徐 瑞， 張 超

（中航工業(yè)西安航空計算技術研究所 ，西安 710119）

當前，航空電子企業(yè)面臨產(chǎn)品型號研制需求任務大，樣品試驗種類、批次增多，試驗流程質(zhì)量控制要求嚴格、試驗測試設備多樣、試驗數(shù)據(jù)格式眾多、分析處理要求靈活、保密要求嚴格等業(yè)務需求?？焖僭黾拥难邪l(fā)任務給試驗管理帶來很大挑戰(zhàn)。試驗部門采用傳統(tǒng)的試驗手段和數(shù)據(jù)管理方式，已無法滿足現(xiàn)行業(yè)務要求[1]。大量產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)、環(huán)境采集數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一存儲起來，即便部分數(shù)據(jù)保留了，但是由于缺少試驗工況等相關過程信息，導致數(shù)據(jù)的共享性、準確性和安全性較差，很難有效地應用到實際的產(chǎn)品設計和定型上。同時，企業(yè)以往一直靠人工完成的試驗計劃、調(diào)度，試驗實施、試驗數(shù)據(jù)的匯總、人員的工時統(tǒng)計以及各種信息的搜集統(tǒng)計等工作，需耗費大量的人力和時間，在試驗過程中，也容易產(chǎn)生試驗設備使用沖突、試驗延誤、數(shù)據(jù)分析準確性不夠等情況。

隨著信息技術的發(fā)展，在試驗領域構建TDM系統(tǒng)，改變目前的試驗技術手段和管理方式已勢在必行。依靠數(shù)字化試驗技術手段和信息系統(tǒng)管理方式可以提高企業(yè)綜合試驗業(yè)務的管控能力，從而科學調(diào)度試驗計劃，提高試驗效率，積累試驗知識，挖掘試驗數(shù)據(jù)價值，最終建立一套適應當前研制工作需求的試驗管理機制。

1 系統(tǒng)概念及作用

試驗管理系統(tǒng)將與試驗業(yè)務相關的各項數(shù)據(jù)進行結構化的管理，使參與到試驗業(yè)務中的各個部門，能夠基于試驗管理系統(tǒng)進行有效的協(xié)同辦公操作。同時，使試驗委托申請、任務建立、設備調(diào)度、流程規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集和管理、資源管理、試驗表單管理、報告生成與模板管理、信息統(tǒng)計等與試驗業(yè)務有關的各項管理工作有機結合成為一個整體，同時這些信息可以供其他部門和管理者進行查詢、訪問，從而提高試驗業(yè)務的管理水平與試驗效率，降低產(chǎn)品研發(fā)風險。

具體建設目標包括：

（1）建立統(tǒng)一的試驗數(shù)據(jù)存儲平臺，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的集中存儲和共享利用。

完成試驗數(shù)據(jù)庫的搭建，根據(jù)不同試驗來源按產(chǎn)品型號→研制階段→試驗分類→試驗類型→時間→試驗編號等分類方式對試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行科學管理，使用戶可以在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上進行各種數(shù)據(jù)操作，減少試驗數(shù)據(jù)的出錯率，提高試驗數(shù)據(jù)的利用效率，同時提供對試驗數(shù)據(jù)的全方位保護。

（2）建立統(tǒng)一的試驗任務規(guī)劃平臺，實現(xiàn)試驗業(yè)務的高效協(xié)同。

通過試驗項目管理功能建立高效的試驗項目管理協(xié)同機制，使得業(yè)務部門從研制、工藝和生產(chǎn)整個產(chǎn)品生命周期管理入手制訂試驗計劃，下發(fā)試驗任務，實現(xiàn)試驗項目規(guī)劃、資源選擇、試驗人員規(guī)劃以及相應的數(shù)據(jù)準備工作，并可以通過系統(tǒng)集成，接收來自BPM（Business Process Management）業(yè)務流程管理系統(tǒng)及單位其他的相關試驗任務和試驗大綱，完成試驗各階段試驗項目信息和試驗數(shù)據(jù)的收集和匯總，使試驗規(guī)劃合理、試驗過程受控，最終提高試驗的整體質(zhì)量，從而合理安排試驗計劃，實現(xiàn)試驗業(yè)務的協(xié)同高效管理。

（3）建立靈活的試驗流程管理平臺，實現(xiàn)試驗業(yè)務過程規(guī)范化管理。

建立規(guī)范化的試驗業(yè)務流程管理及監(jiān)控體系，各部門在統(tǒng)一的業(yè)務環(huán)境下進行工作。系統(tǒng)業(yè)務設計過程中按照相關實驗室標準，結合實踐經(jīng)驗，對用戶試驗業(yè)務流程進行優(yōu)化和再造，完善試驗部門試驗業(yè)務規(guī)范體系的建設，科學調(diào)度試驗計劃、監(jiān)控試驗流程和自動收集試驗數(shù)據(jù)，減少人工干預，提高試驗工作效率。

（4）建立完善的試驗資源管理平臺，實現(xiàn)試驗資源的合理應用。

提供企業(yè)各項試驗資源的管理功能，有效管理各類試驗設備、試驗樣品、計量設備、試驗環(huán)境等試驗資源。可在線瀏覽試驗資源狀態(tài)或庫存量、試驗設備校驗與使用情況等，提高試驗資源管理水平。在試驗規(guī)劃過程中合理分配引用試驗資源，包括參試設備、受試設備、試驗人員等，并且提供試驗資源預約查詢，科學規(guī)劃試驗設備，并且可根據(jù)試驗資源情況安排外包試驗。

（5）建立方便實用的試驗數(shù)據(jù)處理對比分析平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析挖掘。

提供數(shù)據(jù)分析處理工具及數(shù)據(jù)查詢檢索工具，實現(xiàn)對相關試驗數(shù)據(jù)的檢索和關聯(lián)查看。實現(xiàn)不同項目下的試驗數(shù)據(jù)橫向、縱向的對比分析。同時提供常用的數(shù)據(jù)分析處理功能，方便技術人員完成相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，并可以把統(tǒng)計結果導出作為試驗報告素材，為型號改進提供依據(jù)。

（6）提供測試設備及測控軟件接入接口能力，提高試驗數(shù)據(jù)的自動化管理水平。

通過建立試驗綜合測控網(wǎng)絡，改變以往傳統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)導入和存儲方式，提高數(shù)據(jù)的自動化管理水平。通過開發(fā)試驗管理系統(tǒng)與測試設備數(shù)據(jù)采集軟件之間的交互接口，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的自動傳輸和存儲，并且實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的遠程展示。同時，提供完善的數(shù)據(jù)導入導出工具，實現(xiàn)試驗過程中數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲，保證入庫試驗數(shù)據(jù)的有效性和試驗過程的可追溯性，方便試驗人員和設計人員的共享和使用。

（7）提供良好的協(xié)同機制，建設新一代研發(fā)體系。

通過進一步實現(xiàn)試驗管理系統(tǒng)與OA、BPM系統(tǒng)的集成，完成系統(tǒng)間信息共享和流程協(xié)同，建立多應用系統(tǒng)間的協(xié)同環(huán)境，提升設計人員、試驗人員、科研任務管理人員的工作效率，實現(xiàn)整個產(chǎn)品研制階段的業(yè)務協(xié)同和研發(fā)流程的信息共享。

試驗管理系統(tǒng)的實施，是要在企業(yè)建立起高效的試驗業(yè)務管理環(huán)境，實現(xiàn)對試驗全過程的掌控和試驗數(shù)據(jù)的自動收集和綜合管理，完成對產(chǎn)品設計工作強有力的支持，從而促進企業(yè)的型號研制工作。

圖1 試驗管理系統(tǒng)設計總體模型Fig.1 Overall model of test data management

2 系統(tǒng)平臺技術方案

試驗管理系統(tǒng)面向企業(yè)各個業(yè)務板塊，為多部門、多專業(yè)協(xié)同配合進行試驗任務的規(guī)劃和實施提供有力支持，為企業(yè)管理層管控試驗業(yè)務提供報表、決策依據(jù)，為企業(yè)積累試驗知識[2]，其業(yè)務設計總體模型如圖1所示。

圖2 試驗管理系統(tǒng)內(nèi)部邏輯結構圖Fig.2 Internal logic structure diagram of test data management

圖3 試驗管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖Fig.3 Network topology of test data management

2.1 系統(tǒng)架構

試驗管理系統(tǒng)采用B/S多層架構來搭建，即環(huán)境層、數(shù)據(jù)層、功能層、門戶層，并且4層架構之間是分離的，每層是一種松耦合結構，層與層之間的依賴是向下的，底層對于上層而言是“透明”的，改變上層的設計對于其調(diào)用的底層而言沒有任何影響。在試驗管理系統(tǒng)分層設計時，遵循了面向接口設計的思想，這種向下的依賴也是一種弱依賴關系。因而，在不改變接口定義的前提下，管理系統(tǒng)的分層式架構是一個支持可抽取、可替換的“抽屜”式架構[3-4]（圖2）。

（1） 環(huán)境層：即基礎環(huán)境和工具，包括網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫，以及各類試驗資源。

（2）數(shù)據(jù)層：即試驗數(shù)據(jù)中心和相關數(shù)據(jù)接口，采用工程數(shù)據(jù)庫方式，集中存儲試驗信息，并對外提供標準的數(shù)據(jù)訪問接口。

（3）功能層：即試驗業(yè)務平臺的核心功能模塊，包括試驗業(yè)務功能和日常管理功能，數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)遷移的接口功能，以及各種工具模塊；

（4）門戶層：即面向最終用戶的使用界面，其中的個性化入口可以為不同用戶提供專門的功能應用界面。

2.2 網(wǎng)路拓撲圖

系統(tǒng)采用分布式的部署結構，辦公網(wǎng)分別部署WEB+數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)存儲；WEB+數(shù)據(jù)庫服務器提供WEB服務和數(shù)據(jù)庫服務，數(shù)據(jù)存儲用于提供文件存儲服務。

由于辦公區(qū)和實驗室是兩個獨立的網(wǎng)絡環(huán)境，所以需要在辦公區(qū)和實驗室部署TDM系統(tǒng)不同的模塊。

辦公網(wǎng)部署試驗項目管理、數(shù)據(jù)管理、試驗數(shù)據(jù)分析處理、資源管理、流程管理、試驗報告管理、試驗知識管理、系統(tǒng)管理等模塊用于試驗工作過程和數(shù)據(jù)的管理、試驗數(shù)據(jù)的分析處理。

試驗網(wǎng)部署綜合測控管理模塊主要用于試驗系統(tǒng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)的采集和顯示，綜合測控管理模塊通過直采或者轉采的方式進行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)存儲到試驗網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫服務器中，待試驗完成后將試驗數(shù)據(jù)先導入到辦公網(wǎng)絡中，在辦公網(wǎng)絡中再導入到TDM系統(tǒng)中進行集中管理；網(wǎng)絡拓撲圖如圖3所示。

從試驗環(huán)境到辦公環(huán)境數(shù)據(jù)導入方式有兩種：

·光盤用于數(shù)據(jù)量不是特別大；

·U盤用于數(shù)據(jù)大于幾個G。

3 結論

本文設計研究了面向航空電子企業(yè)的TDM系統(tǒng)，系統(tǒng)通過建立高效的試驗任務管理協(xié)同機制，使得企業(yè)部門之間可以圍繞同一試驗任務，有條不紊地開展工作，確保試驗最終能夠順利完成，并且提高了數(shù)據(jù)利用率，方便試驗信息在管理、設計、仿真、試驗等部門之間的共享，從而為產(chǎn)品型號設計改進提供有利支撐。TDM系統(tǒng)按型號、研制階段、試驗類型等分類方式對數(shù)據(jù)進行管理，使每次試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分類保存，做到易存易查易用，通過將試驗業(yè)務與研發(fā)任務結合起來，為企業(yè)提升產(chǎn)品的研制水平提供了積極的促進作用。

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