哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，150001 魏艳红 刘爱国
本文作者
摘要 本文针对焊接工程的需要，在原有的工作基础上，利用Power Builder7.0及MS SQL SERVER 7.0 设计了一个基于Client/Server（C/S）模式的焊接工艺文件编制与管理系统，将现有的焊接工程数据库系统的从单机版升级为网络版，不同的用户具有不同的权限，使焊接工艺文件准备工作实现了网上共享。
关键词：焊接工艺评定，焊接工艺规程，网络数据库
0 前言
计算机数据库技术的发展，为焊接领域大量数据、文献和资料的管理和使用提供了方便，各种焊接工程应用数据库系统应运而生[1-3]，并逐步完善。开发语言由原来的DbaseⅡ经历了DbaseⅢ或FOXBASE、Visual FoxPro(VFP)直至近日的Power Builder等，编程技术由一般的编程发展到窗口编程、菜单编程及可视化编程，应用环境由原来的DOS、WINDOWS3.1/3.2发展为今天的WINDOWS95/98/NT，数据库内容也由最初的材料的原始数据、一般的焊接性试验结果扩展到实际的生产记录，如焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊工技术档案及生产计划等各个焊接生产环节，软件开发水平有很大提高，软件功能逐步完善，开始向商品化迈进。哈尔滨工业大学开发的焊接数据库系统已经在哈尔滨锅炉有限责任公司、华北油田、玉门油田、上海宝钢集团、大庆石油管理局及广东湛江发电厂等单位和部门投入使用。清华大学开发的数据库系统也已经在广东核电合营有限公司使用。然而，由于历史的原因，目前所开发的焊接工程应用数据库系统主要是基于小型数据库管理系统（如VFP）之上，这种系统具有简单灵活、使用方便、易于掌握等优点，在计算机应用发展初期深受诸多用户的欢迎。但是VFP它也有两个主要缺点：①管理效率低。②网络功能较差。随着数据量的日益增大，小型数据库系统其本身固有的这些缺陷日渐暴露出来，进而阻碍了行业业务的进一步发展。采用大型关系数据库来更新Foxbase/FoxPRO系统已成为一种必然趋势。为此，本文在原有的工作基础上，基于客户机/服务器（Client/Sever）模式，建立了一个焊接工艺文件编制与管理系统。
1 Client/Server型体系结构
客户机/服务器（以下简称C/S）结构的最简单形式中，其数据库的处理可分为两个子系统：客户机（Client Machine）和数据库服务器（DB Server）。前者运行数据库应用程序，后者运行全部或部分DBMS，局域网文件服务器继续为应用程序提供共享资源，如网络打印和磁盘空间的共享。在客户机上的数据库应用程序（称为前端系统）处理所有的屏幕和用户输入/输出，在数据库服务器上运行的后端系统进行数据处理和管理磁盘访问。
2 基于C/S结构的数据库应用软件的设计
2.1服务器(Server)端软件设计
服务器端软件编程工作主要是完成数据库的维护和管理。本文采用MS_SQL_SERVER完成以下任务1)创建数据库；2）在已有的数据库上创建表，在表上建立相应的索引；3）创建自己的数据库类型；4）导入或导出数据等。
2. 2客户（Client）端软件设计
本文采用PowerBuilder7.0作为客户端软件，它的编程工作主要是创造友好的人机界面、接受用户的各种要求，完成相应的操作，同时将用户的要求按一定的方式向数据库服务器发请求，并接收和处理由数据库服务器传来的结果和错误信息。下面分别介绍工艺评定及工艺规程管理模块的功能及特点。
2.2.1 工艺评定必要性判断
按现行的国内外锅炉及压力容器制造法规，在产品投产之前，必须对所采用的焊接工艺进行焊接工艺评定试验，验证合格后，方可用于产品的焊接生产。由于影响焊接接头机械性能的工艺参数众多，每种重要参数的改变，如预热温度、热处理温度、焊接线能量超出规定的范围，都要进行焊接工艺评定试验，因此，各个锅炉及压力容器制造厂，都积累了大量的焊接工艺评定。实际上，对一份焊接工艺是否需要进行工艺评定试验，锅炉及压力容器焊接工艺评定标准中有明确的替代规定。可以根据焊接方法、母材的组别和类别，母材厚度、焊接材料的组别和类别、预热温度范围、热处理温度范围、焊接线能量的变化范围等替代条件，将新的焊接工艺参数与已有的工艺评定逐一进行比较。这样，要在新的工艺、已有的工艺评定及工艺评定标准之间工艺交叉的查看、计算和比较。由于标准本身非常复杂，特别是ASME第Ⅺ篇，普通的焊接工艺人员完全领会其含义有一定的困难，随着工艺评定数目的增加，判断是否需要重新进行评定试验的工作日趋复杂和困难。遗漏和重复评定现象时有发生。为解决上述问题，本文根据ASME、JB4708-2000等标准设计了工艺评定必要性判断功能。将标准中的各条规定作为检索条件，按照不同的焊接方法分别进行重要参数、补加重要参数判断，进而判断是否有可替代的工艺评定。
2.2.2 编辑焊接工艺规程
焊接工艺规程（Welding Procedure Specification，简称WPS），又称焊接细则，是指导焊工操作的详细工艺说明书，是以工艺评定为基础，以具体产品为服务对象的详尽焊接工艺。每当有新产品出现时，焊接工艺评定可能会有可替代的，但多数焊接工艺规程要重新编制，因此工厂中积累了高于工艺评定一倍甚至几倍的焊接工艺规程，重复编制、遗漏等现象时有发生。如果不进行计算机管理，不仅难以解决重复问题，而且新的重复仍不可避免，规程数量也增长迅速，给查询、编制和管理带来不便。本系统提供了两种途径进行工艺规程编制。第一，根据已有的焊接工艺规程编制新的工艺规程。通过焊接方法、母材、母材规格、焊接材料、接头形式、预热条件、热处理条件等任意组合条件查询，可以检索到最为接近的工艺规程，如果各项参数都符合要求，则可以直接采用；如果某些条款需要修改，则进行记录拷贝，设立新的规程编号，然后根据需要进行修改。第二，根据焊接工艺评定直接生成焊接工艺规程。通过焊接工艺评定必要性判断功能，可以检索到最为符合要求的评定，然后将该评定的工艺参数，复制到焊接工艺规程数据库中，生成新的工艺规程，工艺人员可以根据实际产品要求对其进行修改和补充，完成规程的编制。
2.2.3 坡口图形的输入
为了方便地输入和修改坡口图形，本系统建立了坡口图形列表框，用户可以直接选择所需要的坡口图形（包括GB985-88中的所有图形，按标准中的图形的顺序定义为P1、P2、P3）， 对于特殊坡口图形，用户可以利用AUTO-CAD、画笔或其它图形绘制软件进行绘制，然后利用“编辑图形”按钮，进行插入和修改。
2.2.4 系统的功能及特点
l 不同权限，访问内容不同
本系统可以为不同用户设置不同权限，共分为五个级别。超级用户：可以设置用户的使用权限，可以编辑修改、删除、查询、打印、查看和维护记录修改历史；高级用户：可以编辑修改、查询、打印；普通用户：可以查询和打印；访问用户：可以查询。
l 所见即所得的编辑页面
与以往所建立的焊接工艺文件变化与管理系统的明显区别之一是，设计了如同排版软件Microsoft Word 类似的所见即所得的页面，用户所见到的屏幕格式和内容与实际使用的工艺文件格式一致，更为方便用户使用，如图1所示。
图1焊接工艺规程编辑页面
l 强大的查询功能
系统提供了三种不同方式的查询记录方法：用户可以按照任意的工艺条款查询工艺文件；可以按照固定的组合条件进行查询；可以按照任意的组合条件进行查询。
l 全面的记录维护和浏览功能
系统设计了追加记录、删除记录、编辑记录、取消修改内容、拷贝记录等记录维护功能，方便地查看和浏览完整的工艺文件。
l 查看和维护记录修改历史功能
一般情况下，可以进行焊接工艺文件编制和修改的工艺人员不止一名，这样，一个人编制的工艺可能会被其他人修改，为此设置了查看工艺文件修改历史的功能，对每一个工艺文件，皆可查看其不同的修改版本和修改人，并可按照其中的某一版本进行恢复。
l 不同工艺文件的参照和交互功能
焊接工艺评定、焊接工艺规程数据库系统，各自可以完成文件的编制、查询、打印等各种功能的同时，还可以完成两种工艺文件的交互与数据传递。在焊接工艺评定数据库系统中，用户以根据该焊接工艺评定建立型的焊接工艺规程，并可以浏览根据该焊接工艺评定建立的所有焊接工艺规程；在焊接工艺规程管理系统中，可以浏览焊接工艺规程相对应的焊接工艺工艺评定报告。
3 系统的安全性设计
良好的数据库的安全性设计，可以有效的保护数据库，防止不合法的访问和破坏。具体地说：可以防止数据向未授权用户泄密，甚至被未授权用户更改；防止一些合法用户得到了权限以外的信息；防止由于一些具有合法权限的用户的误操作，破坏了数据库中的数据；防止由于一些故障引起数据库中的数据丢失或破坏。所以说数据库的安全性设计是开发者不可回避的重要环节。
通常数据库系统的安全由操作系统、数据库系统、应用程序三方面独立完成，本系统将操作系统和数据库系统有机结合，用逐层推进的方式，建立了集成安全模式层、数据库安全管理层、应用程序安全管理层，以完善系统安全机制。
集成安全模式层是操作系统和数据库系统的有机结合。集成安全模式层允许一个SQL服务器用Windows NT的认证机制，证实SQL服务器的所有连接的登录。数据库安全管理层主要完成SQL服务器登录管理、数据库用户管理、数据库对象许可管理及语句许可管理。应用程序安全管理层主要是通过客户端软件PowerBuilder7.0的编程来实现的。设计本系统时，对数据库权限的设定采取的方法是密码保存在后端数据库，并在后端建立一个用户权限维护表，超级用户通过后端数据库为用户提供用户名和口令以及所对应的权限值。
4 结论
网络版焊接工艺文件编制与管理系统的设计，克服了单机版管理系统数据无法共享、安全性差等不足，同时强大的查询、记录维护及查看历史记录等功能，使系统的实用性加强。同时，C/S的软件设计使得客户端和服务器端的彼此任务比较明确，易于隔断错误，使得基于C/S模式的数据库应用系统维护工作变得简单有效。
参考文献
1 魏艳红. 焊接工艺规程数据库系统. 焊接，1998，№3，P12-15
2 李丽. 杨光起. 焊工资格管理系统. 计算机在焊接中应用的学术与技术交流会，1996.10，太原，P49-53
3 郑军. 张照敏. 锅炉及压力容器焊工考试档案管理系统. 计算机在焊接中应用的学术与技术交流会，1996.10，太原，P57-60
魏艳红简介：
教授/博士，焊接学会计算机应用委员会委员，英国“Science and Technology of Welding and Joining”杂志编委。
主要从事金属焊接性及其数值模拟和焊接工程软件的研究工作。先后参加和承担了国家攀登B计划子项目、国家自然基金、哈尔滨市重点科技攻关项目以及多项企业横向课题的研究工作，共发表论文近60篇，参编教材和手册6部。所撰写的论文连续三届在全国焊接年会上获得优秀论文奖。
随着计算机技术的发展，传统的焊接性分析方法及手工焊接工艺文件准备和编制，已经无法适应时代的发展。最初被认为是锦上添花的焊接工程应用软件，已成为现代化企业必备的工具。为了顺应时代发展的需要，在国内，率先针对焊接工程需要，将人工智能专家系统、人工神经元网络、数据库等理论和技术应用到焊接领域，解决了焊接领域知识获取、知识表示、推理设计等诸多关键理论问题，从而成功地研制了20余个系列工程应用软件，可以辅助焊接工程师完成进行焊接性分析、焊接工艺制定、焊接工艺规程编制与管理及焊接工艺评定等各个环节的工作，目前，软件已经商品化，并在上海宝钢集团、上海航天局、哈尔滨锅炉有限责任公司、大庆油田、华北油田、玉门油田、解放军第二炮兵技术总队、柳州工程机械厂、广东湛江发电厂等10余个不同部门投入使用。
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