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浅谈TDM系统在企业试验数据管理中的应用

2014/5/13    来源:万方数据    作者:刘涛  刘凤华  姜旭东  邵俊捷      
关键字:试验数据管理  试验流程  TDM系统  
随着企业快速发展,产品种类不断增多,各种试验接踵而至,试验数据管理面临新的挑战,并逐步成为阻碍企业发展的重要因素。本文针对企业在试验数据存储、格式转换、分析展示及规范化管理中出现的大量问题,根据试验数据管理的具体需求,通过开发引入试验数据管理TDM系统,把所有的试验数据和与试验相关的信息和业务流程进行统一管理,探索出一条适合企业在新体制运行下的试验数据管理创新之路。

1 前言

    从引进技术生产时速250公里的高速动车,到自己开发出时速380公里的高速动车,在代表轨道交通最领先技术的高速动车领域,中国北车长春轨道客车股份有限公司用了七年时间,完成了从追赶者到领跑者的华丽转身,在这华丽转身的背后离不开企业技术人员的自主创新研发及不计其数的试验。试验是产品研发、生产制造、直至维修保障过程中必不可少的重要测试环节,它是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段。试验技术和试验数据管理水平的高低,已成为衡量企业生产发展及科研创新能力的一个显著标志,是企业核心竞争力的重要体现。

    目前,随着轨道交通行业在国内外的蓬勃发展,对列车总体技术的要求也在不断提高,科研生产任务日益繁重,与之对应的试验任务的数量、种类和复杂程度也在不断增加。企业现有的试验数据管理手段和技术手段已经不能满足现行的业务需求,突出表现为试验测试数据与数据管理之间的不匹配。由于缺少先进适用的试验数据管理手段,导致企业对试验数据的维护和使用都非常困难,数据的完整性,安全性和共享性也难以保障,更无法进一步挖掘出埋藏在试验数据中有价值的信息。试验数据管理问题给企业的数据管理工作造成了非常大的压力,正逐步成为影响企业科研效率的新瓶颈,严重制约了新产品的科研生产和创新发展。这些问题主要表现在以下几个方面:

    (1)试验数据分散独立,无法多人同时利用试验结果,共享程度低,没有继承性;

    (2)试验数据缺乏完整性,对试验得到的海量数据不能进行有效存储,数据利用率低;

    (3)试验数据缺乏统一转换工具,无法对多种数据格式进行集中处理分析,尤其造成多种委外数据无法进行深层次的验证分析;

    (4)试验数据分析处理手段欠缺,缺乏可视化数据对比分析及仿真分析工具,无法有效集成并持续优化多年来积累的宝贵的专业算法和工具;

    (5)试验数据的安全性缺乏整体部署,无法有效防止不合法的使用所造成的数据泄漏、更改或破坏。

    为了能及时、有效地解决企业在试验数据管理中存在的诸多问题,确保其科研生产顺利、健康地开展,必须在现有技术条件下,不断改革创新,进而探索出一条适合企业在新体制运行下的试验数据管理创新之路。

    本文针对企业在试验数据存储、格式转换、分析展示及规范化管理中出现的大量问题,根据试验数据管理的具体需求,通过开发引入试验数据管理系统,建立企业内部权威的试验数据资源库,把所有的试验数据和所有与试验相关的信息和业务流程进行统一管理,实现试验过程及数据的规范化管理,继而推动企业研究成果的平台化和继承性。

2 试验数据管理系统需求分析

    产品研发过程包括设计、仿真和试验三个阶段,每个阶段的数据特点都不相同,对数据所进行的处理方式和对结果的分析过程也都不相同,同时,各个阶段都会产生大量的试验测试数据。由于试验数据的专业性、海量性以及格式多样性,传统的数据管理方式很难满足人们管理实验数据的需求,基于以上对企业试验数据管理现状的分析,可以清楚地认识到建立统一、高效的试验数据管理平台已经成为企业迫在眉睫需要解决的问题,因此,试验数据管理系统(Test Data Management,以下简称TDM系统)在实际需求中应运而生。

    TDM系统是产品生命周期管理(PLM)的组成部分,它能帮助企业组建一个准确一致的试验数据资源库,这个资源库围绕“试验”业务实现数据的全生命周期管理。为了满足试验数据管理的需求和解决各种各样的问题,TDM系统的设计需要满足以下几个功能的需求:

    (1)任务管理

    提供完备的试验任务管理功能,包括试验任务的创建、维护、进度查看、统计查询等功能。同时把试验过程信息和大量试验数据有效的管理起来,方便各位设计师灵活的查询这些信息,对试验项目的管理主要是对项目涉及的试验、人员、设备、文档和数据等信息的管理。

    (2)试验管理

    提供试验流程定制、执行、监控、试验查询及故障管理等功能,包括对试验信息进行添加,修改,删除,授权,以及类型维护,日志维护等操作。提供试验所需的工作流程,如试验准备工作流程,试验文档审批流程等。

    (3)数据管理

    提供对试验数据的存储、分析及检索功能,能够对结构化和非结构化试验数据进行统一管理,包括原始数据、过程数据、结果数据等内容。能够根据试验任务、试验类型,建立合理的数据存储结构,方便数据的查找和应用。支持多途径查询功能,适应于不同层面的应用人员从各个角度查询与试验相关的各种信息。

    (4)实验室管理

    提供与各个研究室相关的各项管理工作,主要包括人员管理、规章制度管理、论文和成果管理、运行考核管理等,方便各试验室日常工作的开展。提供丰富的试验资源管理功能,包括试验设备和试验样件的新建、修改、查询、校验和使用记录等功能,需要对试验设备的使用情况及试验资源进行状态管理,以实现试验资源的信息共享和高效使用。

    (5)数据分析处理

    提供数据流程化分析功能,能够对数据分析过程进行监控,显示运行进程、执行信息等内容,支持数据分析流程本地存储、导入与管理;提供通用数据处理公式与常用分析算法,能够将数据处理功能插件化封装形成通用数据处理算子,算子编辑支持可视化;提供数据分析的可视化展现,能够进行多媒体数据播放功能。支持操作用户从各个维度、层面、力度的交互式分析、比较,提供灵活、丰富、美观的展现形式。能够对第三方专业分析工具及软件提供标准、高效的接口支持。

    (6)系统维护

    根据不同层面的应用人员,建立合理的用户、权限等系统管理功能。数据的上传、修改需要审核,确保系统数据安全。建立数据日志,方便管理人员对系统进行使用和维护。

    根据以上分析,TDM系统应集试验数据管理、试验任务管理和实验室管理为一体,覆盖“试验准备”、“试验执行”、“试验分析处理”和“试验评估”全部阶段,把所有的试验数据和所有与试验相关的信息和业务流程进行统一管理。TDM系统的功能结构,如图1所示。

TDM系统功能结构图

图1 TDM系统功能结构图

    因此,构建试验数据管理系统的意义在于,通过TDM的实施和开发,企业应达到数据管理规范化、历史数据可视化、试验过程流程化,并能够成为企业提高科研水平,缩短科研周期,降低科研经费的源动力。

责任编辑:程玥
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