（机械设计及理论专业论文）智能化焊接工艺管理系统的研究.pdf

致谢 摘要 焊接工艺作为压力容器生产中的关铫技术，在锅炉制造中占有十分重要的地 位。作者结合实际课题“北京巴威公司焊接工艺管理系统”，将软件工程、数据 库技术、专家系统技术和网络技术应用于焊接工艺管理系统中，本课题使用微软 公司的w i n d o w s2 0 0 0 作为系统平台，s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为数据库开发工具，使 用m sv i s u a lb a s i c6 0 作为系统开发工具，完成了“智能化焊接工艺管理系统 ( i w p m s ) ”的研究与开发。 本系统遵循实用、先进、高效、可靠的设计方针，全面考虑了巴威公司焊接 工艺部门的业务特点和工作机制，采用客户端朋臣务器模式，充分而有效地利用 了巴威公司焊接工艺部门的计算机资源和网络资源；在焊接工艺文件的编制中， 运用了专家系统技术，使工艺文件由手工编制转变为智能化自动生成，从而大大 提高了工艺文件的编制效率和质量；系统使用基于角色管理的用户管理体制，保 证了在多用户体系下的运作；系统采用了关系型数据模型，将工艺数据分为动态 数据和静态数据，实行了分类管理；在各个功能模块的开发过程中，使用了面向 对象的编程技术，易于维护，运行效率较高。通过实际试运行，本系统能够完成 用户提出的各项任务要求，具有较高的实用性。 本文详细论述了i w p m s 的总体构架、系统组成原理和实现方法，并应用实 例对系统的实用性进行了验证。本系统的研究和开发，对于我国焊接行业实现智 能化计算机辅助工艺设计，具有较大的理论意义和实际应用价值，在国内处于领 先地位。 关键词专家系统；焊接工艺管理；数据库技术 致谢 a b s t r a c t w e l d i n gp r o c e s si st h ep i v o t a lt e c h n i q u ei nt h em a n u f a c t u r eo fp r e s s u r ev e s s e l a n do c c u p i e sa ni m p o r t a n tp o s i t i o ni nt h eb o i l e ri n d u s t r y i nt h i sp a p e r , a u t h o ra p p l i e s s o f t w a r e e n g i n e e r i n g ，d a t a b a s et e c h n i q u e ，e x p e r ts y s t e mt h e o r y a n d n e t w o r k t e c h n i q u e i n t ow e l d i n g p r o c e s sm a n a g e m e n t f o rt h ep r a c t i c a lp r o j e c t ，b e i j i n gb a b c o c k & w i l c o x c o m p a n yi n t e l l i g e n tw e l d i n g p r o c e s s m a n a g e m e n ts y s t e m , u s i n g m i c r o s o f t sw i n d o w s2 0 0 0a ss y s t e mp l a t f o r m ，s q ls e r v e r 2 0 0 0a sd a t a b a s es u p p o r t a n dv i s u a lb a s i c6 0a sd e v e l o p i n gt o o lt oa c c o m p l i s ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e l l i g e n t w e l d i n g p r o c e s s m a n a g e m e n ts y s t e m ( i w p m s ) t h i ss y s t e mf o l l o w st h ep r i n c i p l e so f p r a c t i c a l i t y , a d v a n c e m e n t , h i g he f f i c i e n c y a n dr e l i a b i l i t yc o n s i d e r i n gb & w c o m p a n yw e l d i n gp r o c e s sd e p a r t m e n t so p e r a t i o n c h a r a c t e ra n dw o r k i n gr o u t i n e c o m p r e h e n s i v e l y i tf u l l y u t i l i z e st h er e s o h r c eo f c o m p u t e ra n dn e t w o r k o fb & w c o m p a n yw e l d i n gp r o c e s sd e p a r t m e n ti nt h ep a t t e r n o fc l i e n t s e r v e r e x p e r ts y s t e mi su s e di nt h ee d i t i o no fw e l d i n gp r o c e s sd o c u m e n t w h i c hc o n v e r t s 血em e t h o dt h ee d i t i o no fp r o c e s sd o c u m e n tf r o mh a n d w o r kt o i n t e l l i g e n t a u t o m a t i cc r e a t i o nt h u sr a i s e st h e w o r k i n ge f f i c i e n c y a n d q u a l i t y o f w e l d i n gp r o c e s s d o c u m e n tg r e a t l y t h i ss y s t e ma d o p t su s e rm a n a g e m e n tm e t h o d b a s e do nr o l e m a n a g e m e n t w h i c h g u a r a n t e e s t h e o p e r a t i o n o fs y s t e mu n d e r m u l t i u s e rc o n d i t i o n a l s o ，t h es y s t e me m p l o y sr e l a t i o nd a t am o d e ld i v i d i n gp r o c e s s d a t ai n t od y n a m i cd a t aa n ds t a t i cd a t aw h i c hr e a l i z e sd i v i s i o nm a n a g e m e n t i nt h e d e v e l o p m e n to f f u n c t i o nm o d u l e ，o o pt e c h n i q u ei su s e dw h i c hi se a s yt om a i n t a i n a n dh a sar e l a t i v eh i g h o p e r a t i o ne f f i c i e n c y t h r o u g h t r i a lo p e r a t i o n ，t h es y s t e ms h o w s ar a t h e rh i g h p r a c t i c a l i t yw h i c h c a na c h i e v ea l lt h ed e m a n d so f u s e r t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h em a i ns t r u c t u r e , s y s t e mp r i n c i p l ea n dr e a l i z a t i o nm e t h o d o fi w p m sa n dt h e nu s e se x a m p l e st ov a l i d a t et h ep r a c t i c a l i t yo ft h es y s t e m t h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h i ss y s t e mh a sa ni m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l v a l u et ot h ed e v e l o p m e n to fi n t e l l i g e n tc o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp l a n n i n g i nt h e w e l d i n g f i e l di w p m sh o l d sar e l a t i v e l yt o pp o s i t i o ni no u rc o u n t r y k e y w o r d s e x p e r ts y s t e m ；w e l d i n gp r o c e s sm a n a g e m e n t ；d a t a b a s et e c h n i q u e 独创性声明及关于论文使用授权的说明 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名型日期：塑丝 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：鼯缓导师签名：童糸磊 日期：夕一协 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景 第1 章绪论 智能焊接工艺管理系统( i n t e l l i g e n tw e l d i n gp r o c e d u r em a n a g e m e n ts y s t e m i w p m s ) 是北京巴布科克威尔科克斯公司( 以下简称巴威公司) 与我校产、 学、研合作研究项目“巴威公司管理系统化”的重要组成部分，充分利用企业 现有的计算机网络资源，完成焊接工艺的智能化生成和网络化管理。 北京巴威公司是一家中美合资企业，主要负责设计、生产各种锅炉和相关产 品。锅炉产品属于压力容器，其焊接质量至关重要。锅炉焊接工艺评定是焊接质 量的基本保证，也是焊接施工中的一项重要技术，同时也是保障产品安全性和可 靠性的关键技术【l i 。 巴威公司焊接工艺管理工作具有如下特点： ( 1 ) 焊接工艺管理使用的标准的多样性，既要满足美国a s m e 标准，又要 满足中国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允许进行焊接工艺评 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 需要和公司的其他部门共享； ( 3 ) 焊接工艺报告需要随时供公司领导和技术专家查看； ( 4 ) 焊接工艺报告数据量大，而且随着标准的更新和新焊材的出现，报告数 量将不断增加； ( 5 ) 工艺报告中的数据信息存放周期长，报告一旦经审批通过，就不得进行 修改和销毁。 目前，巴威公司焊接工艺报告的编制及管理工作都是采用手工制定的方式， 工艺人员需要查阅大量的国内外标准及焊接报告，反复进行复杂的绘图和填表工 作，工作量大，造成人力、物力的浪费。此外，报告的提交、审批和确认工作需 要在不同部门之间进行，周期较长，效率较低，与现代化的生产要求极不适应。 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计算机技 术、网络技术和信息处理技术，建立起健全的现代化的焊接工艺管理体系，提 高企业劳动生产率和办公效率i l l 。 巴威公司是一家具有悠久历史的锅炉生产企业，其焊接工艺部门已经形成 了一整套较为完善的运行机制，因此焊接工艺管理系统必须要照顾到原有的工 艺管理流程祁工艺人员的工作习惯，缩短用户适应新系统的时间。 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，对设计目标反复推敲，开发研制出基于网络 的智能焊接工艺管理系统，力求使焊接部门在焊接工艺报告的制订和管理方面迈 上一个新的台阶。 1 2 焊接工艺规程和焊接工艺评定 焊接工艺管理是工程建设中质量控制的一项重要内容，质量控制的重要依据 焊接工艺规程( w e l d i n g p r o c e d u r es p e c i f i c a t i o i l ，、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 r t p q r ) 1 1 卜h 。 焊接工艺规程是以焊接工艺评定为编制依据，针对具体产品而制定的，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鼍、 焊接材料及规格、焊接规范参数、预热温度等内容。工艺人员可以根据产品的类 型、技术要求、材料、焊接方法、热处理规范等要求选择焊接工艺评定报告，并 将该评定报告中的相关内容调入焊接工艺规程中【3 】【4 】。目前我国在焊接生产施工 中已广泛执行w p s ，并用于指导生产。焊接工艺评定是按照有关法规、标准的 规定对施焊试件和检验试件进行试验，测定焊接接头是否符合所要求的使用性 能，验证施焊单位所拟定的焊接工艺的正确性l 删i i1 ，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，并己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。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，都必须由施工单位提交p q r 报告 并编制w p s 规程t 7 1 1 8 1 ，报经上级主管部门审查、批准，并按w p s 检查贯彻执行 的情况。这些技术文件是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。 巴威公司在制造薪产品时，需要编制焊接工艺卡片( w e l d i n gp r o c e d u r ec a r d ， w t c ) ，其流程为：首先由工艺人员根据焊接方法、母材等原始条件，人工查询 已存档的焊接工艺规程报告( w p s ) ，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( p q r ) ，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 第1 苹绪论 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 e l d i n g p r o c e d u r e q u a l i f i 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，获得焊接工艺评定报告，并最终生成由焊接工艺评定报告所支 持的焊接工艺规程报告，进而生成直接面向施焊部门的焊接工艺卡片以及相应的 热处理通知单。其焊接工艺生成流程，如图卜1 所示。 图1 - 1 巴威公司焊接工艺生成过程 f i g u r e1 - 1p r o c e d u r eo f w e l dp r o c e d u r eq u a l i f i c a t i o no f b & w b c 1 3 国内外研究状况 1 3 1 国外研究状况 从2 0 世纪7 0 年代末，美国、英国和德国等工业发达国家相继将计算机引入 北京工业大学硬士学位论文 焊接领域，开展了在焊接领域应用计算机技术的研究工作。尤其是数据库技术的 发展促进了计算机辅助焊接工艺评定的产生和发展，例如美国焊接研究所依据 a w s d i 1 开发了c o r r a l d i i w p s p q r 数据库，用户可通过该系统输入、测 览、查询和打印焊接工艺卡和焊接工艺评定报告，对焊接工艺卡和焊接工艺评定 报告提供了母材、母材厚度、工艺参数和填充材料的组合查询，该系统还具备接 头、坡口图形处理功能；同时该所依据a s m e 第k 篇开发了系统c o r r a l9 ， 该系统可实现焊接工艺卡和焊接工艺评定报告的输人、存储以及母材、厚度、工 艺规范、填充材料。焊后热处理及冲击试验要求的组合查询；美国e d i s o n 焊接 研究所依据a s m e 第1 x 篇的q w - 4 8 2 、q w - 4 8 3 部分开发了焊接工艺卡与焊接 工艺评定报告数据库系统w e l d s p e cp l u s 。 英国焊接研究所依据标准b s 4 8 7 0 ，开发出了w j l d s p e c 焊接工艺数据库， 可按评定号、母材、接头、厚度、焊接方法等进行工艺评定记录查询。 1 32 国内研究状况 国内的研究始于2 0 世纪8 0 年代中后期，到目前国内许多科研院所及生产单 位已经开发了多个焊接工艺评定管理数据库系统。 哈尔滨工业大学和哈尔滨锅炉厂有限公司开发了焊接工艺评定数据库管理 系统，该系统提供了p q r 组合查询、评定试验必要性判断和p q r 维护、打印功 能；北京燕山石化公司开发了焊接工艺评定数据库管理系统；太重集团开发了焊 接工艺评定数据库应用系统；这两个系统均提供了p q r 的组合查询、维护和打 印功能；近期太原重型机械学院与太重集团用面向对象的可视化编程语言 d e l p h i4 开发了钢制压力容器焊接工艺评定专家系统，用户根据实际情况输人查 询的必备条件，该系统可依据原始数据对数据库进行快速检索，找出一条唯一符 合的记录，得到评定结果，若不存在符合查询条件的记录，可使用模糊查询找出 最相近的记录。 大庆石化机械厂开发的焊接工艺管理专家系统可依据j b 4 7 0 8 - - 9 2 自动推定 每份p q r 的适用范围，系统根据用户输人的基本焊接条件可选定p q r 并用于制 定焊接工艺，同时具备p q r 数据库管理功能；哈尔滨工业大学近期又利用v f p 6 0 和v b 6 0 在w i n d o w s 环境下对以前基于d o s 和w i n 3 ，2 的焊接工艺规程数据库 与专家系统进行了升级。这两个系统从严格意义上讲应属于集成了计算机辅助焊 接工艺评定某些功能的计算机辅助焊接工艺规程制定系统。 第1 苹绪论 在甘肃工业大学承担的“七五”科技攻关项目微机辅助弧焊最佳工艺规范 参数选择系统的研究过程中及合肥工业大学近期的焊接数据库和弧焊工艺评定 系统研究都对计算机辅助焊接工艺评定作了有益的探索，就其内容和功能来说应 属于计算机辅助焊接工艺制定的范畴。 1 3 3 存在的问题 计算机辅助焊接工艺评定系统的开发工具由以前的专门数据库开发平台 ( d b a s e 、f o x b a s e 和f o x p r o 等) 或逻辑推理语言( 如t u r b o - - p r o l o g ) 发展到了 可视化编程语言( 如v b v c v f p 、p b 和d e l p h i 等) i 其编程技术也由面向 过程发展到了面向对象和事件驱动；开发环境也由d o s 、w i n 3 x 发展到了w i n 9 x 和w i n d o w sn t ；在此背景下，计算机辅助焊接评定的研究取得了很大进展。但 就现有的计算机辅助焊接评定系统来说仍然存在一些问题： ( 1 ) 功能还欠完善，现己开发的系统，其功能多集中于p q r 维护、p q r 组 合查询，只有少数几个系统提供了评定试验必要性判断这一计算机辅助焊接工艺 评定的最基本功能，而评定试验项目的提出功能和评定试验结果的判定功能目前 尚无系统能提供。对繁重的焊接工艺规程w p s 均未涉及，提供带有智能化的可 替换性判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。 ( 2 ) 实用性较差，焊接工艺评定是有标准规范的，计算机辅助焊接工艺评 定系统的开发首先得依据评定标准进行。但从公布的资料来看，一些系统并未严 格执行标准规范的规定，这些显然制约了系统的实用性。 ( 3 ) 系统的可信任度不够，目前现有系统都还不能向用户详细解释系统的 执行过程及运行结论的得出过程与依据。系统运行的透明度不够，这无疑增加了 用户对系统的不信任度。 ( 4 ) 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 o 、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。 ( 5 ) 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 北京工业大学硪士学位论文 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【”i 。 ( 6 ) 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【“1 。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，用户可以通过掌握一至多个密码来 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 4 本课题的研究内容 本课题将研究重点放在焊接工艺卡、焊接工艺规程的智能生成和焊接工艺管 理工作的系统化上，充分利用局域网和企业现有资源，进行焊接工艺管理系统的 开发，完成智能焊接工艺管理系统( i w p m s ) 的构造及实现，根据巴威公司实际 隋况，系统主要采用了客户端服务器( c s ) 的体系结构。利用高级编程语言 m s v b 6 0 进行开发，数据库平台采用m i c r o s o r 公司的s q ls e r v e r 2 0 0 0 系统。 i w p m s 采用通用的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 2 0 0 0 操作系 统上。 本课题主要进行了以下部分的研究： ( 1 ) 分析巴威公司焊接工艺部门现状，掌握焊接工艺管理流程，设汁并实现 焊按工艺评定申请报告、焊接工艺评定报告、焊接工艺规程及焊接工艺卡等工 艺报告的智能化生成和管理。 ( 2 ) 分析并建立焊接工艺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。 ( 3 ) 研究专家系统在焊接工艺管理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。 ( 4 ) 整合巴威公司现有的工艺资源，形成完整的电子资源，作为系统的一个 模块供全厂使用。 ( 5 ) 设计完善的系统管理机制，为用户提供适应权限动态调整的菜单授权和 身份转换技术、提供灵活易用的手段，完成焊接工艺报告的制定、报批、审批 等工作流程。 第1 苹绪论 1 w p m s 具有以下特点： 系统开发建立在充分完整的系统分析的基础上，系统设计充分考虑到了巴 威公司其他工艺系统，可以和项目的其他功能系统整合，充分发挥巴威公司整 个工艺系统的全局效益。 ( 1 ) 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管理的 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。 ( 2 ) 系统总体设计的方案采用了面向企业实际的的c s 体系结构，并将专家 系统引入焊接工艺管理，使系统成为具有智能的应用软件。这样既考虑到当前 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。 ( 3 ) 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。 ( 4 ) 焊接工艺管理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，需要设嚣数据库的封锁机制、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。 北京工业大学硬士学位论文 第2 章i w p m s 的总体设计 2 1 i w p m s 的总体构架及功能设计 2 1 1 总体构架 l w p 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：焊接工艺管理专家系统模块、焊接 工艺报告管理模块、焊接工艺报告审批模块、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 m s 用 户 权 限 管 理 焊接工艺管理专家系统 焊接工艺报告管理 焊接工艺报告审批 资源数据库查询管理 数据库 知识库 图2 - 11 w p m s 的总体构架 f i g u r e2 - 1w h o l e s t r u c t u r eo f i w p m s 2 2 i w p m s 的功能模块 2 2 1 焊接工艺管理专家系统 数 据 库 、 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造 成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。不同 的单位对于重新进行焊接工艺评定的准则是不一样的，这些准则需要根据母材、 焊接方法、坡口形式、焊后热处理等方面的要求提出，此外还包括标准、规范和 第2 章 w p m s 的总体设计 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 2 ，2 焊接工艺报告管理模块 该模块完成对p q a 、p q r 、w p s 、w t c 报告的管理包括修改、删除、报批、 输出等工作，其子功能模块为：焊接工艺评定申请报告、焊接工艺评定报告、焊 接工艺规程报告以及焊接工艺卡，如图2 2 所示。 - i 焊接工艺评定申请报告卜- 4 报告输出 - 4 焊接j ：艺评定报告 f - 一报告报批 焊接评定管理l- 4 报告删除 一焊接工艺规程报告卜_ 一报告修改 _ 一焊接工艺卡 f - t 报告汇总 图2 - 2 焊接评定报告管理模块 f i g u r e2 - 2w e l dp r o c e d u r eq u a l i f i e a t i o nr e p o r tm a n a g e m o d u l e 报告的输出提供对报告的浏览和打印输出功能。 报告的报批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，对于己报批的报告，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。 报告的汇总实现对w p s 报告和p q r 报告中的内容进行汇总，如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，工艺人员可以不必打开每一份工艺报告，就可以进行内 容的查询。此外，还提供了组合查询功能，工艺人员通过查询选项进行数据 i ! 兰三、业查兰堡圭兰竺丝苎 库检索，从而缩小查看范围。 2 , 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 、w t c 报告的审批工作。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：通过和未通过。 2 , 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，即对焊接工艺评定报告( 包括 p q a 、p q r 、w p s 和w t c ) 数据库和公共信息数据库( 包括焊丝性能库、焊接接头 数据查询管理 焊接工艺评定 文件查询管理 公共数据库信息 查询管理 p q a 查询 p q r 查询 w p s 查询 w r c 查询 公司常用术语查询 焊接接头查询 材料库查询 = = ：= = = = = = = = = = = = 焊接工艺标准查询 碳钢焊条库查询 图2 - 3 资源数据库查询管理模块 f i g u r e2 - 3r e s o u r c ed a t a b a s e ss e a r c ha n dm a n a g em o d u l e 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。 第2 章i w p m s 的总体设计 2 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。 2 3 i w p m s 的开发技术 2 3 1i w p m s 的体系结构 系统的体系结构是系统设计中的一项重要内容f 2 0 1 ，其设计的好坏，不仅影响 着系统的效率、安全性、可维护性，还影响系统使用的方便性及可靠性。近年来， 基于网络环境的信息系统设计开发成为信息系统建设及发展的重要方向【孔1 ，它也 促使系统在规模、结构、功能、层次等方面均发生了很大的变化，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分为集中式结构，客户端服务器( c l i e n t s e r v e r , c s ) 结构和浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r , b s ) 结构等。集中式结构属于全封闭式系 统，信息的处理由中心机房的主机完成，客户端不具备处理能力。c s 结构和 b s 结构目前为计算机系统所使用， 2 3 1 1 主流软件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，现在已经成熟。随着i n t e r n e t 的发展，以w 曲技术为基础的b s 结构日益显现其先进性，但尚不成熟，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 】| 2 3 1 。 北京工业大学硬士学位论文 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i n t e r a c t 的，而目前网络安全仍是一个技禾尚未成熟 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，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，而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。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 s 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【2 4 1 【2 6 1 。 2 3 1 2 i w p m s 的体系结构 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，往往是互相补充、相辅相成的【”1 。通过对b s 和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，i w p 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l 3 年n 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。 系统的体系结构如图2 _ 4 所示。 评定报告与资源数据查询采用b s 结构，用户无需安装i w p 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询。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、实时性和安全性 第2 章i w p m s 的总体设计 b r o w s e r s e r v e r 部分 ( 其他部门异地人员) 图2 - 4 系统的总体结构 f i g u r e2 - 4m a i n s t r u c t u r eo f t h e s y s t e m 综合使用c s 和b s 混合结构，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； 可以保证系统顺利实现各种功能： 系统维护简便，布局合理，从而提高了网络的效率。 2 3 2 软硬件环境的选择 2 3 2 1 网络操作系统和数据库系统选择 i w p m s 两种模式的服务器端操作系统均采用w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e 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【”i ，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 e 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 1 3 ：_；iji_-j；- i；一；：；： 一 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 ts q l s e r v e 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 r v e r f o r n 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2 9 1 。因此，本系统选择s q ls e r v e r 作为数据库支持软件。 2 3 2 2 开发工具的选择 管理系统的开发工具的可供选择的范围很广：如v b 、v c + + 、d e l 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 lb a s i c 6 0 作为c s 结构的开发工具，i n t e r d e v 做为b s 结构的开发工具， a s p 作为b s 结构的开发语言。 2 3 2 系统层次结构 系统的层次结构，如图2 5 所示。 ，p m s 介 ，- 八 开发工具：v i s u a lb a s i c ，m si n t e r d e v 八 1 f 支撑软件：s q l s e r v e r 1 f 操作系统：w i n d o w s 2 0 0 0 1 f1 f 物理设备层：网络、服务器、工作站 图2 - 5 系统层次结构 f i g u r e2 - 5s y s t e mh i b e r a m h y 1 w p m s 系统分为物理设备层、操作系统层、支撑软件层、开发工具层，各 层之间是交互沟通的，物理设备层主要由巴威公司工艺部门的网络、服务器和工 作站构成，操作系统和支撑软件位w i n d o w s 2 0 0 0 和s q ls e r v e r 2 0 0 0 ，然后开发 人员使用v b 6 0 进彳亍开发。 第2 章i w p m $ 的总体设计 2 4 本章小结 本章详细论述了i w p m s 的系统设计，对各个功能模块分别进行了阐述，通 过对当前主流的软件系统结构分析，确定了本系统开发的基本思路和整体构架， 并对系统的开发技术和软硬件环境进行了分析和规划。 1 5 北京工业大学硬士学位论文 第3 章焊接工艺报告管理模块的技术应用与实现 焊接工艺管理系统所涉及的管理、审批和查询的内容比较多，本章从四个工 艺文件( p q a 、p q r 、w p s 、w t c 报告) 的程序生成流程和程序设计中使用的 一些关键技术及实现方法两个方面进行介绍。 3 1 工艺报告生成流程 巴威公司在生产一种新产品时，首先针对其中的焊接工艺提出申请，进行焊 接工艺申请报告( p q a ) 的编写工作，然后由上级工艺人员对p q a 进行审批， 审批通过后进行焊接工艺评定报告( p q r ) 的编写工作( 如图3 - 3 所示) ，同理， 在得到上级部门领导的审批后，就开始进行焊接工艺规程( w p s ) 以及焊接工艺 卡( w t c ) 的编写工作了。编写工艺文件界面如图3 1 所示。审批工艺文件界面 如图3 - 2 所示。 图3 1 工艺文件界面 f i g u r e3 - 1 i n t c r f a c eo f p r o c e s s d o c u m e n t 图3 - 2 审批工艺文件界面 f i g u r e3 - 2i n t e r f a c eo f e x a m i n ep r o c e s sd o c u m e n t 第3 章焊接工艺报告管理模块的技术应用与实现 w p s 的编写是以p q r 为基础的，即由一份或者几份p q r 支持生成一份 w p s ，生成w p s 涉及很多专家知识，因此，w p s 的编写工作是在工艺人员的参 与下由系统智能生成的。w p s 的生成过程与p q a 、p q r 半辅助生成方式不同， 主要步骤为： ( 1 ) 根据焊接方法、评定法规、焊后热处理、焊条及母材等条件对已有p q r 进 行搜索，获取相关的p q r 报告，然后可以对其进行查看，将其中有用的参 数，如焊接方法等，系统将其自动转移到w p s 报告中( 如图3 - 3 所示) 。 ( 2 ) 利用焊接接头数据库，查询相关的焊接坡口形式，并指示系统将其简图载入 w p s 编写界面，如图3 - 4 所示。 ( 3 ) 利用焊接规范专家系统，通过选择焊接方法、焊条直径、焊接位置等参数， 实现焊接规范参数的自动生成，并将数据自动转移到w p s 编写界面，如图 3 - 5 所示。 ( 4 ) 利用公共信息库辅助生成其他的工艺参数，如图3 - 6 所示。 w p s 编制完成后，提交上级领导审批通过后，即可进行焊接工艺卡片( w t c ) 和热加工热处理通知单( h o t w o r k h e a tt r e a t m e n ti n f o r m a t i o ns h e e t ，h i s l 的编制 了，w t c 和h i s 是直接面向焊接施工部门的，因此其编制是