一种管理发动机实验数据的系统和方法与流程

本发明涉及数据管理领域，尤其涉及一种管理发动机实验数据的系统和方法。

背景技术：

在整车厂的汽车发动机开发过程中，针对不同型号的发动机会进行多种实验。由于实验的多样性、实验间相互的牵连关系和实验资源的竞争关系，使得对实验进行排期和对实验物料进行管理变得尤为复杂和困难。

同时，在实验结束后，实验工程师还需要制作实验报告，由于采用人工的方式制作实验报告，会导致人为错误；或者由于实验数据系统未发布全部实验数据，导致实验数据未收集完全而无法进行实验报告的制作。

因此，有必要改进上述的缺陷。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提出一种管理发动机实验数据的系统和方法，能够最优化地利用资源实现实验排期，实现对实验物料清晰的管理，并实现对发动机实验数据统一的管理，从而方便对发动机实验数据进行查询等操作，节约了人力管理发动机实验数据的成本，使发动机实验数据不出现人为错误，且具有实时性。

一方面，本发明提出一种管理发动机实验数据的系统，包括：

输入模块，用于：接收输入的实验计划数据，所述实验计划数据至少包括约束条件、物料需求和时间节点；

实验排期模块，用于：根据所述约束条件和所述时间节点计算实验排期；

物料管理模块，用于：生成与所述实验计划数据对应的变更号，并根据所述物料需求和所述实验排期记录所述变更号对应的物料的入库记录和出库记录；

数据管理模块，用于：根据所述入库记录、所述出库记录和所述实验计划数据，对所述发动机实验数据进行管理。

此外，所述实验排期模块用于：根据所述约束条件和所述时间节点，采用LCG算法计算所述实验排期。

此外，所述物料管理模块还用于：若所述实验计划数据发生变化，则对所述实验计划数据生成新的所述变更号，并发出变更通知。

此外，所述数据管理模块用于：根据所述入库记录、所述出库记录和所述实验计划数据，通过数据仓库对所述发动机实验数据进行管理，所述数据仓库包括当前数据仓库和历史数据仓库。

此外，所述当前数据仓库采用列存储方式进行数据存储。

此外，所述历史数据仓库采用分布式存储方式进行数据存储。

此外，所述系统还包括负载均衡模块，用于：调度两个以上所述历史数据仓库，均衡所述历史数据仓库所存储的所述发动机实验数据。

此外，所述实验计划数据还包括报表生成规则，所述系统还包括生成实验报表模块，用于：从所述当前数据仓库读取所述发动机实验数据，根据所述报表生成规则生成实验报表。

另一方面，本发明提出一种管理发动机实验数据的方法，包括：

输入步骤，包括：接收输入的实验计划数据，所述实验计划数据至少包括约束条件、物料需求和时间节点；

实验排期步骤，包括：根据所述约束条件和所述时间节点计算实验排期；

物料管理步骤，包括：生成与所述实验计划数据对应的变更号，并根据所述物料需求和所述实验排期记录所述变更号对应的物料的入库记录和出库记录；

数据管理步骤，包括：根据所述入库记录、所述出库记录和所述实验计划数据，对所述发动机实验数据进行管理。

此外，所述实验排期步骤包括：根据所述约束条件和所述时间节点，采用LCG算法计算所述实验排期。

此外，所述物料管理步骤还包括：若所述实验计划数据发生变化，则对所述实验计划数据生成新的所述变更号，并发出变更通知。

此外，所述数据管理步骤包括：根据所述入库记录、所述出库记录和所述实验计划数据，通过数据仓库对所述发动机实验数据进行管理，所述数据仓库包括当前数据仓库和历史数据仓库。

此外，所述当前数据仓库采用列存储方式进行数据存储。

此外，所述历史数据仓库采用分布式存储方式进行数据存储。

此外，所述方法还包括负载均衡步骤，包括：调度两个以上所述历史数据仓库，均衡所述历史数据仓库所存储的所述发动机实验数据。

此外，所述实验计划数据还包括报表生成规则，所述方法还包括生成实验报表步骤，包括：从所述当前数据仓库读取所述发动机实验数据，根据所述报表生成规则生成实验报表。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

能够最优化地利用资源实现实验排期，实现对实验物料清晰的管理，并实现对发动机实验数据统一的管理，从而方便对发动机实验数据进行查询等操作，节约了人力管理发动机实验数据的成本，使发动机实验数据不出现人为错误，且具有实时性。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的管理发动机实验数据的系统的模块图；

图2是根据本发明另一个实施例的管理发动机实验数据的系统的模块图；

图3是根据本发明另一个实施例的管理发动机实验数据的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1，本发明提出一种管理发动机实验数据的系统，包括：

输入模块101，用于：接收输入的实验计划数据，实验计划数据至少包括约束条件、物料需求和时间节点；

实验排期模块102，用于：根据约束条件和时间节点计算实验排期；

物料管理模块103，用于：生成与实验计划数据对应的变更号，并根据物料需求和实验排期记录变更号对应的物料的入库记录和出库记录；

数据管理模块104，用于：根据入库记录、出库记录和实验计划数据，对发动机实验数据进行管理。

本实施例的管理发动机实验数据的系统中，在输入模块101中，首先接收用户输入的实验计划数据，用户通过人机交互界面或软件界面输入实验计划数据。实验计划数据至少可包括约束条件、物料需求和时间节点，约束条件举例如：第一实验与第二实验的特定顺序关系，物料需求可包括实验所需的物料，时间节点用于说明该实验的起始日、终结日或中间阶段的时间截止点。

在实验排期模块102中，根据约束条件和时间节点计算实验排期，在满足约束条件的前提下，以最优化利用资源为目标来安排实验排期。可选地，采用LCG算法计算实验排期，LCG(Linear Conjugate Gradient)算法是介于最速下降法与牛顿法之间的一个方法，它仅需利用一阶导数信息，它克服了最速下降法收敛慢的缺点，又避免了牛顿法需要存储和计算Hessian矩阵并求逆的缺点。共轭梯度法不仅是解决大型线性方程组最有用的方法之一，也是解大型非线性最优化最有效的算法之一，LCG算法在共轭梯度法的基础上进行优化，其优点是所需存储量小、具有步收敛性、稳定性高和不需要任何外来参数参与计算。LCG输入的是自变量、目标函数和约束条件，输出的是最优的自变量的值。

物料管理模块103，用于管理发动机实验所需的物料，并且管理的周期为从实验开始到实验结束为止。物料管理模块103接收输入模块101传送的实验计划数据后，首先为这个实验计划生成一个变更号，用于表示该实验计划，以方便后续的查看等操作。在物料管理模块103中，至少记录实验计划对应的物料的入库记录和出库记录，还可以记录物料的使用情况。

可选地，当实验计划发生变化时，物料管理模块103会为变化后的实验计划重新生成一个变更号。可选地，也可以发出变更通知，以通知物料服务人进行跟进或审核。

数据管理模块104，用于根据入库记录、出库记录和实验计划数据，对发动机实验数据进行管理。数据管理模块104存储所有实验计划对应的所有发动机实验数据，在数据管理模块104中可以对发动机实验数据进行录入、发布、存档或查询处理。可选地，通过数据仓库对发动机实验数据进行管理，数据仓库包括当前数据仓库和历史数据仓库。

通过接收输入的实验计划数据，根据实验计划数据中的约束条件和时间节点计算实验排期，生成与实验计划数据对应的变更号，并根据物料需求和实验排期记录变更号对应的物料的入库记录和出库记录，对发动机实验数据进行统一管理的方式，能够最优化地利用资源实现实验排期，实现对实验物料清晰的管理，并实现对发动机实验数据统一的管理，从而方便对发动机实验数据进行查询等操作，节约了人力管理发动机实验数据的成本，使发动机实验数据不出现人为错误，且具有实时性。

在其中的一个实施例中，实验排期模块102用于：根据约束条件和时间节点，采用LCG算法计算实验排期。

例如：实验排期的目标是在满足时间节点和资源等约束条件下，最大化利用实验台架资源。LCG算法的数学模型可以表述为：

$Max{\Σ}_i{\Σ}_j(t_{ij}^e-t_{ij}^s)v_{ij}---(1-1)$

$t_i^e-t_i^s\≥C_i---(1-2)$

t1＞0 (1-3)

$t_m^s\≥t_n^e---(1-4)$

$\left|\right|p|p_m^s\≤t_m^s\<p_m^e||\≤N_m---(1-5)$

其中代表实验i在台架j的单位完成时间，代表实验i在台架j的开始时间，这项实验的价值为v_ij。因此我们的目标是最大化(1-1)式。(1-2)式代表实验i至少花费C个时间单位。(1-4)式代表实验m依赖于实验n。(1-5)式代表某一时间段内同时进行的实验数量最多为N。使用拉格朗日乘子法可将带约束的最优化问题转化为梯度求解最优化问题。设转化后的问题为f(x)，则LCG的搜索方向d和步长β分别为

$d_k=-\▿f\left(x_k\right)+{\mathrm{\β}}_{k-1}{d}_{k-1}---(1-6)$

${\mathrm{\β}}_{k-1}=\frac{\▿f{\left(x_k\right)}^T{\mathrm{Ad}}_{k-1}}{d_{k-1}^T{\mathrm{Ad}}_{k-1}}---(1-7)$

LCG算法的优点是所需存储量小、具有步收敛性、稳定性高和不需要任何外来参数参与计算。

在其中的一个实施例中，物料管理模块103还用于：若实验计划数据发生变化，则对实验计划数据生成新的变更号，并发出变更通知。

实验计划经常会随着外界因素而发生变化，当实验计划发生变化时，物料管理模块103会为变化后的实验计划重新生成一个变更号，以标识新的实验计划，当实验计划发生变化后，通常会伴随着实验物料的变化，所以需要去通知物料管理人员，使其跟进实验物料的变化，以避免系统的发动机实验数据与实际不符合。通过对变化后的实验计划生成一个新的变更号，使对实验计划的管理更加清晰，不容易混淆；发出变更通知，使物料管理人员更够及时跟进。

在其中的一个实施例中，数据管理模块104用于：根据入库记录、出库记录和实验计划数据，通过数据仓库对发动机实验数据进行管理，数据仓库包括当前数据仓库和历史数据仓库。

数据仓库用于存储发动机实验数据，当前数据仓库用于存储当前实验进行中或近期进行的实验对应的发动机实验数据。可选地，采用列存储的方式存储发动机实验数据，以方便快速读取各个维度的实验数据，方便生成实验报表。

历史数据仓库用于存储已经进行过的实验的发动机实验数据或预设时间段以后的实验的发动机实验数据。历史数据仓库采用分布式存储方式，从而实现存储海量的历史数据，方便随需扩展历史数据仓库。

当前数据仓库和历史数据仓库中存储的发动机实验数据是流动的，两个仓库之间可做数据转移。

在其中的一个实施例中，当前数据仓库采用列存储方式进行数据存储。采用列存储的方式存储发动机实验数据，以方便快速读取各个维度的实验数据，方便生成实验报表。

在其中的一个实施例中，历史数据仓库采用分布式存储方式进行数据存储。实现存储海量的历史数据，方便随需扩展历史数据仓库。

在其中的一个实施例中，系统还包括负载均衡模块，用于：调度两个以上历史数据仓库，均衡历史数据仓库所存储的发动机实验数据。历史数据仓库由多个存储片组成，当管理多个存储片时，需要一个负载均衡机制，以确保每个存储片所存储的数据量不会太多或者太少。

可选地，还包括检索模块，用于检索历史数据。当需要查询历史数据时，负载均衡模块会调度检索模块查询历史数据仓库中的各个存储片，以保证检索模块的响应速度和吞吐量。可选地，检索模块通过建立倒排索引表实现查询的快速匹配。

在其中的一个实施例中，实验计划数据还包括报表生成规则，系统还包括生成实验报表模块，用于：从当前数据仓库读取发动机实验数据，根据报表生成规则生成实验报表。

实验报表模块用于生成实验报表，实验报表模块读取当前数据仓库中的发动机实验数据，根据实验计划数据中的报表生成规则自动生成实验报表，并将实验报表进行发布，可选地，也可以交给数据管理模块104进行发布。

参照图2，说明本发明的一个实施例。

本实施的管理发动机实验数据的系统，包括：

实验计划输入模块201，用于：接收输入的实验计划数据，实验计划数据包括约束条件、物料需求、时间节点和报表生成规则；

发动机实验排期模块202，用于：采用LCG算法，根据约束条件和时间节点计算实验排期；

实验物料管理模块203，用于：生成与实验计划数据对应的变更号，并根据物料需求和实验排期记录变更号对应的物料的入库记录和出库记录；若实验计划数据发生变化，则对实验计划数据生成新的变更号，并发出变更通知。

实验数据管理模块204，用于：根据入库记录、出库记录和实验计划数据，对发动机实验数据进行管理；通过当前数据仓库和历史数据仓库对发动机实验数据进行管理，前数据仓库采用列存储方式进行数据存储，历史数据仓库采用分布式存储方式进行数据存储。

负载均衡模块205，用于：调度两个以上历史数据仓库，均衡历史数据仓库所存储的发动机实验数据。

检索模块206，用于：检索历史数据，当需要查询历史数据时，负载均衡模块205会调度检索模块206查询历史数据仓库中的各个存储片，以保证检索模块的响应速度和吞吐量；

实验报表模块207，用于：实验报表模块读取当前数据仓库中的发动机实验数据，根据实验计划数据中的报表生成规则自动生成实验报表，将实验报表传送给实验数据管理模块204进行发布。

参照图3，本发明提出一种管理发动机实验数据的方法，包括：

输入步骤S301，包括：接收输入的实验计划数据，实验计划数据至少包括约束条件、物料需求和时间节点；

实验排期步骤S302，包括：根据约束条件和时间节点计算实验排期；

物料管理步骤S303，包括：生成与实验计划数据对应的变更号，并根据物料需求和实验排期记录变更号对应的物料的入库记录和出库记录；

数据管理步骤S304，包括：根据入库记录、出库记录和实验计划数据，对发动机实验数据进行管理。

通过接收输入的实验计划数据，根据实验计划数据中的约束条件和时间节点计算实验排期，生成与实验计划数据对应的变更号，并根据物料需求和实验排期记录变更号对应的物料的入库记录和出库记录，对发动机实验数据进行统一管理的方式，能够最优化地利用资源实现实验排期，实现对实验物料清晰的管理，并实现对发动机实验数据统一的管理，从而方便对发动机实验数据进行查询等操作，节约了人力管理发动机实验数据的成本，使发动机实验数据不出现人为错误，且具有实时性。

在其中的一个实施例中，实验排期步骤302包括：根据约束条件和时间节点，采用LCG算法计算实验排期。

在其中的一个实施例中，物料管理步骤303还包括：若实验计划数据发生变化，则对实验计划数据生成新的变更号，并发出变更通知。

在其中的一个实施例中，数据管理步骤304包括：根据入库记录、出库记录和实验计划数据，通过数据仓库对发动机实验数据进行管理，数据仓库包括当前数据仓库和历史数据仓库。

在其中的一个实施例中，当前数据仓库采用列存储方式进行数据存储。

在其中的一个实施例中，历史数据仓库采用分布式存储方式进行数据存储。

在其中的一个实施例中，方法还包括负载均衡步骤，包括：调度两个以上历史数据仓库，均衡历史数据仓库所存储的发动机实验数据。

在其中的一个实施例中，实验计划数据还包括报表生成规则，方法还包括生成实验报表步骤，包括：从当前数据仓库读取发动机实验数据，根据报表生成规则生成实验报表。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。