航天器原材料数据生成与分析系统的制作方法

本发明属于数据库管理技术领域，涉及航天器原材料数据生成与分析方案，更具体地，涉及一种航天器原材料数据生成与分析系统，用于对航天器原材料数据进行自动生成与分析。

背景技术：

原材料数据是航天器产品数据包和技术状态管理工作的重要组成部分。目前，在航天器的初样阶段及正样阶段，单机单位需填写单机产品的原材料选用清单及装机清单，分系统负责对单机单位填写的清单进行汇总，并上报总体单位，总体单位对全部单机产品的原材料清单进行统计和汇总，确认清单的填写内容，并对清单进行综合分析，整个清单的控制过程参与单位多，工作量极大。

由于目前原材料清单的编制形式为手工填写，没有航天器原材料选用目录信息数据库，只能依靠人工对原材料清单与选用目录进行比对，分系统首次提交给总体的原材料清单的差错率较高，缺乏可追溯性。此外，总体对清单的综合分析也是依靠人工对上万项的项目进行分析，不但效率低，而且差错较多。目前原材料清单的统计与分析方式不利于总体对技术状态的严格控制。

因此，急需一种方案，能够采用数据库管理方式，实现数据的统一管理和可追溯性，确保数据的受控、一致、实效与完整，实现航天器全寿命周期原材料的跟踪与控制，实现型号技术状态管理的信息化。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种航天器原材料数据生成与分析的方案，实现航天器原材料数据的自动生成与分析。

本发明提供了一种航天器原材料数据生成与分析系统，采用五层次体系结构，实现航天器原材料数据的自动生成、统计和分析，包括：表现层，利用不同表现形式，完成系统用户与系统间的人机交互；业务逻辑层，作为系统核心处理逻辑层，执行底层业务逻辑的处理和实现；数据服务层，负责提供与数据源交互的服务和数据的集成；接口协议层，负责材料清单数据的导入、生成和导出，并提供材料清单与数据库中的航天器原材料数据的交互协议；以及管理服务层，为业务逻辑层提供管理服务。

在本发明中，不同表现形式至少包括：图、文、表。表现层用于：利用不同表现形式，提供图、文、表并茂的用户交互界面，向系统用户展示相关数据，接收设计人员的输入数据，执行各种数据的导入与导出，从而完成系统用户与系统间的人机交互。

业务逻辑层至少包括：产品信息填写原则、材料清单填写规则、材料清单自动比对算法、目录外与代料材料清单自动识别算法、清单整合规则、数据导入导出、导入的有效性检验、数据统计算法、业务逻辑法则、数据逻辑和数据库事务。业务逻辑层用于：负责底层业务逻辑的处理和实现；借助数据逻辑和数据库事务，完成对数据对象的数据存储和查询处理；负责数据库事务以及权项和访问控制工作，其中，数据库事务用于维护业务数据和数据逻辑，从而完成对数据库的操作控制。

数据服务层用于：负责提供与数据源交互的服务和数据的集成；为业务逻辑层提供数据源；为整个系统提供数据存储空间；建立航天器的原材料信息数据库；以及实现原材料清单中数据的规范化和结构化。

具体地，航天器的原材料信息数据库至少包括：航天器金属材料选用数据库、航天器非金属材料选用数据库和软件使用说明数据库。

管理服务层提供的管理服务至少包括：用户管理、运行管理、业务管理、界面管理、接口管理、数据导入导出管理和数据库管理。

因此，本发明的航天器原材料数据自动生成与分析系统具有以下的有益效果：

1)建立了航天器原材料信息数据库，实现了原材料清单中数据的规范化和结构化；

2)实现从单机单位、分系统到总体等全部参与控制的单位在清单填写及控制过程中的标准化、系统化和一体化；

3)从源头控制了航天器各类产品原材料的选用，保证了原材料清单与材料选用目录的一致性；

4)实现了航天器全寿命周期原材料的跟踪与控制，实现了型号技术状态管理的信息化。

附图说明

图1是本发明的航天器原材料数据自动生成与分析系统的架构图；

图2是原材料选用目录数据库的示意图；

图3示出了产品信息填写界面；

图4示出了材料数据库初始化界面；

图5示出了按照“材料名称”进行搜索的界面；

图6示出了材料选项“逐级”初始化的界面；

图7是将所选材料选项导入列表的示意图；

图8示出了比对结果；

图9是导入填写好的材料清单的示意图；

图10是比对导入的材料清单的示意图；

图11是导出EXCEL表的示意图；

图12是目录外金属材料清单填写与导出模块的示意图；

图13是导入金属与非金属材料清单的示意图；

图14示出了整合金属与非金属材料清单；以及

图15是导出整合后的材料清单的示意图。

具体实施方式

应了解，本发明的航天器原材料数据生成与分析系统用于航天器原材料数据的自动生成与分析。考虑到系统应该具有良好的开放性、互操作性、与已有系统的集成性、以及必要的可扩展性，系统采用5层次的体系结构。如图1所示，航天器原材料数据生成与分析系统包括：表现层、业务逻辑层、数据服务层、接口与协议层和管理服务层。

(1)表现层

表现层主要目的在于利用不同的模式，提供图、文、表并茂的用户交互界面，向设计人员展示数据，接收设计人员的输入，执行数据导入、导出，完成设计人员与系统间的人机交互。

(2)业务逻辑层

业务逻辑层是本系统的核心处理逻辑层，主要包括：产品信息填写原则、材料清单填写规则、材料清单自动比对算法、目录外与代料材料清单自动识别算法、清单整合规则、数据导入导出以及导入的有效性检验、数据统计算法、业务逻辑、数据逻辑和数据库事务等。其中，业务逻辑层负责底层业务逻辑的处理和实现，借助数据逻辑和数据库事务完成对数据对象的数据存储和查询处理。同时，业务逻辑还负责数据库事务以及权限和访问控制工作，数据库事务还负责维护业务数据和数据逻辑，完成对数据库的操作控制。

(3)数据服务层

数据服务层负责提供与数据源交互的服务和数据的集成，为业务逻辑层提供数据源，为整个系统提供数据存储空间，包括：航天器金属材料选用数据库、航天器非金属材料选用数据库、软件使用说明书数据库。

(4)接口与协议层

接口协议层提供材料清单与航天器材料选用数据库数据的交互协议，负责材料清单数据EXCEL表的导入和导出。

(5)管理服务层

管理服务层为实现业务逻辑层的功能提供管理服务，主要包括：用户管理、运行管理、业务管理、界面管理、接口管理、数据导入导出管理和数据库管理。

下面结合附图2-图15及具体实施方式对本发明进行详细说明。

建立材料信息数据库

如图2所示，将航天器材料选用目录封装成电子数据库，设计师可按不同的维度对数据库进行搜索、查询、筛选。

产品信息填写模块

如图3所示，在“产品信息区域”，用户可填写或选择产品的基本信息，其中研制单位、仪器设备/部件名称、仪器设备/部件代号、文件编号需要用户输入，型号、舱段、分系统、研制阶段需要用户在下拉菜单下进行选择。用户选完型号后，软件会自动根据型号对舱段及分系统进行初始化。

材料选用目录数据库模块

如图4所示，点击“数据库初始化”按钮，便将《航天器材料选用目录》金属部分导入至该软件中，用户可在该《航天器材料选用目录》内进行单机产品材料清单的填写。同时，根据材料数据库内的材料名称，材料清单区域的“材料名称”初始化完毕，用户可在下拉菜单中进行选择。按钮(“导入列表”、“比对”、“全选”、“清零”、“填写目录外清单”、“导出EXCEL表”)变为可选状态。

此外，可在“材料数据库”区域按照材料名称、材料牌号、材料状态以及生产厂家进行搜索，以缩小材料可选范围，实现针对性地搜索功能。如图5所示，示出了按照“材料名称”进行精确搜索“纯铝”的查询结果。

材料清单填写模块

如图6所示，当用户进行材料清单的填写时，软件会根据用户对每一个材料选项的选择结果，“逐级”地初始化材料选项。例如，当用户选完“材料名称”后，后面的“材料品种”根据“材料名称”的选择结果进行初始化，以此类推，后续每一个材料选项都根据前面选项的选择结果进行初始化，这样就保证了用户每次可选的材料项都在《航天器材料选用目录》内，从源头上控制了材料清单与《航天器材料选用目录》的一致性。

如图7所示，当用户将材料选项选择完毕后，点击“导入列表”按钮，可将产品选项导 入列表中。

对于牌号、状态以及生产厂家这三个含有多种选择的，需用户在列表框中进行确认，在含有顿号的内容中确定具体的牌号、状态与生产厂家。

清单比对模块

为了保证材料清单与材料选用目录的一致性，单机提交材料清单后，分系统及系统总体需人工对材料清单与材料选用目录逐一进行核对，不但增加了各分系统及系统总体的工作量，还潜在对目录外及代料情况统计的疏漏。

针对此问题，软件设计了自动比对功能模块，点击“比对”按钮，将材料清单与《航天器材料选用目录》进行比对，并在列表框的首列给出比对结果(如图8所示)。

材料清单导入与导出模块

如图9所示，用户除了可以在该软件中进行材料清单的填写外，还可以利用该软件导出清单的表头，在软件之外自行填写(考虑到用户可将前期型号产品的清单直接进行复制)。填写完毕后，可将清单导入软件，进行比对。

可以看到，列表框首列显示“未比对”，用户点击“比对”按钮，将材料清单与《航天器材料选用目录》进行比对，在首列显示比对结果(如图10所示)。

用户确认表单填写准确后，可将表单进行保存并以EXCEL表的形式导出，点击“导出EXCEL表”按钮，可将用户填写好的材料清单导出至软件所在目录下的EXCEL文件夹中，该EXCEL表自动以“分系统名称+设备代号+表单生成时间”的格式命名，便于总体对材料清单的版本控制。为了防止用户未比对就进行保存与导出，在点击“导出EXCEL表”按钮后，软件在后台会自动将表单与航天器材料选用目录进行比对，根据比对结果软件会弹出相应的对话框进行提示(如图11所示)。

目录外材料清单填写与导出模块

如图12所示，若单机产品所选取的材料不在《航天器材料选用目录》内时，用户可点击“填写目录外材料清单”按钮，在软件中填写目录外材料清单。

清单整合模块

该模块将已生成的金属及非金属材料选用表单整合为完整的单机产品材料选用表单。

如图13和14所示，用户点击“整合”按钮，进入整合表单的界面。点击“整合目录内”按钮，目录内材料清单的相关按钮被激活，点击“选择金属表单”及“非金属表单”按钮，将材料清单导入至软件中，再点击“整合表单”按钮，将金属表单域非金属表单整合为一张表单。

如图15所示，点击“导出目录内材料清单EXCEL表”按钮，将整合后的材料清单导出至软件所在目录下的EXCEL文件夹中。

综上所述，本发明主要针对航天器原材料数据的生成与分析进行系统设计。通过建立航天器原材料信息数据库，实现原材料清单中数据的规范化和结构化；实现从单机单位、分系统到总体等全部参与控制的单位在清单填写及控制过程中的标准化、系统化和一体化；从源头控制了航天器各类产品原材料的选用，保证了原材料清单与材料选用目录的一致性；实现了航天器全寿命周期原材料的跟踪与控制，实现了型号技术状态管理的信息化。。

另外，本发明实现航天器原材料数据的自动生成、统计和分析功能，降低由人为因素引起的统计和分析差错，具有适应性广、操作简洁、效率高、流程简单、实时性高的特点，可用于各类型号航天器原材料数据的自动生成、统计和分析，此外还具备航天器各类原材料选用目录的查询，能够实现对不同型号航天器原材料使用情况进行统计与分析。

本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。