導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫開發(fā)構(gòu)想

許文清，龍仕騰，符朝旭，萬 軍

（西南技術(shù)工程研究所，重慶 400039）

導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫開發(fā)構(gòu)想

許文清，龍仕騰，符朝旭，萬 軍

（西南技術(shù)工程研究所，重慶 400039）

根據(jù)導(dǎo)彈設(shè)計(jì)師急需獲取環(huán)境適應(yīng)性信息指導(dǎo)相關(guān)工作的開展，但由于種種原因無從獲取，通過構(gòu)想，從現(xiàn)狀、開發(fā)目標(biāo)、可行性分析、需求分析、信息構(gòu)成、組織及信息共享方式等角度對數(shù)據(jù)庫開發(fā)所涉及的要素進(jìn)行了分析，為導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作明確了思路，奠定了基礎(chǔ)。

導(dǎo)彈；環(huán)境適應(yīng)性；數(shù)據(jù)庫開發(fā)；數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

導(dǎo)彈是現(xiàn)代高科技武器系統(tǒng)，是我國捍衛(wèi)國家主權(quán)和保障領(lǐng)土完整的重要作戰(zhàn)武器。新時(shí)期軍事斗爭對導(dǎo)彈的要求是具備快速機(jī)動(dòng)、精確打擊、多環(huán)境、全天候發(fā)射的能力。導(dǎo)彈裝備從交付部隊(duì)到投入戰(zhàn)斗要經(jīng)歷一個(gè)生命周期，在整個(gè)生命周期中復(fù)雜的環(huán)境對導(dǎo)彈的戰(zhàn)技性能和質(zhì)量可能產(chǎn)生較大影響，制約了導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的正常發(fā)揮，影響了指揮員的決策信心。因此，導(dǎo)彈設(shè)計(jì)師必須把環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)納入到導(dǎo)彈研制過程中，作為導(dǎo)彈設(shè)計(jì)重要工作之一。

在整個(gè)導(dǎo)彈壽命周期涉及大量與環(huán)境相關(guān)的信息元素，信息種類多、信息之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。目前，導(dǎo)彈研制單位對導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性問題非常重視，通過系統(tǒng)的環(huán)境試驗(yàn)開展了相關(guān)研究工作、積累了大量的信息，這些信息及研究成果在導(dǎo)彈研制過程中得到局部的應(yīng)用，并沒有對其進(jìn)行進(jìn)一步處理、系統(tǒng)的整理和“深加工”，造成信息作為一種資源不能重復(fù)和系統(tǒng)利用。本文通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)目標(biāo)分析、可行性分析、需求分析、信息構(gòu)成、組織及用戶共享方式等導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫開發(fā)所必備的環(huán)節(jié)和要素進(jìn)行了構(gòu)想，為最終達(dá)到對導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性信息系統(tǒng)整合、高效管理、網(wǎng)絡(luò)共享、深入利用的目的，明確了建設(shè)思路，奠定了理論基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)狀分析

我國建立了大量的裝備環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫，如針對艦艇的艦艇腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫[1]，針對飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性問題開發(fā)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕控制設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫[2]、航空輕質(zhì)材料腐蝕防護(hù)工藝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫[3]等，這些數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)是針對性強(qiáng)，有清晰的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒏黝惌h(huán)境適應(yīng)性相關(guān)數(shù)據(jù)、材料手冊、各類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行集成，為裝備的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)提供了信息支撐。有沒有可能利

用現(xiàn)成的軟件，或改造現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫來達(dá)到減少本數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作強(qiáng)度的目的，答案是否定的。從收集的文獻(xiàn)來看，這些數(shù)據(jù)庫存在明顯的不足，首先是缺乏針對導(dǎo)彈裝備的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)組織不符合設(shè)計(jì)師的要求；其次是大多裝備類環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫重視功能設(shè)計(jì)輕用戶需求分析，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫功能豐富，軟件界面卻不友好，沒有以具體用戶需求為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；第三是數(shù)據(jù)庫“赤裸地”展現(xiàn)原始數(shù)據(jù)，長篇的數(shù)據(jù)表難以被不同的人員所理解，數(shù)據(jù)的內(nèi)涵難以表達(dá)，難以反映數(shù)據(jù)的內(nèi)部規(guī)律；第四是數(shù)據(jù)之間關(guān)系松散，數(shù)據(jù)對比性差；第五是相關(guān)數(shù)據(jù)庫說明書、操作手冊等文檔是以數(shù)據(jù)庫操作者的角度來陳述，沒有以型號設(shè)計(jì)師的應(yīng)用角度去陳述，設(shè)計(jì)師上手難。如何開發(fā)出適合裝備研制單位人員需求的數(shù)據(jù)庫是當(dāng)前面臨的難題。

2 確立建設(shè)目標(biāo)

導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫建設(shè)目標(biāo)以當(dāng)今主要在研、在役典型導(dǎo)彈為代表，以科學(xué)組織、有效管理、合理利用導(dǎo)彈裝備的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、材料、環(huán)境以及環(huán)境對導(dǎo)彈造成影響等信息為目的，通過大量采用數(shù)據(jù)圖形化和環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)律分析技術(shù)，為型號單位相關(guān)人員提供直觀、便捷、全面的信息分析工具，同時(shí)也為導(dǎo)彈裝備在服役過程中的防護(hù)工作提供指導(dǎo)，為推動(dòng)裝備環(huán)境工程工作在導(dǎo)彈全壽命周期的全面開展提供信息支撐。

3 建設(shè)的可行性分析

3.1 存在的問題

在我國，已經(jīng)逐步開展了針對導(dǎo)彈裝備在各種典型環(huán)境條件下的環(huán)境適應(yīng)性研究，但尚未對導(dǎo)彈的環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)信息進(jìn)行系統(tǒng)收集和利用，導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作還處于探索階段。制約數(shù)據(jù)資源建設(shè)工作的因素很多，筆者認(rèn)為至少存在以下三大障礙：

第一是協(xié)調(diào)問題。由于導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性研究已開展多年，相關(guān)信息和研究成果分散在型號研制單位的院、所、科室、試驗(yàn)機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)彈基層部隊(duì)，行政方面的多頭管理導(dǎo)致將現(xiàn)有的、散存的各級信息進(jìn)行有效組織和系統(tǒng)整理的難度加大，需要各層次、各方面的溝通與協(xié)調(diào)、利益平衡以及一套完整的數(shù)據(jù)積累、共享機(jī)制與共享模式來進(jìn)行保障。

第二是需求分析難度較大。數(shù)據(jù)庫建立是個(gè)系統(tǒng)工程，必須通過詳盡的需求分析工作掌握多層次用戶的需求。同時(shí)，導(dǎo)彈是個(gè)復(fù)雜的武器系統(tǒng)，需要各層次型號研制人員的參與。數(shù)據(jù)庫開發(fā)同樣需要型號設(shè)計(jì)師、材料工藝師、環(huán)境試驗(yàn)研究人員、部隊(duì)相關(guān)人員，軟件開發(fā)人員的參與。數(shù)據(jù)的應(yīng)用方式不同，知識背景的不同，對相關(guān)信息的認(rèn)知不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的需求千差萬別，必須通過詳細(xì)調(diào)查、反復(fù)溝通、換位思考，才能理清用戶需求，這是數(shù)據(jù)庫建設(shè)開展的必要條件。

第三是導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性信息的信息量大，信息存儲(chǔ)的載體多樣，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加工、分析所涉及的信息規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)較多，信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各異，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的工作量巨大。

3.2 具備的條件

導(dǎo)彈研制單位已經(jīng)意識到數(shù)據(jù)庫建設(shè)的必要性，各級領(lǐng)導(dǎo)和總師一直努力推動(dòng)相關(guān)工作的開展，進(jìn)行許多有益的探索[4]，使導(dǎo)彈的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫建設(shè)相關(guān)工作穩(wěn)步有序的推進(jìn)，型號設(shè)計(jì)師、材料工藝師、環(huán)境試驗(yàn)分析師、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員之間的交流和接觸日益緊密。數(shù)據(jù)庫建設(shè)的外圍條件已經(jīng)具備。

導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)已開展多年，積累了大量的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從導(dǎo)彈裝備的整機(jī)、部件、元器件、材料都開展過環(huán)境試驗(yàn)，各類信息種類日益齊全，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)日趨完整，信息量逐漸豐富，具備了數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)條件。

信息技術(shù)成熟，數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)、3D建模技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)字加密技術(shù)、安全保密制度都較為健全和成熟，導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫建設(shè)不存在技術(shù)層面障礙。

3.3 分析結(jié)論

由以上分析可以看出，導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫建設(shè)所必須的各項(xiàng)條件已基本具備，但期望在短時(shí)間一而就地解決導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫的建設(shè)并推廣應(yīng)用還有諸多困難，必須樹立長遠(yuǎn)的建設(shè)目標(biāo)，制定切實(shí)可行的實(shí)施方案和計(jì)劃，先構(gòu)建數(shù)據(jù)庫總體框架、明確軟件功能、確立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，先易后難，全面建設(shè)導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫是可行的。

4 需求分析

筆者作為環(huán)境試驗(yàn)人員有幸參與了導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)相關(guān)工作，與型號設(shè)計(jì)、型號質(zhì)量分析、材料工藝、失效分析、導(dǎo)彈部隊(duì)官兵等相關(guān)人員有過多次接觸，就數(shù)據(jù)庫開發(fā)所涉及的需求進(jìn)行過深入地探討，初步掌握其需求。

數(shù)據(jù)庫潛在用戶大體分為兩類，一類是裝備研制單位的相關(guān)型號設(shè)計(jì)師、材料工藝師、可靠性分析師、失效分析師等；另一類是開展裝備維護(hù)工作的部隊(duì)官兵。不同用戶對信息的應(yīng)用方式有較大的差別。

型號設(shè)計(jì)師期望便捷地查閱導(dǎo)彈裝備的組成、結(jié)構(gòu)、環(huán)境適應(yīng)性總體要求以及不同貯存環(huán)境對導(dǎo)彈裝備戰(zhàn)技性能的影響信息。針對這類用戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)舍棄單調(diào)的參數(shù)，向用戶反映的信息應(yīng)直觀，提供的各類信息應(yīng)依附導(dǎo)彈模型，各類數(shù)據(jù)應(yīng)圖形化處理，定性地反映出數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，注重強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的內(nèi)涵分析而不是數(shù)據(jù)本身。

材料工藝師對材料各項(xiàng)物理、化學(xué)參數(shù)較為敏感，針對這類用戶數(shù)據(jù)庫提供的信息應(yīng)提供精確的原始參數(shù)，通過失效判據(jù)的選擇能快速判斷材料哪類性能參數(shù)失效，以及特定材料和工藝在典型環(huán)境下的壽命周期。

失效分析師關(guān)注的是裝備壽命期環(huán)境因素剖面、量值、持續(xù)時(shí)間、極值發(fā)生概率以及裝備用構(gòu)件、材料、元器件在環(huán)境下的失效機(jī)理等信息。針對這類用戶，數(shù)據(jù)庫提供的信息類型應(yīng)豐富，數(shù)據(jù)之間必須通過關(guān)鍵字建立有效的關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，便于利用各類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。試驗(yàn)前的原始性能數(shù)據(jù)能關(guān)聯(lián)到試驗(yàn)后的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)、原始性能數(shù)據(jù)能關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的失效模式、失效機(jī)理信息；試驗(yàn)后的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)能關(guān)聯(lián)到環(huán)境數(shù)據(jù)的變化等等，以便于失效分析師對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合評定。

另外，導(dǎo)彈裝備為高科技產(chǎn)品，貯存環(huán)境要求苛刻，為了幫助研制單位準(zhǔn)確地掌握導(dǎo)彈裝備服役真實(shí)環(huán)境信息，數(shù)據(jù)庫最好能夠通過信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集部隊(duì)庫房和部隊(duì)駐防地域的環(huán)境信息。擔(dān)任導(dǎo)彈維護(hù)工作的部隊(duì)官兵關(guān)心導(dǎo)彈的使用，他們期望通過數(shù)據(jù)庫可獲取型號單位針對真實(shí)環(huán)境分析后的結(jié)果，給出導(dǎo)彈裝備的防護(hù)工作建議。數(shù)據(jù)庫建成后將成為部隊(duì)和研制單位之間信息交流的紐帶。

5 信息構(gòu)成

導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性信息大致分為導(dǎo)彈基本信息、導(dǎo)彈基礎(chǔ)產(chǎn)品信息、環(huán)境信息、環(huán)境適應(yīng)性信息、失效信息等五類信息，各類信息均非獨(dú)立，與其他信息通過關(guān)鍵字建立有效的關(guān)聯(lián)。

5.1 導(dǎo)彈基本信息

涵蓋導(dǎo)彈型號、任務(wù)使命、戰(zhàn)技指標(biāo)、可靠性要求、環(huán)境適應(yīng)性要求等頂層信息。

5.2 導(dǎo)彈基礎(chǔ)產(chǎn)品信息

涵蓋導(dǎo)彈裝備的部件、組件、關(guān)鍵件、通用件、連接件、元器件、材料信息，在裝備上的使用情況等，信息內(nèi)容包括部件代號、組成、名稱、應(yīng)用型號、應(yīng)用部位、應(yīng)用的材料、材料初始性能，采用的加工工藝等信息。

5.3 環(huán)境信息

環(huán)境信息包括兩部分，一是導(dǎo)彈部隊(duì)的各級庫房環(huán)境信息和地區(qū)環(huán)境信息；二是國防口典型大氣環(huán)境試驗(yàn)站的環(huán)境信息。這些信息代表了我國目前典型大氣環(huán)境，代表了導(dǎo)彈裝備正在服役地區(qū)的環(huán)境信息或未來可能部署的極端環(huán)境。

5.4 環(huán)境適應(yīng)性信息

環(huán)境適應(yīng)性信息儲(chǔ)存的是導(dǎo)彈裝備各部、組件、元

器件、材料、防護(hù)工藝在各種典型環(huán)境下的性能變化信息，其內(nèi)容包括通過環(huán)境試驗(yàn)所采集的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，腐蝕（老化）圖譜、腐蝕（老化）機(jī)理等。

5.5 失效信息

失效信息包括失效判據(jù)、失效案例等信息。

6 信息的組織

6.1 導(dǎo)彈裝備基本信息的組織

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件、組件、材料、工藝信息繁多，為了對這些信息有效組織、更直觀展示，采用全尺寸、等比例、全彈3D數(shù)字模型來將信息進(jìn)行串聯(lián)。通過用戶交互操作，導(dǎo)彈模型能進(jìn)行自如的分解和組合，分解的最低層次為零部件和元器件。通過數(shù)據(jù)鏈接，調(diào)用該零部件所使用的材料和加工工藝。

6.2 環(huán)境信息的組織

對環(huán)境信息的組織需按照環(huán)境試驗(yàn)站（部隊(duì)所在地）→貯存環(huán)境（部隊(duì)洞庫、陣地、試驗(yàn)站暴露場等）→環(huán)境數(shù)據(jù)的采集時(shí)間→具體的環(huán)境數(shù)據(jù)為主線來進(jìn)行信息的組織。

6.3 環(huán)境適應(yīng)性信息的組織

環(huán)境適應(yīng)性信息的組織主要按照由大到小的方式進(jìn)行組織，如：整機(jī)→部、組件→零部件→材料，材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)則按照材料的種類、材料的牌號進(jìn)行組織。

7 信息共享方式

導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫采用B/S (Browser/Server)模式網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)庫，通過專線實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。具體地說就是數(shù)據(jù)庫采用三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，客戶機(jī)只作為一個(gè)前端，不包含任何直接的數(shù)據(jù)庫調(diào)用，客戶機(jī)通過瀏覽器與一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器通信，再由應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信，客戶機(jī)不需要額外安裝任何軟件。從實(shí)際應(yīng)用來看，無論是型號研制單位還是基層部隊(duì)只需通過已聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)瀏覽器就可以獲取信息。數(shù)據(jù)庫部署如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫訪問方式

8 結(jié)束語

本文通過導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)庫構(gòu)想開展了數(shù)據(jù)庫開發(fā)的理論研究，從多個(gè)角度對數(shù)據(jù)庫的建設(shè)所需要的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了構(gòu)想，為數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。目前，數(shù)據(jù)庫實(shí)施前的基礎(chǔ)工作依然在緊鑼密鼓地推進(jìn)，數(shù)據(jù)的組織與共享需要相關(guān)機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的溝通協(xié)調(diào)；型號單位用戶需求存在可變性、不徹底性，需要后續(xù)工作來解決。另外，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)想離實(shí)際操作還有一定的距離，需要相關(guān)人員的共同努力才能完成數(shù)據(jù)庫的開發(fā)。

[1] 楊飛,陳小寧. 艦艇腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫[J] ．腐蝕與防護(hù)，2010，31(12)：962-965.

[2] 劉祖銘,曹定國,吳有金,等．飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕控制設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫研究[J]．航空學(xué)報(bào), 2002, 23(4)：360-363．

[3] 程治國,肖鵬,鄒洪慶,等．航空輕質(zhì)材料腐蝕防護(hù)工藝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)[J]．腐蝕科學(xué)與防護(hù)技技術(shù)，2008，5(3)：21-24．

[4] 萬軍.非金屬材料自然環(huán)境貯存特性數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)[J]. 環(huán)境技術(shù), 2012, 8 23-27.

The Idea of Database Development of Missile Environment Adaptability

XU Wen-qing, LONG Shi-teng, FU Chao-xu, WAN Jun
(Southwest Research Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039)

Currently, the missile designers have urgent need for environment adaptability information to guide work. However, this information is hard to obtain for several reasons. Through the idea, and from the perspectives of status quo, development target, feasibility analysis, demand analysis, information composition, information organization and information sharing, etc., the factors related to the database development are analyzed, in order to clear the idea and establishes the foundation for database development of missile environment adaptability.

missile; environmental adaptability; database development; database structure

TP319

A

1004-7204（2015）02-0031-04

許文清(1978-),男，海南人，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)與評價(jià)技術(shù)。