焊接结构完整性数据库系统的设计与实现

1、摘要:介绍了一种用于焊接结构完整性研究过程的数据库系统。该系统采用模块化设计思路,采用面向对象设计方法,对数据库系统进行总体设计。针对典型焊接接头的焊接工艺、性能试验和相关焊接资料数据,可实现多种焊接方法、工艺数据的管理和查询,同时具有数据备份、报表打印、帮助等功能,用户界面友好,操作简单。该系统的应用实现了焊接工艺数据的信息化管理,同时为焊接结构完整性研究提供了有效的数据管理平台。文献标识码:A 文章编号: 1001-2303(200801-0001-04第38卷第1期2008年1月Electric Welding Machine万晓慧,赵海涛,王晓丽(北京航空制造工程研究所,北京10002

2、4Database system for study on the integrality of welding structureWAN Xiao-hui ,ZHAO Hai-tao ,WANG Xiao-li(Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute ,Beijing 100024,ChinaAbstract :A database system for study on the integrality of welding structure was developed in this paper.T

3、he system was designedwith modular programs ,and object oriented method.Aiming at welding process ,welding performance and relative welding data ,it can manage and search data of joints and base metals in several welding methods.Data backup ,report printing ,help system ,and so on were also provided

4、.In addition ,this system has a friendly user interface and can be operated easily.Application of this system has realized information management of welding process data and provided an effective data managing platform for study of the integrality of welding structure.Key words :database ;welding st

5、ructure ;integrality收稿日期:2007-06-27;修回日期:2007-09-26作者简介:万晓慧(1981,女,河南商丘人,工程师,硕士,主要从事焊接数据库和专家系统,以及薄壁复杂结构的焊接工艺研究等工作。0前言焊接结构完整性的研究是一个复杂的过程,需要长期的分析研究和数据积累,它涉及到焊接工艺方法、材料性能和结构件试验等多方面因素。存储在纸介质上的焊接工艺信息,可统计性差,影响因素多,诸多信息之间的相互联系难以明确表达,因此在研究焊接结构完整性过程中,选择合理可行的资源存储平台至关重要1-2。应用数据库系统软件(也叫集成开发环境将焊接领域内各种数据、信息、资料、文件等有

6、规律地组织保存起来,可以方便快速地查阅、使用,极大地提高工作效率和准确率1。本系统的资源存储和整合以科学的逻辑算法作为组织规则,既提高了数据管理的广度和效率,同时又可实现资源潜在价值挖掘和利用的最大化。1数据库系统总体设计结构设计焊接结构完整性数据库系统是一个管理和分专题讨论焊接软件的开发与应用焊接软件的开发与应用焊接结构完整性数据库系统的设计与实现析焊接工艺参数、焊接母材性能参数、焊接性能试验数据以及各类资料数据的数据库系统。目的在于将焊接过程中的上述数据进行存储、积累和分析,为研究焊接结构完整性技术提供数据支持,同时将存储的数据进行统计和分析,更加有效地服务于设计人员和工艺人员。针对以上需

7、求,本系统采用模块化设计思路,将软件的各组成部分按照功能进行划分,使各部分相对独立,同时各部分又通过通用接口链接,这样既增强了软件的通用性,又可实现软件设计的标准化。该系统在结构上主要分为数据管理、数据检索和安全管理三个部分。在数据管理部分中,系统选择氩弧焊、电子束焊、钎焊、扩散焊、惯性摩擦焊5种典型的焊接方法作为数据管理的对象,将每种方法作为一个功能模块,同时在该部分建立母材数据管理模块与其并列,为各种焊接方法库提供母材数据支持。在数据检索部分,按照检索内容的不同特点,分成焊接工艺数据的综合检索模块和母材性能检索模块两部分来分别检索,以满足用户的不同需求。在安全管理部分中,包括数据的安全管理

8、和用户的管理两个内容。整个系统的结构如图1所示。图1系统结构示意整个系统将按照图2所示的流程进行工作。整个系统被分为数据管理(I、数据检索(II和安全管理(III3个部分。在数据管理(I部分,用户通过登录,进入相应的焊接方法或母材数据管理界面。在进行相关的功能操作时,就实现了各个数据管理模块与各自的数据库之间的数据双向传输,既把数据存入数据库,也从数据库中读出数据。事实上在用户进入每个模块时,都需要通过用户身份验证,只有当用户信息与用户数据库中数据相同时,才被允许进入系统并被赋予了相应的权限,因此每个焊接方法模块都需要用户数据库的支持。另外,对于这5种焊接方法数据管理模块都需要用到母材数据,因

9、此他们也都需要焊接母材数据库的支持。数据检索(II包括焊接工艺数据综合数据检索和焊接母材数据检索。由于进入这两个模块也需要用户身份验证,因此同样也需要用户数据库的支持。在焊接工艺数据综合检索模块可以检索各种焊接方法的数据,将需要各种焊接方法数据库的支持。而焊接母材数据库仅为焊接母材数据检索模块提供数据检索支持。对安全管理(III部分,数据安全管理模块和所有的数据库进行双向的数据传输,一方面负责各种焊接方法库和母材库的数据安全,另一方面还要管理用户数据的安全,它可以按用户要求对数据进行备份和导入。而用户管理模块则只负责对用户数据库的操作,对所有用户及其权限进行管理。2功能和界面介绍用户界面是用户

10、与程序之间的沟通渠道,是系统中用户与之交流信息的部分。人机界面对计算机系统的可使用性、易用性及使用效率起着决定性作用。本数据库系统的数据管理模块和数据检索模块是与用户交互的主要部分,因此其友好性对整个系统的实用性有很大的影响。在数据管理模块各种焊接方法采用相似的界面,既保持了数据库的统一性又提高了用户的易用性。焊接工艺数据管理是针对一种焊接方法,管理与该焊接相关的一切工艺数据,包括工艺号、产品图2基本流程 专题讨论第38卷专题讨论焊接软件的开发与应用号、接头形式、母材信息、焊材信息、设备信息、工艺参数、图形信息等,用户可以对这些数据进行新建、删除、修改和查询等操作。性能试验库中可以对接头性能数

11、据进行平均、求和等统计计算操作,并可由录入的数据自动绘制性能参数变化曲线,功能如图3所示。图3数据库系统基本功能框图数据管理部分的界面主要有菜单栏、工具栏、工作区、视图区和查找结果区5个区域,如图4所示。其中工作区和查找结果区是可以按照需要选择其显示或者隐藏状态。图4数据管理界面在工作区包括了三个标签工艺库、试验库和资料库,分别管理工艺节点、试验节点和资料数据节点,三个标签下的各个节点以树形目录方式进行管理,可通过右键菜单或鼠标的拖动或工具栏三种方式对各目录及节点项目进行新建、复制、修改、删除等操作,方便数据管理及查看,各项目之间的关系一目了然。另外,这三个库相互之间又存在一定联系,其中工艺库

12、和试验库之间通过工艺代号关联起来,试验库中每条试验记录均有相应的工艺与其对应。在录入工艺信息时,焊接方法、接头形式、填丝种类、焊接设备等信息可从资料库中直接选择,也可以由键盘输入;母材信息则从母材库中读取。这种录入形式可以免去重复输入相同数据,提高了使用效率。视图区是进行数据浏览和操作的区域,并按内容多少和内容的类别分为相应的标签项,最右端由确定、更改、取消等按钮对视图区内容进行保存确认操作,存储的数据有文本、数字、文档、图片等多种形式。查找结果区用于显示查询结果,与数据检索模块相关联。用户在检索数据时可直接在数据管理模块进行简单搜索,其结果显示于查找结果区,也可进入专门的检索界面进行检索。焊

13、接工艺数据综合检索模块针对氩弧焊、电子束焊、扩散焊、钎焊和惯性摩擦焊5种焊接方法,建立的综合检索模块,可以对5种焊接方法中的工艺和接头性能数据进行多方位的查询,将查询的结果分类显示给用户;同时,用户可以对查询到的接头性能数据进行比较,得到最适合的查询结果。焊接母材数据检索模块可以对焊接母材的常规性能、常规力学性能、弯曲性能、压缩性能、疲劳性能等数据进行检索和浏览。焊接工艺数据综合检索和母材数据检索模块均具有基本查询、二次查询、综合浏览和数据对比等功能。在查询时可按照与、或、非关系输入各关键词进行查找。同时用户可以按需要从查找结果中选择多个工艺节点性能进行比较,详细属性将以列表的形式显示。数据对

14、比流程和对比界面如图5所示。a数据对比流程b数据对比界面图5数据对比功能专题讨论万晓慧等:焊接结构完整性数据库系统的设计与实现第1期专题讨论焊接软件的开发与应用本系统可在完成数据输入或查询出所需的记录后实现各工艺数据、性能数据等文件打印功能,数据以报表形式打印。另外还提供了随机帮助,为用户提供有用的提示信息,帮助用户解决问题,引导用户进行正确的操作3-4。3系统实现与安全本系统采用Client/Server三层结构网络服务模式,该结构由应用软件、Oracle数据库客户端和数据库服务器3部分组成,在逻辑上各自独立,如图6所示。系统采用ODBC通信机制作为数据库和应用程序之间的接口技术。客户端只需

15、安装相应的终端操作软件即可访问数据库中的相关资源。图6客户机/服务器结构示意硬件实现方面,数据库服务器选用Windows2000 Server操作系统作为平台,后台数据库选用Oracle数据库技术作为开发工具,并选用VC语言作为前端应用程序以及脚本应用程序的编程语言。数据库安全性一直是人们广泛关注的问题。数据库安全问题包含两个方面。一方面是来自系统内部的威胁,如:由于软件的缺陷或者硬件故障而导致的数据遗失等;另一方面是来自于系统外部的威胁,即:未经许可便使用系统来处理信息,从而导致数据泄密或影响数据的可靠性。本数据库系统针对两方面安全问题分别采取了以下措施。(1该数据库系统采用脱机备份和联机备

16、份两种方式,备份周期可以根据单位具体情况设定,并可以按不同的数据类型进行数据备份与恢复,其过程如图7所示。(2所有数据库实体(表、视图等都有一个登陆用户建立,但是该用户不拥有连接及操作这些实体的权限(插入、删除、更新等。(3对所有的实际用户进行分类,归纳为几个具体角色(如:录入角色和查询角色等,一种具体角色对应一个登录用户,建立帐号系统,进行角色分配、权限设置。(4建立功能管理器和用户权限管理器,分别管理所有可用功能的相关信息以及某用户能够使用的功能,而且使用定制界面进行用户管理,操作简单、直观,易于使用。另外,该数据库系统中仅存在一个或少数几个作为数据库实体拥有者的数据库管理员用户,以进行数据库实体的创建及日常的系统维护,而应用用户只能通过应用系统访问数据库,使数据库更加安全。4结论(1针对研究焊接结构完整性的需要,经过合理地程序设计,实现了焊接接头和母材数据的管理、搜索、