（机械设计及理论专业论文）网络化智能焊接工艺评定管理系统的研究.pdf

摘要 焊接工艺评定在重要结构的生f 2 制造过程中占有十分重要的地位，它是焊 接质量的保证。作者结合实际课题一北京巴威公司焊接部门的焊接工艺评定管 理系统。将专家系统理论、焊接工艺评定管理技术与数据库技术、网络技术等 集于一体，以w i n d o w s 2 0 0 0s e r 垤r 为网络操作系统、m ss o ls e r v e r 2 0 0 0 为数 据库系统、m s v b 与a s p 为应用程序开发工具，构造了基于用户界面的“网络 化智能焊接工艺评定管理系统( 1 w p q m s ) ”。 i w p q m s 遵循先进、经济、安全、高效、可靠、易维护的设计原则，结合 巴威公司焊接部门业务特点，采用c s 和b ，s 相结合的体系结构，有效地利用 了巴威公司内部的计算机资源和网络资源。1 w p q m s 可以使工艺人员通过网络 进行焊接工艺评定报告的制定、审批、资源信息查询等操作，同时，将专家系 统应用于焊接工艺评定的制定过程中，减轻工艺人员的工作量，提高设计效率。 本文详细介绍了1 w p q m s 的基本组成、原理以及具体实现方法。1 w p q m s 对于实现计算机辅助工艺设计的智能化具有一定的前沿性理论价值和实际意 义。 关键词专家系统；焊接工艺评定：数据库技术：角色的访问控制机制 a b s t r a c t w e l d i n g p r o c e d u r e q u “i 矗c a t i o no c c u p i e s a n i m p o r t a n tp o s i t i o n i nt h e m a n u f a c t u r ep r o c e s so fb i gc o n t a i n e r ，a 1 1 di sa l s ot h eg u a 舢t e ef o rt h eq u a l i t yo f w e l d i n g i nt h i sp 印e r ，e x p e ns y s t c m ，w e l d i n gp m c e d u r eq u a l i f i c a t i o nt e c h n i q u e ， d a t a b a s et e c h n i q u ea i l dn e t w o r kt e c h n i q u ew e r ei n t e 盯a t e dt oa c c o m p l i s hn e t w o r k b a s e di n t e l l i g e n tw e l d i n gp r o c e d u r eq u a l m c a t i o nm a n a g e m e n ts ”t e m ( 1 w p q m s ) b a s e do nt h eu s e 卜i m e r f a c ef o rap r a c t i c a lp r o j e c t ，w e l d i n gp i 眦d u r eq u a l m c a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m f o rt l l e w e l d i n gd e p a n m e n t o fb e 面i n gb & wc o m p a n y w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r ，m ss q ls e n ，e r2 0 0 0a n dm s v b & a s pw e r eu s e da st h e n e t w o r ko p e r a t i n gs y s t c m ，t h ed a t a b a s es y s t e m ，a n dt h ed e v e l o p i n gt o o l so fi t s a p p 】j c a “o np r o g i j 锄sj nr 旧q m s ，r e s p e c “v e 】y a c c o r d i n gt om ec h a r a c t e r so fb & wc o m p a n y sw e l d i n gd e p a r t m e n t ，o nt h e b a s i so f t h ed e s i 弘p r i n c i p l e so fa d v a n c e m t ，e c o n o m y e m c i e n c y r e l i a b i l i t ya j l d e a s yo p e r a t i n g ，ac o m p o u n ds y s t e ms t n l c t u r eo f c sa i l db sm a tc a i lf m l yu t i l i z em e c o m p u t e r a n dn e m o r kr c s o u r c e so ft h eb wc 锄叩a n yi su s e di ni w p q m s e n g i n e e r s c a n o p e r a t e t h ee s t a b l i s l l i i l e n t ，e x 籼i n a t i o na i l dr e v i s i o n ， r e s o u r c e i n f o n n a t i o nq u e r yo ft h ew e l d i n gp r o c e d u r cq u a l i f i c a t i o nv i an e t w o r kb ym e a n s o f 1 w p q m s a t 他s 锄et i m e ，虹l ew o r k l o a do fe n 西n e e r sc a i lb ed e c r e a s e d ，a 1 1 dt h e e 历c i e n c yo f d e s i 驴c a n a l s ob ei n c r e a s e dd u et om ea d o p t i o no f c x p e r ts y s t e mi nt h e e s t a b l i s h m e n to f w e l d i i 培p r o c e d u r e s y s t e l l l i nt h i sp 印e r m em a i ns t m c t u r e s ，p d n c i p l ea 1 1 da c h i e v i n gp m c e s so fi w p q m s w e r ci n t r o d u c e di nd e t a i lr w p q m sh a sav e 巧i m p o r t a n ts i 鲥矗c a n c en o to n l yt o t h et h e o r yr e s e a r c hb u ta l s ot ot h ep r a c t i c “p r o j c c tf o rt h e 洫t e i l i g e n tc o m p u t e r a j d e dp r o c e d u r e d e s i g n k e y w o r d se x p e r ts y s t e m ；w e l d i n gp r o c e d u r eq u a l m c a t i o n ；d a t a b a s et e c h n i q u e ；r 0 1 e b a s e da c c e s sc o n n o l 第l 章绪论 第1 章绪论 1 l 课题背景 i 1 1 课题来源及研究目的和意义 本课题是北京巴威公司与我校产、学、研合作项目“巴威公司管理信息化” 的重要组成部分，全称为“网络化智能焊接工艺评定管理系统”( i n t e l l k e n t w e l d i n gp r o c e d u r eq u a l i 6 c a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nn e t w o r k ，简称 i w p q m s ) ，重点完成焊接工艺评定的智能化决策和网络化办公，充分利用局域 网和w e b 环境的各自特点，实现焊接工艺评定管理系统的开发。 北京巴威公司由美国巴威公司和北京锅炉厂共同投资组建的中美合资企 业，主要负责设计、生产各种锅炉和其它相关产品。锅炉压力容器的焊接质量 是其安全性能的重要保障，而焊接工艺评定既是焊接质量的基本保证，又是焊 接施工程中的一项重要技术手段，同时也是保障产品中总体质量的关键技术之 一【2 。 巴威公司焊接评定管理工作具有如下特点： ( 1 ) 焊接工艺评定工作使用的标准具有多样性，既有美国a s m b 标准，又 有中国g b 标准； ( 2 ) 只有焊接工艺部门和焊接工艺审核部门的人员才能够进行焊接工艺评 定的制定和审批工作。但评定所需的基础数据，如焊材、母材、焊接接头形式 等数据需要和公司的其他部门进行共享，这些部门分布较广，人群对象较广。 ( 3 ) 焊接评定报告的内容需要应能够随时为公司领导或国外专家进行查看； ( 4 ) 焊接工艺评定报告种类较多而且数据量大，而且随着标准的更新和新焊 材的出现，报告数量不断增加； ( 5 ) 评定报告中的数据信息存放周期比较长，报告一旦经过审批部门审批通 过，就不能进行修改和销毁。 北京工业大学硕士学位论文 目前，巴威公司焊接工艺评定的编制管理工作都是采用手工制定的方式， 【艺人员需要查阅大量的国内外标准及焊接工艺评定报告，反复进行复杂的绘 图和填表工作，工作量大；根据国内外的标准，只要焊接条件没有发生变化， 并非所有的焊接工艺都必须经过焊接工艺评定试验验证合格，由于涉及的信息 量很大，容易导致焊接工艺评定重复进行，势必会造成人力、物力的浪费。此 外，报告的提交、审批确认工作需要在不同部门之间进行，周期较长，整体效 率较低，与现代化的生产发展极不适应。在i n t e r n e t i n t r a n e t 技术飞速发展的今 天，巴威公司迫切需要充分利用现代计算机技术、互联网络技术和信息处理技 术，建立起健全的现代化办公设施，以提高企业劳动生产率和办公效率。 在进行系统的设计时，还需要充分考虑系统使用人员和维护人员的要求。 系统的用户关心的是系统提供的功能对他们的业务是否有直接的帮助，系统是 否好用，包括操作方便、简单易学、响应快等方面要求。 在系统的具体设计实现上，要求系统不只是简单的提供增加、删除、修改、 查询的功能，而且应针对具体业务特点进行设计，包括专家系统在焊接评定上 的应用等。在多数情况下，商品化软件产品的维护者不是系统的开发者，如果 系统的易维护性不好，经常崩溃，则必然导致维护人员工作量的加重。因此， 系统的维护性应也当是产品开发过程中的一项基本要求。对于常见的数据错误， 应当提供检验纠正的手段，同时，应尽量做到在系统使用过程中，消除由于操 作失误而引发的数据错误，从而减轻系统维护人员的工作量。 本课题以“技术先行，实用第一”为原则，结合北京巴威公司焊接部门的 实际情况，并汇同有关焊接工艺人员，系统的各个功能围绕设计目标反复推敲， 开发研制出基于网络的智能焊接工艺评定管理系统，力求使焊接部门在焊接工 艺评定的制订和管理方面迈上一个新的台阶。 1 2 2 可行性分析 从人为因素上分析i l l ，巴威公司的各级领导对本项目非常重视，他们不仅 积极参与调研和讨论，并且提出了很多建设性意见，并安排了业务骨干来协调 研发工作。由于他们是系统的直接受益者，并希望通过系统的实现来提高工作 第l 章绪论 效率，减轻工艺人员的负担，因此，在系统的调查和分析阶段得到他们的积极 支持。 从环境因素上分析，目前，巴威公司日常工作的计算机管理已经有了一 定的基础，各部门都配备了计算机，整个公司已经建立起了局域网并使用宽带 连接互联网，为网上数据交换提供了现成的信息通道。 从技术因素上分析，开发小组由不同类型的技术人员组成，其中既有巴 威公司的业务技术骨干，又有熟悉网络技术及相应开发的教师、研究生和本科 生。此外，过去大型软件系统的研发组织经验也将为本系统的开发提供了有力 的技术保证。 从资金因素上分析】，系统的开发得到了巴威公司的资金支持，开发所需 要的硬件设备和软件能够很快得到配备，从而保证了开发工作的顺利进行。 通过以上几个方面的综合分析，本系统的实施具有可行性。 1 2 课题研究领域的现状及发展 1 2 1 焊接工艺规程和焊接工艺评定 焊接工艺评定是工程建设中质量控制的项重要内容，质量控制的重要依据 是焊接工艺规程( w e l d i n gp r o c e d u r es p e c i 6 c a t j o n ，w p s ) 和焊接工艺评定报告 ( w e l d i n gp r o c e d u r eq u a l i f i c a t i o nr e p o n ，p q r ) 【2 卜【4 1 。 焊接工艺评定于2 0 世纪7 0 年代引进我国，目前已成为压力容器及压力管道 制造、安装、修理中必不可少的工作程序。焊接工艺评定是按照有关法规、标 准的规定施焊试件和检验试件，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，验 证施焊单位所拟定的焊接工艺的正确性【4 1 【副，焊接工艺评定是确定焊接工艺规范 及焊接材料的重要依据。焊接工艺规程于2 0 世纪5 0 年代由前苏联引进我国1 6 j ， 它是以焊接工艺评定为编制依据，以具体产品为对象制定的，是指导焊工操作 的工艺指导书。它规定了工人在焊接时所需使用的焊接方法及位置、焊接材料 及规格、焊接规范参数、预热温度等内容。工艺人员可以根据特定产品的技术 条件、材料、焊接方法、热处理类型等要求选择焊接工艺评定报告，并将该评 北京工业大学硕士学位论文 定报告中的相关内容调入焊接工艺规程中p i 【。目前我国在焊接生产和工程安装 中己广泛执行w p s ，并用于指导生产。 焊接工艺评定在大型容器的生产制造过程占有卜分重要的地位。剥于大型设 备和容器的现场制作与安装，分段制作的塔、容器、设备的现场组装以及压力 管道的安装等，都必须由旖工单位提交p q r 报告并编制w p s 规程，报经上 级主管部门审查、批准，并按、v p s 检查贯彻执行的情况。这些技术文件是部门 经理控制焊接质量的重要依据，焊接工艺评定必须在产品施焊前完成。 巴威公司在制造新产品时，首先由工艺人员根据焊接方法、母材等原始条件， 人工查询已存档的w p s 规程，分析其是否可以使用或替代，如果查不到，则进 一步人工查询是否有支持的p q r 报告，如果查到符合要求的焊接工艺评定报告， 工艺人员可以直接编制一份由这份报告所支持的焊接工艺规程：如果没有查到， 就要按有关标准、规程要求编写焊接工艺申请报告( w j l d i n g p r o c e d u r e q u a l m c a t i o na p p l i c a t i o n ，p q a ) ，经审批后，根据报告进行施焊，得出工艺评定 记录，结合标准，获得p q r 报告，并最终生成由p q r 所支持的w p s 规程。其 焊接工艺评定过程，如图1 一i 所示。， i 确定前提条件 t 磊荔翮 r 一 报告【w p s 】f 是否查到： 诟到 查询焊接工艺评 定报告f p o r l 型型磊查萄 毁厩 宙 批 通 过 编制焊接工艺评| 审批i 编制焊接工艺i 审批f 编制焊接工艺 定申请报告f 通过i评定报告i 通过l规程报告 图1 1 焊接工艺评定过程 f i g u r el lp r o c e d u r eo f 、鹇hp r o c e d u r eq u a i i f l c a t l o n 第1 章绪论 1 2 2 焊接工艺评定的发展和现状 随着焊接工程的不断发展，焊接结构向着重型化、大型化、高精度、高性 能发展【”，并且其品种繁多，这给企业的焊接工艺技术准备及焊接生产制造提 出了更高的要求，传统的手工编制工艺的方法与现代化生产之阃存在着尖锐的 矛盾【4 l | 。手工编制焊接工艺规程的任务相当繁重，并且相当部分是重复劳动， 不仅影响产品的质量，而且对生产的组织、效率、成本和周期都有着直接的影 响。伴随焊接工程发展，积累了大量有价值的焊接资料，人工管理的难度极大， 难以满足焊接工艺对数据快速、方便、安全使用的要求。 随着计算机技术的发展，计算机的信息存储和处理能力越来越强。计算机 的高效性、准确性为实现焊接工艺评定管理现代化提供了有力的保证。面向对 象网络系统的出现，使计算机处理问题的智能化成为可能。计算机在数据处理 上有着十分明显的优势，利用它可以对焊接工艺过程的参数进行采集、存储和 打印出规范的报告书，并可对信息进行实时控制、设计、运算和分析，实现对 焊接工艺评定的优化设计。 数据库技术的发展促进了计算机辅助工艺评定管理系统的产生和发展。几乎 所有的应用系统，都必须在数据库的支持下才能实现，现代数据库系统具有数 据结构化、数据共享、数据独立性、可控冗余度等特点，可以克服人工编制的 诸多弊端，真正把工艺人员从大量的、繁重的、重复性的手工劳动中解放出来， 使知识得到重用和创新从而提升企业的效益。国内外很多企业、研究所也针 对自身实际需求，开发了相应的p q r 、w p s 数据库管理系统阶旧。 随着h l t e m e t 的发展，作为企业应用核心的数据库系统，也面临着h t e m e t 带来的机遇和挑战。随着对于w w w 的信息需求与日俱增，基于w e b 的应用也 越来越广泛，些企业正在尝试开发基于w 曲的焊接工艺评定管理系统p j 。 从国内外的研究工作来看，计算机辅助焊接工艺评定管理系统的研究已取得 了一定的进展，但就现有的计算机辅助焊接评定管理系统来说，仍存在一些问 题： 评定功能欠完善目前开发的系统，多集中于对p q r 维护和对p q r 的查询，对繁重的焊接工艺规程、) l ，p s 均未涉及，提供带有智能化的可替换性判 北京：i 业入学硕士学位论文 断功能的计算机辅助焊接工艺评定系统尚未投入工业应用。 数据不能共享计算机网络的出现使计算机相互连接起来，相互通讯和 共享资源。但目前存在的系统，大都使用传统的桌面数据库，如f o x p r 0 、a c c e s s ， 虽然其具有操作简单，易于维护，界面友好等特点；但是，这种形式的数据库 仅适用于单机用户，不能实现数据共享，更无法适应企业的网络化生产的要求。 数据交换形式落后现有的系统多针对焊接工艺部门编制，实际上，焊 接工艺部门与企业的其他部门有着紧密的联系。工艺部门所做出的焊接工艺评 定申请报告，焊接工艺评定报告，焊接工艺规程报告等都需要经过上级部门审 批，而在传统数据库系统的条件下，只能由工艺人员将报告打印输出，上交审 批部门进行审批，根据审批结果进行修改或存档，很容易造成数据的重复输入 和误操作，而且周期较长。 权限分配比较简单由于现有的系统主要针对单机用户，因此权限设置 比较简单，通常是赋予用户应用程序登陆密码，用户可通过登陆修改密码保证 系统的安全性】。还有一些数据库系统的操作权限管理采用了在不同层次的功 能模块上设置不同的密码，即多级密码来实现，用户可以通过掌握至多个密 码来获得不同的操作权限。由于现代企业具有大量的信息、复杂的组织结构以 及人员的流动性强等特点，因此，这两种数据库系统安全模式虽然思路简单、 形象直观，但是无法满足多用户环境下，对数据库系统的安全性要求。 1 2 3 专家系统在焊接领域的应用 专家系统( e x p e r ts y s t e m ，e s ) 是个( 或一组) 能在某个特定领域内，以 人类专家的水平解决该专业领域中问题的计算机程序【1 4 l 。在设计专家系统时， 知识工程师的任务是使计算机尽可能模拟人类专家解决某些实际问题的决策和 工作过程，即模仿人类专家运用其知识和经验来解决所面临问题的方法，技巧 和步骤。专家系统可以象人类领域专家一样解决现实问题。专家系统一般由知 识库、综合数据库、推理机、解释器、人机界面、知识获取等几部分组成”“， 专家系统的典型结构，如图l 一2 所示。 第l 章绪论 用户 一卜矾 综合 人 机 屯 界 领域专家 面 j 副警 知识工程师 图l - 2 专家系统的典型结构 f i g h e1 - 2 聊i c a ls t r u c 时eo f e x p e r ts y s t e m 各部分功能如下： ( 1 ) 知识库用于存放某领域专家系统的专门知识。包括事实、经验、可 执行操作与规则等： ( 2 ) 综合数据库又称全局数据库，本课题中用于存放焊接工艺评定的初 始数据以及推理过程中得到的各种信息； ( 3 ) 推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统 能够以逻辑推理方式协调地进行推理和决策； ( 4 ) 解释器能够向用户解释专家系统的行为，包括解释推理结论的正确 性以及系统输出其他侯选解的原因； ( 5 ) 知识获取用于把问题求解的专门知识从各种知识源中提出来，并将 其转化为计算机内部表示； ( 6 ) 人机界面将专家和用户的输入信息翻译成系统可接受的内部形式， 同时把系统向专家或用户的输出信息转换为人类易于理解的形式。 焊接工艺是一项难以精确量化的热加工技术，它是依靠积累的经验、知识 配以必要的理论来解决问题的，因此，专家系统可以在焊接领域中得到很好的 应用。从目前来看，焊接领域内专家系统的研究主要包括焊接方法选择，焊接 成本估算，焊接缺陷或设备故障诊断，焊接c a d 等内容。总体来说，国内外水 平差距较大，国内水平相对较低，以实验原型居多1 6 i ，如清华大学开发的“焊 接材料选择专家系统”，天津焊接研究所开发的“气体保护焊工艺参数专家系 统”，上海交通大学开发的“焊接变压器设计专家系统”等。国外水平较高，产 北京丁业人学颂七学位论文 品种类多，商用程度高【1 7 l 。英国t w i 开发的“工艺设计专家系统，( w e l dp r o c e d u r e d e s i g ne x p e r ts y s t e m ) ，美国s o u m m a t o n 大学开发的“工艺选择专家系统”( w e l d p r o c e d u r es e l e c t i o np r 0 斟a me x p e r ts y s t e m ) 【1 9 l 国内各企业的焊接技术水平不 同，人员技术素质不同，因此，我国规定，焊接工艺评定必须在企业内部进行， 目前专家系统在焊接工艺评定方面的应用刚处于起步阶段。 1 3 本课题的研究内容 本课题将研究重点放在实现专家系统在焊接工艺评定中的应用和焊接工艺 评定管理工作的网络化上，同时充分利用局域网和w e b 环境的特点，进行焊接 工艺评定管理系统的开发，完成网络化智能焊接工艺评定系统( r w p q m s ) 的构 造及实现，根据巴威公司工作情况，系统采用了客户端朋艮务器( c s ) 和浏览 器服务器( b s ) 混合的体系结构。利用高级编程语言m s v b 6 o 进行c s 结构的 开发，利用m si n t e r d e v 使用a s p 语言进行b s 结构的开发。系统采用流行的 w i n d o w s 界面风格，能够稳定地运行于w i n d o w s 9 ) 【，2 0 0 0 操作系统上。 本课题主要进行了以下部分的研究： 研究计算机网络体系结构的发展历史，比较了成熟的客户服务器 ( c s ) 和新兴的浏览器朋& 务器( b s ) 两种体系结构的特点，提出集成开发 本系统的整体思路； 分析并建立焊接工艺评定管理系统的软硬件平台，以便使焊接部门和 相关部门通过网络连成一体，在此基础上进行网络安全的设置。 研究专家系统在焊接工艺评定中的构建及实现方法，包括：知识库的构 造、知识获取和维护以及推理机的构建。 充分发挥工具软件的功能，为用户提供适应权限动态调整的菜单授权 和身份切换技术、提高界面质量，完成焊接工艺评定报告的制定、报批、审批 等工作流程。 有效地利用数据资源，使工程技术人员从繁琐、复杂的焊接工艺评定 工作中得以解脱。 ，p o m s 具有以下特点： 第1 章绪论 整体性系统开发是建立在系统分析的基础上，对整个系统进行了总 体设计，以便和项目的其他功能系统整合，充分发挥系统的全局效益。 实用性系统的开发将实用性放在首要的位置，以满足巴威公司焊接 工艺评定的运行机制为目的。在保证系统正确执行标准的前提下，为用户提供 了更多的辅助功能以方便用户使用。此外还注意到应用程序界面的友好性，易 于操作人员掌握。 先进性系统总体设计的方案，采用了c s 和b s 混合的体系结构， 并将专家系统引入焊接工艺评定，使系统成为具有智能的应用软件。既考虑到 当前计算机技术发展的新潮流，又考虑到系统以后变更、扩充、维护的方便性， 从而延长了软件的生命周期。 可靠性确保系统在运行中不发生或尽量少发生故障，在操作失误时， 系统具有相应的提示功能，而不会造成系统死锁、信息丢失和破坏。 安全性焊接工艺评定的数据不但应满足数据共享的要求，而且还必 须具有安全性。因此，需要设置数据库的封锁机制、授权管理机制和应用软件 分级权限设定机制等，以确保系统不发生泄密。 第2 章i w p q m s 的总体设计 2 1i w p q m s 的总体构架及功能设计 2 1 1 总体构架 1 w p q m s 的总体构架是根据巴威公司的焊接工艺评定流程及其具体要求设 计的。本系统的总体构架由以下几个模块组成：焊接工艺评定专家系统模块、 焊接工艺评定管理模块、焊接评定报告审批模块、资源数据库查询管理模块和 用户权限管理模块，如图2 1 所示。 i w p q m s 用 户 权 限 管 理 焊接工艺评定专家系统 焊接工艺评定管理 焊接工艺评定审批 资源数据库查询管理 数据库 知识库 图2 ，1 1 w p q m s 的总体构成 f i g i l r e2 1w h o l e s t m c t u r eo f i w p q m s 2 1 2 功能模块的设计 212 1 焊接工艺评定专家系统 数 据 庭 、 知 识 库 管 理 焊接工艺评定是编制焊接工艺规程的依据，按照国内外的焊接工艺标准， 并非所有的焊接工艺都必须经过评定和试验验证，只要对焊接接头的力学性能 1 0 第2 章1 w p q m s 的总体设计 有影响的焊接因素没有发生变化，就没有必要对其焊接工艺重新进行评定。对 于是否重新进行焊接工艺评定的准则，不同的单位是不一样的，这些准则都是 根据母材、焊接方法、坡口形式、焊后热处理等方面的要求提出的，其中还包 括标准、规范和工艺专家的知识与经验等。焊接工艺评定专家系统主要帮助工 艺编制人员在编制焊接工艺规程时，判断是否需要对焊接构件进行工艺评定和 试验，是否有可以替代的焊接工艺规程。 2 1 2 2 焊接工艺评定管理模块 该模块完成对p q a 、p q r 、w p s 报告的修改、删除、报批、输出等工作， 其子功能模块包括：焊接工艺评定报告、焊接工艺评定申请报告、焊接工艺规 程报告，见图2 2 。 焊接评定管理 焊接工艺评定申请报告 焊接工艺评定报告 焊接工艺规程报告 报告输出 报告报批 报告删除 报告修改 报告汇总 图2 2 焊接评定报告管理模块功能结构 f j g l l r e2 _ 2f u n c 虹彻s m l c f u r e0 f w e 】dp r o c e d u r eq l l a l i 6 c a 石o n 釉a g e m o d u l e 报告的修改完成对报告相关内容进行修改的功能。报告的修改只限于 没有进行报批的报告，对于已经送交报批的报告，如果报告还没有被审批，可 以撤销报批，进行报告修改；如果报告已经被审批，则工艺人员无法对报告进 行修改，以确保报告的安全。 报告的删除完成对已有报告进行删除的功能。该部分只对未报批的报 告有效，对于已报批的报告，只有该部门的经理才有对报告进行删除的权力。 报告的报批对已完成编写后的报告，需要报请上级部门审批，经审查 批准后的报告，才能为工艺人员使用。 报告的输出提供对报告的浏览和打印输出功能。 报告的汇总实现对、v p s 报告和p q r 报告中的重要内容进行汇总，如 北京工业大学硕士学位论文 w p s 报告中的母材厚度、最大焊缝厚度、焊接材料、适用范围等内容，p q r 报 告中的母材类别、焊接方法、预热、热处理、冷弯、接头拉伸等内容进行列表 汇总。通过报告汇总，工艺人员不用打开每一份工艺报告，就可以进行重要内 容的查看。此外，该部分还提供了组合查询功能，工艺人员可依据具体情况选 择其中的一种或全部做为查询选项进行数据库检索，从而缩小查看范围。 2 1 2 3 焊接工艺评定审批模块 该模块完成对p q a 、p q r 、w p s 报告审批的工作。当工艺人员编写好报告 后，需要进行部门经理的核查，通过批准才完成了对该报告的编写。审批的过 程是对已有报告的浏览和修正，当部门经理核查完报告后，可对报告签署审批 意见，并对不合格的报告提出改进意见。部门经理根据该报告的完成质量，确 定该报告是否通过审批，审批的结果有两种：通过和未通过。 2 1 2 4 资源数据库查询管理模块 资源数据库查询管理模块包括两部分内容，即焊接工艺评定报告( 包括 p q a 、p q r 和w p s ) 数据库和公共信息数据库( 包括焊丝性能库、焊接接头库、 焊材库、标准焊接术语库、碳钢焊条库等2 0 余类) ，提供的管理功能包括数据 的浏览、查询、添加、修改和删除，如图2 - 3 所示。 2 1 2 5 用户权限管理功能 由于本系统是多用户系统，为了增加系统数据的安全性，系统提供了相应 的权限管理功能，需要将不同的功能权限授予不同工作性质的人员。从而使系 统分工明确，实现规范化的安全管理。通过对网络用户进行划分，使用户具有 报告编制、审批、浏览、查询等不同的功能权限。从而建立起完善的安全机制。 1 2 笫2 章1 w p q m s 的总体设计 。 图2 3 资源数据库查询管理功能结构 f 1 9 u r e2 3f u n c t i o ns t r u c m r eo f r e s o u r c ed a t a b a s e s e a c ha n dm 卸a g e m e n t 2 2i w p q m s 的开发技术 2 2 1 系统的体系结构 系统的结构模式设计是系统设计中的一项重要课题【2 0 1 。系统结构设计的好 坏，不仅影响着系统的效率、安全性、可维护性，更影响系统使用的方便性及 可靠性。近年来，世界范围内i n t e m e t 环境的基本形成，使得基于i i l t e m e t 环境 的信息系统的设计开发，将成为信息系统建设及发展的重要方向f 2 ”，同时在系 统的规模、结构、功能、层次等方面均会发生了很大的变化，如何适应这种变 化，并提出一种切实可行的设计开发方法是系统构建所面临的首要问题。 计算机系统体系结构经历了：集中式结构，客户端假务器( c 1 i e n t s e r v e r ，简 称c s ) 结构和浏览器服务器( b r o w s 州s e n r e r ，简称b s ) 结构等三个主要阶段。 集中式结构属于全封闭式系统，所有的处理和计算都由中心机房的主机完成， 客户端是没有处理能力的终端，不同系统之间无法进行交流，信息共享能力差， 而且系统扩展不方便，已经不能适应信息技术发展的需要【l l 】【2 2 】。c s 结构和b s 北京工业大学硕：e 学位论文 结构目前为计算机系统所使用， 221 1 b s 与c s 体系结构的分析比较 c ，s 结构是8 0 年代逐渐成长起来的一种模式，发展到现在已经非常成熟。 随着i n t e m e t 的发展，以w 曲技术为基础的b s 结构已日益显现其先进性，但 比之c s 结构仍不成熟，两种模式各有优缺点。 c s 结构的优点是交互性强。在c s 结构中，客户端有一套完整的应用程序， 在出错提示、在线帮助等方面有强大的功能，并可以在子程序间自由切换。b s 虽然由j s p 、a s p 等提供了一定的交互能力，但与c s 结构的一整套客户应用相 比，功能有限。在c s 结构中，客户与服务器间只传输命令和处理结果，因此， 用户和服务器之间的通信量大大减少，减轻了系统对网络的压力。通过合理分 配任务，可以让客户机完成部分数据的加工处理，尽量减少对服务器的干预 【2 2 l ( 2 3 l 。此外，c ，s 结构提供了更安全的存取模式，由于c s 结构是配对的点对 点结构模式，其平台采用的是适用于局域网、安全性比较好的网络协议，安全 性可得到较好的保证。b s 结构是基于h l t e m e t 的，而目前网络安全仍是个技 术尚未成熟的领域，需要不断发现各种安全漏洞。 b s 结构的突出优点是：首先它简化了客户端，c s 结构对不同客户端需要 开发不同的程序，编程工作量较大。而在b s 结构系统中，用户只需通过浏览 器就可以进行各种信息处理，所有的维护与升级工作都是在服务器上进行的， 无需对客户端进行任何更改，从而大大降低了开发和维护的成本。其次，由于 b s 结构的客户端把事务处理逻辑部分分给了功能服务器，使客户机负载较小， 充分体现了“瘦”客户机的理念。而c 俗结构的客户端具有显示与处理数据的 功能，负载过重。随着应用系统功能越来越复杂，客户端的应用程序也变得越 来越庞大，需不断提高客户机的配置，加大了投资的成本脚心6 1 。 2 2 1 2b s 与c s 体系相结合的i 忡q m s 体系结构 在进行系统结构设计时，应当综合考虑各方面的需求。近期内b s 和c s 二者应用界限并不清晰，而且往往是互相补充、相辅相成的【2 7 】。通过对b s 和 1 4 第2 章1 w p q m s 的总体设计 c s 结构的比较，可以得出以下结论：在安全性要求高、具有较强的交互性、地 点固定、计算机分布范围小的情况下，可以选用c s 结构；在使用范围广、地 点灵活、功能变动频繁、安全性和交互性要求不高、工厂内部信息发布等情况 下，可以选用b s 模式。 针对巴威公司的具体情况，工艺设计部门和审批部门数据处理量大而复杂， 交互性、实时性、安全性的要求较高；其他部门由于主要进行数据查询，数据 处理量相对较小，实时性要求较低。因此，在体系结构选择时，1 w p q m s 选择 了两种体系结构相互结合的方式，即仅在工艺设计部门和审批部门使用c s 的 体系结构，而其他部门采用b ，s 的体系结构。两种结构的应用程序的存取使用 同一个数据库，互相配合把多个应用不同模式的子系统集成为一个混合式的系 统。 系统的体系结构图如图2 4 所示。 | 。 ； b r o w s e r s e r v e r 部分 ： 图2 - 4 系统的总体结构 f i g u r e2 - 4m a i l ls 衄l c t i i r eo f 吐岭s y s t c m 北京r 业人学硕士学位论文 评定报告与资源数据查询采用b s 结构，用户无需安装1 w p q m s 应用系统， 只需使用浏览器，利用因特网就可进行信息查讯。焊接工艺评定专家决策、焊 接评定报告编制管理、焊接评定报告审批和用户权限管理采用c s 结构，以提 高系统的交互性、实时性、安全性。 综合使用c s 和b s 混合结构，可充分发挥b s 模式的先进性和c s 模式 的成熟性的特点。其主要优点在于： 在保证系统安全性的基础上，既可以经济有效的利用企业内部的计算机 资源，又可以简化客户端： 可以保证复杂功能的交互性，又可以保证般功能的通用性； 系统维护简便，布局合理，从而提高了网络的效率。 2 2 2 软硬件环境的选择 2 2 2 1 网络操作系统和数据库系统选择 1 w p o m s 两种模式的服务器端操作系统均采用v 呱n d o w s 2 0 0 0s e r v c r 。 w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 将网络管理和操作系统无缝结合，使系统易于使用和管理。 它的内部是3 2 位体系结构，可同时运行多个线程【2 8 】，可以支持功能强大的应用 程序。它通过向操作系统和应用程序提供分离的内存空间以防止数据冲突，确 保了系统的稳定性。 基于w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 的数据库产品很多，对于开发c s 模式或w c b 上 的数据库应用系统来说，应选用c s 类型的数据库产品，它们除了在管理较大 的数据库系统方面有优良的性能外，还在系统数据安全方面有严格的管理机制。 m i c r o s o f is o ls e n r c r 是一个完全运行于w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统之下的高性能 数据库管理系统。它提供了一个数据库引擎s q l s e n r e rf o fn t ，可以用于从小 型到大型的系统开发，它具有高利用率、安全性好、事务处理和容错性和数据 结构完整等特点f 2 9 1 。因此，本系统选择s q l s e n ，c r 作为数据库支持软件。 操作系统和数据库对客户端性能的影响不大，c s 的客户端使用w i n d o w s 第2 章1 w p q m s 的总体设计 系列操作系统既可满足要求。b s 的客户端的操作系统不受限制，只需安装有 w e b 浏览器即可。 2 2 2 2w e b 服务器选择 w i n d o w s 平台下常见的w e b 服务器有i i s ( i n t e m e th f o r m a t i o ns e r v e r ) ，p w s ( p e r s o n a lw 曲s e r v e r ) 、w 曲s i t e 、a p a c h e 等。i i s 是微软公司开发的i n t e m e t 信 息发布平台，i i s 提供w 曲服务，它使得在i n r a n e “局域网) 或i n t e m e c ( 因特网) 上发布信息成为一件很容易的事。通过i i s 可以在w i n d o w s 2 0 0 0 的机器上建立 最常用的w w w 、s m t p 和f t p 服务器，实现基本的浏览和文件传输等功能， 从而满足b s 端程序的需要。由于i i s 是w i n d o w s 2 0 0 0 自带的可选安装组件， 故可以免去用户购买w e b 服务器软件。本系统选用s 做为w e b 服务器。 2 2 2 3 开发工具的选择 管理系统的开发工具的选择范围很广：如v b 、y c + + 、d e i p h i 、p o w e r b u i l d e r 等。综合考虑系统平台的特性、人员间的配合、系统开发的规模和开发工具掌 握的难易程度等因素，本系统采用微软公司的3 2 位可视化开发工具v i s u a l b a s i c 6 o 作为c s 结构的开发工具，i m e r d e v 做为b s 结构的开发工具，a s p 作 为b 结构的开发语言。 2 2 3 系统层次结构 系统的层次结构，如图2 5 所示。 2 3 本章小结 图2 5 系统层次结构 f i g i l r e2 - 5s y s t e mh i b e r a r c h y 本章详细阐述了1 w p q m s 的总体构架、功能模块与开发技术，提出了使用 c s 与b s 相结合的方法进行系统体系结构的构架，在保证系统的安全性、功能 性的同时，实现了经济有效的利用了巴威公司内部的计算机资源和网络资源。 第3 章1 w p o m s 数据库设计 第3 章1 w p q m s 数据库设计 数据库是各种数据的集合，它反映了数据本身的内容和数据之间的联系。数 据库是用数据模型来抽象、表示、处理各种工程数据和信息的。根据模型应用 的不同，将数据模型分为两个层次：概念模型和关系数据模型【30 】 3 ”。概念模型 是用户和数据库设计人员之问进行交流的工具；关系数据模型是由概念模型转 化而来，按照计算机系统的模式对数据建模。数据库是编制应用程序的基础， 数据库设计和维护的质量将在很大程度上决定应用程序的质量和成功与否。 工艺评定数据是工艺师在工艺评定过程中所使用和产生的数据。系统在进行 工艺评定时，一方面要利用系统中存储的工艺评定数据与知识等信息进行工艺 评定分析，另一方面要生成工艺评定中的焊接工艺规范、机械性能、接头形式 图等众多信息。所以焊接工艺评定系统的工作过程实际上是工艺评定数据、图 形、表格与相关知识的访问、调用、处理和生成新数据的过程。为了实现系统 的功能，需要建立工艺评定的数据库系统来对各种数据进行控制、管理和维护。 3 1i w p q m s 数据库的构建 为了实现焊接工艺评定管理系统的各项功能，在系统分析的基础上，运用数 据库技术的理论和方法对系统数据库的组织结构进行设计，根据系统功能的要 求将工艺评定数据库分为专用数据库和公共数据库。其中，公司内部各部门共 同使用的数据库定为公共数据库，而仅为工艺评定所使用的数据库定为专用数 据库。 3 1 1 专用数据库 专用数据库中的数据为动态数据，即为生成各种工艺评定报告所需要的相关 数据，它是专为工艺部门内部各子系统进行信息交流而设置的数据库，它是系 统工艺评定信息的源泉，也为系统生成工艺评定报告提供数据依据。生成工艺 北京1 ：业大学硕十学位论文 评定报告必需的数据库主要包括三大类：即焊接工艺评定申请( p q a ) 数据库、焊 接工艺评定( p q r ) 数据库、焊接工艺规程( w p s ) 数据库。每一类数据库都包含主 库和辅助库。主库用于存放生成工艺报告的基础数据，如：报告编号、评定规 程、母材类别号、技术