鄭義兵 郝琳

【摘要】為了將CAI軟件應(yīng)用于繼電保護領(lǐng)域，利用Delphi7語言，結(jié)合Acess數(shù)據(jù)庫，編制了繼電保護CAI模塊。首先，對編制該軟件用到的主要技術(shù)進行了介紹；然后，對該模塊解決問題的流程圖和軟件總體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進行了分析；最后，對該模塊的界面及具體功能實現(xiàn)進行了介紹。

【關(guān)鍵詞】CAI；繼電保護；TRIZ；進化；數(shù)據(jù)庫

引言

計算機輔助創(chuàng)新（CAI）是將現(xiàn)代設(shè)計方法、計算機軟件技術(shù)等多領(lǐng)域知識綜合而成的創(chuàng)新技術(shù)。其在新產(chǎn)品開發(fā)的概念設(shè)計階段能夠輔助設(shè)計人員生成優(yōu)化的概念解，從而減少概念設(shè)計的盲目性，提高了設(shè)計效率。繼電保護作為電力系統(tǒng)的二次設(shè)備，對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。而作為本文CAI軟件中創(chuàng)新理論基礎(chǔ)的TRIZ[1，2]，其傳統(tǒng)的研究都在機械領(lǐng)域，近年來雖有擴展，但范圍有限，對于電力系統(tǒng)的研究尚屬空白，因此本文在對繼電保護技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，利用Delphi7[3，4]作為編程語言，結(jié)合數(shù)據(jù)庫知識，對原有進化模塊改進，添加了繼電保護類模塊，作為對電力系統(tǒng)計算機輔助創(chuàng)新研究的初步探索。

1.主要技術(shù)簡介

1.1 面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)軟件——Delphi7

Delphi7是著名的Borland公司開發(fā)的可視化軟件開發(fā)環(huán)境的第七代，提供了方便、快捷的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。Delphi利用了Windows平臺的很多先進的設(shè)計思想，在編譯器和數(shù)據(jù)庫方面擁有很明顯的優(yōu)勢?？傮w上講，Delphi既具有Visual Basic簡單易上手的特點，又具有VisualC++功能強大的特點。

Delphi采用了面向?qū)ο蟮募砷_發(fā)環(huán)境，克服了傳統(tǒng)的面向過程的程序設(shè)計方法的一系列缺點，使得程序的可靠性、易維護性、代碼重用性都有了很大提升。面向?qū)ο蠹夹g(shù)包含了對象、類、繼承和通信4個方面的要素。

Delphi能夠與絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行連接，是數(shù)據(jù)庫前端開發(fā)的首選工具，基于此，本文的CAI模塊就采用Delphi7進行開發(fā)。

1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

該軟件模塊采用Access關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是指根據(jù)自己定義的關(guān)系來存儲、處理和管理數(shù)據(jù)庫信息的數(shù)據(jù)庫。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是由若干個表組成，每一張二維表對應(yīng)著一種聯(lián)系。本軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用到了數(shù)據(jù)庫的表對象。主要體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容的讀取與存儲上，是在TRIZ理論分析問題的一般流程基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。表對象包含在知識庫系統(tǒng)中，該模塊用到的表有：繼電保護進化路線表、繼電保護進化實例表、項目管理庫。其中，繼電保護進化路線表用來獲得繼電保護進化路線方向的有效信息；繼電保護進化實例表中用更加豐富的實例來對進化路線表中的進化路線進行補充說明，幫助設(shè)計人員更快地獲得類比解；項目管理庫用于用于儲存新添加的具有創(chuàng)新價值的實例，以豐富實例內(nèi)容，擴大應(yīng)用范圍。

1.3 TRIZ進化原理

TRIZ技術(shù)進化理論是TRIZ核心理論，也是TRIZ理論中重要的問題解決工具。其主要內(nèi)容包括技術(shù)成熟度預(yù)測曲線、技術(shù)進化模式以及技術(shù)進化路線。

其中技術(shù)成熟度的預(yù)測可以作為企業(yè)進行技術(shù)分析，找出自身差距，進行產(chǎn)品改進開發(fā)，提高技術(shù)水平的有力工具；也可以作為企業(yè)制定戰(zhàn)略、進行技術(shù)貿(mào)易的重要參考尺度；還可以作為一些職能部門進行技術(shù)研發(fā)立項審批的重要依據(jù)。而進行模式和進化路線的使用，可以使設(shè)計過程有明確的方向可循，減少不必要的時間浪費，主動適應(yīng)市場，能動地進行改進設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。本軟件利用TRIZ的技術(shù)進化理論與繼電保護的結(jié)合研究成果，將適合繼電保護的進化模式、進化路線用軟件編程結(jié)合實例來實現(xiàn)輔助創(chuàng)新。

2.進化模塊流程及軟件數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

基于TRIZ理論的CAI系統(tǒng)進化模塊解決問題的流程如圖1所示。

圖1 進化模塊解決進化類問題的流程圖

從以上流程我們可以看到，進化模塊能實現(xiàn)計算機輔助創(chuàng)新的地方主要體現(xiàn)在兩個方面：

①用進化路線結(jié)構(gòu)及對應(yīng)的實例來給設(shè)計者以形象啟發(fā)，讓設(shè)計者進入到TRIZ進化理論解決問題的范式中去；

②通過類比確定產(chǎn)品目前所處在進化路線上的位置，并得出產(chǎn)品開發(fā)方向上可能的概念解。

圖2 軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

計算機輔助創(chuàng)新軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖2所示。知識庫系統(tǒng)和實例庫系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)源，操作系統(tǒng)（用戶使用的界面），與知識庫和實例庫交換數(shù)據(jù)。其中，知識庫是整個軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的核心。對應(yīng)于本文所開發(fā)的繼電保護CAI模塊，繼電保護的進化路線及實例庫就是該模塊的核心部分。

3.功能實現(xiàn)

繼電保護創(chuàng)新模塊的目的是用TRIZ進化理論來解決問題，解決問題的基本過程是：根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)的需要選擇相應(yīng)的子系統(tǒng)和進化模式，然后在“適用的進化路線”下拉菜單里進行選擇，每選擇一條進化路線后，點擊路線詳情，可以在進化模塊主界面顯示出技術(shù)路線的結(jié)構(gòu)圖、進化實例、以及進化實例所對應(yīng)的圖片，能有更直觀的印象。在進化模塊下，繼電保護創(chuàng)新子模塊的有關(guān)界面如圖3所示。

圖3 繼電保護創(chuàng)新模塊界面圖

以繼電保護裝置為例，來演示繼電保護CAI模塊的功能實現(xiàn)。選擇繼電保護類進化模式中的“理想化”，然后選擇進化路線“功能理想化”，路線詳情如圖4所示。

圖4 “功能理想化”路線詳情

圖4的最上部分顯示了“功能理想化”的進化路線結(jié)構(gòu)，中間部分顯示了該進話路線對應(yīng)的示例圖，下面顯示了更多的“功能理想化”的實例。點擊類比判斷就可以獲得產(chǎn)品目前所處進化路線上的位置及存在的問題，并得出產(chǎn)品的進化方向。

4.結(jié)論

本文利用TRIZ的進化理論作為計算機輔助創(chuàng)新的創(chuàng)新理論基礎(chǔ)，以Delphi7作為編程語言，結(jié)合數(shù)據(jù)庫知識，開發(fā)了繼電保護CAI模塊，以期為CAI軟件在電力系統(tǒng)中的發(fā)展、應(yīng)用做出努力，限于時間，本文所做研究及開發(fā)還顯膚淺及簡單，未來將做進一步研究及完善。

參考文獻

[1]檀潤華.發(fā)明問題解決理論[M].北京：科學(xué)出版社，2004，8.

[2]楊清亮.發(fā)明是這樣誕生的：TRIZ理論全接觸[M].北京.機械工業(yè)出版社，2006.

[3]楊長春.Delphi程序設(shè)計教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[4]宋坤，鄒天思.Delphi數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.

作者簡介：鄭義兵（1981—），男，工學(xué)碩士，研究方向：現(xiàn)代設(shè)計方法、機械電子工程等。