淺析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用

1、淺析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應用    摘要:TDM系統(tǒng)可以幫助企業(yè)客戶搭建統(tǒng)一的試驗數(shù)據(jù)管理平臺,構(gòu)造完整規(guī)范的試驗業(yè)務系統(tǒng)。動態(tài)建庫、Web頁面自動生成、海量數(shù)據(jù)導入是TDM系統(tǒng)的關(guān)鍵功能。 關(guān)鍵詞:試驗數(shù)據(jù)管理;TDM;動態(tài)建庫;Web頁面自動生成;海量數(shù)據(jù)導入 1 背景 試驗是產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、直至維修保障過程中必不可少的重要技術(shù)手段,對于產(chǎn)品的性能、壽命、質(zhì)量以及成本方面都起著至關(guān)重要的作用。試驗技術(shù)和試驗管理水平的高低,是一個企業(yè)或科研單位核心競爭力的重要體現(xiàn)。 經(jīng)過多年的投資建設(shè),我國在高科技產(chǎn)品的試驗及測試設(shè)備條件上取得了明顯的改進,隨著近年來高

2、科技產(chǎn)品在性能上的要求不斷提高,科研生產(chǎn)任務日益繁重,與之對應的試驗任務的種類、數(shù)量和復雜程度也在不斷增加?，F(xiàn)有的試驗管理手段和技術(shù)手段,已經(jīng)明顯不能滿足需求。突出表現(xiàn)為試驗測試數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理之間的不匹配。 由于缺少先進適用的試驗數(shù)據(jù)管理手段,導致科研單位對試驗數(shù)據(jù)的維護和使用都非常困難,數(shù)據(jù)的完整性、一致性、安全性和可用性也難以保障,更無法進一步挖掘出埋藏在試驗數(shù)據(jù)當中的知識。試驗數(shù)據(jù)管理問題正在成為影響科研效率的新的瓶頸,嚴重制約了高科技產(chǎn)品的科研生產(chǎn)和創(chuàng)新發(fā)展。 在試驗數(shù)據(jù)管理方面的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面: (1)試驗數(shù)據(jù)分散獨立;(2)試驗信息缺乏完整性;(3)試驗缺乏標準化管理;

3、(4)試驗信息缺乏完整的管理體系;(5)試驗過程及試驗數(shù)據(jù)之間缺乏集成;(6)試驗數(shù)據(jù)的安全性缺乏整體部署;(7)數(shù)據(jù)利用率低;(8)試驗數(shù)據(jù)很難在設(shè)計、仿真部門利用。 在這種背景下,TDM系統(tǒng)應運而生。 TDM是Test Data Management的縮寫,其中文含義是試驗數(shù)據(jù)管理。作為產(chǎn)品生命周期管理(PLM)的重要組成部分,TDM系統(tǒng)通過建立企業(yè)內(nèi)部權(quán)威的試驗數(shù)據(jù)資源庫,把企業(yè)所有的試驗數(shù)據(jù)和所有與試驗相關(guān)的信息和業(yè)務流程進行統(tǒng)一管理,成為企業(yè)提高科研水平、縮短科研周期、降低科研經(jīng)費的源動力。 2 試驗數(shù)據(jù)管理面臨的挑戰(zhàn) 我們已經(jīng)認識到了試驗數(shù)據(jù)管理工作的重要性,但是真正開展試驗數(shù)據(jù)管

4、理工作卻不是一件容易的事情,我們面臨著許多困難和挑戰(zhàn)。 2.1 試驗易變性 試驗具有易變性特點。在試驗數(shù)據(jù)采集過程中,每次試驗的采集通道數(shù)目是變化的,每個通道采集的數(shù)據(jù)量也是變化的。另外,設(shè)備改造、試驗室擴展、試驗環(huán)境變化等因素會帶來試驗設(shè)備、試驗臺架、試驗儀器、數(shù)據(jù)種類等的變化。因此,傳統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是無法滿足這種數(shù)據(jù)的存儲需求的。 2.2 試驗數(shù)據(jù)量大 隨著科技的發(fā)展和試驗重要性的提升,試驗的時間越來越長,比如:飛機發(fā)動機連接件的疲勞試驗超過1年;試驗采集的通道數(shù)越來越多,有的模態(tài)試驗通道數(shù)高達10000個;試驗設(shè)備采集速度越來越快,對于微波試驗而言更有高達1Mbps的儀器設(shè)備;試驗過

5、程也越來越復雜。因此,試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈幾何數(shù)量級增長,這給試驗數(shù)據(jù)管理帶來了很大的難度。 2.3 試驗數(shù)據(jù)種類繁多 目前,在國際和國內(nèi)市場上試驗設(shè)備種類多樣,并且沒有國際統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式標準。在試驗單位存在大量不同的試驗設(shè)備的情況下,試驗采集的原始數(shù)據(jù)種類也是多種多樣的,試驗數(shù)據(jù)之間的格式差異很大,試驗數(shù)據(jù)管理并非易事。 3 試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)關(guān)鍵功能 為了滿足試驗數(shù)據(jù)管理的需求和解決各種各樣的問題,TDM系統(tǒng)需要具備很多功能,下面介紹其中幾個關(guān)鍵功能。 3.1 動態(tài)建庫 允許用戶任意定制自己所需的數(shù)據(jù)庫模型,包括數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)視圖、數(shù)據(jù)校驗規(guī)則和約束條件等內(nèi)容,滿足用戶多種需要,如:調(diào)整數(shù)據(jù)庫結(jié)

6、構(gòu)、組織和查找試驗數(shù)據(jù)、增加數(shù)據(jù)校驗的條件和規(guī)則等,適應用戶不斷變化的試驗業(yè)務需求。 3.2 海量數(shù)據(jù)導入 提供數(shù)據(jù)導入功能,從各種格式的海量試驗數(shù)據(jù)文件中快速提取目標數(shù)據(jù)并且導入數(shù)據(jù)庫中。由于試驗數(shù)據(jù)量很大,導入性能是一個關(guān)鍵指標,一般應該達到在3G/小時以上。 3.3 Web頁面自動生成 在數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計完成后,TDM系統(tǒng)會自動生成完整的Web門戶來供試驗人員訪問,提供數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除、查看、上傳、下載等常用操作。而且,在用戶根據(jù)業(yè)務變化而修改數(shù)據(jù)庫模型時,TDM系統(tǒng)可以自動調(diào)整Web門戶中的頁面內(nèi)容。這樣就免除了二次開發(fā)帶來的煩惱。無論試驗數(shù)據(jù)發(fā)生何種變化或者用戶產(chǎn)生何種應用需求,都

7、不會妨礙試驗數(shù)據(jù)管理工作的平穩(wěn)有序的進行。4 試驗數(shù)據(jù)管理業(yè)務應用 TDM系統(tǒng)可以幫助企業(yè)客戶搭建統(tǒng)一的試驗數(shù)據(jù)管理平臺,構(gòu)造完整規(guī)范的試驗業(yè)務系統(tǒng)。TDM系統(tǒng)可以實現(xiàn)的核心業(yè)務應用包括以下幾個方面。 4.1 試驗項目管理 提供完備的試驗項目規(guī)劃管理,包括試驗設(shè)計、試驗文件簽轉(zhuǎn)、試驗任務管理、試驗相關(guān)數(shù)據(jù)查詢、試驗任務統(tǒng)計和試驗資源配置等管理功能。 4.2 試驗流程管理 提供試驗流程定制、試驗流程執(zhí)行、試驗流程監(jiān)控、歷史試驗流程查詢和試驗相關(guān)數(shù)據(jù)查詢等功能,可以隨時定制所需的工作流程,如試驗準備工作流程、試驗文檔審批流程、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程等。 4.3 試驗標準管理 具有相關(guān)試驗標準(國標、國軍

8、標、行業(yè)標準及單位標準)的目錄清單及文件管理功能,在試驗過程中可以很方便地提取并查看相關(guān)標準文件,并可結(jié)合單位管理程序文件中確定的各種流程來進行流程設(shè)計。 4.4 試驗資源管理 管理與試驗相關(guān)的所有資源信息,主要包括試驗設(shè)備、試驗原料、試驗環(huán)境數(shù)據(jù)、試驗件信息、試驗設(shè)備及測試設(shè)備量值溯源信息、試驗人員信息、計量數(shù)據(jù)等。 4.5 試驗數(shù)據(jù)管理 管理試驗過程中采集到的所有數(shù)據(jù)以及手工錄入的所有數(shù)據(jù),包括原始測量試驗數(shù)據(jù)、過程測量數(shù)據(jù)、試驗結(jié)果數(shù)據(jù)、試驗分析數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)、多媒體試驗數(shù)據(jù)等。另外,試驗任務書、試驗大綱、試驗報告等文檔也是系統(tǒng)的管理目標。 4.6 數(shù)據(jù)模型管理 實現(xiàn)動態(tài)建庫,允許用戶動態(tài)建立及維護數(shù)據(jù)庫模型,并能夠靈活地定義數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,定義多級數(shù)據(jù)校驗條件和規(guī)則,并進行自動數(shù)據(jù)校驗。 4.7 數(shù)據(jù)處理分析 提供數(shù)據(jù)分析繪圖功能,能夠?qū)崿F(xiàn)各種常用的曲線圖、柱狀圖、餅圖、云圖、等高線圖等繪圖方法;提供原始數(shù)據(jù)回放、曲線裁剪、圖形縮放、數(shù)據(jù)截取、曲線求和等各種專業(yè)數(shù)據(jù)處理方法;提供算法集成功能,可以集成各種第三方算法和自己編制的算法;通過擴展機