基于C#的飞机疲劳试验跟踪管理系统设计

张清勇

（中国飞机强度研究所 全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点试验室，陕西 西安 710065）

飞机疲劳试验是验证飞机结构疲劳特性的地面试验，主要是为确定飞机结构的使用寿命、制定使用维护要求等提供试验依据[1]。试验中将几百种载荷工况按照一定顺序和频次组合，构成载荷谱，再通过一套加载系统按照载荷谱将疲劳交变载荷施加在飞机结构上，模拟飞机在整个服役期内可能遇到的各种空中、地面使用情况。飞机疲劳试验至少完成2.5倍以上使用寿命试验，通常试验周期为5～10a[2]。全机疲劳试验具有复杂程度高、试验规模大、持续时间长的特点，因此，如何科学配置和利用单位人员和设备资源、发挥其最大的经济效益、提高多个型号疲劳试验的精细化管理，一直是试验管理人员研究的课题。一款试验信息化体系下的疲劳试验管理系统必须能够有助于试验人员及时了解试验的日运行速度、循环数、起落数统计分析及任务量预测等信息，并辅助单位领导决策，制定科学的试验运行方案。

因此，本文采用C#语言作为开发语言、SQL Server 2008 作为后台数据库开发了一款飞机疲劳试验跟踪管理系统软件，可以有效地实现对疲劳试验信息的跟踪与管理，有助于提高疲劳试验管理的综合效率。

1 关键技术

1.1 C#

C#是由C和C++衍生出来的一种面向对象的编程语言。其继承C和C++强大功能的同时，去掉了一些复杂特性。C#以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的对面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言[4]。

1.2 C/S 模式

C/S结构可充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交服务器，因而客户端响应速度较快。C/S结构的优势主要有2点。（1）应用服务器运行数据负荷较轻；（2）数据的储存管理功能较为透明。

2 系统分析与设计

2.1 系统需求分析

系统中管理员拥有用户权限管理、飞机型号管理、试验任务管理和试验进度统计分析等权力。

（1）用户权限管理。对不同层次的使用者开放不同的权限。管理员分为超级管理员和型号管理员，超级管理员具有所有型号及用户信息查看、增删型号和更改权限；型号管理员仅可以维护本型号基本信息，录入各种日常任务及进度反馈数据。普通用户只允许查询相关数据及报表。

（2）型号管理。针对型号管理员，用来管理型号基本信息，包括浏览、添加和删除。型号基本信息包括名称、Procedure信息和Profile信息等。

（3）试验任务管理。超级管理员进行周计划、年计划下达、日常进度数据上传等，型号管理员和普通用户仅允许查询相关数据集报表。

（4）试验进度统计分析。型号管理员统计各型号的日常完成情况，如周进展、月进展及年进展。

2.2 系统功能模块设计

根据系统需求分析，本系统功能设计分为三大模块：系统管理、型号管理和任务更新。

（1）系统管理功能模块主要用于维护系统正常运行并保证系统安全性，可实现超级管理员增删用户与修改密码等功能。

（2）型号管理功能模块能够完成对型号基本信息的浏览、添加和删除。

（3）任务更新模块可实现超级管理员下达周计划、年计划，型号管理员上传日常进度数据及对试验进度信息的自动统计分析。

2.3 数据库设计

数据库设计的主要任务有2个，一是根据需求分析得出该系统需要哪些实体，实体需要对应哪些数据库表格，二是将这些数据库实体之间的关系通过数据表之间的映射反映出来。根据系统需求分析，绘制了系统的全局E-R图，如图1所示。本系统采用C#作为开发语言，采用SQL Server 2008作为数据库，应用Visual Studio 2010开发环境实现[3]。

图 1  实体间的E-R图

逻辑结构设计的任务是将基本概念模型图转换为与选用的数据模型相符合的逻辑结构。将E-R模型转换为关系模型，即将实体、属性和联系都转换为相应的关系模型。飞机疲劳跟踪管理系统从E-R图转换为关系模式，主要包括用户信息表、型号信息表、计划信息表及试验进度信息表。

用户信息表主要记录用户基本信息及权限信息（如员工编号、姓名、联系电话、权限范围、密码等）；型号信息表主要用于记录飞机的型号信息，包括型号名称、型号代号、型号主管（型号管理员）、Procedure信息和Profile信息等；计划信息表主要用于记录型号的周计划、月计划和年计划信息；试验进度表主要用于记录各型号的日完成情况。

3 系统实现

3.1 数据库实现

根据数据库设计，数据库主要内容的实现包括以下几个表。

（1）用户信息表（UserInfo）。主要用于对用户的各类信息的录入、修改及查询工作，如表1所示。

表 1  用户信息表

（2）型号信息表（PlaneType）。主要用于记录疲劳试验飞机型号的各类信息，以便系统快捷高效地计算统计完成进度及任务预测，如表2所示。

表 2  型号信息表

（3）计划信息表（PlanePlan）。主要用于下达、查询飞机疲劳试验计划信息，以便对比任务完成度，如表3所示。

表 3  计划信息表

（4）试验进度表（PlaneSchedule）。主要用于更新、查询飞机疲劳试验进度信息，与计划信息进行对比，以便生成任务完成度，如表4所示。

表 4  试验进度表

3.2 系统功能实现

3.2.1 登录界面实现

本系统中登录界面如图2所示，当不同权限的账户登录并且成功后，系统会记录当前登录人的权限信息，在型号信息显示及任务更新界面下会对相应功能进行屏蔽。

图 2  用户登录界面

3.2.2 型号信息显示界面实现

系统对所查询型号的各类统计信息进行自动统计、计算并以图表类型显示，用户亦可按日期进行查询显示，了解到型号疲劳试验的日运行速度、循环数、起落数统计分析及任务量预测等信息，并辅助单位领导决策，制定科学的试验运行方案。同时，可实现图表的输出功能，方便报告编写，如图3所示。

图3   某型全机疲劳试验的型号信息显示界面

3.2.3 任务更新界面实现

任务更新界面集合了任务下达及任务上传更新功能，可选择型号对其每日运行情况进行更新，同时系统会自动统计相关数据并以直方图的形式对任务量和完成量进行对比，如图4所示。

图4   某型全机疲劳试验的任务更新界面

4 结    论

经过不断地研发、测试和修改，该系统使用效果较明显、查询便捷、可靠性高、存储容量大、数据图表显示清晰明了，能大大提高试验研究人员和管理人员的工作效率，有助于优化疲劳试验的人员和设备调配方式，辅助单位领导决策，提高疲劳试验管理水平，有助于企业管理的智能化与信息化。