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试验数据管理系统的需求与实现
作者:admin     责任编辑:admin     分享到:     2018年04月18日

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前言

目前,在航空、航天、船舶,兵器等行业的产品研发过程中,需要对系统的各方面的性能进行试验。这些试验通常具有系统结构复杂、测量参数多、测试设备种类繁杂、试验资源分散、试验流程复杂、时间跨度大、试验成本高、试验数据共享困难等特点。

由于试验数据的文件类型和数据格式不一致,试验人员需要以手动的方式对数据进行挑选和整理。由于手工操作造成的效率低下和易错性,使得试验数据往往在一次试验完成以后就不再使用了,很难为以后同类试验提供参照。试验数据分散保存在各种计算机、存储设备、仪器设备甚至纸质文件上,出现数据种类繁多、格式不统一、数据检索困难、数据流向不明、数据缺乏安全性、数据难于共享等等难题。给数据管理造成了非常大的压力,原有运作机制、试验项目管理以及试验数据管理体制已经不能满足现行的业务需求。

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试验数据管理系统需求分析

通过以上对试验业务的分析,可以认识到建立统一、高效的试验数据管理平台的重要性。试验数据管理平台集试验室管理、试验数据管理和试验项目管理为一体,在更为统一、有序的背景下开展试验业务,这必然会极大地提高试验效率和试验数据的质量,节省试验成本,最终有力地保障型号项目的科研生产。具体来说,数字化试验平台的建设重点应包含以下几个方面。

1) 试验项目管理

对实验室的试验任务进行分类管理。实验室的日常试验工作是针对种类繁多的产品,进行多种 ESS 试验、环境试验、针对科研的测试等。对于这些试验需要通过试验数据管理系统( TDM) 项目管理功能,合理地组织试验,并方便用户对试验进行浏览及查看。

2) 试验流程管理

由于实验室试验流程种类多且非常灵活,提供流程管理模块,使用户能自定义试验的文档审批流程,试验中灵活调用各种文档审批流程。用户在项目及试验进行中监控流程执行,并提供相关的流程管理、查询功能。

3) 资源管理

试验数据管理系统还需要提供设备的计量、检测提醒,试验引用情况双向查询,自动生成流水号及相关功能。同时对试验设备、试验产品信息提供增、删、改、查功能。

4) 试验数据管理

根据试验项目、试验特点,建立合理的数据存储结构,方便数据的查找和应用。实现方便的数据浏览、显示、查询、复合查询、文档管理等功能。

5) 数据分析处理

对导入并转换为* . tdmdf 格式的数据,提供数据分析、显示、公式编辑器、算法容器等功能。

6) 试验报告自动生成

根据试验报告范本,提供自动生成多种报告模板及报告生成工具。

7) 数据导入功能

实验室的试验数据,多来自试验过程中所采集的数据。各种试验所产生的数据种类多、数量大。因而必须建立高效的数据存取机制,将试验数据有效地导入数据库进行存储。

8) 试验设备的实时监视

针对用户提供的各个厂家的设备,提供远程监视工具系统,实现现场的采集过程数据曲线显示,通过调用采集端控制设备提供的 API 接口、实现采集过程的远程发布,便于试验指挥人员实时察看试验数据。

9) 知识中心

对试验相关的试验规范、报告模板、公式、算法,以附件形式保存在数据库中,提供查询和下载功能,方便这些文档的统一管理。

10) 系统管理

根据应用人员,建立合理的用户、权限等系统管理功能。数据的上传、修改需要审核,确保系统数据安全。建立数据日志,方便查阅人员使用。在值班管理模块中,提供值班计划的制定、值班提醒、信息填写、值班信息浏览等值班管理功能。

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TDM 系统的设计与实现

试验数据管理系统要形成的是试验数据及经验知识的管理平台,通过对平台的实施,形式试验中心的试验数据知识库,并通过试验数据平台的综合管理,使试验知识在产品研发过程中得到最高效的利用; 实现对试验数据进行实时高效的挂号努力,充分体现试验数据的价值,从而充分挖掘试验的有效性; 实现对现有试验测试数据进行预测性分析,供产品设计者在设计之初有效的参考利用。以便开发人员在最短的时间内、以最低的成本设计并生产出高可靠性的产品。

3. 1 TDM 物理结构

试验数据系统的物理结构一般采用基于 B /S 和C /S 的三层体系结构。三层结构分为数据库层、服务器层和客户端层。其功能分工为: 由客户端来实现对数据的展示功能,由服务器来实现业务逻辑和业务流程,由数据库来实现数据的存储。数据库层采用 Oracle 关系数据库。服务器层由多个模块组成,其中包括试验数据管理应用服务器,系统流程应用服务器,另外还包含数据管理系统的集成接口。客户端提供与用户交互的可视化工具和操作界面。其中系统管理工具,流程设计工具和数据导入工具采用 C /S架构的 Windows 客户端,数据查询和后置处理界面采用 B /S 架构的 Web 客户端。

3. 2 功能模块的实现

TDM 系统要实现各种功能,首先要对试验的流程进行梳理和优化,对优化后的流程进行电子化管理。

该系统要求以试验流程为主线,把试验部门从接到试验任务开始,到产生试验报告的全过程数据管理起来。

数据库中信息包括产品从试验项目建立到完成全过程的技术档案( 如试验大纲、测试大纲、技术协调单、标定报告、试验报告等) 、试验资源( 如仪器设备、传感器、操作人员、依据标准等) 、试验对象( 试验样品信息) 、试验数据( 测试配置数据、测试原始数据、处理过程数据和分析结果数据等) 、试验日志和试验现场记录、试验辅助信息( 试验状态照片、试验过程录像) 、试验评估数据等,这些数据和信息可以根据具体的试验项目相互关联。

TDM 系统逻辑结构实现可大体分为基础平台软件和应用系统两大部分。基础软件一般采用. Net 为平台,系统内的接口通过 Web Service 方式实现。该系统为后台管理系统,要求经过身份验证才可以操作其功能,因此首先设计的是用户登录,验证通过后,辨别其不同的身份以及使用权限可以使用不同的功能模块。系统分项目管理、流程管理、资源管理、数据管理、分析处理、知识中心、值班管理、系统管理、实时监控等功能模块。这些功能模块下又有众多的功能子模块,确保实现以试验流程为主线的试验全过程数据管理的目标。通过试验流程的流转把试验项目中涉及到的各个环节的数据衔接起来,从而实现试验流程优化和智能管理。

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结束语

TDM 可以高效地整合各类试验资源,实现对试验计划、试验任务、试验资源、综合信息和试验数据的集中管理、有效共享,确保实验数据的完整性和安全性,提高试验数据的利用率,形成能够真正积累研发经验的工作环境。

同时,TDM 可以有机地把试验业务和设计业务联系起来,可以和 OA、PDM 等系统实现资源共享。通过试验数据分析,能有效地提高试验数据质量,用户可以得到更多有价值的经验,提高研发和试验管理水平。

北京天健通泰科技有限公司成立于2010年10月份,一直致力于为制造业尤其是军工企业,专业提供试验、检验检测业务信息化产品及解决方案,知识信息化总线产品及解决方案。公司拥有包括神鹰®试验业务综合管理平台系统、神鹰®试验数据管理系统(TDM)、神鹰®实验室信息管理系统(LIMS),和知汇™智能知识管理系统。

神鹰® TDM 是由天健通泰科技自主研发,在军工及制造业多年成功案例的累积下不断完善的成熟产品,神鹰® TDM 为用户提供业务流程管理;试验过程监控;数据采集、分析、挖掘试验资源、知识、标准管理并提供与其他信息系统接口集成。采用神鹰®TDM能够提高试验数据利用率、积累试验相关知识与经验、全面提升试验数字化管理水平。目前公司的研发平台已经升级到6.0版本,并持续迭代升级中,围绕丰富的技术组件的沉淀,可以快速,稳定的交付企业信息化类管理系统及信息化集成项目。

(转自:正向设计研发港)

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