基于web的航空铆销技术标准全生命周期管理平台及实现

杜 江，陈 蓓，曹 岩，张娜娜

（西安工业大学 机电学院 先进制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

近年来，航空工业的不断壮大，产品种类和数量持续上涨，用于生产的标准和相关信息的种类、数量也在翻倍增长，技术标准所起的作用就尤为重要[1]。技术标准为机械生产中常用的零部件提供设计依据，如零件的尺寸参数、材料和公差等技术特征。标准件是航空产品的重要组成部分，飞机中的标准件超过百万件，航空标准件和一般的标准件相比具有强度高、精度高、重量轻、耐高低温、抗疲劳等特点[2,3]。因此技术标准管理对于飞机标准件快速、高效的设计和标准件质量的提高有着重要的意义。

针对标准化的零件目前已经有网页版和客户端版的标准数据管理平台，但大多数系统仅仅查到的是零件尺寸和图形信息，无法进一步了解零件的技术特征[4]。所以，针对航空技术标准开发可实现技术标准数据和应用知识同步管理的系统尤为重要。

1 技术标准全生命周期

任何生物都有其生命周期及规律，就像人的生命一样，都遵循从出生、幼年、少年、青年、中年、老年到死亡这样的循环周期——即从开始到结束整个生命周期全过程。按照行业标准的定义，全生命周期管理是指对文件形成、办理、归档以及文件档案维护、利用和最终处置（销毁或永久保存）全过程进行的控制[5,6]。目前国内外比较成熟的生命周期理论主要有产品生命周期理论、产业生命周期理论和技术生命周期理论等。

图1 技术标准全生命周期

同理，全生命周期的特征也体现在技术标准中。从标准的制定实施、修订到作废为技术标准的生命周期，当以往的标准不适应于现在的发展与应用时，新的标准代替旧的标准的出现，这个过程即为技术标准的全生命周期。如图1所示，技术标准全生命周期指的是从标准发布实施、标准管理、标准修订到标准作废整个过程。

由图1可知，技术标准全生命周期主要分为四个阶段：

标准发布：管理的内容是制定标准、审批标准、标准编号和标准实施。

标准管理：主要是管理文档模块、数据模块和应用知识模块。

标准修订：包括标准版本的同号代替与异号代替。

标准作废：指的是废弃不予适用的标准和被新标准替代但仍可使用的旧标准。

2 系统框架设计

基于B/S结构模式，设计得到航空铆销技术标准全生命周期管理系统架构，如图2所示，包括三个层次：功能模块、通信接口层和共享信息模层。

图2 航空铆销技术标准全生命周期管理系统总体结构图

1）功能模块层

功能模块层与用户应用层相对应，包括普通用户在B/S模式下航空铆销技术标准全生命周期系统能访问的所有模块，可以查询航空铆销件与铆销技术规范的几何图形信息、标准文件版本信息、工艺特征信息和应用场合信息等。

2）通信接口层

通过通信接口层将功能模块与共享信息关联起来。共享信息都存储在后台数据库中，本系统内的数据信息、知识信息、文档信息与用户信息都是通过NET开发平台和数据库提供的程序进行数据交互。

3）共享信息层

共享信息层主要是给系统服务器提供数据支持，这个信息集合包括了标准规范库、模型库、知识库和文档库等，这些信息存储于数据库中，供其他程序调用。

3 系统关键技术及系统开发

3.1 系统关键技术

1）参数化技术

参数化设计又称尺寸驱动，是指用参数来定义几何图形的尺寸并约束尺寸关系，简单来说就是改变参数的大小，即可相应地改变零件图形大小。在参数化设计中，必须要有一种驱动机制，即参数驱动，参数驱动机制是对图形数据的操作[7,8]。驱动参数后，可以修改零件模板中的几何数据，进行实现参数化，但是修改的同时需保证满足几何约束条件。

创建航空铆销连接件三维模型库，本系统选择CATIA建立参数化零件模板，利用CATIA功能模块Formula、Design Table和Catalog快速标准件库。

2）ASP.NET技术

ASP.NET可以创立动态的网页，同时也是目前企业最常用的网络计算Web平台，是继ASP后推出的全新动态网页制作技术，Web应用程序主要是在服务器上生成，带有.NET的编程工具都可以用来编写ASP.NET，例如可以设计者使用C#语言编写等[9]。通过ASP.NET，浏览器就可以执行代码。服务器端将会执行所编写的程序，其中包括脚本程序，当执行完这次的操作以后，服务器将会把执行的结果汇报给浏览器。当程序被执行以后，浏览器接收服务器传递的结果，加快了运行速度、提高了运行效率。

系统选择Visual Studio 2010为开发工具，在网站开发中，ASP.NET是在Web.config中配置数据库连接代码，建立Connection对象，与系统用的数据库连接，连接通过后用Command对象对数据库发送查询、新增、修改和删除等命令。

3.2 航空铆销技术标准全生命周期系统功能模型

基于知识层面的航空铆销技术标准全生命周期管理系统，主要管理四大模块：知识管理模块、数据管理模块、文档管理模块和用户管理模块，前三个模块之间通过标准件编号关联起来，航空铆销技术标准全生命周期管理系统管理的内容如图3所示。

通过分析系统管理的内容，进一步明确系统各模块的功能，建立航空铆销技术标准全生命周期管理系统功能结构用例图，如图4所示。

图3 航空铆销技术标准全生命周期管理系统模型

图4 航空铆销技术标准全生命周期管理系统功能结构用例图

3.3 航空铆销技术标准全生命周期系统平台的实现

整个系统的开发是在Windows 7操作系统主要涉及编程工具，发布平台以及数据管理系统如下：

操作系统：Windows 7.0/XP

网络编程技术：ASP.NET

数据库服务器：Microsoft Access2016

开发环境：Microsoft Visual Studio.NET 2010

编程语言：C#

网络服务器：IIS 6.0

利用以上的开发工具，建立航空铆销技术标准全生命周期管理系统平台，用户可以浏览或下载标准手册，通过编号或名称查询航空铆销件或技术规范的图形、数据、应用知识和工艺特征等信息，管理员可以随时更新、添加新的航标件或技术规范。用户模块界面如图5所示。

图5 用户信息界面

文档管理模块主要管理对象铆销件和技术规范的标准文件，有两种查询方式：一是直接用检索框查找铆销件或者技术规范文档；二是直接在表格中逐条查询。由于权限有限，用户在文档管理这个模块仅可以实现库铆销件的查询、检索和下载资料等基本功能，文档管理页面如图6所示。

图6 文档管理模块检索页面

数据管理模块主要是用于检索铆销件或铆销技术规范数据信息，铆销件数据信息包括参数表、零件二维图和三维模型信息，检索界面如图7所示。

图7 数据模块界面

在应用知识管理模块中，主要实现的是对铆销连接件或铆销技术标准基本属性、应用特征、工艺特征和设计特征这四个属性标签的查询，界面如图8所示。

图8 应用知识管理界面

4 结束语

本文最大的创新点在于开发实现技术标准数据和应用知识的同步管理，提出了以航空技术标准为对象的全生命周期管理理念，从标准的发布、实施、更新到作废整个过程开展航空铆销技术标准管理工作，进一步展开对铆销技术标准生命周期中的文档版本、数据和应用知识等信息的研究，实现对航空铆销文档库、标准件库、应用知识库和参数指标数据库的集成管理。系统平台的开发方便设计人员从航空铆销件的标准版本、规格参数、图形、工艺特征和应用场合等多方面进行分析，从而有利于选择合适的铆销连接件。此外，设计人员在任何地方都可以实现技术服务和资源同步共享。本文只是实现了航标（HB）件中很小一部分零件的集中管理，可以推广到国家标准和机械标准等领域进行零件技术标准全生命周期管理系统的开发，这对于企业在实际应用中具有重要的意义。