電機CAD系統中工程數據庫

  管理系統的研究

錢  巍    周  鶚  (東南大學)

【摘  要】分析電機CAD系統中數據的特點，提出了電機CAD系統中數據的E—-R模型及其相應的無冗余表示方法，并在此基礎上開發出一套高性能的工程數據庫管理系統，它可實現數據結構的動態管理與維護，并具有數據的實時、動態交互能力。

    【敘  詞】電機CAD工程數據庫管理系統數據模型

1引言

  利用CAD技術進行電機設計，目前在國內電機設計、制造行業逐漸普及，CAD技術的應用大大縮短了電機設計周期，提高了產品的設計質量。

  近年來，隨著電機CAD技術水平的提高，電機CAD系統在功能與結構上有了很大發展。在功能上，計算機已不僅僅用于設計方案的校核(分析)運算，還用于設計方案綜合這種型式的集成化模塊化CAD軟件系統為設計者創造了更為先進、方便的設計環境，從而有可能完全取代傳統的計算器、圖板等輔助設計工具。優化、結構設計、輔助制圖、電磁場溫度場的

數值分析、數控加工程序的生成，乃至利用I—CAD(Intelligent CAD)技術進行系列電機的概念設計等。另外，由于電機產品技術含量的增加(尤其是機電一體化產品)，電機產品的設計更依賴于群體協同設計，計算機硬件客戶／服務器(Chent／Server)結構的普及為這類群體協同設計完全在計算機上實現帶來了可能性，與此相對應，為了使電機CAD系統滿足這類要求，采用“對數據的加工與處理系統”的結構模式，其結構型式如圖1所示。

研究認為，在高性能的電機CAD系統中，工程數據庫系統是核心與橋梁，在協同設計中各部分的設計均要與其發生聯系，如果電機某一部分設計發生變更,則只要在數據庫中以體現，就可馬上被其它協同設計者所領悟，同而它是系統數據的總交換站；電機數據在數據庫中表示的一致性、可靠性、靈活性及安全性，是CAD系統真正能發揮效用的根本保證；數據庫管理系統的數據處理效率決定了CAD系統的運行性能。本文擬通過對電機CAD系統中工程數據的分析，探討電機CAD系統中高性能專用工程DBMS的實現方法。

2基本思想與要求

  數據庫管理系統(DBMS)一般分為二類：商用數據庫管理系統及工程數據庫管理系統。商用數據管理系統發展已較為成熟，應用也較為普遍，可在個人微機系統上運行的就有Dbase、Foxbase、Oracle、Informix等，而工程數據庫管理系統則是數據庫管理系統的新興分支，很少能見到商品化的系統，兩者存在著本質區別[2]。

    a．商用數據庫是靜態的，而工程數據庫有許多動態數據需要管理與維護。

    b．商用數據量大，但結構簡單，固定(如：Dbase、Foxbase Oracle等)，而工程數據類型多，結構復雜，常需同時支持多種不同的用戶數據模型。

    c．商用數據的管理一般僅需使用DBMS環境下的交互命令實現，而工程數據常常強調數據交互的動態性與實時性，對響應速度要求較高。

    可見，沿用商用DBMS的CAD系統常常因數據管理能力不夠而使系統的功能與運行效率受到很大限制，制約了系統的進一步發展與升級。

    電機CAD系統中數據庫管理系統的開發方法有兩種，①擴充與改進已有的商用數據庫管理系統，使其能滿足管理電機CAD系統中工程數據的要求。②自行開發。本文選擇了后者，因為商用DBMS在功能上與高性能電機CAD系統的要求相差較大，擴充工作量較大；在缺乏足夠技術資料的情況下，分析與消化引進系統的工作量很大；自行開發雖然周期稍長，但易于今后不斷改進、升級。

    從電機CAD系統的要求來看，自行開發的工程數據庫管理系統，需要具備以下幾方面的特性

    a．實時數據交互，CAD系統各模塊可在運行過程中直接與數據庫交換設計數據。

    b．動態數據交互，數據庫常用數據浮動至動態數據交換區，以提高數據訪問速度。

    c．數據結構的動態管理與維護，描述電機設計方案的數據結構可在設計過程中不斷地修改與調整。

d．具有工程DBMS所具有的特性。

    e．數據的一致性。

    f．數據的可靠性。

    g．數據的靈活性。

    h．數據處理的高效性。

    i．數據的安全性。

    工程DBMS自行開發包含兩個方面的內容，①數據分析，即尋