復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計

復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計

復(fù)合材料具有比強度、比剛度高和耐高溫、耐疲憊、性能可設(shè)計、工藝性好等很多優(yōu)異特性，在飛機上應(yīng)用復(fù)合材料構(gòu)件，質(zhì)量比應(yīng)用金屬零件可減輕25%~30%，還可以削減零部件數(shù)量，降低裝配難度，縮短制造周期[1]。復(fù)合材料構(gòu)件制造和裝配有其自身特點，航空制造企業(yè)為此投入大量精力和財力，在總結(jié)工藝、制造方法和過程的根底上，制訂了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)，同時，工藝人員在長期的生產(chǎn)實踐中，積存了豐富的閱歷和數(shù)據(jù)，這些學(xué)問是企業(yè)的珍貴財寶，將其進(jìn)展整理、歸納，形成工藝設(shè)計學(xué)問庫，將有助于提升新的工藝設(shè)計人員的水平，提高工藝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)性和效率。目前國內(nèi)外學(xué)者在復(fù)合材料構(gòu)件的相關(guān)學(xué)問庫討論中做了許多工作。文獻(xiàn)[2]討論了復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計學(xué)問庫，主要包括典型構(gòu)件設(shè)計規(guī)章庫和設(shè)計實例庫；文獻(xiàn)[3]討論開發(fā)了一個基于C/S的復(fù)合材料構(gòu)件工裝設(shè)計學(xué)問庫系統(tǒng)。文獻(xiàn)[4]以工藝實例作為根本信息單元，涵蓋大量的成型工藝、工裝模具等數(shù)據(jù)信息，具有學(xué)問維護(hù)、學(xué)問匹配和學(xué)問修正等功能。對于B/S架構(gòu)的系統(tǒng)而言，開發(fā)、維護(hù)等幾乎全部工作也都集中在效勞器端，減輕了用戶系統(tǒng)維護(hù)與升級的本錢[5]。本文討論復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計學(xué)問庫構(gòu)建技術(shù)，利用Oracle作為后臺數(shù)據(jù)庫，基于PHP平臺開發(fā)了B/S架構(gòu)的復(fù)合材料構(gòu)件工藝學(xué)問庫系統(tǒng)，可為采納復(fù)合材料制造工藝閱歷和實例等供應(yīng)一個數(shù)字化的平臺。

一、復(fù)合材料構(gòu)件工藝學(xué)問庫系統(tǒng)構(gòu)造

本系統(tǒng)采納B/S的3層掃瞄器/效勞器構(gòu)造，即由表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務(wù)規(guī)律層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL）3局部組成。其中表現(xiàn)層位于最外層，主要用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，為用戶供應(yīng)一種交互式操作的界面。業(yè)務(wù)規(guī)律層處于數(shù)據(jù)訪問層與表現(xiàn)層中間，其功能主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的訪問，可以訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、二進(jìn)制文件、文本文檔或是XML文檔。學(xué)問框架由學(xué)問類別和學(xué)問條目組成。學(xué)問類別存儲在學(xué)問類別庫，學(xué)問條目依據(jù)內(nèi)容的不同包含在標(biāo)準(zhǔn)庫、制造工藝庫、制造資源庫中。其中，標(biāo)準(zhǔn)庫包括復(fù)合材料工藝設(shè)計過程中需要參考的各種標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，如復(fù)合材料預(yù)浸料制備標(biāo)準(zhǔn)、成型工藝標(biāo)準(zhǔn)、制孔標(biāo)準(zhǔn)、連接標(biāo)準(zhǔn)等；制造工藝學(xué)問庫包括相關(guān)工藝實例的特點、適用范圍、技術(shù)參數(shù)、方法與過程等；制造資源庫包括復(fù)合材料構(gòu)件成型、檢測、裝配、運輸?shù)冗^程所用的裝備、工具。為了削減數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)庫訪問速度，對學(xué)問條目做索引存放到學(xué)問條目索引庫。因此，依據(jù)學(xué)問框架將復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計數(shù)據(jù)庫分為學(xué)問類別庫、學(xué)問條目索引庫、標(biāo)準(zhǔn)庫、制造工藝庫和制造資源庫。用戶可以依據(jù)詳細(xì)的需要向上述數(shù)據(jù)庫添加、修改、刪除學(xué)問類別和學(xué)問條目。

二、復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

1學(xué)問類別庫和學(xué)問條目索引庫的構(gòu)建學(xué)問類別庫的構(gòu)造為樹狀構(gòu)造，學(xué)問類別庫主要解決樹狀構(gòu)造的無限分類問題。由于學(xué)問類別庫的樹狀層次中內(nèi)容眾多，用戶也可以依據(jù)需要向?qū)W問類別庫添加學(xué)問類別，本文僅以機械連接工藝為例，說明樹狀層次構(gòu)造以及學(xué)問類別庫中標(biāo)記、編號等字段的意義。學(xué)問類別庫的層次構(gòu)造如圖1所示。為了削減數(shù)據(jù)存儲冗余和快速精確地描述學(xué)問類別庫的層次關(guān)系，設(shè)計了標(biāo)記和編碼2個字段?！皹?biāo)記”代表的意義為該學(xué)問類別的標(biāo)識，其值在學(xué)問類別庫中具有唯一性。例如，學(xué)問類別“連接工藝”的標(biāo)記為“1001”?！熬幋a”代表的意義為若當(dāng)前學(xué)問類別在某個其他學(xué)問類別下，則編碼的數(shù)值為父節(jié)點的編碼合并上本節(jié)點的標(biāo)記的排序值，若當(dāng)前學(xué)問類別沒在其他任何學(xué)問類別下，則標(biāo)記和編碼一樣。例：“鉚接工藝”編碼為父節(jié)點編碼“000210012023”加上本節(jié)點標(biāo)記“3001”，因此“鉚接工藝”編碼為“0002100120233001”；“制造工藝庫”無父節(jié)點，其編碼與標(biāo)記一樣，為“0002”。若根據(jù)字符串排序由小到大規(guī)章，“0002100120233001”肯定排列在“0002100120233002”之前，即“鉚接工藝”排列在“螺栓連接工藝”之前。這樣可以直接通過對編碼的排序來表示學(xué)問類別之間的層次構(gòu)造。學(xué)問條目索引庫是為連接學(xué)問類別庫與標(biāo)準(zhǔn)庫、制造工藝庫和制造資源庫而建立的。它在整個學(xué)問庫中有承上啟下的關(guān)鍵作用，其構(gòu)造如表1所示。表1中“名稱”代表的意義為索引的學(xué)問條目的名稱“；標(biāo)記”字段的值與該學(xué)問條目所屬的學(xué)問類別在學(xué)問類別庫中標(biāo)記字段的值一樣，通過它，使學(xué)問類別庫與學(xué)問條目索引庫建立聯(lián)系“；索引號”中前2位代表的意義為要索引的庫的類型（標(biāo)準(zhǔn)庫01、制造工藝庫02、制造資源庫03），后5位與要索引的庫下該學(xué)問條目的索引號字段的值一樣，通過它，使學(xué)問條目索引庫與要索引的庫建立聯(lián)系，7位索引號在學(xué)問條目索引庫中具有唯一性。系統(tǒng)通過標(biāo)記和索引號兩個字段實現(xiàn)學(xué)問條目索引庫承上啟下的作用。

2標(biāo)準(zhǔn)庫、制造工藝庫和制造資源庫的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)庫包括復(fù)合材料工藝設(shè)計過程中需要參考的各種標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，其構(gòu)造如表2所示。表2中“索引號”代表的意義為學(xué)問條目在學(xué)問條目索引庫中索引號的后5位，其值在標(biāo)準(zhǔn)庫中具有唯一性?！皹?biāo)預(yù)備注”代表的意義為存儲該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，例如索引號01012的一般鉚接中的標(biāo)預(yù)備注應(yīng)含有“本局部適用于半圓頭、平錐頭、沉頭、1200沉頭、大扁圓頭的一般鉚釘和高溫合金鉚釘?shù)你T接”?！皹?biāo)準(zhǔn)內(nèi)容”代表的意義為上傳PDF等格式的文件。制造工藝庫包括相關(guān)的工藝特點、適用范圍、技術(shù)參數(shù)、工藝過程等，以熱壓罐成型工藝為例，其構(gòu)造如表3所示（其中“索引號”代表的意義與標(biāo)準(zhǔn)庫索引號類似）。制造資源庫包括復(fù)合材料構(gòu)件成型、檢測、裝配、運輸?shù)冗^程所用的裝備、工具，其構(gòu)造如表4所示（其中“索引號”代表的意義與標(biāo)準(zhǔn)庫索引號類似）。

三、功能設(shè)計

本系統(tǒng)的設(shè)計主要采納PHP、XML、Java、Ajax、Oracle、Eclipse技術(shù)和工具，應(yīng)用軟件工程技術(shù)和方法，經(jīng)過需求分析、總體設(shè)計、文檔和代碼的編制、模塊測試和系統(tǒng)實現(xiàn)幾個階段，最終完成基于B/S架構(gòu)的復(fù)合材料構(gòu)件工藝設(shè)計學(xué)問庫開發(fā)，主界面如圖2所示。系統(tǒng)功能模塊的構(gòu)造包括學(xué)問治理模塊、學(xué)問索引及搜尋模塊、學(xué)問顯示模塊、系統(tǒng)用戶治理模塊、數(shù)據(jù)庫連接模塊、學(xué)問輸出模塊和相關(guān)應(yīng)用模塊等，如圖3所示。（1）學(xué)問治理模塊。學(xué)問治理模塊主要實現(xiàn)學(xué)問類別和學(xué)問條目的添加、刪除、修改、調(diào)序等操作，這些操作是利用屏幕表單窗口，通過人機對話方式完成。在添加或修改操作時必需選擇學(xué)問類別，在此根底上選擇添加或修改學(xué)問條目，并輸入相應(yīng)詳細(xì)學(xué)問，存入數(shù)據(jù)庫。在修改操作時也必需選擇學(xué)問類別，在此根底上選擇要刪除學(xué)問條目，使其從數(shù)據(jù)庫中刪除。調(diào)位操作是在某一類別下完成，可以對此類別下的學(xué)問條目位置進(jìn)展調(diào)序。學(xué)問治理模塊界面如圖4所示。（2）學(xué)問搜尋模塊。學(xué)問庫中包含的學(xué)問種類多，且工藝設(shè)計人員對本系統(tǒng)學(xué)問框架不肯定很熟識。因此，本系統(tǒng)供應(yīng)4種學(xué)問搜尋方式：關(guān)鍵字搜尋、用戶名搜尋、添加日期搜尋及上述3種方式的混合搜尋。學(xué)問搜尋模塊界面如圖5所示。（3）學(xué)問索引模塊。依據(jù)學(xué)問的內(nèi)容不同，學(xué)問庫中的學(xué)問需要分許多類別。一個類別中可能包含許多學(xué)問條目，對于學(xué)問條目而言，里面包含的內(nèi)容許多。如學(xué)問名稱、學(xué)問備注、相關(guān)圖片、相關(guān)PDF、相關(guān)工程圖、相關(guān)3DXML、相關(guān)壓縮文件等。假如對某一類別的學(xué)問進(jìn)展查找時，顯示其下全部學(xué)問條目的完全內(nèi)容是不行能的，因此學(xué)問庫系統(tǒng)必需對各類學(xué)問進(jìn)展分別索引。學(xué)問索引模塊界面如圖6所示。（4）學(xué)問顯示模塊。學(xué)問顯示旨在將多種不同類別的學(xué)問條目在系統(tǒng)中集成展現(xiàn)。本系統(tǒng)以圖文并貌的形式來顯示學(xué)問條目，包括文字說明、文檔（*.pdf）、圖片（*.bmp）、工程圖（*.dwg）、3D圖（*.3dxml）、壓縮文件（*.rar）等。學(xué)問顯示模塊界面如圖7所示。（5）系統(tǒng)用戶治理模塊。用戶依據(jù)權(quán)限分為系統(tǒng)治理員、高級用戶和一般用戶。系統(tǒng)治理員可以創(chuàng)立高級用戶或一般用戶、復(fù)位用戶密碼、刪除高級用戶或一般用戶，也可以修改自身的密碼。功能限定：一般用戶無權(quán)限對工藝設(shè)計學(xué)問條目和學(xué)問類別進(jìn)展增加、修改、刪除；系統(tǒng)治理員和高級用戶擁有對學(xué)問條目和學(xué)問類別操作的全部的權(quán)限。（6）學(xué)問輸出模塊。學(xué)問庫中的一些學(xué)問可能需要導(dǎo)出到本地系統(tǒng)，便利用戶其他用途，本模塊就是基于此需求設(shè)計的。學(xué)問輸出模塊對詳細(xì)學(xué)問條目進(jìn)展輸出，包括對PDF輸出、DWG輸出、3DXML輸出等，以