钢材焊接工艺数据库设计与开发

发布时间：2024-10-15

钢材焊接工艺数据库设计与开发

钱龙根，占小红，申刚，魏艳红

(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京市，210016）

摘要：介绍了钢材焊接工艺数据库的设计与开发过程，并对系统作以简单介绍。本数据库在参考钢材焊接工艺特点的基础上，根据用户需求对钢材焊接工艺数据进行分类、整理。系统能方便地实现对焊接工艺数据进行添加、修改、删除、储存及打印等功能，支持标签式窗口浏览模式，通过单项或组合查询，满足用户快速查找信息的需要。在系统安全方面，采用用户权限管理功能，使数据管理更加安全可靠。系统通过合理人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计让软件的操作变得舒适、简单、自由、充分体现软件的定位和特点。

关键词：钢材焊接专家系统数据库 C/S模式

0 前言

焊接数据库是数字化焊接的重要组成部分，在焊接领域得到了广泛应用。作为数据库在焊接领域

的一个分支，其组成有3部分：焊接数据库、数据库管理系统、应用程序，如图1所示[1]。

图1 焊接数据库系统体系结构

焊接数据库部分存储着所用的数据与信息，数据库管理系统为用户提供了一个管理数据库的平台，应用程序为用户提供了应用数据库的界面[2]。焊接数据库的种类非常多，有焊材数据库、焊接工艺数据库[3]、焊工档管理理数据库[4]、焊接生产计划数据库等。焊接数据库将焊接领域内各种数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的功能，使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。由于焊接生产的复杂性，焊接数据库能极大地提高工作效率和准确率[5]。

近年来，随着计算机技术的迅速发展，焊接数据库也在不断地更新和完善，开发语言由原来的开发语言由原来的dBase, Foxbase等发展为面向对象语言PB、Delphi、VB等;操作系统也由原来的DOS, Win3x发展到了WinXP,Win7等。

本文开发的钢材焊接工艺数据库系统是用面向对象的可视化编程语言VB6.0开发而成。VB6.0 是目前世界上使用最广泛的程序开发工具之一，其结构简单，编写程序对系统的资源占有极低，并且拥有强大的数据库访问功能，可以高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件。。

1 需求分析

根据焊接工艺数据库的使用特点，钢材焊接工艺数据库系统主要实现以下功能，

(1) 数据分类，根据用户的需求，将钢材焊接工艺数据分为以下几大类：焊接方法、坡口形式、母材、焊接材料、焊接条件、预热和后热、热处理以及焊接接头性能。

(2) 数据管理，能方便地实现对焊接工艺数据进行添加、修改、删除、储存及打印等功能，支持模式下多窗口式操作。

(3) 数据查询，提供多方位的查询功能，如对焊接方法、母材牌号、母材规格等重要信息进行单项或组合查询功能，增加了关键字模糊查询功能。

(4)系统管理，包括数据库备份，数据库还原，权限设置在内的用户管理模式使得数据系统更为安全有序。

2 数据库设计

2.1 概念结构设计

概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上，按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型，即概念模型。概念模型按照用户的观点来对数据和信息进行建模,利用实体关系图来实现。它描述系统中的各个实体以及相关实体之间的关系。

常用的概念模型是E-R（Element-Relationship）模型，即实体联系模型。本系统中，根据用户的使用要求，结合焊接工艺的特点，采用自顶向下的策略将焊接工艺划分为焊接方法、坡口形式、母材、焊接材料、焊接条件、预热及焊后热处理以及焊接接头性能七个部分。每个部分包含若干从属项。如母材包括母材牌号、母材规格、母材型号；焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、钨极及保护气，而焊条及焊丝又各自包含具体的牌号、规格及型号，如图2所示。

图2 钢材焊接工艺数据库E-R模型

2.2 逻辑结构设计

逻辑结构设计阶段的任务是将概念结构设计阶段所得到的概念模型转换为具体DBMS(数据库管理系统)所能支持的数据模型（即逻辑结构），并对其进行优化。

数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。

关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关

系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。其结构特别灵活满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求，能搜索、组合和比较不同类型的数据，增加和删除数据非常方便。

本文采用关系数据库管理系统进行设计，关系型数据库的数据由表组成。一个关系由一个二维表来定义：表的行保存事物的一组属性数据，表的列定义了事物的属性，如图3所示。一行数据代表一条记录，如图4所示。具体而言，如某些表是将材料牌号作为记录的唯一识别，而每个牌号对应一组其相关的材料性能参数值[3]。

图3 钢材焊接工艺数据表定义（列）

图4 钢材焊接工艺数据表定义（行）

3数据库实施

本系统采用Client/Server(客户机/服务器)结构[6]

，它是软件系统体系结构。它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到 Client端和

Server

端来实现，降低了系统的通讯开销。

最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。二者可分别称为前台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机器，也称为应用服务器。一旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序发来的请求；客户应用程序运行在用户自己的电脑上，对应于数据库服务器，可称为客户电脑，当需要对数据库中的数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，服务器程序根据预定的规则作出应答，送回结果，应用服务器运行数据负荷较轻。

系统的总体结构如图5所示，共分为焊接工艺数据库、焊接力学性能数据库、数据库管理、系统管理四个部分。

图5 钢材焊接工艺数据库系统

4 数据库运行与维护 . 用户通过登陆窗口输入相应的用户名和密码，获取相应的权限后登陆系统主界面（如图6所示）。

图6 钢材焊接工艺数据库系统主界面

主界面分为菜单栏、工具栏，导航栏、状态栏、主工作区五个部分。

菜单栏包含文件、编辑、视图、窗口、主题、系统六个子菜单。文件菜单为用户提供新建、打开、关闭、保存、打印、退出等常见的操作命令，符合用户使用习惯。编辑菜单包含剪切、复制、粘贴、查找等常见的操作指令，支持windows环境下快捷键的操作。视图菜单用于调整导航栏和主工作区的显示位置。窗口菜单显示当前有效窗口及活动的窗口，用户可在各个窗口间自由切换（如图7所示）。主

图7 “窗口”子菜单

题菜单为用户提供主题切换功能，添加了win7操作系统透明效果，如图8所示。

图8“主题”子菜单

系统菜单包含数据库备份、数据库还原、用户管理（增加用户、删除用户、密码修改等，如图9所示）等操选项。为用户提供安全有效的系统管理服务，。

图9“密码修改”界面

工具栏包含常见的快捷命令，如新建，保存，打印，搜索等功能。搜索功能为单项或组合式查询，用户可选择输入单项或多项信息来查询所需要的数据，查询界面如图10所示。

图9“用户查询”界面

导航栏采用资源管理器模式，将系统文件列表以树状方式显示，支持Winddows环境下如选中，弹出菜单式操作，便于用户管理。

图10 导航栏界面

状态栏显示当前连接数据库的状态及大小写、数字、滚动锁定状态等

5 小结

本文介绍了钢材焊接工艺数据库的设计与开发过程，并对系统作以简单介绍。本数据库在参考钢材焊接工艺特点的基础上，根据用户需求对钢材焊接工艺数据进行分类、整理。