and network share of characteristic data of the non-metallic material storage in natural environment. It lays the foundation for the system accumulation and deep-level use of data resources.

non-metallic material；environmental test；data resources；database structure；software function

TP319

A

1004-7204（2012）04-0023-05

萬軍(1974-)，男，長期從事環境試驗及數據庫應用設計。