摘 要: 針對(duì)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)備維修的復(fù)雜性,根據(jù)設(shè)備的故障現(xiàn)象、故障原因、故障排除的原理,結(jié)合以往維修人員的經(jīng)驗(yàn),采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建樹(shù)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)管理與節(jié)點(diǎn)消息響應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)故障信息管理和故障信息提取。運(yùn)用C++語(yǔ)言和面向?qū)ο蟮姆椒▽?shí)現(xiàn)了人機(jī)交互界面,開(kāi)發(fā)出設(shè)備故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用表明,該系統(tǒng)提高了維修人員的維修效率、減少了人力成本,為實(shí)際維修提供參考和指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞: Access數(shù)據(jù)庫(kù);樹(shù)狀結(jié)構(gòu);故障信息;C++;專家?guī)煜到y(tǒng)
由于現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜性及其使用壽命要求的日益提高,對(duì)設(shè)備維修保障和質(zhì)量服務(wù)等方面提出了新的挑戰(zhàn)。有效存儲(chǔ)和使用設(shè)備的歷史維修案例、查詢?cè)O(shè)備的應(yīng)用情況,為維護(hù)人員改進(jìn)維修方式和解決新問(wèn)題提供了參考依據(jù),也可提高設(shè)備的可維護(hù)性和穩(wěn)定性。
根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)、技巧、方法等構(gòu)建的設(shè)備故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)包括故障現(xiàn)象、故障原因、排除方法等。它為解決設(shè)備出現(xiàn)的實(shí)際故障問(wèn)題提供了重要依據(jù)。因此,如何有效存儲(chǔ)、檢索文本、圖片、視頻等數(shù)據(jù)資料是構(gòu)建故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)的關(guān)鍵。本文針對(duì)機(jī)械設(shè)備引起的故障現(xiàn)象、原因及排除方法設(shè)計(jì)了一套設(shè)備故障維修專家?guī)煜到y(tǒng),通過(guò)關(guān)鍵詞匹配檢索故障案例,為設(shè)備維護(hù)提供參考和指導(dǎo)。
1 系統(tǒng)分析與總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路主要由故障信息采集和故障信息錄入兩部分組成。故障信息采集:維修人員將設(shè)備產(chǎn)生的故障現(xiàn)象、故障原因及故障排除方法等信息收集。故障信息錄入:管理員將維修人員收集的信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),維修人員使用本系統(tǒng)查找出設(shè)備故障的排除方法;同時(shí),對(duì)某些不準(zhǔn)確的信息修改后重新收集,提供給超級(jí)用戶修改后錄入系統(tǒng)。其流程圖如圖1所示。根據(jù)系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)專家?guī)煜到y(tǒng),主要由用戶管理、信息管理和信息顯示等組成,系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。
2 樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
樹(shù)狀結(jié)構(gòu)是一類非常重要的非線性結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),它可以描述客觀世界中廣泛存在的具有分支關(guān)系或?qū)哟翁匦缘膶?duì)象,因此在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里有著廣泛應(yīng)用,如操作系統(tǒng)中的文件管理、編譯程序中的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)信息組織形式等。因此,本文將采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)專家?guī)煜到y(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)管理和節(jié)點(diǎn)消息響應(yīng)。
參考文獻(xiàn)[1-2]中運(yùn)用C++設(shè)計(jì)了樹(shù)狀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的復(fù)制、剪切、粘貼等功能,但程序重啟后,修改好的節(jié)點(diǎn)信息將會(huì)丟失,未能實(shí)現(xiàn)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)。 而本文通過(guò)Access數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建樹(shù)狀結(jié)構(gòu)[3-4],實(shí)現(xiàn)了樹(shù)狀結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)、節(jié)點(diǎn)信息提取,開(kāi)發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。
2.1 節(jié)點(diǎn)在Access數(shù)據(jù)庫(kù)的排列原理
樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括ID、子節(jié)點(diǎn)、父節(jié)點(diǎn)、目錄號(hào)、路徑5個(gè)自定義的數(shù)據(jù),將這些節(jié)點(diǎn)包括的數(shù)據(jù)存放在Access數(shù)據(jù)庫(kù)表中,通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的排列組合來(lái)實(shí)現(xiàn)樹(shù)狀分層結(jié)構(gòu),其數(shù)據(jù)的組合如圖3(a)所示。
其中,數(shù)據(jù)的分層是根據(jù)子節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)表中的交替排列,每一個(gè)父節(jié)點(diǎn)下面包括子節(jié)點(diǎn),而每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)又可以作為新的父節(jié)點(diǎn),依次類推。假設(shè)先定義一個(gè)3層的平面結(jié)構(gòu),從表格中可以看到節(jié)點(diǎn)1、2、3屬于總節(jié)點(diǎn),而節(jié)點(diǎn)11、12屬于節(jié)點(diǎn)1的子節(jié)點(diǎn);同理可以得出其他節(jié)點(diǎn)的從屬關(guān)系,而總節(jié)點(diǎn)是沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的,其設(shè)定值為0。如果需要設(shè)計(jì)多層的結(jié)構(gòu),只需將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)放在子節(jié)點(diǎn)一列,所從屬的節(jié)點(diǎn)放在父節(jié)點(diǎn)一列即可。
為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理,在數(shù)據(jù)庫(kù)中添加了目錄號(hào)(實(shí)際應(yīng)用中可以省略),如目錄號(hào)101的意義是:前面1代表名稱(節(jié)點(diǎn)1),01是節(jié)點(diǎn)1的第1個(gè)子節(jié)點(diǎn),102是節(jié)點(diǎn)1的第2個(gè)子節(jié)點(diǎn),這樣節(jié)點(diǎn)1下面可以排99個(gè)子節(jié)點(diǎn),子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)自己的要求定義。
2.2 樹(shù)狀分層結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
新建一個(gè)MFC[5]工程,在工程中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)話框;添加Tree Control控件,控件屬性Styles中勾選Has buttons、Has lines、lines at root;通過(guò)ADO[6]連接圖3(a)所示的數(shù)據(jù)庫(kù)表,將數(shù)據(jù)信息添加到控件中;根據(jù)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的排列編寫相關(guān)的函數(shù),部分代碼如下:
tvInsert.item.pszText = _T("總節(jié)點(diǎn)"); //添加總節(jié)點(diǎn)
hParent = m_ctrlTree.InsertItem(&tvInsert);
TreeAddSubTree("總節(jié)點(diǎn)","1",hParent); //添加子節(jié)點(diǎn)
m_ctrlTree.Expand(hParent,TVE_EXPAND); //展開(kāi)節(jié)點(diǎn)
樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的界面如圖3(b)所示。
3 故障節(jié)點(diǎn)管理和消息響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)
3.1 故障節(jié)點(diǎn)管理
故障節(jié)點(diǎn)管理即信息管理。筆者已在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)了樹(shù)狀分層結(jié)構(gòu),每一個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一條故障信息,實(shí)現(xiàn)故障信息的管理即是實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的添加、刪除、修改等操作。
以Access數(shù)據(jù)庫(kù)表的每行數(shù)據(jù)(一個(gè)節(jié)點(diǎn))為出發(fā)點(diǎn),對(duì)每行數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)操作。直接采用ODBC [7]對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn),在VC對(duì)話框里面添加相關(guān)的控件;將數(shù)據(jù)庫(kù)的信息映射到List Control控件中,編寫修改、添加、刪除、清空等函數(shù),其中圖片信息界面如圖4所示。通過(guò)目錄號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的檢索。
3.2 節(jié)點(diǎn)消息響應(yīng)
節(jié)點(diǎn)的消息響應(yīng)是通過(guò)節(jié)點(diǎn)提取故障信息,采用路徑的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過(guò)VC6.0編譯器的對(duì)話框添加Picture組件,Picture控件屬性中:General→Type→選擇Bitmap,Styles中勾選Center image,在點(diǎn)擊 (OnClick)和改變選擇項(xiàng)(SelchangedTree)事件中編寫圖片信息顯示、圖片路徑調(diào)用等相關(guān)程序。當(dāng)點(diǎn)擊樹(shù)狀結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)時(shí),程序訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)中路徑,并將圖片信息顯示在Picture控件中。如圖5所示,左邊為樹(shù)狀結(jié)構(gòu),右邊為故障圖片信息。視頻信息顯示的方法與圖片信息的方法相同,只需將Picture控件用Media Player控件替換。調(diào)用圖片信息部分程序代碼如下:
hwnd = GetDlgItem(IDC_BITMAP);
//指定對(duì)話框控件句柄
hDesDC = hwnd->GetDC()->m_hDC;
hSrcDC = CreateCompatibleDC(hDesDC);
hBitmap=(HBITMAP)LoadImage(AfxGetInstanceHandle(),
strFieldValue,IMAGE_BITMAP,0,0,LR_LOADFROM
FILE|LR_CREATEDIBSECTION); //顯示位圖
GetObject(hBitmap, sizeof BITMAP, &bm);
//得到指定圖像信息
SelectObject(hSrcDC, hBitmap); //復(fù)原位圖數(shù)據(jù)
hwnd->GetClientRect(&rect); //獲取窗口客戶坐標(biāo)
::SetStretchBltMode(hDesDC,COLORONCOLOR);
//指定伸拉模式
::StretchBlt(hDesDC, rect.left, rect.top, rect.right, rect.
bottom, hSrcDC, 0, 0, bm.bmWidth, bm.bmHeight,
+SRCCOPY); //將位圖載入目標(biāo)區(qū)域
SetTimer(IDT_TIMER,50,NULL);
3.3 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能:用戶管理、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)備份。
用戶管理包括超級(jí)用戶和普通用戶。超級(jí)用戶具有添加、修改、刪除普通用戶和操作某些系統(tǒng)功能的權(quán)限。本文采用一種有效的方法,即將采集到的用戶名與數(shù)據(jù)庫(kù)中的user_name對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)建立兩張相同的Access數(shù)據(jù)庫(kù)表——超級(jí)用戶表和普通用戶表,在程序內(nèi)部定義一個(gè)字符串?dāng)?shù)組,編寫好字符比較函數(shù)[8],當(dāng)用戶登錄時(shí),用戶名被采集放在數(shù)組中,再將數(shù)組中的用戶名與Access數(shù)據(jù)庫(kù)表中的user_name比較,如果采集的字符串與超級(jí)用戶表中的user_name相同,則為超級(jí)用戶;否則為普通用戶。數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出即調(diào)用system("copy Database.mdb X:\\Database.mdb")函數(shù)。
4 結(jié)果與分析
為了驗(yàn)證故障專家?guī)煜到y(tǒng)的可行性,本文通過(guò)系統(tǒng)管理界面對(duì)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除、修改等調(diào)試;建立Access數(shù)據(jù)庫(kù)表,存放文字、圖片、視頻等故障信息,并通過(guò)節(jié)點(diǎn)的消息響應(yīng)對(duì)信息進(jìn)行讀取。系統(tǒng)在重新啟動(dòng)后,節(jié)點(diǎn)信息沒(méi)有丟失;單擊樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn),顯示其相應(yīng)的故障信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ),以及節(jié)點(diǎn)的文本、圖片、視頻等故障信息的提取。經(jīng)過(guò)測(cè)試,該專家系統(tǒng)在Microsoft XP、Win7系統(tǒng)下運(yùn)行穩(wěn)定, 并可根據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。人機(jī)交互界面如圖6所示。
本文以Visual C++6.0為開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用Access2003數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建樹(shù)狀結(jié)構(gòu),運(yùn)用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)管理和消息提取,并結(jié)合工業(yè)設(shè)備的故障現(xiàn)象、故障原因、故障排除原理以及維修人員的經(jīng)驗(yàn)建立了具有文本、圖片、 視頻數(shù)據(jù)的Access知識(shí)庫(kù),開(kāi)發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用表明,該系統(tǒng)提高了設(shè)備維護(hù)人員的工作效率、極大地降低了人力成本,為設(shè)備維護(hù)與故障排除提供了重要參考和指導(dǎo)。
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