杜 江，陳 蓓，曹 巖，張娜娜

（西安工業(yè)大學 機電學院 先進制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

近年來，航空工業(yè)的不斷壯大，產品種類和數量持續(xù)上漲，用于生產的標準和相關信息的種類、數量也在翻倍增長，技術標準所起的作用就尤為重要[1]。技術標準為機械生產中常用的零部件提供設計依據，如零件的尺寸參數、材料和公差等技術特征。標準件是航空產品的重要組成部分，飛機中的標準件超過百萬件，航空標準件和一般的標準件相比具有強度高、精度高、重量輕、耐高低溫、抗疲勞等特點[2,3]。因此技術標準管理對于飛機標準件快速、高效的設計和標準件質量的提高有著重要的意義。

針對標準化的零件目前已經有網頁版和客戶端版的標準數據管理平臺，但大多數系統(tǒng)僅僅查到的是零件尺寸和圖形信息，無法進一步了解零件的技術特征[4]。所以，針對航空技術標準開發(fā)可實現技術標準數據和應用知識同步管理的系統(tǒng)尤為重要。

1 技術標準全生命周期

任何生物都有其生命周期及規(guī)律，就像人的生命一樣，都遵循從出生、幼年、少年、青年、中年、老年到死亡這樣的循環(huán)周期——即從開始到結束整個生命周期全過程。按照行業(yè)標準的定義，全生命周期管理是指對文件形成、辦理、歸檔以及文件檔案維護、利用和最終處置（銷毀或永久保存）全過程進行的控制[5,6]。目前國內外比較成熟的生命周期理論主要有產品生命周期理論、產業(yè)生命周期理論和技術生命周期理論等。

圖1 技術標準全生命周期

同理，全生命周期的特征也體現在技術標準中。從標準的制定實施、修訂到作廢為技術標準的生命周期，當以往的標準不適應于現在的發(fā)展與應用時，新的標準代替舊的標準的出現，這個過程即為技術標準的全生命周期。如圖1所示，技術標準全生命周期指的是從標準發(fā)布實施、標準管理、標準修訂到標準作廢整個過程。

由圖1可知，技術標準全生命周期主要分為四個階段：

標準發(fā)布：管理的內容是制定標準、審批標準、標準編號和標準實施。

標準管理：主要是管理文檔模塊、數據模塊和應用知識模塊。

標準修訂：包括標準版本的同號代替與異號代替。

標準作廢：指的是廢棄不予適用的標準和被新標準替代但仍可使用的舊標準。

2 系統(tǒng)框架設計

基于B/S結構模式，設計得到航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)架構，如圖2所示，包括三個層次：功能模塊、通信接口層和共享信息模層。

圖2 航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)總體結構圖

1）功能模塊層

功能模塊層與用戶應用層相對應，包括普通用戶在B/S模式下航空鉚銷技術標準全生命周期系統(tǒng)能訪問的所有模塊，可以查詢航空鉚銷件與鉚銷技術規(guī)范的幾何圖形信息、標準文件版本信息、工藝特征信息和應用場合信息等。

2）通信接口層

通過通信接口層將功能模塊與共享信息關聯起來。共享信息都存儲在后臺數據庫中，本系統(tǒng)內的數據信息、知識信息、文檔信息與用戶信息都是通過NET開發(fā)平臺和數據庫提供的程序進行數據交互。

3）共享信息層

共享信息層主要是給系統(tǒng)服務器提供數據支持，這個信息集合包括了標準規(guī)范庫、模型庫、知識庫和文檔庫等，這些信息存儲于數據庫中，供其他程序調用。

3 系統(tǒng)關鍵技術及系統(tǒng)開發(fā)

3.1 系統(tǒng)關鍵技術

1）參數化技術

參數化設計又稱尺寸驅動，是指用參數來定義幾何圖形的尺寸并約束尺寸關系，簡單來說就是改變參數的大小，即可相應地改變零件圖形大小。在參數化設計中，必須要有一種驅動機制，即參數驅動，參數驅動機制是對圖形數據的操作[7,8]。驅動參數后，可以修改零件模板中的幾何數據，進行實現參數化，但是修改的同時需保證滿足幾何約束條件。

創(chuàng)建航空鉚銷連接件三維模型庫，本系統(tǒng)選擇CATIA建立參數化零件模板，利用CATIA功能模塊Formula、Design Table和Catalog快速標準件庫。

2）ASP.NET技術

ASP.NET可以創(chuàng)立動態(tài)的網頁，同時也是目前企業(yè)最常用的網絡計算Web平臺，是繼ASP后推出的全新動態(tài)網頁制作技術，Web應用程序主要是在服務器上生成，帶有.NET的編程工具都可以用來編寫ASP.NET，例如可以設計者使用C#語言編寫等[9]。通過ASP.NET，瀏覽器就可以執(zhí)行代碼。服務器端將會執(zhí)行所編寫的程序，其中包括腳本程序，當執(zhí)行完這次的操作以后，服務器將會把執(zhí)行的結果匯報給瀏覽器。當程序被執(zhí)行以后，瀏覽器接收服務器傳遞的結果，加快了運行速度、提高了運行效率。

系統(tǒng)選擇Visual Studio 2010為開發(fā)工具，在網站開發(fā)中，ASP.NET是在Web.config中配置數據庫連接代碼，建立Connection對象，與系統(tǒng)用的數據庫連接，連接通過后用Command對象對數據庫發(fā)送查詢、新增、修改和刪除等命令。

3.2 航空鉚銷技術標準全生命周期系統(tǒng)功能模型

基于知識層面的航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)，主要管理四大模塊：知識管理模塊、數據管理模塊、文檔管理模塊和用戶管理模塊，前三個模塊之間通過標準件編號關聯起來，航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)管理的內容如圖3所示。

通過分析系統(tǒng)管理的內容，進一步明確系統(tǒng)各模塊的功能，建立航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)功能結構用例圖，如圖4所示。

圖3 航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)模型

圖4 航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)功能結構用例圖

3.3 航空鉚銷技術標準全生命周期系統(tǒng)平臺的實現

整個系統(tǒng)的開發(fā)是在Windows 7操作系統(tǒng)主要涉及編程工具，發(fā)布平臺以及數據管理系統(tǒng)如下：

操作系統(tǒng)：Windows 7.0/XP

網絡編程技術：ASP.NET

數據庫服務器：Microsoft Access2016

開發(fā)環(huán)境：Microsoft Visual Studio.NET 2010

編程語言：C#

網絡服務器：IIS 6.0

利用以上的開發(fā)工具，建立航空鉚銷技術標準全生命周期管理系統(tǒng)平臺，用戶可以瀏覽或下載標準手冊，通過編號或名稱查詢航空鉚銷件或技術規(guī)范的圖形、數據、應用知識和工藝特征等信息，管理員可以隨時更新、添加新的航標件或技術規(guī)范。用戶模塊界面如圖5所示。

圖5 用戶信息界面

文檔管理模塊主要管理對象鉚銷件和技術規(guī)范的標準文件，有兩種查詢方式：一是直接用檢索框查找鉚銷件或者技術規(guī)范文檔；二是直接在表格中逐條查詢。由于權限有限，用戶在文檔管理這個模塊僅可以實現庫鉚銷件的查詢、檢索和下載資料等基本功能，文檔管理頁面如圖6所示。

圖6 文檔管理模塊檢索頁面

數據管理模塊主要是用于檢索鉚銷件或鉚銷技術規(guī)范數據信息，鉚銷件數據信息包括參數表、零件二維圖和三維模型信息，檢索界面如圖7所示。

圖7 數據模塊界面

在應用知識管理模塊中，主要實現的是對鉚銷連接件或鉚銷技術標準基本屬性、應用特征、工藝特征和設計特征這四個屬性標簽的查詢，界面如圖8所示。

圖8 應用知識管理界面

4 結束語

本文最大的創(chuàng)新點在于開發(fā)實現技術標準數據和應用知識的同步管理，提出了以航空技術標準為對象的全生命周期管理理念，從標準的發(fā)布、實施、更新到作廢整個過程開展航空鉚銷技術標準管理工作，進一步展開對鉚銷技術標準生命周期中的文檔版本、數據和應用知識等信息的研究，實現對航空鉚銷文檔庫、標準件庫、應用知識庫和參數指標數據庫的集成管理。系統(tǒng)平臺的開發(fā)方便設計人員從航空鉚銷件的標準版本、規(guī)格參數、圖形、工藝特征和應用場合等多方面進行分析，從而有利于選擇合適的鉚銷連接件。此外，設計人員在任何地方都可以實現技術服務和資源同步共享。本文只是實現了航標（HB）件中很小一部分零件的集中管理，可以推廣到國家標準和機械標準等領域進行零件技術標準全生命周期管理系統(tǒng)的開發(fā)，這對于企業(yè)在實際應用中具有重要的意義。