航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺構(gòu)建的研究

杜 江，李 強(qiáng)，曹 巖，白 瑀

（西安工業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 先進(jìn)制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

在航空產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程中，航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的種類非常多，其中航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的使用數(shù)量占總航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的30%～40%。以“螺紋連接”等航空標(biāo)準(zhǔn)件為代表的航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有“標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高”的特點[1]。其在機(jī)械零部件設(shè)計，也是在飛機(jī)設(shè)計制造中用途最廣泛的基本單元，其在實際使用中存在查閱困難、工作繁瑣、重復(fù)性大的問題，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長，市場競爭力差，同時也在一定程度上限制了工程設(shè)計人員的創(chuàng)造設(shè)計能力。

因此在設(shè)計過程中合理地使用航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對縮短產(chǎn)品設(shè)計制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[2]。

但是對目前所頒布的國內(nèi)和國際的相關(guān)航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的使用情況的分析調(diào)查中可發(fā)現(xiàn)，我國航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用中存在以下問題：1）管理方式方面：我國傳統(tǒng)的航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的管理方式是通過紙質(zhì)文檔或單電子文檔方式管理，管理方式簡單，人工查詢困難；2）內(nèi)容方面：航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)種類繁多且數(shù)量龐大、技術(shù)特征不明確、技術(shù)屬性信息不明顯；3）版本方面：不同版本彼此間關(guān)系規(guī)格不明確，造成航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用區(qū)分度很難識別；

通過以上分析可得，造成我國航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的“檢索困難、調(diào)用不便、直接利用率低”的根本原因在于這些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和數(shù)據(jù)在實際中由于未能基于信息技術(shù)得以良好組織管理從而不能給制造企業(yè)提供良好的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)信息服務(wù)。

為了能夠基于現(xiàn)有航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為企業(yè)提供良好的服務(wù)，需要改變傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)管理理念，不僅要靜態(tài)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的文檔和數(shù)據(jù)，而且要動態(tài)管理它們的應(yīng)用情況。也就是要面向航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的從發(fā)布到實施、更新、作廢的全過程開展對應(yīng)的管理工作，即需要面向航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全生命周期的屬性和特點進(jìn)行相關(guān)管理方法的研究。

1 平臺體系結(jié)構(gòu)

本平臺采用當(dāng)前廣泛應(yīng)用的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式和JAVA開發(fā)語言來構(gòu)建航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺。采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計思想[3]，具體做法是自頂向下地對平臺進(jìn)行合理的按層級劃分，把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的平臺拆分成相互獨立、功能單一的模塊。對每一個模塊進(jìn)行單獨地設(shè)計、編寫和測試，在一定相關(guān)范圍內(nèi)可對平臺進(jìn)行修改與完善，不必修改平臺全局。最后按其邏輯結(jié)構(gòu)把各個模塊逐層向上組織起來，就得到了滿足功能需求、結(jié)構(gòu)組織良好、層次結(jié)構(gòu)分明的航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺。圖1為航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺的總體框架結(jié)構(gòu)圖。

圖1 平臺的總體框架結(jié)構(gòu)

2 平臺主要功能介紹

建立網(wǎng)絡(luò)化的航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺，具有不受地域、時域的限制，使得任何終端用戶在許可的權(quán)限下獲得自己所需的資源，使技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)從傳統(tǒng)的單一文檔和單機(jī)的管理形式向網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、共享化方向發(fā)展。通過以上對平臺所要達(dá)到的目的及平臺管理內(nèi)容的分析，平臺主要分為用戶管理、航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔庫、航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識庫、航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)件庫四個主要的大模塊，其平臺主要詳細(xì)功能模塊的框架如圖2所示。

圖2 資源服務(wù)平臺功能模塊設(shè)計

2.1 航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔的管理

對文檔PDF的管理路徑方式主要有兩種[4]：一是間接存儲法，就是將文件存儲在指定的計算機(jī)的某一確定的文件目錄下，而后臺數(shù)據(jù)庫中只保存文件的存儲名稱和存儲路徑。二是直接存儲法，就是將文件資源轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，然后直接保存在后臺數(shù)據(jù)庫中。本文采用間接存儲法對文檔進(jìn)行管理。其文檔上傳流程如圖3所示。

2.2 航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識庫的設(shè)計

由于航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所包含的知識信息量大且關(guān)系復(fù)雜，需將其根據(jù)知識的屬性或特征的異同辦照一定的原則和方法進(jìn)行區(qū)分和歸類[5]。通過把航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)抽象的知識轉(zhuǎn)化為對象集合，將其具有相同特點多的對象劃分為一類，使同一類對象具有極其最大相似性，不同類中的對象的相似性盡量最小，從而形成新的分類體系。

圖3 文檔上傳流程圖

鑒于航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識的約束關(guān)聯(lián)，本文采用層次分類法將航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的知識按照特征的相似性進(jìn)行分類。航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的知識屬性管理內(nèi)容分類如圖4所示。

圖4 知識屬性管理圖

知識庫管理功能主要包括設(shè)計特征模塊、工藝特征模塊、應(yīng)用功能模塊及版本模塊四大部分。對這四大模塊的操作主要有：知識錄入、知識刪除、知識修改、知識瀏覽及知識檢索等。下面對其各大操作進(jìn)行介紹：

1）知識錄入：通過對航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識的獲取，將知識源的知識進(jìn)行發(fā)現(xiàn)表示之后，通過知識的綜合加工，實現(xiàn)各大模塊相關(guān)知識的添加。

2）知識刪除：知識一般情況下是用于積累、重用、共享的，知識是不允許隨意刪除的，刪除一些知識有時可能會導(dǎo)致知識的不完整性以及各知識間的不一致性。在添加知識時出現(xiàn)錯誤、知識冗余時才會進(jìn)行知識的刪除。

3）知識修改：只有在發(fā)現(xiàn)添加的知識有錯誤或航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新修訂，出現(xiàn)新的知識時，才可以進(jìn)行知識修改的相關(guān)操作，但為了保證知識庫里知識的完整一致性，應(yīng)謹(jǐn)慎進(jìn)行此相關(guān)操作。

4）知識瀏覽：知識瀏覽是為企業(yè)用戶提供共享、重用的一種基本的常用方式，相比翻閱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)手冊節(jié)約了非常多的時間。通過用鼠標(biāo)右擊或雙擊四大模塊可以詳細(xì)查詢相關(guān)知識。

5）知識檢索：知識查詢的目標(biāo)是實現(xiàn)知識的有效檢索，為用戶提供了兩種檢索模式：精確檢索和模糊檢索。通過建立知識檢索機(jī)制，實現(xiàn)知識的檢索，從而快速、有效地檢索出用戶所需要的知識資源。

2.3 航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識庫的設(shè)計

1）目錄結(jié)構(gòu)樹設(shè)計

為了有效地管理航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序采用樹狀結(jié)構(gòu)的層次數(shù)據(jù)模型，按照航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分類構(gòu)成樹狀層次結(jié)構(gòu)，即將航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為航空螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)件和航空螺紋連接技術(shù)規(guī)范兩大類，航空螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)件又分為螺釘、螺母、螺栓等，一次不斷類推，向下依次細(xì)分。程序利用Tree View控件，使用一棵樹顯示航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的樹狀層次結(jié)構(gòu)[6]。

2）二維示意圖的讀取與顯示

將二維示意圖從后臺數(shù)據(jù)庫中讀取并在平臺頁面上顯示的核心思想是：從數(shù)據(jù)庫中獲取到圖片的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息后，使用Response.Binary Write（）的方法進(jìn)行輸出所讀取到的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并用Image控件顯示圖片，其具體流程如圖5所示。

圖5 2D示意圖的讀取與顯示

3 航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺的實現(xiàn)

3.1 文件管理模塊的實現(xiàn)

點擊航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)注文檔庫按鈕，進(jìn)入到文檔庫管理主界面，如圖6所示。輸入標(biāo)準(zhǔn)文檔名稱，可以對文檔進(jìn)行精確查詢；在查詢到文檔之后，可以點擊附件進(jìn)行瀏覽或下載。需要對庫中的文檔進(jìn)行擴(kuò)充時，雙擊添加按鈕，就可以對文檔進(jìn)行上傳。當(dāng)上傳的文檔出現(xiàn)錯誤時，可以點擊刪除按鈕進(jìn)行刪除，也可以用編輯按鈕對文檔進(jìn)行編輯。

圖6 文檔管理主界面

3.2 知識庫管理模塊的實現(xiàn)

單擊知識庫主模塊按鈕，進(jìn)入到各功能子模塊管理界面，平臺中知識庫的相關(guān)各功能子界面如圖7～圖10所示。

圖7 工藝特征知識管理界面

圖8 設(shè)計特征知識管理界面

圖9 應(yīng)用特征知識管理界面

圖10 版本特征知識管理界面

3.3 標(biāo)準(zhǔn)件庫管理模塊的實現(xiàn)

制作目錄樹的目的主要是幫助用戶高效快速地查詢零件相關(guān)信息，將航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按層次分類進(jìn)行目錄樹的制作，所有的資源構(gòu)成了一顆以“航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”為根節(jié)點的，動態(tài)的、多層次的分類樹。標(biāo)準(zhǔn)件庫頁面如圖11所示。點擊左側(cè)的目錄樹可以查詢標(biāo)準(zhǔn)件，右側(cè)顯示標(biāo)準(zhǔn)件的信息，供用戶瀏覽和下載。

圖11 標(biāo)準(zhǔn)件庫模型管理界面

4 結(jié)論

以有效提高航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重利用效率為目標(biāo)，本文所研究建立的航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資源服務(wù)平臺可以通過對航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔、知識資源和航空螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)件三維模型的一致管理，提高了航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息資源的利用效率，縮短了與企業(yè)間的地理位置，減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)。不僅可對航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重利用提供有效支持，而且有效解決目前實際應(yīng)用中航空螺紋連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)查詢調(diào)用繁瑣，利用率低下的問題。