面向航空電子企業(yè)的TDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究*

徐 瑞， 張 超

（中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所 ，西安 710119）

當(dāng)前，航空電子企業(yè)面臨產(chǎn)品型號(hào)研制需求任務(wù)大，樣品試驗(yàn)種類(lèi)、批次增多，試驗(yàn)流程質(zhì)量控制要求嚴(yán)格、試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備多樣、試驗(yàn)數(shù)據(jù)格式眾多、分析處理要求靈活、保密要求嚴(yán)格等業(yè)務(wù)需求?？焖僭黾拥难邪l(fā)任務(wù)給試驗(yàn)管理帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。試驗(yàn)部門(mén)采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)手段和數(shù)據(jù)管理方式，已無(wú)法滿足現(xiàn)行業(yè)務(wù)要求[1]。大量產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)、環(huán)境采集數(shù)據(jù)沒(méi)有統(tǒng)一存儲(chǔ)起來(lái)，即便部分?jǐn)?shù)據(jù)保留了，但是由于缺少試驗(yàn)工況等相關(guān)過(guò)程信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的共享性、準(zhǔn)確性和安全性較差，很難有效地應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和定型上。同時(shí)，企業(yè)以往一直靠人工完成的試驗(yàn)計(jì)劃、調(diào)度，試驗(yàn)實(shí)施、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總、人員的工時(shí)統(tǒng)計(jì)以及各種信息的搜集統(tǒng)計(jì)等工作，需耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，在試驗(yàn)過(guò)程中，也容易產(chǎn)生試驗(yàn)設(shè)備使用沖突、試驗(yàn)延誤、數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性不夠等情況。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在試驗(yàn)領(lǐng)域構(gòu)建TDM系統(tǒng)，改變目前的試驗(yàn)技術(shù)手段和管理方式已勢(shì)在必行。依靠數(shù)字化試驗(yàn)技術(shù)手段和信息系統(tǒng)管理方式可以提高企業(yè)綜合試驗(yàn)業(yè)務(wù)的管控能力，從而科學(xué)調(diào)度試驗(yàn)計(jì)劃，提高試驗(yàn)效率，積累試驗(yàn)知識(shí)，挖掘試驗(yàn)數(shù)據(jù)價(jià)值，最終建立一套適應(yīng)當(dāng)前研制工作需求的試驗(yàn)管理機(jī)制。

1 系統(tǒng)概念及作用

試驗(yàn)管理系統(tǒng)將與試驗(yàn)業(yè)務(wù)相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的管理，使參與到試驗(yàn)業(yè)務(wù)中的各個(gè)部門(mén)，能夠基于試驗(yàn)管理系統(tǒng)進(jìn)行有效的協(xié)同辦公操作。同時(shí)，使試驗(yàn)委托申請(qǐng)、任務(wù)建立、設(shè)備調(diào)度、流程規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集和管理、資源管理、試驗(yàn)表單管理、報(bào)告生成與模板管理、信息統(tǒng)計(jì)等與試驗(yàn)業(yè)務(wù)有關(guān)的各項(xiàng)管理工作有機(jī)結(jié)合成為一個(gè)整體，同時(shí)這些信息可以供其他部門(mén)和管理者進(jìn)行查詢、訪問(wèn)，從而提高試驗(yàn)業(yè)務(wù)的管理水平與試驗(yàn)效率，降低產(chǎn)品研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

具體建設(shè)目標(biāo)包括：

（1）建立統(tǒng)一的試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和共享利用。

完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建，根據(jù)不同試驗(yàn)來(lái)源按產(chǎn)品型號(hào)→研制階段→試驗(yàn)分類(lèi)→試驗(yàn)類(lèi)型→時(shí)間→試驗(yàn)編號(hào)等分類(lèi)方式對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理，使用戶可以在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上進(jìn)行各種數(shù)據(jù)操作，減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用效率，同時(shí)提供對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的全方位保護(hù)。

（2）建立統(tǒng)一的試驗(yàn)任務(wù)規(guī)劃平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)業(yè)務(wù)的高效協(xié)同。

通過(guò)試驗(yàn)項(xiàng)目管理功能建立高效的試驗(yàn)項(xiàng)目管理協(xié)同機(jī)制，使得業(yè)務(wù)部門(mén)從研制、工藝和生產(chǎn)整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理入手制訂試驗(yàn)計(jì)劃，下發(fā)試驗(yàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃、資源選擇、試驗(yàn)人員規(guī)劃以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，并可以通過(guò)系統(tǒng)集成，接收來(lái)自BPM（Business Process Management）業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)及單位其他的相關(guān)試驗(yàn)任務(wù)和試驗(yàn)大綱，完成試驗(yàn)各階段試驗(yàn)項(xiàng)目信息和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和匯總，使試驗(yàn)規(guī)劃合理、試驗(yàn)過(guò)程受控，最終提高試驗(yàn)的整體質(zhì)量，從而合理安排試驗(yàn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同高效管理。

（3）建立靈活的試驗(yàn)流程管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)業(yè)務(wù)過(guò)程規(guī)范化管理。

建立規(guī)范化的試驗(yàn)業(yè)務(wù)流程管理及監(jiān)控體系，各部門(mén)在統(tǒng)一的業(yè)務(wù)環(huán)境下進(jìn)行工作。系統(tǒng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)過(guò)程中按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)用戶試驗(yàn)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化和再造，完善試驗(yàn)部門(mén)試驗(yàn)業(yè)務(wù)規(guī)范體系的建設(shè)，科學(xué)調(diào)度試驗(yàn)計(jì)劃、監(jiān)控試驗(yàn)流程和自動(dòng)收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，減少人工干預(yù)，提高試驗(yàn)工作效率。

（4）建立完善的試驗(yàn)資源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)資源的合理應(yīng)用。

提供企業(yè)各項(xiàng)試驗(yàn)資源的管理功能，有效管理各類(lèi)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)樣品、計(jì)量設(shè)備、試驗(yàn)環(huán)境等試驗(yàn)資源?？稍诰€瀏覽試驗(yàn)資源狀態(tài)或庫(kù)存量、試驗(yàn)設(shè)備校驗(yàn)與使用情況等，提高試驗(yàn)資源管理水平。在試驗(yàn)規(guī)劃過(guò)程中合理分配引用試驗(yàn)資源，包括參試設(shè)備、受試設(shè)備、試驗(yàn)人員等，并且提供試驗(yàn)資源預(yù)約查詢，科學(xué)規(guī)劃試驗(yàn)設(shè)備，并且可根據(jù)試驗(yàn)資源情況安排外包試驗(yàn)。

（5）建立方便實(shí)用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理對(duì)比分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析挖掘。

提供數(shù)據(jù)分析處理工具及數(shù)據(jù)查詢檢索工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢索和關(guān)聯(lián)查看。實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)橫向、縱向的對(duì)比分析。同時(shí)提供常用的數(shù)據(jù)分析處理功能，方便技術(shù)人員完成相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并可以把統(tǒng)計(jì)結(jié)果導(dǎo)出作為試驗(yàn)報(bào)告素材，為型號(hào)改進(jìn)提供依據(jù)。

（6）提供測(cè)試設(shè)備及測(cè)控軟件接入接口能力，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理水平。

通過(guò)建立試驗(yàn)綜合測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，改變以往傳統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入和存儲(chǔ)方式，提高數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理水平。通過(guò)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)管理系統(tǒng)與測(cè)試設(shè)備數(shù)據(jù)采集軟件之間的交互接口，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸和存儲(chǔ)，并且實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程展示。同時(shí)，提供完善的數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出工具，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)，保證入庫(kù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和試驗(yàn)過(guò)程的可追溯性，方便試驗(yàn)人員和設(shè)計(jì)人員的共享和使用。

（7）提供良好的協(xié)同機(jī)制，建設(shè)新一代研發(fā)體系。

通過(guò)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)管理系統(tǒng)與OA、BPM系統(tǒng)的集成，完成系統(tǒng)間信息共享和流程協(xié)同，建立多應(yīng)用系統(tǒng)間的協(xié)同環(huán)境，提升設(shè)計(jì)人員、試驗(yàn)人員、科研任務(wù)管理人員的工作效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品研制階段的業(yè)務(wù)協(xié)同和研發(fā)流程的信息共享。

試驗(yàn)管理系統(tǒng)的實(shí)施，是要在企業(yè)建立起高效的試驗(yàn)業(yè)務(wù)管理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)全過(guò)程的掌控和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集和綜合管理，完成對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作強(qiáng)有力的支持，從而促進(jìn)企業(yè)的型號(hào)研制工作。

圖1 試驗(yàn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體模型Fig.1 Overall model of test data management

2 系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)方案

試驗(yàn)管理系統(tǒng)面向企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)板塊，為多部門(mén)、多專業(yè)協(xié)同配合進(jìn)行試驗(yàn)任務(wù)的規(guī)劃和實(shí)施提供有力支持，為企業(yè)管理層管控試驗(yàn)業(yè)務(wù)提供報(bào)表、決策依據(jù)，為企業(yè)積累試驗(yàn)知識(shí)[2]，其業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)總體模型如圖1所示。

圖2 試驗(yàn)管理系統(tǒng)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Internal logic structure diagram of test data management

圖3 試驗(yàn)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DFig.3 Network topology of test data management

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

試驗(yàn)管理系統(tǒng)采用B/S多層架構(gòu)來(lái)搭建，即環(huán)境層、數(shù)據(jù)層、功能層、門(mén)戶層，并且4層架構(gòu)之間是分離的，每層是一種松耦合結(jié)構(gòu)，層與層之間的依賴是向下的，底層對(duì)于上層而言是“透明”的，改變上層的設(shè)計(jì)對(duì)于其調(diào)用的底層而言沒(méi)有任何影響。在試驗(yàn)管理系統(tǒng)分層設(shè)計(jì)時(shí)，遵循了面向接口設(shè)計(jì)的思想，這種向下的依賴也是一種弱依賴關(guān)系。因而，在不改變接口定義的前提下，管理系統(tǒng)的分層式架構(gòu)是一個(gè)支持可抽取、可替換的“抽屜”式架構(gòu)[3-4]（圖2）。

（1） 環(huán)境層：即基礎(chǔ)環(huán)境和工具，包括網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)，以及各類(lèi)試驗(yàn)資源。

（2）數(shù)據(jù)層：即試驗(yàn)數(shù)據(jù)中心和相關(guān)數(shù)據(jù)接口，采用工程數(shù)據(jù)庫(kù)方式，集中存儲(chǔ)試驗(yàn)信息，并對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。

（3）功能層：即試驗(yàn)業(yè)務(wù)平臺(tái)的核心功能模塊，包括試驗(yàn)業(yè)務(wù)功能和日常管理功能，數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)遷移的接口功能，以及各種工具模塊；

（4）門(mén)戶層：即面向最終用戶的使用界面，其中的個(gè)性化入口可以為不同用戶提供專門(mén)的功能應(yīng)用界面。

2.2 網(wǎng)路拓?fù)鋱D

系統(tǒng)采用分布式的部署結(jié)構(gòu)，辦公網(wǎng)分別部署WEB+數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；WEB+數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提供WEB服務(wù)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用于提供文件存儲(chǔ)服務(wù)。

由于辦公區(qū)和實(shí)驗(yàn)室是兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，所以需要在辦公區(qū)和實(shí)驗(yàn)室部署TDM系統(tǒng)不同的模塊。

辦公網(wǎng)部署試驗(yàn)項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理、資源管理、流程管理、試驗(yàn)報(bào)告管理、試驗(yàn)知識(shí)管理、系統(tǒng)管理等模塊用于試驗(yàn)工作過(guò)程和數(shù)據(jù)的管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理。

試驗(yàn)網(wǎng)部署綜合測(cè)控管理模塊主要用于試驗(yàn)系統(tǒng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)的采集和顯示，綜合測(cè)控管理模塊通過(guò)直采或者轉(zhuǎn)采的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到試驗(yàn)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，待試驗(yàn)完成后將試驗(yàn)數(shù)據(jù)先導(dǎo)入到辦公網(wǎng)絡(luò)中，在辦公網(wǎng)絡(luò)中再導(dǎo)入到TDM系統(tǒng)中進(jìn)行集中管理；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示。

從試驗(yàn)環(huán)境到辦公環(huán)境數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式有兩種：

·光盤(pán)用于數(shù)據(jù)量不是特別大；

·U盤(pán)用于數(shù)據(jù)大于幾個(gè)G。

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)研究了面向航空電子企業(yè)的TDM系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)建立高效的試驗(yàn)任務(wù)管理協(xié)同機(jī)制，使得企業(yè)部門(mén)之間可以圍繞同一試驗(yàn)任務(wù)，有條不紊地開(kāi)展工作，確保試驗(yàn)最終能夠順利完成，并且提高了數(shù)據(jù)利用率，方便試驗(yàn)信息在管理、設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)等部門(mén)之間的共享，從而為產(chǎn)品型號(hào)設(shè)計(jì)改進(jìn)提供有利支撐。TDM系統(tǒng)按型號(hào)、研制階段、試驗(yàn)類(lèi)型等分類(lèi)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，使每次試驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分類(lèi)保存，做到易存易查易用，通過(guò)將試驗(yàn)業(yè)務(wù)與研發(fā)任務(wù)結(jié)合起來(lái)，為企業(yè)提升產(chǎn)品的研制水平提供了積極的促進(jìn)作用。

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