產(chǎn)品試驗是研發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)部門重要的工作內(nèi)容，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)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)。試驗數(shù)據(jù)的處理、分析以及管理是其中非常重要的一環(huán)。
1 試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的需求
1.1 試驗數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與作用
試驗數(shù)據(jù)的產(chǎn)生來源于試驗過程中試驗件各類參數(shù)的測試，試驗件由于受到載荷、振動以及溫度變化的影響，其自身的應(yīng)變、位移、溫度分布、加速度等參數(shù)會產(chǎn)生變化，通過相應(yīng)設(shè)備對這些參數(shù)進(jìn)行測量與存儲，就產(chǎn)生了大量的試驗數(shù)據(jù)。
通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得到試驗件在試驗過程中不同階段的狀態(tài)，獲得試驗件各部位的狀態(tài)變化情況，為判別產(chǎn)品是否滿足設(shè)計及使用要求提供可靠的試驗依據(jù)，為產(chǎn)品的后續(xù)研發(fā)及制造改進(jìn)指明方向。
1.2 試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需求的產(chǎn)生
經(jīng)過多面的投資建設(shè)，我國在各類產(chǎn)品的試驗及測試設(shè)備條件上取得了長足的進(jìn)步，試驗數(shù)據(jù)呈現(xiàn)以下特點：
1.2.1 試驗數(shù)據(jù)量大
現(xiàn)在試驗類型越來越多，試驗的時間也越來越長，例如飛機(jī)部件的疲勞試驗超過2年；試驗采集的通道數(shù)越來越多，大型結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度及模態(tài)試驗的通道數(shù)都已經(jīng)超過1000個；試驗設(shè)備采集速度越來越多，瞬態(tài)試驗的采樣頻率已經(jīng)達(dá)到20M/S；試驗過程也越來越復(fù)雜，因此，試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鏈呈幾何數(shù)量級增長，大型的試驗的數(shù)據(jù)量需要以G計算。
1.2.2 試驗數(shù)據(jù)種類繁多
目前，在國際和國內(nèi)市場上產(chǎn)品試驗所采用的試驗設(shè)備種類多樣，并且沒有國際統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，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，增加了數(shù)據(jù)管理的難度。
現(xiàn)階段在試驗數(shù)據(jù)管理主要存在以下幾個方面問題：
(1)試驗數(shù)據(jù)分散獨立，試驗過程及試驗數(shù)據(jù)之間缺乏集成，試驗信息缺乏完整性。
(2)試驗缺乏標(biāo)準(zhǔn)化管理，缺乏完整的管理體系，試驗數(shù)據(jù)的安全性缺乏整體部署。
(3)試驗數(shù)據(jù)利用率低，試驗數(shù)據(jù)很難再設(shè)計、仿真部門使用。如果靠原始的，手T的方式對產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，這樣的過程會非常復(fù)雜、成本高、效率低下且極易產(chǎn)生錯誤，因此建立相應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，隨著現(xiàn)代企業(yè)的信息化程度越來越高，需將試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為整個企業(yè)信息化方案的重要組成部分，并同其他IT系統(tǒng)實現(xiàn)信息集成，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各種信息的無縫集成，避免形成信息孤島現(xiàn)象。
2 試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研發(fā)
2.1 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需滿足的目標(biāo)
數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是將技術(shù)數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化記錄的方式保存在數(shù)據(jù)庫中，才能夠有效利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所提供的各種高效的數(shù)據(jù)處理功能，充分發(fā)揮出技術(shù)數(shù)據(jù)的價值。然而，將各種類型的技術(shù)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行結(jié)構(gòu)化是一個非常復(fù)雜的過程，軟件設(shè)計上要考慮到很多因素，比如文件解析接口、數(shù)據(jù)有效性、數(shù)據(jù)兼容性、導(dǎo)入/導(dǎo)出過程控制等等。在易用性上也要周到的考慮，比如需要提供友好的可視化建模界面、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出接口、自動化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作等等，試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要滿足以下目標(biāo)：
(1)實用性：該系統(tǒng)能真正靈活地應(yīng)對實際使用中遇到的各種各樣復(fù)雜問題，不存在不必要的限制條件來制約系統(tǒng)的應(yīng)用范疇。使用操作簡單易學(xué)，容易被試驗人員所接受，操作界面簡單，降低對用戶的要求，使得用戶專注于數(shù)據(jù)本身而不是軟件的使用。
(2)可擴(kuò)展性：試驗人員通過使用圖形化的工具，能白行定義和修改其相關(guān)專業(yè)的業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)便能自動調(diào)整和適應(yīng)，而無需計算機(jī)軟件工程師的幫助。另外試驗系統(tǒng)中有多種試驗工具，相應(yīng)的有多種數(shù)據(jù)格式，并且不斷有新的工具和數(shù)據(jù)格式出現(xiàn)。因此要允許用戶白行開發(fā)某些數(shù)據(jù)接口，允許不同格式數(shù)據(jù)之間的快速鏈接與轉(zhuǎn)換。
(3)靈活性：應(yīng)能根據(jù)用戶的情況不同開發(fā)不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，要考慮到用戶在使用系統(tǒng)時的各種情況。
(4)安全性：滿足對數(shù)據(jù)安全保密要求極高的需求。提供周密和細(xì)致的數(shù)據(jù)權(quán)限控制機(jī)制，既能確保數(shù)據(jù)的安全，又不影響數(shù)據(jù)的共享。
2.2 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的模塊規(guī)劃
為實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需滿足的目標(biāo)，必須對系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行規(guī)劃與定義，系統(tǒng)應(yīng)包含以下模塊：
2.2.1 試驗項目管理：應(yīng)提供完備的試驗項目規(guī)劃管理，包括試驗任務(wù)管理、試驗任務(wù)統(tǒng)計和試驗資源配置等管理功能。
2.2.2 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、試驗環(huán)境記錄、試驗件信息、試驗設(shè)備及測試設(shè)備校準(zhǔn)計量數(shù)據(jù)、溯源信息、試驗人員信息。
2.2.3 試驗室管理：主要是管理實驗人員、規(guī)章制度、論文成果信息、運行考核制度進(jìn)行統(tǒng)一的管理。
2.2.4 試驗標(biāo)準(zhǔn)及體系管理：具有相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)）的目錄清單及文件管理，可方便的提取并查看相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件。
2.2.5 試驗流程管理：可以隨時定制所需的工作流程，如試驗文檔審批流程、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程等。包括試驗流程定制、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。
2.2.6 數(shù)據(jù)庫模型管理：能實現(xiàn)動態(tài)建庫，允許用戶動態(tài)建立及維護(hù)數(shù)據(jù)庫模型，并能夠靈活的定義數(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，能進(jìn)行自動數(shù)據(jù)校驗。
2.2.7 試驗數(shù)據(jù)管理：能夠通過協(xié)議獲取實時的試驗數(shù)據(jù)并入庫，或者自動獲取經(jīng)篩選或初步處理后的試驗數(shù)據(jù)并入庫。管理采集到的所有數(shù)據(jù)以及手工錄入的所有數(shù)據(jù)，包括原始試驗數(shù)據(jù)、過程數(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)和多媒體試驗數(shù)據(jù)等。
2.2.8 試驗數(shù)據(jù)分析處理管理：具有數(shù)據(jù)分析繪圖功能，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的在線繪圖，也能針對不同用戶提供合適的離線繪圖方法；具有算法集成功能，可以集成各種第三方算法和自己編制的算法；通過擴(kuò)展機(jī)制，可以不斷把所需的算法豐富到系統(tǒng)平臺中，滿足實際工作的需要；具有數(shù)據(jù)挖掘功能，可以從大量的試驗數(shù)據(jù)中抽取出潛在的有用信息、模式和趨勢，在歷史試驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗基礎(chǔ)上探索出新的經(jīng)驗規(guī)律，提高試驗設(shè)計能力。
2.2.9 系統(tǒng)管理：系統(tǒng)提供人員管理、角色管理、日志信息管理、權(quán)限管理、審核機(jī)制，以及數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)的備份的管理。
3 結(jié)束語
試驗數(shù)據(jù)的管理與分析貫穿于產(chǎn)品的整個生命周期，試驗數(shù)據(jù)對產(chǎn)品具有極大的支撐作用。試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理與分析，能更好的發(fā)揮試驗數(shù)據(jù)的作用，通過試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以將海量試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用有序信息，進(jìn)而從信息中提煉出更為寶貴的經(jīng)驗和知識，從而為科研生產(chǎn)提供指導(dǎo)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支持，提高研發(fā)水平、縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，創(chuàng)新發(fā)展目標(biāo)。
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本文標(biāo)題：試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的需求與組成
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