金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統的研究與開發

朱彥

(云南機電職業技術學院，云南昆明650203)

金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統的研究與開發

朱彥

(云南機電職業技術學院，云南昆明650203)

詳細分析了利用Net開發平臺的客戶機與服務器結構形成的金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統。該系統的編程語言為C#語言，數據庫管理使用SQL結構化查詢語言，以保證系統運行的效率。使用生命周期法，從用戶需求、系統設計、數據庫的構建等幾個方面詳細分析了系統的具體開發方式。金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統在實際熱處理工序當中的應用結果較為準確，實用性比較高。系統不僅為實際熱處理工序提供了信息查詢功能，而且還設有安全認證以及權限分級功能，以保證系統安全。

金屬熱處理;計算機輔助工藝;設計

計算機系統的正常運行離不開數據庫的構建，所以計算機技術的發展也帶動了數據庫技術的發展，兩種技術的結合應用，形成完整的計算機數據庫系統。計算機數據庫系統在多個領域都有所涉及，包括原材料挑選系統、機械設備生產輔助系統、管道焊接參數系統等，而在熱處理方面主要有金屬熱處理參數系統、航空材料熱處理參數系統、鋼鐵淬火熱處理系統、鋼鐵回火熱處理系統等。在金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統發展的起步階段，系統的功能比較少，主要作用是數據的保存與查詢。而現代化生產方式主要為自動化、智能化生產。傳統的計算機輔助工藝系統完全無法滿足當前生產的需求，只有將系統進行全面升級，為系統增加更多新的實用性功能，實現對數據的分析、處理，才能有效解決實際熱處理工藝問題。對此，相關研究人員與技術人員開始著手對新系統進行研究與開發，旨在創建一個既能為熱處理工藝提供輔助設計、又能實現數據的實時查詢、采集、分析、處理的多功能輔助平臺，提高生產效率［1］。

1 用戶需求

金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統的研究與開發最重要的就是其實用性能，在進行系統開發之前必須要對用戶的需求進行調查與分析，設計與用戶需求相符的功能，從而提高用戶的滿意程度。1．1數據庫功能需求

數據庫系統的主要功能是儲存熱處理相關的數據以及實現數據的實時查詢，使熱處理設計人員能夠及時了解到生產現場的狀況，從而設計出準確有效的熱處理工藝，因此，用戶對于數據庫功能的要求主要有以下幾點。

1)數據庫中所儲存的數據信息應該得到及時的更新，包括原材料使用信息以及詳細工藝信息等，以保證系統數據與實際情況相符合。

2)設立專門的數據驗證模塊，對訪問過程中的誤操作問題進行檢驗，從而給予用戶提示信息。

3)可以實現智能化查詢，讓用戶了解到原材料使用信息、熱處理工藝信息等。

4)根據實際情況，為熱處理工藝設計合理的參數，并將熱處理工藝具體化，明確每一項操作。

5)設計自動生成報表功能以及提供報表打印功能，將工藝相關內容制作成工藝卡的形式，便于在操作人員之間進行傳閱。

6)可以導出相關熱處理工藝參數，供檢測部門進行數據檢測，評價工藝參數設計的合理性。

7)設置用戶登錄認證功能，每個用戶在經過登錄認證以后即可瀏覽相應的部分，保證系統數據的安全。用戶在進入到用戶界面以后，可根據實際需求自定義系統功能界面，便于用戶操作［2］。

1．2其他功能需求

1)用戶管理。用戶管理功能主要包括用戶權限的設置與用戶信息的管理。系統管理員可以對系統普通用戶的權限進行分級，每一級權限可以查閱相應的內容，不允許越級查詢;系統管理員還可以對用戶信息進行管理，保證用戶信息的安全性。

2)熱處理工藝管理。滿足權限要求的用戶可以對熱處理工藝的詳細信息進行查詢，并將相關工藝信息制作成工藝卡的形式。熱處理工藝的詳細信息查詢可以通過系統編號、操作人員名稱、零部件名稱等關鍵詞進行查詢;用戶在輸入關鍵詞查詢以后，系統會根據輸入的信息為用戶設計合理的熱處理工藝，并自動為其生成對應的工藝卡，如用戶有需要，可打印成實體工藝卡。如果用戶對匹配的熱處理工藝有不滿意的地方，可以自行進行修改，并將修改的部分自動保存［3］。

2 系統設計

2．1設計方法

該系統利用Net開發平臺的客戶機與服務器結構，系統編程語言為C語言，數據庫管理使用SQL結構化查詢語言，保證應用技術的先進性和穩定性。系統設計主要分為身份識別、用戶管理、材料管理以及工藝管理等幾個部分，滿足現代熱處理工藝的要求。

2．2模塊劃分

模塊劃分是系統開發當中的重要組成部分，其具體作用是將系統劃分成多個具有不同功能的模塊，每個模塊的規模都比較小，功能比較簡單。每個模塊都具有獨立性，可以單獨發揮出設計的功能，相鄰模塊之間不會發生相互干擾;每個模塊之間又具有協調性，在各個模塊協調合作的條件下，系統可以實現所有設計的功能［4］。

根據用戶需求調查與系統工作方式的分析，可以將金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統的開發分成信息瀏覽模塊、信息查詢模塊、系統設計模塊與綜合管理模塊等4個部分，在這4個部分的共同作用下實現系統對原材料、熱處理工藝以及用戶的管理。2．3數據庫的構建

數據庫是整個系統運行的關鍵部分，所有數據儲存、查詢等功能的實現都要依靠數據庫。在構建數據庫時，要參考不同用戶的實際需求，同時要防止產生過多無用的數據。金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統當中含有大量的材料相關數據和工藝參數，如果不能合理設計數據庫結構、對數據表進行組織、限制每個數據表的數據容量，那么在后續的數據統計和處理時，將會變得十分麻煩，影響整個系統的開發進度，同時，系統功能的實現以及運行效率等也會受到一定影響。

系統使用關系型設計方式，以用戶需求為基礎，對數據庫的基本概念、邏輯運算以及內部結構等進行設計［5］。

2．3．1SQL數據庫的構建

根據數據庫當中的E-R模型，將實體模型轉化為數據庫關聯表格的形式，并對每個表都進行標準化處理，明確每個表之間的關系，保證數據庫內部的統一性和完整性。具體結構如圖1。

圖1系統數據庫結構

2．3．2數據庫接口設計

將數據庫內部結構設計完成以后，就需要對數據庫接口進行設計，保證數據庫的數據儲存、讀取以及查詢功能。系統利用Net框架對SQL數據庫進行訪問，訪問的主要對象為Connection，Data Reader，Command，Data Adapter。

2．4關鍵模塊的設計

系統的關鍵模塊主要是指熱處理計算機輔助工藝設計以及熱處理相關信息的實時查詢。每個模塊在進行設計時必須要考慮到實際情況，以用戶的實際需求為目標，并考慮到信息的傳輸問題，為系統新增數據分析處理功能，明確關鍵模塊的運行流程圖，然后使用專業編程語言進行開發。在此，以金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統為例進行說明。

傳統熱處理工藝設計時主要是要了解原材料的基本信息，包括原材料的化學組成、相變溫度、最佳淬火溫度、最佳回火溫度、最佳正火溫度以及最佳退火溫度等;熱處理工藝的標準即就是材料經過熱處理以后需要滿足的性能要求，比如機械強度要求、最高形變要求等;而原材料的規格、形狀以及加工設備等條件的選擇也是熱處理工藝的要點。

而在計算機輔助工藝設計系統當中，雖然也會按照原有的設計要求進行設計，但是與傳統的設計方法又略有不同。計算機輔助工藝設計系統會將用戶的輸入記錄作為參考，然后根據固定的計算方式，比如相變規律、回火方程等對熱處理工藝當中的各項參數進行自動優化。

根據上述設計方法，金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統將Visual Studio作為開發環境，使用C編程語言對系統軟件進行設計，設計的金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統運行界面如圖2所示。

3 結語

金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統實現了計算機輔助設計的功能。用戶在查詢某種材料的性能特征、具體處理方式、加工設備、技術要求、設備零部件規格等信息之后，系統會自動進行記錄。當需要對材料的熱處理工藝進行設計時，系統會自動調出用戶查詢記錄，以此作為參考進行設計，并自動生成設計方案，如果用戶有需要，可制作成實體工藝卡的形式。

圖2金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統運行界面

系統利用Net開發平臺的客戶機與服務器結構，系統編程語言為C語言，數據庫管理使用SQL結構化查詢語言，保證應用技術的先進性和穩定性。系統設計主要分為身份識別、用戶管理、材料管理以及工藝管理等，以滿足現代熱處理工藝的要求。

［1］高志玉，薛維華．金屬熱處理計算機輔助工藝設計系統之核心數據庫設計［J］．金屬熱處理，2012，37(9):128－131．

［2］曹琨．計算機輔助橡塑工藝設計系統的優化研究［J］．電腦與信息技術，2016，24(1):44－47．

［3］蘇蘊．計算機輔助工藝尺寸鏈自動解算系統的研究與開發［J］．福建電腦，2010，26(1):95－96．

［4］汪嵐，駱旭坤．染色工藝優化計算機輔助軟件的設計與開發［J］．計算機與應用化學，2011，28(3):367－370．

［5］張文莉，周紹景．金屬熱處理生產工藝精品課程在線學習及考試系統網站開發與設計［J］．昆明冶金高等專科學校學報，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

朱彥(1983－)，女，云南昆明人，講師，研究方向:計算機科學與技術，手機:13529430213，E-mail:273642884@ qq．com．