環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

張 偉，陳立濤

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 合肥 230088）

環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

張 偉，陳立濤

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 合肥 230088）

介紹了環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能及組成，闡述了系統(tǒng)建設(shè)的目的和達(dá)成的目標(biāo)，并對(duì)其在企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

環(huán)境試驗(yàn)；數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；應(yīng)用效果分析

1 現(xiàn)狀與需求

隨著國(guó)家對(duì)生產(chǎn)制造型企業(yè)的重視，國(guó)家發(fā)展需要制造業(yè)來(lái)推動(dòng)，生產(chǎn)制造企業(yè)的任務(wù)的逐漸增大，生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的驗(yàn)證與試驗(yàn)環(huán)節(jié)是把握質(zhì)量的最后一道關(guān)卡，目前大多數(shù)環(huán)境試驗(yàn)過(guò)程都是采用表格排班、人員值守、手抄記錄，紙質(zhì)歸檔，已經(jīng)無(wú)法滿足研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)度要求的需要。采用數(shù)字化的手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，讓計(jì)算機(jī)合理地計(jì)算利用試驗(yàn)資源、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)過(guò)程的無(wú)人值守，讓計(jì)算機(jī)安排試驗(yàn)課題有條不紊地進(jìn)行，報(bào)告的自動(dòng)形成是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室改造的目標(biāo)，是一項(xiàng)工業(yè)領(lǐng)域迫在眉睫的任務(wù)，也是跟隨國(guó)家發(fā)展智能制造2025的方向。為解決面臨的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用。

系統(tǒng)將以企業(yè)試驗(yàn)設(shè)備數(shù)據(jù)管理為規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)環(huán)境試驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)的管理，并為其它類(lèi)型試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理提供擴(kuò)展接口支持。

針對(duì)企業(yè)的情況，提出以下主要需求：

1）實(shí)現(xiàn)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的集中遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)采集；

2）實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理；

3）實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的試驗(yàn)任務(wù)管理；

4）實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)資源管理與試驗(yàn)知識(shí)管理；

5）實(shí)現(xiàn)可適應(yīng)業(yè)務(wù)需求變化的柔性擴(kuò)展和系統(tǒng)集成。

2 系統(tǒng)功能模塊

通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析與整理，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行劃分。

針對(duì)環(huán)境試驗(yàn)的要求，提供試驗(yàn)環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備遠(yuǎn)程測(cè)控、設(shè)備遠(yuǎn)程報(bào)警和數(shù)據(jù)入庫(kù)。

系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)一體化管理的功能模塊，包括試驗(yàn)任務(wù)管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化顯示、數(shù)據(jù)分析處理、試驗(yàn)資源與知識(shí)管理。

針對(duì)環(huán)境試驗(yàn)的產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)同步工具和數(shù)據(jù)分析處理工具。

所有功能模塊均以一個(gè)統(tǒng)一集成的技術(shù)平臺(tái)為支撐，提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)總線技術(shù)，提供符合試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理需求的系統(tǒng)配置管理功能，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的WebService接口與質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。

系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖1。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分為兩個(gè)子系統(tǒng)，即運(yùn)行在環(huán)境試驗(yàn)室的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（ETDM），和運(yùn)行在企業(yè)總部的產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)（PTDM），兩個(gè)系統(tǒng)因其使用用戶范圍不同，其業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)也存在不同。

系統(tǒng)應(yīng)用范圍如表1所示。

3 主要關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

1）試驗(yàn)設(shè)備監(jiān)控

通過(guò)試驗(yàn)設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)了集中數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程設(shè)備報(bào)警、試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)入庫(kù)的功能，見(jiàn)圖2。

2）自定義報(bào)告

系統(tǒng)還提供自定義的報(bào)告模板，便于使用人員對(duì)試驗(yàn)報(bào)告的樣式進(jìn)行更改，增加系統(tǒng)子模塊的二次開(kāi)發(fā)能力。

表1 系統(tǒng)應(yīng)用范圍

圖2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

用戶可以采用Word模板文件格式，自由定義報(bào)告模板，如報(bào)告封面格式、輸出內(nèi)容、字體、段落、標(biāo)題、顏色、背景、頁(yè)眉、頁(yè)腳等。

3） 試驗(yàn)設(shè)備改造

改造試驗(yàn)顯示屏或鍵盤(pán)的電路，對(duì)試驗(yàn)箱鍵盤(pán)進(jìn)行模擬按鍵操作，從顯示屏電路中截獲電壓、電流的值和矩陣鍵盤(pán)及按鍵的值，將截獲的值處理成溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)箱集成。改造原理如圖3。

4 項(xiàng)目實(shí)施

系統(tǒng)實(shí)施時(shí)主要分為兩個(gè)部分，產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)部署在企業(yè)總部局域網(wǎng)，環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)部署在環(huán)境試驗(yàn)室局域網(wǎng)。

前者主要提供各類(lèi)業(yè)務(wù)管理功能，后者完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的測(cè)控和報(bào)警，見(jiàn)圖4系統(tǒng)部署圖。

5 建設(shè)達(dá)成的目標(biāo)

1）實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、設(shè)備測(cè)控、遠(yuǎn)程報(bào)警、實(shí)時(shí)入庫(kù)和數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)分析；

2）實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)各環(huán)節(jié)進(jìn)度的記錄、跟蹤與追溯，并實(shí)現(xiàn)各階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，為大數(shù)據(jù)挖掘提供可靠有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

3）應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力、大數(shù)據(jù)技術(shù)，從海量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量分析、質(zhì)量預(yù)測(cè)、產(chǎn)品優(yōu)化；

4）試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過(guò)掌控試驗(yàn)數(shù)據(jù)、規(guī)范試驗(yàn)流程、試驗(yàn)全生命周期管理，達(dá)到了數(shù)字化試驗(yàn)?zāi)芰Α?gòu)建了知識(shí)化工廠，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理更高效；

5）構(gòu)建了覆蓋企業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)框架，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中心，支持了對(duì)環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)的管理。

6 應(yīng)用效果分析

圖3 試驗(yàn)設(shè)備改造原理圖

圖4 系統(tǒng)部署圖

通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，使企業(yè)環(huán)境試驗(yàn)達(dá)到了集成化、信息化的要求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存取統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)分析合理化、試驗(yàn)評(píng)估全面化，對(duì)企業(yè)產(chǎn)品型號(hào)質(zhì)量、性能的可持續(xù)發(fā)展提供充分的依據(jù)。具體應(yīng)用效果歸納如下：

1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部管理方面：

實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過(guò)程管控自動(dòng)化,由于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程報(bào)警等功能,使得試驗(yàn)監(jiān)控改變了以往靠人力定時(shí)巡檢的工作模式，實(shí)現(xiàn)了＂少人化＂、＂無(wú)人化＂試驗(yàn)監(jiān)控模式，不僅大大降低了試驗(yàn)值班人員工作強(qiáng)度，也為實(shí)驗(yàn)室降低了人力成本。

2）在企業(yè)質(zhì)量控制方面：

產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息化管理，使得企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制時(shí)，透過(guò)挖掘系統(tǒng)庫(kù)存的大量數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)品在試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障，分析故障的分布，指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)更改、優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。

3）在企業(yè)成本控制方面：

試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具有的核算功能，可以根據(jù)系統(tǒng)建立的試驗(yàn)項(xiàng)目單價(jià)，核算出單批次試驗(yàn)所花費(fèi)的試驗(yàn)費(fèi)用。企業(yè)可以按產(chǎn)品、月份、年份等要素統(tǒng)計(jì)核算相關(guān)試驗(yàn)費(fèi)用，為企業(yè)成本核算、質(zhì)量成本控制，提供數(shù)據(jù)支持。

4）在企業(yè)設(shè)備管理方面：

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集入庫(kù)，可以統(tǒng)計(jì)分析企業(yè)試驗(yàn)設(shè)備年開(kāi)機(jī)率、故障率、使用率等相關(guān)參數(shù)，為企業(yè)設(shè)備維修、設(shè)備技術(shù)改造、試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)規(guī)劃等工作提供客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

5）在企業(yè)績(jī)效考核方面：

利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計(jì)企業(yè)各產(chǎn)品試驗(yàn)通過(guò)率，分析試驗(yàn)故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)各試驗(yàn)產(chǎn)品的責(zé)任部門(mén)質(zhì)量考核。還可以統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室年、月的產(chǎn)值乃至細(xì)化到具體操作人員創(chuàng)造的試驗(yàn)產(chǎn)值，為實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)量化績(jī)效考核提供數(shù)據(jù)支撐。

7 結(jié)論

試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)不僅加速了產(chǎn)品型號(hào)研制過(guò)程，提高試驗(yàn)任務(wù)執(zhí)行的速度，還實(shí)現(xiàn)了各型號(hào)產(chǎn)品的多試驗(yàn)任務(wù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)比，為產(chǎn)品型號(hào)改進(jìn)提供了依據(jù)。不僅實(shí)現(xiàn)了多種類(lèi)型試驗(yàn)數(shù)據(jù)的融合、分析，提高數(shù)據(jù)利用效率，還通過(guò)模板化技術(shù)，使得試驗(yàn)技術(shù)和方法的固化，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)共享與傳遞。通過(guò)與企業(yè)總部的質(zhì)量管理系統(tǒng)的無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)人員、質(zhì)量人員、試驗(yàn)人員基于試驗(yàn)任務(wù)的流程協(xié)同，達(dá)到了試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)，試驗(yàn)促進(jìn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)成效巨大，應(yīng)用效果顯著，是企業(yè)信息化建設(shè)的重要工作，也是企業(yè)環(huán)境試驗(yàn)室信息化、智能化之路上的重大舉措。

[1]朱陽(yáng),凌衛(wèi)青,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新, 2012, 25（2）：77-79.

[2]巫志峰,曾星,鄧遠(yuǎn)輝,梁偉雄.科學(xué)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代醫(yī)院, 2010,10（6）：147-148.

張偉，男，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，高工，主要從事環(huán)境及可靠性試驗(yàn)的研究工作。

Application of Environmental Test Data Management System

ZHANG Wei, CHEN Li-tao
(No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230088)

In this paper, the function and composition of the environmental test data management system are introduced, the purpose of system construction and the goal of the system are described, and its application effect in the enterprise is analyzed.

environmental test; test data management system; application effect analysis

TB75

A

1004-7204（2016）06-0048-04