民機材料工藝知識庫系統(tǒng)構建的研究

1、民機材料工藝知識庫系統(tǒng)構建的研究摘 要：針對中國民用飛機設計工作中材料和工藝的 選用過程，提出用信息化的方法將材料工藝知識結構化，建 立知識庫系統(tǒng)以輔助選用決策。研究了提取民機材料和工藝 知識的方法和思想，關鍵數(shù)據(jù)庫結構的設計和系統(tǒng)的開發(fā)框 架與總體功能。 采用 Java-web 技術開發(fā)了民機材料工藝知識 庫系統(tǒng)，幫助提高設計員工作效率。關鍵詞：民用飛機 材料工藝 知識庫 信息化 中圖分類號： v262 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-098X （2017）03（a）-0008-02飛機結構設計是復雜程度高且知識密集型的活動。其中， 材料和工藝的選擇是設計的重要組成部分 1 。民用飛

2、機的材 料和工藝是個龐大且復雜的體系，正確且快速地選用對設計 員的知識和經驗要求很高，隨著生產速率加快，在超差處置 中保證材料、工藝的快速、正確、合理選用顯得至關重要。隨著信息化技術和知識工程技術在國內航空企業(yè)中的 普及，越來越多企業(yè)開始研究或已經落實利用知識工程技術 輔助工程工作的方法。將知識庫的思想和信息化的方法應用 到民機材料工藝的選取過程中，將材料的分類、性能、工藝 的特點、選用的準則和規(guī)定，以及設計經驗，經過關聯(lián)、聚 合、組織和結構化后表示成知識并存儲在數(shù)據(jù)庫中，形成工 程知識庫。從而輔助設計人員進行材料工藝快速、準確地選 用，進而大大提高設計效率和設計質量。1 知識庫的結構形式1.

3、1 知識的獲取與組織 民機材料工藝知識來源于飛機結構設計過程中設計員 需要參考的所有航空材料通用標準、材料規(guī)范、公司內部選 用目錄和設計準 ?t 、飛機設計手冊、已有的工藝規(guī)范，以及 設計員的經驗和專家的建議 2 。不同類別材料需關注的關鍵 信息不同，在整理這些信息時，需依靠扎實的設計經驗來確 定關鍵信息， 以達到信息結構化的目的。 關鍵信息應能全面、 準確地表達出材料的性能。表 1 總結了民機常用材料信息結 構化的關鍵信息。1.2 數(shù)據(jù)庫設計使用開源且功能強大的 MySql 關系數(shù)據(jù)庫存儲知識。設 計結構合理的數(shù)據(jù)表是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要前提。對于民機 材料工藝數(shù)據(jù)庫，要收錄的材料信息涉及面廣

4、、結構多樣， 所以數(shù)據(jù)表的設計就要考慮靈活性和易擴展性。采用動態(tài)擴建表字段的思想設計存儲材料和工藝的數(shù) 據(jù)表結構，核心表結構及關系如圖 1 所示。設計 material_type 表存儲材料或工藝的分類， 并使用 father_id 實現(xiàn)父子繼承關 系。設計 property 表存儲某材料或工藝分類的結構化字段名 稱，即表 1 所述的“關鍵信息” 名稱，用外鍵關聯(lián) material_type 表。 material 表存儲具體材料或工藝的名稱，使用 material_type_id 標識材料或工藝歸屬的分類。 除了存儲材料 工藝名稱，還需存儲其所屬分類指定的關鍵信息字段設計 item 表。 i

5、tem 表以 property_id 和 material_id 做外鍵，分別 關聯(lián)其所屬的 property 和 material ，其 value 字段的值表示某 材料或工藝的關鍵信息字段的值。2 系統(tǒng)總體設計2.1 系統(tǒng)的軟件框架設計 民機材料工藝知識庫系統(tǒng)的框架結構如圖 2 所示。系統(tǒng) 采用 B/S 網絡結構模式， 即瀏覽器 /服務器模式， 以適應企業(yè) 信息化的要求。 開發(fā)技術采用當前主流的 Jave-Web 開發(fā)框架 J2EE使用如圖2所示的高性能、高安全、易擴展且成熟度 高的開源技術搭建 MVC 結構的軟件框架。2.2 系統(tǒng)的核心功能模塊設計 如圖 2 所示，系統(tǒng)主要有兩個功能模塊

6、，即知識庫維護 模塊和知識庫應用模塊。知識庫的維護主要依賴知識創(chuàng)建與 升級兩項功能。結構化的數(shù)據(jù)以字段的形式存儲進數(shù)據(jù)庫中， 而文件則以文件編號和存儲路徑為關鍵字段存儲進數(shù)據(jù)庫。 為管理文件需提供文件上傳功能。為實現(xiàn)知識的升級，需為 知識定義版次，提供版次管理功能。知識庫的應用是系統(tǒng)的核心功能。知識庫應用模塊主要 提供知識檢索和知識評價功能。知識檢索是知識庫價值發(fā)揮 的通道，通過關鍵詞檢索和全文檢索兩個途徑將知識快速查 找出來，以相關度高低為序展現(xiàn)給用戶。知識評價是用戶對 檢索出來的知識通過打星的方式進行評價，打星越多，說明 知識價值越高，系統(tǒng)為該條知識標注的“價值度”越高。知 識庫管理人員分

7、析“價值度”高的知識，可得到用戶關注的 知識分布，進而改進知識庫的內容和組織。3 系統(tǒng)的實現(xiàn)基于以上研究與設計， 采用 Java-web 技術開發(fā)出 “材料 工藝知識庫系統(tǒng)” 。系統(tǒng)從模塊上分為首頁和選用建議、案 例庫、視頻庫三個板塊，不同模塊面向不同的業(yè)務和知識類 型?！斑x用建議”模塊提供民機常用材料的種類和性質、工 藝的選用準則和結構設計的規(guī)定等知識。 “案例庫”模塊提 供典型結構的材料與工藝選用案例，為用戶提供經驗參考。 視頻庫模塊提供常用工藝的視頻講解，方便用戶對工藝的了 解。系統(tǒng)提供模塊內的關鍵詞檢索和知識庫范圍內的全文檢 索，支持用戶從結構化數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)中檢索知識。4 結語 民機材料工藝知識庫系統(tǒng)面向民機結構設計過程中的 材料與工藝選用，使用信息化的理論和方法，將分散的知識 聚集并結構化，將典型案例經驗化，為民機設計員提供了得 力的選用決策輔助平臺，提高了設計員的工作效率，為公司建立了寶貴