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摘要：針對鑄造工藝綠色設計的特性及需求，通過優化整合資源環境負荷數據資源，補充完善綠色屬性數據，集成應用基礎信息數據庫、工藝場景數據庫及綠色評價數據庫，開發鑄造工藝資源環境負荷綠色設計服務平臺，完成與企業現有的PLM/CAD系統的信息交互與數據集成，實現鑄造工藝綠色設計資源共建共享。

關鍵詞：鑄造工藝；資源環境負荷；基礎信息數據庫；工藝場景數據庫；綠色評價數據庫

0引言

鑄造成形是機械行業基礎制造工藝，鑄造技術廣泛用于航空、航天、汽車、石化、冶金、電力、造船、紡織等支柱產業，是獲得機械產品毛坯和零部件的主要方法之一，對提高裝備主機性能至關重要，是衡量一個國家裝備制造業發展水平的重要標志。我國是世界鑄造大國，為我國國民經濟發展做出了積極貢獻，但我國在某些高端鑄件鑄造技術上仍然落后，造成我國相關高端裝備發展滯后。鑄造行業中數量眾多的中小鑄造企業存在管理粗放、產能落后等情況，面臨資源能源消耗大、環境污染物排放多等綠色化發展難題。因此，亟需針對困擾我國鑄造工藝可持續發展的能源、資源及環境瓶頸問題，構建面向鑄造工藝資源環境負荷數據庫應用服務平臺，提高鑄造工藝綠色設計能力。本文通過分析鑄造工藝資源環境負荷數據庫應用服務平臺服務對象，搭建鑄造工藝資源環境負荷數據庫系統架構，開發鑄造工藝資源環境負荷數據庫開展應用服務平臺，為鑄造行業可持續發展提供技術支撐和模式參考。

1平臺技術要求

鑄造工藝資源環境負荷數據庫應用服務平臺服務器為WindowsServer2018X64，數據庫位MSSQLServer2014X86。客戶端使用WPF開發框架，瀏覽器端使用ASP.NETMVC開發框架。平臺內系統間的集成使用基于RESTful的消息機制。平臺核心控件可以選擇DevExpress或者KendoUI。

1.1平臺對象

鑄造工藝資源環境負荷數據庫應用服務平臺基于SOA的架構理念，應用ESB技術，構建平臺系統集成框架，實現平臺各組成部分間集成連接。以鑄造工藝資源環境負荷數據庫為開發對象，針對鑄造企業、設計人員、制造工人、管理人員以及社會其它人員為用戶服務對象，采用通過對實體化資源進行虛擬化構建以及對服務過程進行控制，應用前沿軟件技術和架構技術設計構建數據庫、平臺和系統，將系統、數據、方法和工具等服務進行集中管理，保證數據庫和平臺的穩定性和可擴展性，并提供資源服務支持。

1.2平臺架構

平臺總體架構分為4個部分：

（1）應用服務層。為各類系統用戶提供綠色設計、系統集成、綠色工藝優化及評價咨詢等系統服務功能。

（2）基礎數據庫層。為平臺提供基礎信息數據庫、工藝場景數據庫、綠色評價數據庫等各類基礎數據。

（3）支撐工具層。包括綠色設計系統、綠色工藝系統、綠色集成系統、綠色制造系統、業務流程引擎、管理信息系統、數據挖掘系統及知識檢索系統等各類系統支撐工具。

（4）基礎設施層。包括用戶管理組件、權限管理組件、系統安全組件及SOA組件等基礎支撐組件，實現用戶管理，功能權限設置，管理操作員信息，平臺系統安全等功能。平臺終端用戶主要包括：鑄造企業、設計人員、制造工人等系統終端，以及上游供應商、下游用戶、科研院所、行業專家、評價機構等客戶端，提供需求、數據、服務等應用實施的響應終端。平臺整體架構如圖1所示，平臺服務對象如圖2所示。

2鑄造工藝資源環境負荷數據庫系統

鑄造工藝資源環境負荷數據庫匯聚鑄造企業綠色設計相關基礎材料、標準、技術、工藝對象，工藝描述，工藝參數以及能源資源、環境負荷等數據信息，同時結合行業專家及社會資源信息，為鑄造行業提供綠色設計知識服務。數據庫架構圖如圖3所示。

2.1數據獲取

針對鑄造工藝過程的多過程復雜性所導致的異構分布式數據庫問題，將這些數據庫自下而上構成分布式數據庫系統，實現全局數據的完整性和一致性，基于雙準則或多準則方法確定數據庫集成優化目標函數，利用拓撲優化方法，減少數據冗余度，實現多數據的最優配置。

2.2數據組織

主要基于機械信息管理開放系統聯盟（MIMOSA）制定的數據庫標準，規范數據表和基本字段形式，建立通用性的鑄造工藝資源環境負荷數據庫；使用可擴展標記語言（XML）對數據進行統一表述，依據數據元素、特征屬性和原始關系，建立數據知識表達模型，在XMLSchema模式下檢查模型結構和內容約束關系的正確性，通過元素關系明確體現可靠性數據含義，保證數據交互的正確性。

2.3數據管理

在相關數據表中預設索引字段，結合高維動態的相似性度量標準，保證多數據庫信息的高效組織與多層次多角度的利用。

2.4數據庫集成與數據推送

在數據規范表達的基礎上，基于邏輯距離匹配算法，搜索合并同類數據，實現數據庫集成；基于服務推送（ServerPush）技術，保證異步數據的及時向下層傳遞。

2.5數據庫系統的主要功能

包括數據獲取、數據推送、數據更新、插入、修改、刪除、信息檢索、查詢、多格式數據轉換、統計報表等數據管理功能，如表1所示。

3結論

本文針對鑄造行業開展資源環境負荷數據集成的瓶頸約束問題，開發符合國際標準的基礎數據庫，實現資源環境負荷數據關聯和綠色基礎數據集成，建立鑄造工藝資源環境負荷數據庫應用服務平臺，實現了鑄造工藝資源環境負荷數據庫與鑄造企業現有制造系統的信息交互與數據集成，推動了鑄造行業的綠色設計和發展。

作者：王營 聶軍剛 狄飛 文武 夏青 單位：中機生產力促進中心