航天工程信息系统数据库技术(数据库)

时间：2022-12-26 18:30:02 | 来源：信息时代

时间：2022-12-26 18:30:02 来源：信息时代

    航天工程信息系统数据库技术 : 航天工程信息系统的数据库技术应用和数据库组成。航天工程信息系统涉及的数据库技术包括:
1.联邦式分布数据库技术
为了支持航天复杂产品系统跨部门协同设计的应用要求,在系统底层数据库的设计中采用了联邦式分布数据库的管理体制,即利用并通过系统内部的专网将多个相对独立的子系统连接在一起,实现系统之间的二次集成,主要采用如下技术:
(1)通过系统底层平台所支持的联邦数据库的服务引擎与分布在每个独立子系统内的数据访问代理机制,实现具有协作关系的多个子系统之间的数据库互访与信息共享。
(2)为了支持对联邦式分布数据库的管理,在每个子系统的数据库表空间的设计中,均分为两大部分: 系统管理表空间和产品管理表空间。其中,系统管理表空间主要存储系统共性的管理数据,而产品管理表空间则用来管理与具体型号产品相关的具体管理数据与业务数据。
2.数据中心技术
数据中心提供公用基础数据管理功能,各级单位业务数据的归类、集中和共享,同时提供业务数据的异地备份功能。通过运用集中的数据中心技术,可以解决公用基础数据不统一、业务数据分散、无法进行数据交换和集成等问题。
为实现公用基础数据管理、业务数据库归集和共享以及业务数据异地容灾备份功能,系统数据中心具有命名和编码、数据发放和管理、数据接收和检验以及数据备份等功能。
命名和编码负责根据相应的标准规范对公用基础数据进行统一命名和编码,以唯一标识数据并防止数据冲突。
数据发放和管理负责按权限和业务范围发放公用基础数据,同时还负责公用基础数据的变更、新增和维护工作。
数据接收和检验负责处理系统对公用基础数据的请求,并接收服务器传回的数据。
数据备份工具负责系统业务数据库的备份、转移和数据库恢复。
3.三库协同技术
为了满足航天复杂产品针对不同研制阶段的产品形态及技术状态的管理要求,针对每个具体型号产品库的管理都严格采用“三库”管理的手段,即分为“设计库”、“受控库”和“产品库”,分别管理不同研制状态的产品数据。而且根据用户对不同状态型号数据的管理需求,针对“三库”的管理可以采用完全分布式的部署方式,将不同状态的数据库部署在不同场地的服务器中,实现对数据库的分布式部署。
“设计库”中所管理的数据对象是在产品设计初期的原始数据,用户可以在该设计空间中进行型号研制数据的创建、执行检入(check in)、检出(check out)操作,系统自动在设计库中对每次操作、更新的设计数据进行版本的跟踪管理。
当型号的设计数据达到一定的状态,提交型号总设计师系统,经过严格的审核与批准之后,“设计库”中的型号数据可以由工作流系统的驱动自动迁移到“受控库”中,型号数据一旦进入“受控库”,即处于不可更改状态。确实要更改的,必须提交更改申请,经批准后从“受控库”中“检出”数据到“设计库”,修改后随同正式的更改单,经过审批流程才能完成更改。
当“受控库”中的型号数据达到产品定型的要求后,经过评审并通过工作流系统,将受控状态的型号数据按照技术状态迁移到“产品库”进行冻结,进入“产品库”的数据原则上不能再行更改。
4.数据中心模式下的集中和联邦融合技术
为了支持上级数据中心模式下的跨部门协同工作模式,系统在联邦系统集成管理技术架构基础上形成以上级数据中心作为主域、其他协作单位作为联邦协作从域的“集中与联邦相结合”的技术架构。
主域与联邦协作从域成上、下层次分布并共同组成一个协作系统。“域”定义为具有一定独立性和自治性的一套完整的系统,该系统有自己独立的数据库管理系统、人员组织模型和权限管理模型等,一般一个域处于一个独立的局域网内,有独立的防火墙、安全措施、和统一的出口,可以对应一个独立的单位。下层从域之间没有主从约束关系,随着应用范围的扩大,可灵活自由扩展。支持数据中心模式下的集中和联邦融合技术的原理如下:
(1)整个系统由多个应用服务域组成,应用服务域对应于具有上下级关系的各级单位,由内部的应用系统组成; 域呈对等分布并共同组成一个联邦系统,各个域可以自由扩展。
(2)每个域存在一个外部数据接口,由域控制器统一向外域暴露数据接口,域间可以通过该数据接口来传递各类数据。
(3)域间可以通过网络共享的方式共享工程信息和数据,进行协同工作,但需通过身份认证,合法用户可以访问域间共享的特定信息。
上述结构中,存在一个“主域控制器”,一般部署在上级单位的信息中心,“主域控制器”是整个系统的核心管理工具,提供系统跨域访问时的域地址搜索机制,为域间协作提供基础,具有以下功能: ①域间注册和域信息搜集。负责向主域注册,形成联邦系统架构,为域间协作提供基础; ②域内应用注册和管理。负责接受域内各个组件或应用服务的注册,作为域内组件的全局地图;同时提供域内各个应用服务控制管理功能,如用户可开启、暂停、停止各项服务; ③负载平衡。实现各个应用组件和服务的冗余配置和负载平衡功能,以支持域内的海量数据处理; ④外部接口。为域外用户统一暴露各种接口,以方便域间的信息共享。
从域中的同级单位既可以通过“数据中心” 以网络共享的方式共享以全局产品结构数据为核心的产品、过程、资源等各类工程数据,基于统一“受控技术状态”下的“唯一数据源”协同开展工作,也可以通过联邦集成的方式,在横向方向共享协作方的“非受控”状态的设计数据,支持集中与分布相结合的软件架构。
这种基于主域和从域的联邦与集中相结合的方式,特别适合我国航天按研究院组织产品研制与管理的模式,可以支持跨地域分布式协作与共享。
5.用户组织和安全权限管理技术
考虑到系统对安全性的高要求,系统在用户管理、安全模式及权限管理技术上进行专门设计。①支持双重用户组织模式: 用户管理模式的设计支持“技术指挥线”和“行政指挥线”的双重用户角色的组织管理模式,可以充分地定义并发挥不同职能部门人员的职责和管理权限,有效地组织起基于不同型号产品的研制队伍,同时结合产品研制的过程模型,能够方便地构造并定义出满足复杂产品研制中的涉及多重角色、多重专业和多重涉密级别要求的航天产品数据的安全控制和权限管理模式。②支持三权分离的权限管理技术: 为了提高系统中的安全管理级别,系统设计中一共设置了四类用户: 系统管理员,负责整个系统的日常维护和管理,包括系统用户的管理和维护、产品的创建(包括产品管理员的指定)、系统级的各种配置和维护管理工作;产品管理员,负责与某个产品相关的配置管理工作和产品的日常维护工作;产品管理员的属性由系统管理员来维护,并在产品的创建阶段由系统管理员从系统的用户中指定; 审计管理员,主要职责是对系统管理员、产品管理员以及普通用户的行为进行审计和监督,并通过独立安全日志的方式来对整个系统的安全进行审计和监督; 审计管理员也属于系统中的一个特殊用户,需要在系统初始化之后提供一个缺省的内置账号; 审计管理员只能够维护和监管系统的安全日志,不能对系统的配置和其他功能进行任何操作;一般用户: 系统中进行产品设计、分析和科研管理的普通用户,由系统管理员创建并配置其基本属性,也可以由产品管理员将其纳入到相关产品的研制队伍中,并赋予与该产品相关的技术角色和访问控制权限等。
6.信息对象的组织、分类与关联技术
在对系统底层信息对象的组织与分类上,采用三种视图,即“项目树”、“产品树”以及“文档树”实现对不同管理对象的有序组织与分类管理,并通过项目分解结构树对研制任务的研制流程及计划要求建立起三者之间的信息关联关系。①项目树,管理项目任务的分解结果,树中每个与产品研制活动相关的节点均对应一项具体的研制任务,需要按照一定的型号研制流程或技术流程来完成相应的研制任务,并在流程中开展诸如CAE、CAD、CAPP、CAM等相关研制与分析工作。②产品树,管理产品的结构隶属与层次关系、结构配置规则、相关的设计与工艺文件、组成明细、BOM视图等,进行零件的分类管理、技术状态管理等。③文档树,针对不同专业、分类的电子化文档对象按照分类文件夹的方式,集中管理产品设计、生产活动中所产生的全部电子化技术文档,完成文档从创建、审批、入库、更改、分发、打印、销毁等全生命周期的管理。
7.快速动态数据库建模技术
系统针对不同企业对应用系统的管理需求,通过完全基于数据库底层建模的面向对象技术,提供对电子文档分类、文档管理属性、特定约定术语的查找表、产品结构配置项类别、版本策略、对象图标、用户界面布局、表单等的灵活配置与定制技术,避免针对企业应用的不同需求在代码级进行开发。
系统支持对所有与产品相关的信息和过程进行企业个性化建模,支持企业对系统数据类型、属性、机制、数据字典、存储方式等产品业务模型进行配置与管理,如产品结构、零部件、图文档等产品模型信息,支持企业自身资源库的建立、维护及利用,实现了不同业务工作流程的定制与发布,如审批流程、工程更改流程等。
通过自适应的用户界面表单定制技术,可以快速定义出满足企业特定需求的信息表达方式及用户界面,支持表单可视化设计与发布,支持表单界面元素与系统数据模型的自动关联,用户可以利用表单自定义功能实现企业自定义业务数据的新增、修改、删除及查询浏览。
实现了表单、系统数据模型与工作流引擎的关联,支持表单在工作流中的流转,实现了表单数据在工作流过程中的数据采集、权限控制、审批签署等功能,用户可以根据自身的特定的一些业务流程定义出适合企业自身应用的表单类型及表单格式,从而进行企业电子业务流程的快速构建与再造。
通过对文档、配置项、项目、工作流等产品数据和过程信息进行建模,可以避免二次开发并通过快速定制满足企业的个性化要求,同时支持动态的修改和更新,满足企业持续发展的需要。这种变更不需要对软件进行重新修改和编译,只需要通过系统提供的建模工具进行现场的配置与定制,完全可以脱离软件开发人员而由企业实施应用人员进行,大大提升了企业的自主性。