时间：2022-12-22 20:30:01 | 来源：信息时代
时间：2022-12-22 20:30:01 来源：信息时代
工程数据库 : 为工程应用的特殊需要而产生的一种特种数据库,是存储、管理和使用面向工程设计所需要的工程数据和数据模型的一种数据库系统。除了数据库的一般功能外,工程数据库要解决复杂工程数据的表达、处理和管理,以及提供工程应用所需的特殊功能,如大量复杂数据的高效存储和访问、长事务管理、版本管理等。工程数据库系统将工程设计方法与数据库、人工智能等技术相结合,构成智能化的CAD/CAM集成系统,在工程等各个领域获得广泛应用。
20世纪70年代末,数据库技术在商业数据管理上的成功应用,激发了人们将数据库技术应用于工程数据管理,使之管理大量工程数据的迫切需求和想法。如在航天飞机、卫星、导弹、飞机、汽车及机械产品制造等领域,为了提高产品的设计和制造质量,降低成本,需要准确地了解和掌握各种各样的工程设计、制造和管理的相关数据,并根据这些数据作出正确决策,为此需对大量工程数据实施有效管理。早在计算机出现之前,工程师们已通过系统地使用组表(set tables)、图表(picture tables)和工程图等方法来描述工程数据管理系统的流程和结构。在这些数据中,包括生产进度表等二维表形式的数据、描述工程设计产品形状的平面图,还有描述产品的形状画线、中心线、尺寸线、注释和制图符号等。随着计算机辅助设计(computer aided design,CAD)技术的发展,将计算机辅助设计技术应用到工程设计领域是实现机械设计和工程数据管理的有效途径,而随着计算机辅助设计和制造在整个设计和制造过程中所占的比例越来越大,产生了越来越多的数据,需要对这些大量的工程数据实施有效的管理,这已经大大超越了一般事务系统所涉及的范围。
由于工程数据管理自身的特点,一般的事务数据库管理系统不适合工程数据管理的需求,需要新的工程数据库管理系统,这给数据的组织和管理带来了新的困难和挑战。为满足工程应用的特殊要求,需要一种特种数据库,除了具备数据库的一般功能外,还能准确地管理工程领域中超越一般事务管理中所出现的数据,为此部分数据库专家开始转入研究工程领域的数据库技术,着重解决复杂工程数据的表达、处理和管理等问题,并提供工程应用所需的特殊功能,如大量复杂数据的高效存储和访问、长事务管理、版本管理等机制。1975年美国洛克希德公司的Eastman首先描述了一个可用于CAD的数据库,随后各研究机构、大学及有关公司也开展了有关将数据库技术应用到工程数据管理上的研究,并取得了一些成果。1985年在伦敦召开的第四届国际工程软件会议上,详细讨论了工程数据库在工程设计和工程数据管理中的作用、工程数据库管理系统(EDBMS)的特点、类型及术语等。在图形数据的组织、将关系信息管理系统用于处理CAD数据及数据交互处理等方面,提出了一个包含类型(type)、对象(object)、关系(relation)和函数等概念的CAD数据模型,该模型对将数据库模型运用到CAD系统以及工程数据库理论研究领域具有巨大的推动作用。所有这些讨论促进了工程数据管理的研究。
经典的数据库理论和数据模型通常都是面向商用事务处理的,不太适合于工程设计的环境。由于实际工程应用领域的信息千变万化,包括了从设计构思到产品设计,从设计到制造出产品,然后传送到目的地,最后还有产品的维护和用户反馈的信息等。工程数据的种类也有很多,包括了标准零件数据、机床和刀具规格、切削用量规范、零件明细表、零件和部件的组合关系、零件工艺路线、数控程序、设计说明、CAD几何造型数据等。由于工程数据类型和结构的复杂性,传统的数据模型没有足够的能力来表达CAD数据的全部语义结构,需要超越传统数据模型的一种数据模型来表示工程数据的结构。
支持工程数据管理的数据模型大致分为四个方面: 非1NF数据模型、语义数据模型、传统数据模型上扩充的数据模型(包括关系和网状混合模型、关系和层次混合模型和函数数据模型)及面向对象数据模型和后关系数据模型。
相应地,工程数据库语言也有几种不同的形式:扩充的NF2数据语言、自描述数据模型语言、基于网状结构的数据定义和数据操纵语言及面向对象数据语言。
由于工程数据库系统基本上是在现有的计算机系统上实现的,工程数据的物理表示和存储仍以记录为基本数据单元,因此工程数据的存储结构与索引结构仍可采用传统的数据库技术来实现。
但工程数据和工程数据管理又具有特殊要求。主要有: 复杂实体的处理、变长数据实体的处理、动态模式的修改与扩展、可扩展数据类型、图形数据的处理、数据库的版本管理及长事务管理等。
工程数据库将工程设计方法与数据库技术相结合,将人工智能及专家系统与数据库技术相结合,达到智能化的CAD/CAM集成系统。工程数据库技术的发展,反过来也带动了数据库技术向前发展,如面向对象数据库(OODB)和后关系数据库技术(ORDB)。集成化、智能化、标准化和网络化是工程数据库的发展方向。
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