向 強

(湖北汽車工業(yè)學(xué)院 汽車工程學(xué)院，湖北 十堰 442000)

汽車開發(fā)流程錯綜復(fù)雜。包括概念設(shè)計階段、結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、零部件設(shè)計、工藝設(shè)計、驗證設(shè)計、試驗等階段[1]。各個階段的研發(fā)數(shù)據(jù)快速增加。如何迅速為研發(fā)人員提供有效數(shù)據(jù)，使開發(fā)流程更為合理，是一個需要解決的問題。汽車動力經(jīng)濟性能管理系統(tǒng)極大地簡化了汽車開發(fā)流程。從人工管理項目過渡到系統(tǒng)自動提醒、分配子項目，從excel數(shù)據(jù)管理到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理，從單一報表模版到數(shù)據(jù)庫提供多格式報表模版，多方位提高汽車研發(fā)效率。由于汽車實驗中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這龐大的驗數(shù)據(jù)之間會有多層的約束限制邏輯，研發(fā)人員需要高效地分析數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)。所以，設(shè)計簡約的系統(tǒng)界面、搭建簡潔的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃靈活的系統(tǒng)操作流程是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。

1 需求分析

1.1 系統(tǒng)構(gòu)架

本系統(tǒng)的客戶端使用ASP.NET Web Service連接數(shù)據(jù)庫，C/S指的是客戶端(Client)與服務(wù)器(Server)，很多程序的Server其實只是數(shù)據(jù)庫Server，客戶端直連數(shù)據(jù)庫。這在公司局域網(wǎng)內(nèi)還可以在外網(wǎng)上應(yīng)用，如何“直連”數(shù)據(jù)庫是個難題，而且這種直連模式使得數(shù)據(jù)庫服務(wù)器不得不暴露在外網(wǎng)，會帶來安全隱患。C/S直接連接數(shù)據(jù)庫的示意圖如圖1所示。

圖1 C/S直連數(shù)據(jù)庫

圖2 C/S通過Web Service連接數(shù)據(jù)庫

如果把ASP.NET Web Service作為服務(wù)器，那么，客戶端將不需要直接和數(shù)據(jù)庫打交道。如果給ASP.NET Web Service服務(wù)器一個外網(wǎng)IP，那么，客戶端可在外網(wǎng)使用。這樣做也會極大減輕數(shù)據(jù)庫壓力。C/S通過Web Service連接數(shù)據(jù)庫示意圖如圖2所示。

為確保ASP.NET Web Service安全，要求IIS支持HTTPS安全協(xié)議。創(chuàng)建ASP.NET Web服務(wù)程序項目后，在Web.config文件中配置數(shù)據(jù)庫字符串連接和系統(tǒng)參數(shù)。Service.asmx是服務(wù)文件，Web Service發(fā)布后通過它訪問具體的服務(wù)。汽車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫智能信息管理系統(tǒng)包括基本信息管理、零部件管理、試驗數(shù)據(jù)管理、項目管控、系統(tǒng)管理和檢索,其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能圖

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)分析

分析完系統(tǒng)的實際需求之后，需要對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進行分析，該數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)主要包括在實際使用過程中的數(shù)據(jù)關(guān)系結(jié)構(gòu)和項目各個階段的任務(wù)分析。經(jīng)過分析，整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫包含車型數(shù)據(jù)表、車型參數(shù)表、競品車數(shù)據(jù)表、發(fā)動機數(shù)據(jù)表、變速箱數(shù)據(jù)表、電機數(shù)據(jù)表、電機控制器數(shù)據(jù)表、動力電池數(shù)據(jù)表、試驗數(shù)據(jù)表等數(shù)據(jù)表。分析項目需求后，歸納得到系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實際應(yīng)用過程中，要滿足不同工程師的項目使用需求和數(shù)據(jù)處理需求，在分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流以后，歸納總結(jié)后的系統(tǒng)使用功能如表1所示。

表1 系統(tǒng)功能表

2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在了解用戶在實際開發(fā)工作中的需求之后，要對其需求進行分析并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)有效的數(shù)據(jù)庫關(guān)系結(jié)構(gòu)，需要初步完成良好簡約的數(shù)據(jù)庫模式，概念設(shè)計以及邏輯設(shè)計是本數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的重點。

2.1 數(shù)據(jù)庫的概念提出

在初步分析用戶在研發(fā)過程中的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)需求之后，需要將這些需求轉(zhuǎn)化并抽象成系統(tǒng)設(shè)計師可以接受的概念模型，此過程被稱為概念數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程[3]。該過程中需要明確各個實體之間的制約方式和聯(lián)系類型，即分析工程師提出的項目數(shù)據(jù),并構(gòu)建實體和其屬性以及設(shè)計實體所需要的關(guān)鍵字,從而設(shè)計出與管理系統(tǒng)相關(guān)的E-R圖示。

整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中主要包含用戶人員、日志記錄、項目、車型、發(fā)動機、變速箱、電機、電池、輪胎、試驗數(shù)據(jù)、動力性能、油耗性能、續(xù)駛里程、排放性能等實體。各實體間的聯(lián)系如下：發(fā)動機、變速箱、電機、電池、輪胎屬于車型、動力性能、油耗性能、續(xù)駛里程、排放性能屬于試驗數(shù)據(jù)，用戶擁有和管理車型，用戶人員和試驗數(shù)據(jù)在項目開展過程中建立一對一和一對多的聯(lián)系，用戶人員在車型配置構(gòu)建過程中和各項零部件建立聯(lián)系，用戶人員主要包括對系統(tǒng)的各項操作記錄和申請流程記錄。在分析各項數(shù)據(jù)表實體和建立每個表的關(guān)鍵字之后，遵循避冗余性、真實性、簡便性等原則，設(shè)計出整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念E-R圖,如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)R-R圖

2.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計

本階段需要將系統(tǒng)設(shè)計概念E-R圖中的實體相關(guān)屬性以及所有實體之間的相互制約關(guān)系設(shè)計為關(guān)系模式，然后根據(jù)此模式創(chuàng)建數(shù)據(jù)表是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計階段的主要任務(wù)[4]。設(shè)計實踐表明，在E-R圖的基礎(chǔ)上規(guī)劃的數(shù)據(jù)表邏輯清晰，有助于系統(tǒng)設(shè)計人員在后期對數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)和維護。如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計示意圖

整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)包含的概念E-R圖設(shè)計成為如表2 所示的關(guān)系模式表。其中實體為用戶、日志記錄、車型等，實體屬性為各表格的內(nèi)容，表的主鍵為有下劃線的內(nèi)容。用戶表、日志記錄表、項目表、車型表、發(fā)動機表、試驗數(shù)據(jù)表、動力性能表等為實體表，包括各個實體的關(guān)鍵字和屬性。用車型與發(fā)動機、變速箱、電機、電池、輪胎為一對多聯(lián)系，試驗數(shù)據(jù)與動力性能、油耗性能、排放性能、續(xù)駛里程為一對多制約，用戶人員與日志記錄為一對多制約，用戶人員與項目為一對多制約，用戶人員與車型為一對多制約，用戶人員與試驗數(shù)據(jù)為一對多制約，車型和項目與試驗數(shù)據(jù)為多對多制約。

表2 系統(tǒng)關(guān)系模式表

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)及應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

一般的企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)實質(zhì)上是對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查詢和導(dǎo)入導(dǎo)出，即對數(shù)據(jù)庫的操作，因此，本文選用Oracle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具備良好的通用性。設(shè)計的物理數(shù)據(jù)模型如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)物理數(shù)據(jù)模型

整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫智能信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括User、CarType、TireArg、MotorCharacter、EngineArg、BatteryGroup、TransmissionArg、DynamicTrailUsing、EleCarRunDisNEDC、TrialSpeedOilWearHouse、Log、Project等數(shù)據(jù)表，在Oracle中查看到的數(shù)據(jù)表如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

在構(gòu)建系統(tǒng)后設(shè)計出數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，從而搭建出整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫，實際應(yīng)用本系統(tǒng)后，效果良好。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下功能：用戶信息管理功能、車型信息管理功能、試驗信息管理功能、項目信息管理功能、數(shù)據(jù)信息查詢功能、報表輸出功能等功能。以復(fù)雜的車型數(shù)據(jù)和項目數(shù)據(jù)信息查詢?yōu)槔?，使用?shù)據(jù)庫全局檢索方法，如圖9所示，并在系統(tǒng)前臺顯示。其查詢結(jié)果如圖10所示，系統(tǒng)全局瀏覽如圖11所示。

圖9 數(shù)據(jù)查詢圖

圖10 系統(tǒng)查詢圖

圖11 系統(tǒng)瀏覽圖

4 結(jié)語

本文在對整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫智能信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型和邏輯數(shù)據(jù)模型，并運用C#2010和Oracle完成了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。通過實際應(yīng)用，不斷完善該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應(yīng)用表明該系統(tǒng)不僅可以很好地滿足數(shù)據(jù)的完整性要求，而且支持多個數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)與約束，防止了因錯誤的數(shù)據(jù)插入、刪除和修改帶來的數(shù)據(jù)問題，滿足了整車動力經(jīng)濟性能數(shù)據(jù)庫智能信息管理系統(tǒng)對實際應(yīng)用的要求。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在企業(yè)實際中得到了很好的應(yīng)用。

參考文獻：

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