论文部分内容阅读
摘要：为了解决热处理企业在生产过程中使用标准手册知识的繁琐，本文提出建立热处理企业知识库管理系统的方法。通过使用统一建模语言UML对系统进行描述，结果表明系统的开发使热处理标准手册知识得到了有效地表达与获取，不仅可以大大缩短系统的开发周期，并且后期维护和升级也非常方便快捷。
关键词：热处理；知识库；UML
中图分类号：TP315 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-02
Study on Heat Treatment Knowledge Base System
Wang Yong1,Lin Yuan2,Lin Yan3
(1.SANYHE International Holdings Co.,Ltd,Shenyang110027,China;2.Sujiatun District Bureau of Economic and Information,Shenyang110101,China;3.Liaoning Provincial Highway
Administration,Shenyang110013,China)
Abstract:In order to solve the heat treatment enterprise in the process of production using standard manual,this paper puts forward the tedious knowledge establish heat treatment enterprise knowledge base management system method.Through the use of system of unified modeling language UML describing,the results show that the system's development make heat treatment standard manual knowledge got effectively expression and acquisition,not only can greatly shorten the development cycle,and the system to maintain and upgrade also late very quickly.
Keywords:Heat Treatment;Knowledge Base;Unified Modeling Language(UML)
目前，热处理企业在生产过程中查询热处理相关知识时，都要翻阅一些热处理标准手册或通过网络获得相关热处理知识，如：工艺人员制定工艺时，在不确定某个工序在一定的温度值上某种牌号所能达到的硬度值的范围时，需要查看标准的热处理知识手册去确认。通过人工查看书籍或网络搜索已浏览某个热处理知识会使工作人员工作不便、工作量增大、生产延时，以至企业生产效率降低。
知识库（Knowledge Base，简称K-Base）是企业中各种形式的知识按照一定的知识表示方法集中存放的数据库，是一个完整的知识管理解决方案的重要组成部分，具有强大的知识集成、分类、存储、发布、决策支持等功能。知识库的构建有利于知识的交流、积累、互动、增值、利用和保存，从而实现知识的共享。所以，建立一个标准的热处理知识库管理系统已成为热处理企业的迫切需求。
一、系统设计
系统主要是建立储存热处理标准手册知识和热处理企业典型工艺与案例知识的系统。热处理标准手册知识通常分为两类，第一类是根据某种材质种类找到其关注的热处理数据信息；第二类是除材质种类对应的热处理信息外的一些基础知识；针对热处理标准手册知识，系统根据材质种类对应所关注的热处理基本数据信息设计的，这种通过材质种类对应热处理关注点就能使热处理知识有效地表达和获取的方法贯穿整个系统，而对于与牌号无关的热处理知识信息可以直接通过某个独立表进行单独管理。
此外，系统要将热处理企业的典型工艺与案例知识作为企业的知识财产应用到生产中，使工作人员能更好的利用这两部分知识对工件安排生产加工工艺，同时防止错误案例在生产过程中再次发生。综上所述，热处理知识库系统结构图如图1所示。
图1.热处理知识库系统结构图
二、基于UML的系统建模
UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统的文档。其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。面向对象的建模语言UML支持从需求分析到系统实现的软件开发的整个过程，是一种面向对象的可视化标准建模语言，其完整、丰富的图形和符号表示系统中的对象及其之间的关系，从不同的角度描述待开发的系统。其建模过程主要包括用例建模、静态建模和动态建模。
（一）用例模型
用例模型主要是由用例、用例描述和用例图组成，用来描述系统的外部特征，它表示了从系统的外部用户（即参与者或角色）的观点看看系统应该具备什么功能。用例模型是系统的核心，它驱动着其他模型的开发。
（二）静态模型
静态模型描述系统的静态结构，主要描述类（或对象）之间的关系属性和操作。静态模型是建立动态模型的基础，它主要用类图、对象图、组件图、部署图来表示，其中类图主要用来描述系统的静态结构。
（三）动态模型
在系统开发的过程中，主要使用了UML的用例图、类图和顺序图来对系统进行分析描述。系统使用了UML的用例图来描述系统的功能与行为，可使用户理解待开发的知识库系统，同时也有助于开发人员正确地理解需求并实现知识库系统，表1是对【录入知识表用例】的描述，也就是对于录入与牌号有关的热处理相关知识表进行描述。系统使用UML的类图为系统的动态交互提供静态结构方面的支持，为编程开发人员建立数据类提供理论依据。
用例图
用例名称 录入知识表
说明 管理与维护牌号的知识
参与者 知识库管理员
前置条件 欲新增的牌号所属种类的知识模板已设定
基本操作流程 1.有些字段自动设定预设值
2.点击【选择牌号】，转入【选择牌号用例】，获得此材质种类的所属牌号
3.根据知识表模板，添加具体知识信息
4.点击【保存】，关闭知识表新增页面
可选操作流程 1.a.1如无要录入的知识表，转入【设置基础知识表类别用例】，进行添加
1.a.2选中类别末级
1.a.3若此类别无模板，提示退出，或转入【设置知识表模板】用例
2.a若无此牌号，转入【录入牌号用例】用例
3.a点击【新增并保存】，将数据保存数据库，同时界面清空数据，继续新增知识表数据
表1.录入知识表用例描述
三、系统的功能与实现
采用Microsoft.net平台，开发语言使用Visual Studio 2008 C#编程语言，使用SQL Server 2000作为后台数据库，Web服务器使用Windows 2003 Server操作系统。其主要功能如下：
（一）知识表模块
知识表管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号有关的热处理相关知识的录入与维护。此模块的实现从表1【录入知识表】用例描述中可以看出，如无所要添加的知识表类别（如：材质种类化学元素表等），转入【设置基础知识表类别】用例进行添加，通过【设置基础知识表类别】用例设置知识表，系统自动将添加的知识表类别与基础对象绑定到了一起（如：设置了材质种类化学元素表，在知识表下新增了此知识表的类别，同时在基础档案下也新增了化学元素这个对象），以在【设置知识表模板】用例下设置知识表模板时系统会自动显示所有此基础对象元素作为知识表模板上列名的选择。
（二）单独表模块
单独表管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号无关的热处理相关知识的录入与维护。系统将单独表看成是与系统其他部分都无关的表，可通过上传与下载Excel的形式来完成单独表的维护，默认情况下将Excel表的第一行作为单独表模板下的列名，在系统初始化时会自带一些单独表信息，企业可根据自身应用要求扩展单独表的类别，实现了单独表的扩展功能。
（三）工艺模块
工艺管理模块实现了热处理企业对典型工艺与案例知识的管理，典型工艺供工艺人员了解企业的生产工艺，对企业生产加工起到指导作用，案例知识供工艺人员借鉴以前在生产过程中遇到问题的工艺，防止案例再次发生造成企业生产成本的加大。
（四）基础模块
基础管理模块实现了对系统基础对象和知识表所对应的基础对象的管理，主要包括材质种类档案、牌号档案、加工内容档案、技术要求档案、员工档案和知识表所对应的基础对象档案等。
（五）系统模块
系统管理模块实现了系统各权限组的划分，可添加各个权限组下的管理员、修改管理员的密码、进行数据整理与备份等。
（六）查询模块
查询管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号有关的热处理相关知识的整体查询功能，查询的总体设计思路是选中材质种类或填写具体牌号，在选择所要查询的热处理相关知识类别（如：化学元素、力学性能等）进行查询。
四、结论
基于UML技术构建了热处理企业管理系统，在系统的分析和设计过程中能跟用户进行非常直观的交流，有利于及时发现系统存在的不足并在UML各种图形中进行一些必要的修改，为系统的开发和构造提供了很好的基础，使系统真正满足热处理企业的需求。提高了系统开发效率，节省了系统开发成本，提高了经济效益。
参考文献：
[1]王玲玲.企业知识库构建解析[J].现代情报,2007,3:183-191
[2]郭宁.UML及建模[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2007,33
[3]叶卫平,张覃铁.热处理使用数据速查手册[M].北京:机械工业出版社,2005
[4]樊东黎,徐跃明,佟晓辉.热处理工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2004
[5]蔡永娟,沈春山,吴仲城等.机器人感知系统本体模型研究[J].传感器与微系统,2010,29(5):12-14
[作者简介]王勇（1981-），男，重庆人，硕士学位，工程师，研究方向：材料焊接与热处理；林源（1985-），男，辽宁阜新人，学士学位，助理工程师，研究方向：计算机应用；林艳（1980-），女，辽宁阜新人，学士学位，助理工程师，研究方向：信息系统与信息管理。
关键词：热处理；知识库；UML
中图分类号：TP315 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-02
Study on Heat Treatment Knowledge Base System
Wang Yong1,Lin Yuan2,Lin Yan3
(1.SANYHE International Holdings Co.,Ltd,Shenyang110027,China;2.Sujiatun District Bureau of Economic and Information,Shenyang110101,China;3.Liaoning Provincial Highway
Administration,Shenyang110013,China)
Abstract:In order to solve the heat treatment enterprise in the process of production using standard manual,this paper puts forward the tedious knowledge establish heat treatment enterprise knowledge base management system method.Through the use of system of unified modeling language UML describing,the results show that the system's development make heat treatment standard manual knowledge got effectively expression and acquisition,not only can greatly shorten the development cycle,and the system to maintain and upgrade also late very quickly.
Keywords:Heat Treatment;Knowledge Base;Unified Modeling Language(UML)
目前，热处理企业在生产过程中查询热处理相关知识时，都要翻阅一些热处理标准手册或通过网络获得相关热处理知识，如：工艺人员制定工艺时，在不确定某个工序在一定的温度值上某种牌号所能达到的硬度值的范围时，需要查看标准的热处理知识手册去确认。通过人工查看书籍或网络搜索已浏览某个热处理知识会使工作人员工作不便、工作量增大、生产延时，以至企业生产效率降低。
知识库（Knowledge Base，简称K-Base）是企业中各种形式的知识按照一定的知识表示方法集中存放的数据库，是一个完整的知识管理解决方案的重要组成部分，具有强大的知识集成、分类、存储、发布、决策支持等功能。知识库的构建有利于知识的交流、积累、互动、增值、利用和保存，从而实现知识的共享。所以，建立一个标准的热处理知识库管理系统已成为热处理企业的迫切需求。
一、系统设计
系统主要是建立储存热处理标准手册知识和热处理企业典型工艺与案例知识的系统。热处理标准手册知识通常分为两类，第一类是根据某种材质种类找到其关注的热处理数据信息；第二类是除材质种类对应的热处理信息外的一些基础知识；针对热处理标准手册知识，系统根据材质种类对应所关注的热处理基本数据信息设计的，这种通过材质种类对应热处理关注点就能使热处理知识有效地表达和获取的方法贯穿整个系统，而对于与牌号无关的热处理知识信息可以直接通过某个独立表进行单独管理。
此外，系统要将热处理企业的典型工艺与案例知识作为企业的知识财产应用到生产中，使工作人员能更好的利用这两部分知识对工件安排生产加工工艺，同时防止错误案例在生产过程中再次发生。综上所述，热处理知识库系统结构图如图1所示。
图1.热处理知识库系统结构图
二、基于UML的系统建模
UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统的文档。其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。面向对象的建模语言UML支持从需求分析到系统实现的软件开发的整个过程，是一种面向对象的可视化标准建模语言，其完整、丰富的图形和符号表示系统中的对象及其之间的关系，从不同的角度描述待开发的系统。其建模过程主要包括用例建模、静态建模和动态建模。
（一）用例模型
用例模型主要是由用例、用例描述和用例图组成，用来描述系统的外部特征，它表示了从系统的外部用户（即参与者或角色）的观点看看系统应该具备什么功能。用例模型是系统的核心，它驱动着其他模型的开发。
（二）静态模型
静态模型描述系统的静态结构，主要描述类（或对象）之间的关系属性和操作。静态模型是建立动态模型的基础，它主要用类图、对象图、组件图、部署图来表示，其中类图主要用来描述系统的静态结构。
（三）动态模型
在系统开发的过程中，主要使用了UML的用例图、类图和顺序图来对系统进行分析描述。系统使用了UML的用例图来描述系统的功能与行为，可使用户理解待开发的知识库系统，同时也有助于开发人员正确地理解需求并实现知识库系统，表1是对【录入知识表用例】的描述，也就是对于录入与牌号有关的热处理相关知识表进行描述。系统使用UML的类图为系统的动态交互提供静态结构方面的支持，为编程开发人员建立数据类提供理论依据。
用例图
用例名称 录入知识表
说明 管理与维护牌号的知识
参与者 知识库管理员
前置条件 欲新增的牌号所属种类的知识模板已设定
基本操作流程 1.有些字段自动设定预设值
2.点击【选择牌号】，转入【选择牌号用例】，获得此材质种类的所属牌号
3.根据知识表模板，添加具体知识信息
4.点击【保存】，关闭知识表新增页面
可选操作流程 1.a.1如无要录入的知识表，转入【设置基础知识表类别用例】，进行添加
1.a.2选中类别末级
1.a.3若此类别无模板，提示退出，或转入【设置知识表模板】用例
2.a若无此牌号，转入【录入牌号用例】用例
3.a点击【新增并保存】，将数据保存数据库，同时界面清空数据，继续新增知识表数据
表1.录入知识表用例描述
三、系统的功能与实现
采用Microsoft.net平台，开发语言使用Visual Studio 2008 C#编程语言，使用SQL Server 2000作为后台数据库，Web服务器使用Windows 2003 Server操作系统。其主要功能如下：
（一）知识表模块
知识表管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号有关的热处理相关知识的录入与维护。此模块的实现从表1【录入知识表】用例描述中可以看出，如无所要添加的知识表类别（如：材质种类化学元素表等），转入【设置基础知识表类别】用例进行添加，通过【设置基础知识表类别】用例设置知识表，系统自动将添加的知识表类别与基础对象绑定到了一起（如：设置了材质种类化学元素表，在知识表下新增了此知识表的类别，同时在基础档案下也新增了化学元素这个对象），以在【设置知识表模板】用例下设置知识表模板时系统会自动显示所有此基础对象元素作为知识表模板上列名的选择。
（二）单独表模块
单独表管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号无关的热处理相关知识的录入与维护。系统将单独表看成是与系统其他部分都无关的表，可通过上传与下载Excel的形式来完成单独表的维护，默认情况下将Excel表的第一行作为单独表模板下的列名，在系统初始化时会自带一些单独表信息，企业可根据自身应用要求扩展单独表的类别，实现了单独表的扩展功能。
（三）工艺模块
工艺管理模块实现了热处理企业对典型工艺与案例知识的管理，典型工艺供工艺人员了解企业的生产工艺，对企业生产加工起到指导作用，案例知识供工艺人员借鉴以前在生产过程中遇到问题的工艺，防止案例再次发生造成企业生产成本的加大。
（四）基础模块
基础管理模块实现了对系统基础对象和知识表所对应的基础对象的管理，主要包括材质种类档案、牌号档案、加工内容档案、技术要求档案、员工档案和知识表所对应的基础对象档案等。
（五）系统模块
系统管理模块实现了系统各权限组的划分，可添加各个权限组下的管理员、修改管理员的密码、进行数据整理与备份等。
（六）查询模块
查询管理模块实现了对热处理标准手册知识中与牌号有关的热处理相关知识的整体查询功能，查询的总体设计思路是选中材质种类或填写具体牌号，在选择所要查询的热处理相关知识类别（如：化学元素、力学性能等）进行查询。
四、结论
基于UML技术构建了热处理企业管理系统，在系统的分析和设计过程中能跟用户进行非常直观的交流，有利于及时发现系统存在的不足并在UML各种图形中进行一些必要的修改，为系统的开发和构造提供了很好的基础，使系统真正满足热处理企业的需求。提高了系统开发效率，节省了系统开发成本，提高了经济效益。
参考文献：
[1]王玲玲.企业知识库构建解析[J].现代情报,2007,3:183-191
[2]郭宁.UML及建模[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2007,33
[3]叶卫平,张覃铁.热处理使用数据速查手册[M].北京:机械工业出版社,2005
[4]樊东黎,徐跃明,佟晓辉.热处理工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2004
[5]蔡永娟,沈春山,吴仲城等.机器人感知系统本体模型研究[J].传感器与微系统,2010,29(5):12-14
[作者简介]王勇（1981-），男，重庆人，硕士学位，工程师，研究方向：材料焊接与热处理；林源（1985-），男，辽宁阜新人，学士学位，助理工程师，研究方向：计算机应用；林艳（1980-），女，辽宁阜新人，学士学位，助理工程师，研究方向：信息系统与信息管理。