航空材料数据管理与应用平台的开发与应用.pdf

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1、航空材料数据管理与应用平台的开发与应用DevelopmentandApplicationofDataManagementandApplicationPlatformofAeronauticalMaterial中航工业北京航空材料研究院王越孙瑞侠马学刚关永军连建民益小苏王越硕士。北京航空材料研究院材料数据库专业组组长，长期从事材料数据库及相关信息系统的设计与开发，负责或作为主要参加人完成了多个企业级软件项目的建设工作。随着信息技术的飞速发展及其在各领域的广泛应用，人类获取信息和处理信息的能力也日益提高，数据已和能源、材料一样成为当今社会的战略性

2、资源。美国奥巴马政府更直接将其称为“未来的新石油”，2012年3月29日发布了《大数据研发倡议》38航空制造技术·2014年第15期航空材料数据管理与应用平台是企业级的材料数据库系统。平台实现了对不同工程项目材料数据的统一管理，集成了常规力学性能曲线的处理与评估方法，提供了丰富的材料数据查询、分析和对比等功能。本文讨论了平台的设计与开发，介绍了系统的功能及应用情况o(BigDataResearchandInitiative)，将大数据研发提升为国家政策⋯。在航空工业中，材料是飞机设计和制造的基础。材料数据既是结构设计、强度计算、寿命预测和结构

3、安全评定的前提条件，也是材料研制、材料加工工艺制定、飞机零件与结构选材及失效分析的重要依据。而材料数据库及相关信息技术则是更有效利用这些数据的关键12。'10我国航空材料数据库的起步较早，80年代时，航空_T业部下属的航空材料数据中心就已建立了航空材料数据库和国家863复合材料数据库15】。进入21世纪后，中国航空工业迎来了发展的春天。飞机及发动机设计、改型、更新换代对材料性能提出了更多更高的要求，迫切需要适合行业特点的工程用材料数据库系统。为此，航空材料数据中心开发了多个专用项目的材料数据库系统，并在当时阶段发挥了作用。但随着时代的发展，这

4、些数据库的问题逐渐显露出来：一方面，用户面对不同项目的数据库界面，难以对其中的材料数据进行方便的比较和分析，展开有效的应用；另一方面，多个数据库系统也增加了维护和管理的工作量。这就需要一个可管理多项目数据的材料数据管理与应用平台。在大数据时代【6l，数据共享已在科学界取得共识，如科技部组织的科学数据共享工程11”、中国科学院启动的科学数据库18】、国家自然科学基金委在中国西部环境与生态科学研究计划中设立的数据中心

5、9】等一批重大工程和项目，明确体现了政府和科学界在数据共享方面的重视，形成了许多数据共享的平台和数据中心。科学数据的有效管理ll0

6、

7、和利用已深入人心。在航空工业中，材料的科学数据同样需要一个大的数据平台，为实现数据在行业内及全社会的应用和共享提供信息基础设施。鉴于此，航空材料数据中心提出了建设可统一管理多来源数据的航空材料数据管理与应用平台的构想，并付诸实施。系统设计与开发1设计目标航空材料数据管理与应用平台建设的主要目标为：(1)平台可同时管理多个材料工程项目和材料研究课题的材料数据。(2)数据库设计覆盖全面的、多层次的、可追溯的材料数据。·全面性体现在数据覆盖材料的基本概述、理化性能、力学性能、工艺性能等各类数据；·多层次体现在数据包括材料标准值、试验级的试样原始数

8、据、试验处理数据及性能评估曲线、材料设计用数据等不同层次的数据；·可追溯体现在数据的来源、材料厂商、材料批次、试验单位、试验人员等材料数据背景信息的详细记录。(3)系统实现丰富的软件功能，发展成为各类材料数据应用的平台。·集成常规的性能数据评估方法和力学性能曲线处理算法；·丰富的不同角度的材料查询、统计、对比、选材等功能。(4)对已开发的多个材料工程数据库进行整合。2系统总体结构平台采用微软成熟的“Windows2003Server+MicrosoftSQLServer2008+InternetInformationServer+．NetFr

9、ameWork3．5”技术架构实现。系统的应用基于企业内网络环境，在网络中部署后，用户只需要通过IE浏览器即可访问。平台的结构图如图l所示，针对材料数据在工程应用中的不同角色，平台的前端应用分为3个部分：材料负责数据的审校和完整性检查。项目数据未正式发布前，项目数据负责人控制本项目数据的读写权限。有写权限的项目参加人只能修改自己维护的数据内容。材料数据应用系统面向的用户为材料数据的使用者，如结构设计师、材料工程师、模拟仿真工程师等，在系统中抽象为查询用户。查询用户按项目权限查询数据，对材料数据进行多角度的查询、比较、分析、统计、选材等应用。管

10、理员工具面向的用户为系统管理员，对平台进行管理与维护。3数据库设计图1航空材料数据管理与应用平台结构图数据管理系统、材料数据应用系统和管理员工具。平台中的材料数据是