董洪飛 孫香云

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造所需基礎(chǔ)資源庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)”）的建設(shè)和應(yīng)用是我國(guó)飛機(jī)工業(yè)數(shù)字化技術(shù)深入應(yīng)用和發(fā)揮潛在效能的基礎(chǔ)，開展設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)技術(shù)研究，構(gòu)建飛機(jī)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)，如標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、材料庫(kù)、設(shè)計(jì)制造知識(shí)庫(kù)、專業(yè)工程數(shù)據(jù)庫(kù)等，以及數(shù)字化制造、產(chǎn)品支援服務(wù)的各種資源庫(kù)，對(duì)于提高飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的總體效率，提高產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)化水平，縮短新機(jī)研制周期，提升飛機(jī)產(chǎn)品研制與生產(chǎn)能力具有重要意義。

1 航空企業(yè)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)飛機(jī)工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等領(lǐng)域，我國(guó)航空企業(yè)在應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的過(guò)程中，不同程度地建立了各種設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)，如物料庫(kù)、產(chǎn)品庫(kù)、工藝庫(kù)、制造資源庫(kù)，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助分析（CAE）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、質(zhì)量管理信息系統(tǒng)（QIS）等產(chǎn)品研制信息系統(tǒng)的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但是由于大部分基礎(chǔ)資源庫(kù)的建設(shè)是依托于某個(gè)信息系統(tǒng)，且數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度不高，對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的綜合應(yīng)用、對(duì)于多個(gè)信息系統(tǒng)的應(yīng)用、集成，以及型號(hào)協(xié)同研制過(guò)程中設(shè)計(jì)制造資源的充分利用，仍然存在一定的問(wèn)題。

2 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)目標(biāo)

開展設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)技術(shù)和方法研究，構(gòu)建航空企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中及實(shí)施和集成相關(guān)信息系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，編制各種設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各類設(shè)計(jì)制造資源的描述，提高設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平，通過(guò)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和知識(shí)收集整理與規(guī)范入庫(kù)和動(dòng)態(tài)維護(hù)，為航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，提高產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平。

3 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)方案

根據(jù)單一數(shù)據(jù)源的設(shè)計(jì)和管理思想，基于“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一架構(gòu)、健全標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一接口”的建設(shè)原則，借鑒航空企業(yè)基礎(chǔ)資源庫(kù)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)方法，設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)方案如圖1所示：包括設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)體系架構(gòu)的構(gòu)建、建庫(kù)規(guī)范和數(shù)據(jù)字典編制、所需標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制、設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)管理平臺(tái)的研發(fā)和部署、設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)、通用接口開發(fā)和應(yīng)用驗(yàn)證等工作。

圖1 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)方案

3.1 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)體系架構(gòu)的構(gòu)建

航空產(chǎn)品研制所必需的設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)包括信息代碼庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、元器件數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫(kù)、制造資源數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品支援服務(wù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于單一數(shù)據(jù)源的設(shè)計(jì)和管理思想，梳理上述9類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)體系架構(gòu)如圖2所示。

圖2 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)體系架構(gòu)

在9類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中，信息代碼數(shù)據(jù)庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件數(shù)據(jù)庫(kù)是底層最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為標(biāo)準(zhǔn)件、材料、元器件、產(chǎn)品、供應(yīng)商、制造資源、產(chǎn)品支持等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)提供規(guī)范統(tǒng)一的代碼數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐，保證代碼數(shù)據(jù)源頭的唯一和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)范有效，通過(guò)通用數(shù)據(jù)接口，為CAD/CAE/ PDM/ERP/CAPP/MES/QIS等產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)提供規(guī)范、統(tǒng)一、共享的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建庫(kù)規(guī)范和數(shù)據(jù)字典編制

針對(duì)航空產(chǎn)品的研制管理模式和航空制造企業(yè)的信息特點(diǎn)，基于“健全標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一接口”的原則，開展設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建庫(kù)規(guī)范研究，制定9類設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建庫(kù)規(guī)范，編制數(shù)據(jù)庫(kù)定義所需的數(shù)據(jù)字典，為數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建提供標(biāo)準(zhǔn)支撐。

3.2.1 編制設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建庫(kù)規(guī)范

● 運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則和方法，著重對(duì)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的數(shù)據(jù)模型和建庫(kù)方法進(jìn)行分析,以保證設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建庫(kù)按標(biāo)準(zhǔn)化方向?qū)嵤?/p>

● 分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)建模、建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范和資料，借鑒行業(yè)內(nèi)外各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，全面總結(jié)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)和實(shí)施過(guò)程中的數(shù)據(jù)的分類、編碼、分層和符號(hào)庫(kù)系統(tǒng)方案，以及建庫(kù)的技術(shù)方法和流程，為建庫(kù)規(guī)范的制定奠定基礎(chǔ)。

● 結(jié)合航空產(chǎn)品研制和管理特點(diǎn)及需求，編制設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建庫(kù)規(guī)范。

3.2.2 編制設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建庫(kù)數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)字典是成功高效開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性、一致性、可恢復(fù)性、有效性、可修改性以及可擴(kuò)充性的重要手段之一，數(shù)字字典的編制是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和構(gòu)建過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分。

數(shù)據(jù)字典主要由數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理過(guò)程等5個(gè)部分組成。設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)數(shù)據(jù)字典編制采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的工作方法和流程，保證數(shù)據(jù)項(xiàng)定義的規(guī)范性及引用機(jī)制。

● 數(shù)據(jù)項(xiàng)的選定與規(guī)范化描述

根據(jù)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)涉及數(shù)據(jù)對(duì)象的不同類型，總結(jié)數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，確定建庫(kù)數(shù)據(jù)元素；根據(jù)數(shù)據(jù)元和數(shù)據(jù)字典編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行規(guī)范化定義與描述，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)由數(shù)據(jù)項(xiàng)名、數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說(shuō)明、數(shù)據(jù)項(xiàng)別名、數(shù)據(jù)類型、長(zhǎng)度、取值范圍、取值含義、與其它數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系等8部分組成，其中數(shù)據(jù)項(xiàng)別名可以省略。

● 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)范化描述

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)命名、含義說(shuō)明、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成3部分對(duì)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范化描述。

● 數(shù)據(jù)流的規(guī)范化描述

數(shù)據(jù)流表示數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的來(lái)源和去向以及它的組成, 可從數(shù)據(jù)流命名、數(shù)據(jù)流說(shuō)明、數(shù)據(jù)流來(lái)源、數(shù)據(jù)流去向、數(shù)據(jù)流組成、平均流量、高峰期流量等7部分對(duì)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)及應(yīng)用過(guò)程中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行規(guī)范化描述。

● 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的規(guī)范化描述

從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)命名、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)說(shuō)明、存儲(chǔ)編號(hào)、流入的數(shù)據(jù)流、流出的數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組成、數(shù)據(jù)量、存取方式等8部分對(duì)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)及應(yīng)用過(guò)程中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行規(guī)范化描述。

● 處理過(guò)程的規(guī)范化描述

在數(shù)據(jù)字典編制中, 需要對(duì)處理過(guò)程的功能進(jìn)行說(shuō)明，從處理過(guò)程命名、處理過(guò)程說(shuō)明、輸入、輸出、處理功能等5部分對(duì)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)及應(yīng)用過(guò)程中的處理過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化描述。

3.3 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制

梳理9類設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)所需的標(biāo)準(zhǔn)體系框架及細(xì)目表，編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的收集、整理、規(guī)范、入庫(kù)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐。

構(gòu)建設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)所需標(biāo)準(zhǔn)體系框架，指導(dǎo)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)和實(shí)施中的標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

梳理已有標(biāo)準(zhǔn)，分析已有標(biāo)準(zhǔn)的適用性，根據(jù)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的實(shí)施進(jìn)度和需求，編制急需標(biāo)準(zhǔn)，支撐設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)和實(shí)施。

信息分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)是支撐設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)和實(shí)施的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一編制，為設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)和實(shí)施提供規(guī)范的分類與統(tǒng)一的代碼數(shù)據(jù)支撐。

3.4 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)管理平臺(tái)的研發(fā)和部署

基于數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)建立與維護(hù)的思想，研發(fā)9類設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的管理與控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)各數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的增、刪、改等具體操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類信息對(duì)象的自定義描述，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出和查詢、調(diào)用等基本功能。

其中信息代碼管理平臺(tái)是貫徹和應(yīng)用信息分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)體系及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，借助信息技術(shù)，提供對(duì)設(shè)計(jì)制造所需基礎(chǔ)信息代碼進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的登記、賦碼、管理與統(tǒng)計(jì)分析等功能的高效IT管理平臺(tái)，是保證代碼申請(qǐng)的適時(shí)性、代碼賦予的唯一性、代碼發(fā)布的時(shí)效性的必不可少的軟件工具，為其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)提供規(guī)范統(tǒng)一的代碼數(shù)據(jù)，其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)和產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)可根據(jù)賦碼需求調(diào)用代碼管理平臺(tái)的賦碼模塊進(jìn)行適時(shí)編碼。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)文件管理平臺(tái)為其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)文件的查詢和下載功能，其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)和產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)可根據(jù)需求調(diào)用該平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)錄入、上傳模塊上傳標(biāo)準(zhǔn)信息，查詢、下載模塊查詢、下載相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件。

3.5 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)

收集各類基礎(chǔ)信息和知識(shí)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化整理和入庫(kù)，為數(shù)字化設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證相關(guān)信息系統(tǒng)的實(shí)施和集成。設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)過(guò)程如下。

3.5.1 數(shù)據(jù)收集

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，編制各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集整理模版和填寫規(guī)范，明確數(shù)據(jù)收集的范圍及各類數(shù)據(jù)的填寫要求，提高數(shù)據(jù)收集的效率和質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)規(guī)范性，減少重復(fù)工作量。

3.5.2 數(shù)據(jù)規(guī)范化入庫(kù)

對(duì)各類收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化整理和有效性核實(shí)，包括編碼的一致性管理、命名的規(guī)范化管理、參數(shù)信息及格式的有效性控制，保證入庫(kù)信息的有效性、規(guī)范性和一致性。

3.5.3 補(bǔ)充和完善

設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、持續(xù)的工作，應(yīng)在產(chǎn)品研制過(guò)程中形成高效的數(shù)據(jù)積累和發(fā)展機(jī)制，把新增的有效信息資源及時(shí)地補(bǔ)充到設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)中，把更新的信息資源及時(shí)地保存到設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)中。

3.6 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)通用接口開發(fā)

關(guān)于通用接口的開發(fā)和集成實(shí)現(xiàn)方法，目前有兩種比較實(shí)用可行的方法，即“預(yù)留二次開發(fā)接口、通過(guò)自身的二次開發(fā)提供符合其他系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)信息”和“生成中間格式，如可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）格式數(shù)據(jù)文件供其他系統(tǒng)調(diào)用”的兩種集成方法，其中通過(guò)生成中間格式（XML）數(shù)據(jù)文件的集成方法是目前比較通用的數(shù)據(jù)集成方法。

基于“通用中間格式（XML）數(shù)據(jù)集成接口”方法，定義9類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的通用數(shù)據(jù)接口規(guī)范，開發(fā)基于XML技術(shù)的設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)應(yīng)用集成接口，建立與CAD/CAE/PDM/ERP/CAPP/MES/QIS等系統(tǒng)集成的中間格式（XML格式）數(shù)據(jù)接口，解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源在產(chǎn)品研制過(guò)程中的共享問(wèn)題。

設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)通用集成接口的設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程如圖3所示。

根據(jù)所編制的設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建庫(kù)規(guī)范和數(shù)據(jù)字典，定義通用集成接口規(guī)范。

根據(jù)所編制的通用集成接口定義規(guī)范，在設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)管理平臺(tái)中開發(fā)通用的數(shù)據(jù)集成接口，根據(jù)該接口可根據(jù)給定的檢索條件快速生成所需數(shù)據(jù)的固定格式的XML數(shù)據(jù)文件。

相關(guān)產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)可與該接口集成，可通過(guò)開發(fā)集成接口來(lái)讀取、解析、調(diào)用所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，滿足產(chǎn)品研制需求。

圖3 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)通用集成接口的設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程

3.7 設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)集成、應(yīng)用驗(yàn)證

設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)選取航空產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造的典型過(guò)程和典型系統(tǒng)進(jìn)行工程應(yīng)用驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題及時(shí)協(xié)調(diào)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充和完善使其達(dá)到工程化應(yīng)用的水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的建設(shè)和應(yīng)用是企業(yè)信息化建設(shè)工作中的重要內(nèi)容，在分析航空企業(yè)設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀和需求的基礎(chǔ)上，探討設(shè)計(jì)制造資源庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)方案，可為企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、數(shù)據(jù)中心的建設(shè)、基礎(chǔ)信息資源的規(guī)劃和共享應(yīng)用提供有益參考。