模具资料查询体系的总体设计

1资料查询问题的产生当模具设计人员接到设计任务之后，首先要对零件进行工艺性设计，然后才是结构性设计。在进行工艺性设计和结构性设计的过程中，设计人员不可避免地要查阅很多的设计资料，才能确定大量的工艺参数。如何方便、快速、准确地查询到所需要的设计资料，是设计人员希望解决的一个问题。在模具协同设计中，这个问题更为突出。最原始的查询方法主要由设计人员手工完成。面对一本本厚厚的手册，就连一些经验丰富的设计人员也感到不堪重负。手工查询需要经常性地翻阅手册，但是需要查阅的手册不―定时时都在设计人员伸手可及的范围内，而且通过手工查阅手册，不但效率低，还容易造成数据出错。

　　有人曾经提出：写一个应用程序，然后在每个设计人员的电脑终端安装，该应用程序调用安装在本地机器上的数据库。这首先涉及到一个软件版权的问题，其次对客户机的硬件配置提出了更高的要求。更为重要的是，数据库的更新需要在每个客户端分别进行，在模具协同设计中，不具有可操作性。

　　为了彻底解决上述问题，本文提出利用分布式Web数据库系统SQLServer2000作为后台管理系统，并利用界面友好的InternetExplorerBrowser作为人机交互的界面，开发一套简洁明了、高效快捷、方便易用的“模具设计资料查询系统”。

　　2模具设计资料查询系统的总体设计进行模具设计，是一个十分复杂的过程。要建好模具设计资料查询系统，使用户能够方便快捷地查询到所需要的模具设计资料，对模具设计资料进行明确而详细的分类整理是很重要的。

　　本文将各种设计资料手册分成冲压模具、塑料模具和标准件等几个大类，在各个大类里面，分别根据手册建成数据库，通过人机交互的方式进行查询。整个查询系统的结构如图1所示。人机交互界面模块采用目前流行的Windows风格的图形用户界面（GUl）――― IE浏览器。整个系统基于Web，采用B／S三层结构，用户首先找到需要的设计资料的类别，然后输入查询条件，就能通过应用程序服务器连接到后台数据库，从中检索出所需要的信息并将结果以HTML的形式反馈给用户［1］。在这个系统中，资料查询管理模块放在应用程序服务器上，主要由ASP程序组成，负责处理用户输入的各种查询信息。它是用户和模具设计资料库的接口，实现用户数据和资料库数据的传递，提供数据检索、出错处理等功能。

　　冲压模具设计资料数据库包含了冲压工艺设计中所需的各种工艺信息。它由冲裁数据库、弯曲数据库、拉延数据库、成形数据库、材料和热处理数据库、冲模零部件及其技术要求数据库、压力机数据库等几个部分组成。塑料模具设计资料数据库包含了目前最流行的注射成形塑料模设计中所需要的各种工艺信息。

　　它由塑料材料库、塑料成型机资料库、塑料成型工艺参数库、注射模资料库、压缩模资料库、传递模资料库、挤出模资料库、吹塑模资料库等几个部分组成。

　　模具标准件数据库包含了在所有模具设计过程中都可能用到的一些标准零件，如弹性零件（弹簧、聚胺酯等）、连接件（螺钉、螺母、销钉等）、模架等等。

　　3数据库系统的选择从理论上讲，所有数据库系统都可以作为Web数据库系统的后台支持系统，但实际上每种数据库都有其自身的特点和适用环境。普通数据库系统如Access、Foxpro等没有系统安全管理和数据完整性保护，不太适合大型Web系统的开发。Web数据库应用中常用的数据库管理系统是Oracle、DB2和SQLServer。

　　Oracle是由Oracle公司推出的基于SQL的对象―――关系型分布式数据库管理系统。该分布式数据库管理系统实现了分布式系统所要求的分布透明、网络透明及操作透明。其客户服务器结构提供四种常用特性：有效利用计算机、可扩充性、远程数据库存取和灵活性。但是该数据库管理系统对工作站的硬件配置要求和对管理人员的能力要求均较高。

　　DB2数据库管理系统是内嵌于IBMAS／400服务器上的，直接由硬件支持。DB2支持标准SQL语言，具有与异种数据库相连的Gateway，因此速度快，可靠性好。但是这种数据库依赖于IBMAS／400硬件平台，价格较贵。SQLServer是Microsoft公司推出的一种高性能的关系型数据库管理系统，在Windows平台上使用最方便。使用SQLServer可以开发不同类型的应用程序，其中包括以下各部分。

　　（1）分布式数据库应用程序分布式事务协调器（DTC）通过两段式提交协议可以在多SQLServer服务器之间分发事务，利用存储转发服务和DB－LibraryAPI也可以设计分布式数据库应用程序。

　　（2）数据仓库数据转换服务（DTS）提供了一套基于OLEDB的COM对象，可以实现不同的OLEDB数据源之间的数据转换操作。

　　（3）Internet和Intranet应用增强了的SQL ServerWebAssistant和TCP／IP网络功能，可以将SQL Server数据库中的数据发送到HTML页面中，通过代理服务器与Internet建立安全的连接。

　　（4）管理工具SQIServer是基于SQL分布式管理对象（DMO）模型的，使用该模型编写的管理工具能自动创建和管理SQLServer中的数据库对象。

　　概括起来，SQLServer系统有如下优点，这些优点使得我们在查询系统的开发中选用SQL作为数据库管理系统。

　　（1）管理方便EnterpriseManager是一个基于图形用户界面的集成管理工具，利用它可以管理SQLServer服务器和数据库，并能实现数据备份和恢复的功能。

　　（2）并发控制能力强SQLServer是利用动态锁定功能防止用户在查询和更新并发操作时相互间发生冲突，而且动态锁定过程是由SQLServer自动处理的。

　　（3）编程接口丰富SQLServer提供了T― SQL、DB― Library和嵌入式SQL等开发工具，并支持ODBC和OLEDB规范。

　　（4）伸缩性强能运行于Win95／98、Windows NTServer或者Workstation操作系统上，并实现动态管理，可满足从桌面应用到分布式应用的各个层次需求。

　　（5）充分利用BackOffice资源SQLServer能利用BackOffice提供的服务或功能，包括安全管理、时间日志、内存管理等来增强自身数据库系统的功能。

　　（6）多线程体系结构SQLServer支持多线程操作，当多用户并发访问的时候，系统产生的额外负担较小，在用户数量增加的时候，运行速度也不会明显下降。

　　（7）对Web技术的支持使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到Web页面上。

　　由于该查询系统是基于Internet的，采用的是B／S的体系结构，在Windows操作系统中运行，有多个客户端，而且对数据库的稳定性和安全性有较高的要求，因此在查询系统的开发中选用SQLServer2000作为后台数据库管理系统。

　　4数据库设计模具设计资料数据库设计的基本思想是：根据总体设计，对模具设计资料进行分类；然后对手册中的各种表格进行抽象，变成SQLServer2000数据库中的表，把各种规则也抽象成数据库表的形式存储起来以供查询和检索。由于模具设计的资料涉及到的手册非常多，数据量大，要想能够方便快捷地查询，还必须建立好的索引方法，采用目录树结构的方式来进行管理。所以，数据库设计包括工艺数据表的设计和目录数据表的设计。

　　4.1工艺数据表的设计用一个例子来说明把工艺数据从手册中的表抽象成数据库中的表的过程。选用的例子是机械（机械制造业等待行业回暖）工业出版杜《冲压手册》第二版中第39页的表2―表6冲裁件孔中心距离的极限偏差表。通过抽象，在SQLServer2000数据库中，用两张表来表达手册中的这一个表。

　　4.2目录数据表的设计通过五级目录树来对模具设计资料库进行管理。经过抽象，五级目录树变成了的形式。字段定义手册中的数据表编号。

　　5查询的设计与程序实现模具设计的资料数据库设计好后，实现动态、交互式的查询功能就是该子系统的重点了。这实际上是一个Web应用程序与数据库集成的问题。笔者使用的开发工具是ASP（ActiveServerPages）。

　　ASP是IIS提供的一种动态发布网页技术，它能将HTML页面、脚本命令、ASP内建对象以及ActiveX组件完美结合起来，创建动态而高效的Web应用程序。在ASP访问数据库的过程中，正是通过一个ActiveX组件即ADO来完成的。通过ADO，ASP可以方便地实现对数据库的操作。

　　5.1ADO工作原理ADO是一个运行于服务器端的ActiveX组件，所提供的功能是进行数据库访问。运用ADO，就可以编写简洁而又有扩展性的脚本，与ODBC数据源或者与OLEDB数据源进行连接，并可以对传统数据库（如Access、SQLServer）和其他数据资源（如普通文本文件、Excel、MicorsoftIndexServer等）所提供的各种数据进行读取和写入操作。

　　ADO组件由七个对象和四个集合构成其对象模型分为四级如所示。只包含了六个对象和三个集合，另外还有Properties集合和Property对象，他们是Connection对象、Command对象、Recordset对象和Field对象所共同具有的。

　　在ADO组件中，最主要的三个对象是Connection对象、Command对象、和Recordset对象。通过这三个对象，在ASP脚本中就可以与数据库建立连接，查询、插入、修改和删除数据库中的数据。

　　5.2与数据库建立连接在进行数据库访问的时候，必须首先建立与数据库的连接。在ASP页面中使用ADO组件访问数据库的时候，有两种访问方式：ODBC和OLEDB。

　　ODBC和OLEDB都是Microsoft公司提供的访问数据库的编程接口。ODBC是数据库服务器的一个标准协议，它为访问数据库的应用程序提供了一种通用的语言。在安装完ODBC驱动程序之后，就可以在应用程序中连接数据库并访问其中的数据。不过ODBC主要是针对访问关系型数据库而设计的，而作为新一代的Microsoft数据访问规范，OLEDB允许访问更多的数据源，除了一般的关系型数据库之外，还包括非关系型数据库、电子邮件系统、电子表格、文本文件等数据源。

　　OLEDB能够处理任何类型的数据，而不考虑数据的存储方法和格式。OLEDB与ODBC相比，还有一个明显的优越性―――基本上是OLE技术在数据库中的运用，是用C＋＋语言开发的，给ODBC功能提供了一个标准的COM接口，所以OLEDB具有面向对象的特性，这样在OLE DB基础上的ADO具有很灵活的工作方式。

　　使用ADO访问数据资源的方式可以用来说明。从图中可以看出，ADO访问数据库时，并不是直接访问数据资源，而是通过OLEDB作为中间件进行访问。OLEDB驱动程序可以直接访问数据资源，也可以通过ODBC间接访问关系型数据库。

　　本查询系统是建立在MicrosoftSQLServer数据库管理系统基础之上的，因此可以通过OLEDB和ODBC两种方式进行访问。本文使用的是通过ODBC的无DSN连接。这种方法的好处是：Web站点从一台电脑移植到另外一台电脑的时候，不需要更改任何程序，也不需要另外建立ODBC驱动连接。

　　5.3程序实现建立好数据库的连接之后，就要用SQL语句来对数据库进行查询操作了。数据库连接和查询程序框图如所示。在上例中，查询过程要分步进行，先判断用户的输入是不是在可查的范围内，然后根据查出孔距尺寸和材料厚度各自的返回值，最后根据表3以前一步的返回值作为条件再查极限偏差。查询过程程序图如图6所示。

　　6小结本文主要针对模具协同设计过程中需要反复进行设计资料查询的问题，建立了一套基于Web的模具设计资料查询系统，并论述了SQLServer数据库管理系统和ADO查询机制。