航空螺纹连接技术标准资源服务平台构建的研究

杜 江，李 强，曹 岩，白 瑀

（西安工业大学 机电学院 先进制造工程研究所，西安 710021）

0 引言

在航空产品的设计与制造过程中，航空技术标准的种类非常多，其中航空螺纹连接技术标准的使用数量占总航空技术标准的30%～40%。以“螺纹连接”等航空标准件为代表的航空技术标准具有“标准化、系列化、通用化程度高”的特点[1]。其在机械零部件设计，也是在飞机设计制造中用途最广泛的基本单元，其在实际使用中存在查阅困难、工作繁琐、重复性大的问题，导致产品开发周期长，市场竞争力差，同时也在一定程度上限制了工程设计人员的创造设计能力。

因此在设计过程中合理地使用航空技术标准，尤其是航空螺纹连接技术标准，对缩短产品设计制造周期、降低生产成本、提高产品质量都具有十分重要的技术经济意义[2]。

但是对目前所颁布的国内和国际的相关航空技术标准的使用情况的分析调查中可发现，我国航空技术标准在应用中存在以下问题：1）管理方式方面：我国传统的航空技术标准的管理方式是通过纸质文档或单电子文档方式管理，管理方式简单，人工查询困难；2）内容方面：航空技术标准种类繁多且数量庞大、技术特征不明确、技术属性信息不明显；3）版本方面：不同版本彼此间关系规格不明确，造成航空技术标准应用区分度很难识别；

通过以上分析可得，造成我国航空技术标准相关数据信息的“检索困难、调用不便、直接利用率低”的根本原因在于这些标准的内容和数据在实际中由于未能基于信息技术得以良好组织管理从而不能给制造企业提供良好的标准技术信息服务。

为了能够基于现有航空技术标准为企业提供良好的服务，需要改变传统的标准管理理念，不仅要静态管理技术标准相关的文档和数据，而且要动态管理它们的应用情况。也就是要面向航空技术标准的从发布到实施、更新、作废的全过程开展对应的管理工作，即需要面向航空技术标准全生命周期的属性和特点进行相关管理方法的研究。

1 平台体系结构

本平台采用当前广泛应用的B/S（浏览器/服务器）模式和JAVA开发语言来构建航空螺纹连接技术标准资源服务平台。采用结构化设计思想[3]，具体做法是自顶向下地对平台进行合理的按层级划分，把结构复杂的平台拆分成相互独立、功能单一的模块。对每一个模块进行单独地设计、编写和测试，在一定相关范围内可对平台进行修改与完善，不必修改平台全局。最后按其逻辑结构把各个模块逐层向上组织起来，就得到了满足功能需求、结构组织良好、层次结构分明的航空螺纹连接技术标准资源服务平台。图1为航空螺纹连接技术标准资源服务平台的总体框架结构图。

图1 平台的总体框架结构

2 平台主要功能介绍

建立网络化的航空螺纹连接技术标准资源服务平台，具有不受地域、时域的限制，使得任何终端用户在许可的权限下获得自己所需的资源，使技术标准从传统的单一文档和单机的管理形式向网络化、协同化、共享化方向发展。通过以上对平台所要达到的目的及平台管理内容的分析，平台主要分为用户管理、航空螺纹连接技术标准文档库、航空螺纹连接技术标准知识库、航空螺纹连接技术标准件库四个主要的大模块，其平台主要详细功能模块的框架如图2所示。

图2 资源服务平台功能模块设计

2.1 航空螺纹连接技术标准文档的管理

对文档PDF的管理路径方式主要有两种[4]：一是间接存储法，就是将文件存储在指定的计算机的某一确定的文件目录下，而后台数据库中只保存文件的存储名称和存储路径。二是直接存储法，就是将文件资源转换成二进制数据流，然后直接保存在后台数据库中。本文采用间接存储法对文档进行管理。其文档上传流程如图3所示。

2.2 航空螺纹连接技术标准知识库的设计

由于航空螺纹连接技术标准所包含的知识信息量大且关系复杂，需将其根据知识的属性或特征的异同办照一定的原则和方法进行区分和归类[5]。通过把航空螺纹连接技术标准抽象的知识转化为对象集合，将其具有相同特点多的对象划分为一类，使同一类对象具有极其最大相似性，不同类中的对象的相似性尽量最小，从而形成新的分类体系。

图3 文档上传流程图

鉴于航空螺纹连接技术标准知识的约束关联，本文采用层次分类法将航空螺纹连接技术标准的知识按照特征的相似性进行分类。航空螺纹连接技术标准的知识属性管理内容分类如图4所示。

图4 知识属性管理图

知识库管理功能主要包括设计特征模块、工艺特征模块、应用功能模块及版本模块四大部分。对这四大模块的操作主要有：知识录入、知识删除、知识修改、知识浏览及知识检索等。下面对其各大操作进行介绍：

1）知识录入：通过对航空螺纹连接技术标准知识的获取，将知识源的知识进行发现表示之后，通过知识的综合加工，实现各大模块相关知识的添加。

2）知识删除：知识一般情况下是用于积累、重用、共享的，知识是不允许随意删除的，删除一些知识有时可能会导致知识的不完整性以及各知识间的不一致性。在添加知识时出现错误、知识冗余时才会进行知识的删除。

3）知识修改：只有在发现添加的知识有错误或航空螺纹连接技术标准进行重新修订，出现新的知识时，才可以进行知识修改的相关操作，但为了保证知识库里知识的完整一致性，应谨慎进行此相关操作。

4）知识浏览：知识浏览是为企业用户提供共享、重用的一种基本的常用方式，相比翻阅技术标准手册节约了非常多的时间。通过用鼠标右击或双击四大模块可以详细查询相关知识。

5）知识检索：知识查询的目标是实现知识的有效检索，为用户提供了两种检索模式：精确检索和模糊检索。通过建立知识检索机制，实现知识的检索，从而快速、有效地检索出用户所需要的知识资源。

2.3 航空螺纹连接技术标准知识库的设计

1）目录结构树设计

为了有效地管理航空螺纹连接技术标准的数据，应用程序采用树状结构的层次数据模型，按照航空螺纹连接技术标准的分类构成树状层次结构，即将航空螺纹连接技术标准分为航空螺纹连接标准件和航空螺纹连接技术规范两大类，航空螺纹连接标准件又分为螺钉、螺母、螺栓等，一次不断类推，向下依次细分。程序利用Tree View控件，使用一棵树显示航空螺纹连接技术标准的树状层次结构[6]。

2）二维示意图的读取与显示

将二维示意图从后台数据库中读取并在平台页面上显示的核心思想是：从数据库中获取到图片的二进制数据信息后，使用Response.Binary Write（）的方法进行输出所读取到的二进制数据，并用Image控件显示图片，其具体流程如图5所示。

图5 2D示意图的读取与显示

3 航空螺纹连接技术标准资源服务平台的实现

3.1 文件管理模块的实现

点击航空螺纹连接技术标注文档库按钮，进入到文档库管理主界面，如图6所示。输入标准文档名称，可以对文档进行精确查询；在查询到文档之后，可以点击附件进行浏览或下载。需要对库中的文档进行扩充时，双击添加按钮，就可以对文档进行上传。当上传的文档出现错误时，可以点击删除按钮进行删除，也可以用编辑按钮对文档进行编辑。

图6 文档管理主界面

3.2 知识库管理模块的实现

单击知识库主模块按钮，进入到各功能子模块管理界面，平台中知识库的相关各功能子界面如图7～图10所示。

图7 工艺特征知识管理界面

图8 设计特征知识管理界面

图9 应用特征知识管理界面

图10 版本特征知识管理界面

3.3 标准件库管理模块的实现

制作目录树的目的主要是帮助用户高效快速地查询零件相关信息，将航空螺纹连接技术标准按层次分类进行目录树的制作，所有的资源构成了一颗以“航空螺纹连接技术标准”为根节点的，动态的、多层次的分类树。标准件库页面如图11所示。点击左侧的目录树可以查询标准件，右侧显示标准件的信息，供用户浏览和下载。

图11 标准件库模型管理界面

4 结论

以有效提高航空螺纹连接技术标准的重利用效率为目标，本文所研究建立的航空螺纹连接技术标准资源服务平台可以通过对航空螺纹连接技术标准文档、知识资源和航空螺纹连接标准件三维模型的一致管理，提高了航空技术标准信息资源的利用效率，缩短了与企业间的地理位置，减轻了企业负担。不仅可对航空螺纹连接技术标准的重利用提供有效支持，而且有效解决目前实际应用中航空螺纹连接技术标准查询调用繁琐，利用率低下的问题。