环境试验数据管理系统的应用

张 伟，陈立涛

（中国电子科技集团公司第三十八研究所 合肥 230088）

环境试验数据管理系统的应用

张 伟，陈立涛

（中国电子科技集团公司第三十八研究所 合肥 230088）

介绍了环境试验数据管理系统的功能及组成，阐述了系统建设的目的和达成的目标，并对其在企业内部的应用效果进行了分析。

环境试验；数据管理系统；应用效果分析

1 现状与需求

随着国家对生产制造型企业的重视，国家发展需要制造业来推动，生产制造企业的任务的逐渐增大，生产制造过程中产品质量的验证与试验环节是把握质量的最后一道关卡，目前大多数环境试验过程都是采用表格排班、人员值守、手抄记录，纸质归档，已经无法满足研发生产进度要求的需要。采用数字化的手段，实现数字化实验室，让计算机合理地计算利用试验资源、试验数据的自动采集实时监控、实现过程的无人值守，让计算机安排试验课题有条不紊地进行，报告的自动形成是数字化实验室改造的目标，是一项工业领域迫在眉睫的任务，也是跟随国家发展智能制造2025的方向。为解决面临的业务挑战，进行环境试验数据管理系统的建设与应用。

系统将以企业试验设备数据管理为规划，实现环境试验室试验数据和产品测试数据的管理，并为其它类型试验数据的管理提供扩展接口支持。

针对企业的情况，提出以下主要需求：

1）实现环境试验设备的集中远程控制与数据采集；

2）实现统一化的试验数据管理；

3）实现规范化的试验任务管理；

4）实现试验资源管理与试验知识管理；

5）实现可适应业务需求变化的柔性扩展和系统集成。

2 系统功能模块

通过对业务需求进行分析与整理，将试验数据管理系统的主要功能进行划分。

针对环境试验的要求，提供试验环境下的数据采集方案，实现实时数据采集、设备远程测控、设备远程报警和数据入库。

系统提供实现试验数据一体化管理的功能模块，包括试验任务管理、试验数据管理、试验数据可视化显示、数据分析处理、试验资源与知识管理。

针对环境试验的产品测试数据，提供数据同步工具和数据分析处理工具。

所有功能模块均以一个统一集成的技术平台为支撑，提供统一数据模型和数据总线技术，提供符合试验数据管理需求的系统配置管理功能，并通过标准化的WebService接口与质量管理系统实现无缝集成。

系统功能架构图如图1。

试验数据管理系统分为两个子系统，即运行在环境试验室的环境试验数据管理子系统（ETDM），和运行在企业总部的产品测试数据管理子系统（PTDM），两个系统因其使用用户范围不同，其业务关注点也存在不同。

系统应用范围如表1所示。

3 主要关键技术及难点

图1 系统功能架构图

1）试验设备监控

通过试验设备集成，实现了集中数据采集、远程设备报警、试验数据自动入库的功能，见图2。

2）自定义报告

系统还提供自定义的报告模板，便于使用人员对试验报告的样式进行更改，增加系统子模块的二次开发能力。

表1 系统应用范围

图2 远程数据架构图

用户可以采用Word模板文件格式，自由定义报告模板，如报告封面格式、输出内容、字体、段落、标题、颜色、背景、页眉、页脚等。

3） 试验设备改造

改造试验显示屏或键盘的电路，对试验箱键盘进行模拟按键操作，从显示屏电路中截获电压、电流的值和矩阵键盘及按键的值，将截获的值处理成温湿度等相关数据上传到试验监控系统进行试验箱集成。改造原理如图3。

4 项目实施

系统实施时主要分为两个部分，产品测试数据管理子系统部署在企业总部局域网，环境试验数据管理子系统部署在环境试验室局域网。

前者主要提供各类业务管理功能，后者完成现场数据的采集、设备的测控和报警，见图4系统部署图。

5 建设达成的目标

1）实现了试验设备的数据实时采集、设备测控、远程报警、实时入库和数据管理与数据分析；

2）实现了试验各环节进度的记录、跟踪与追溯，并实现各阶段的试验数据共享，为大数据挖掘提供可靠有效的数据基础；

3）应用先进的计算机运算能力、大数据技术，从海量的试验数据中进行产品的质量分析、质量预测、产品优化；

4）试验数据管理系统通过掌控试验数据、规范试验流程、试验全生命周期管理，达到了数字化试验能力、构建了知识化工厂，使试验数据管理更高效；

5）构建了覆盖企业试验数据管理平台框架，实现了统一标准的试验数据中心，支持了对环境试验数据、产品测试数据的管理。

6 应用效果分析

图3 试验设备改造原理图

图4 系统部署图

通过试验数据管理系统的应用，使企业环境试验达到了集成化、信息化的要求，实现了数据存取统一化、数据分析合理化、试验评估全面化，对企业产品型号质量、性能的可持续发展提供充分的依据。具体应用效果归纳如下：

1）在实验室内部管理方面：

实现了试验过程管控自动化,由于系统实现了数据实时采集、远程报警等功能,使得试验监控改变了以往靠人力定时巡检的工作模式，实现了＂少人化＂、＂无人化＂试验监控模式，不仅大大降低了试验值班人员工作强度，也为实验室降低了人力成本。

2）在企业质量控制方面：

产品测试数据和试验数据信息化管理，使得企业在进行产品质量控制时，透过挖掘系统库存的大量数据，可以统计各产品在试验中出现的故障，分析故障的分布，指导产品设计部门更改、优化设计，提高产品环境适应性和可靠性。

3）在企业成本控制方面：

试验数据管理系统具有的核算功能，可以根据系统建立的试验项目单价，核算出单批次试验所花费的试验费用。企业可以按产品、月份、年份等要素统计核算相关试验费用，为企业成本核算、质量成本控制，提供数据支持。

4）在企业设备管理方面：

系统实现了试验设备数据采集入库，可以统计分析企业试验设备年开机率、故障率、使用率等相关参数，为企业设备维修、设备技术改造、试验能力建设规划等工作提供客观、真实的数据支撑。

5）在企业绩效考核方面：

利用数据采集系统的数据，可以统计企业各产品试验通过率，分析试验故障，实现对各试验产品的责任部门质量考核。还可以统计实验室年、月的产值乃至细化到具体操作人员创造的试验产值，为实验室实现量化绩效考核提供数据支撑。

7 结论

试验数据管理系统不仅加速了产品型号研制过程，提高试验任务执行的速度，还实现了各型号产品的多试验任务的统计对比，为产品型号改进提供了依据。不仅实现了多种类型试验数据的融合、分析，提高数据利用效率，还通过模板化技术，使得试验技术和方法的固化，实现了知识共享与传递。通过与企业总部的质量管理系统的无缝集成，实现了设计人员、质量人员、试验人员基于试验任务的流程协同，达到了试验验证设计，试验促进设计的目标。

试验数据管理系统的建设成效巨大，应用效果显著，是企业信息化建设的重要工作，也是企业环境试验室信息化、智能化之路上的重大举措。

[1]朱阳,凌卫青,面向对象数据库技术在试验数据管理系统设计开发的应用[J].机电产品开发与创新, 2012, 25（2）：77-79.

[2]巫志峰,曾星,邓远辉,梁伟雄.科学数据管理系统在实验数据管理中的应用[J].现代医院, 2010,10（6）：147-148.

张伟，男，中国电子科技集团公司第三十八研究所，高工，主要从事环境及可靠性试验的研究工作。

Application of Environmental Test Data Management System

ZHANG Wei, CHEN Li-tao
(No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230088)

In this paper, the function and composition of the environmental test data management system are introduced, the purpose of system construction and the goal of the system are described, and its application effect in the enterprise is analyzed.

environmental test; test data management system; application effect analysis

TB75

A

1004-7204（2016）06-0048-04