摘 要： 針對現(xiàn)代工業(yè)機械設(shè)備維修的復雜性，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，采用Access數(shù)據(jù)庫構(gòu)建樹狀結(jié)構(gòu)進行節(jié)點管理與節(jié)點消息響應，從而實現(xiàn)故障信息管理和故障信息提取。運用C++語言和面向?qū)ο蟮姆椒▽崿F(xiàn)了人機交互界面，開發(fā)出設(shè)備故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。實際應用表明，該系統(tǒng)提高了維修人員的維修效率、減少了人力成本，為實際維修提供參考和指導。
關(guān)鍵詞： Access數(shù)據(jù)庫；樹狀結(jié)構(gòu)；故障信息；C++；專家?guī)煜到y(tǒng)
由于現(xiàn)代工業(yè)機械設(shè)備的復雜性及其使用壽命要求的日益提高，對設(shè)備維修保障和質(zhì)量服務(wù)等方面提出了新的挑戰(zhàn)。有效存儲和使用設(shè)備的歷史維修案例、查詢設(shè)備的應用情況，為維護人員改進維修方式和解決新問題提供了參考依據(jù)，也可提高設(shè)備的可維護性和穩(wěn)定性。
根據(jù)維修經(jīng)驗、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)的實際故障問題提供了重要依據(jù)。因此，如何有效存儲、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。本文針對機械設(shè)備引起的故障現(xiàn)象、原因及排除方法設(shè)計了一套設(shè)備故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)，通過關(guān)鍵詞匹配檢索故障案例，為設(shè)備維護提供參考和指導。
1 系統(tǒng)分析與總體設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計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。當設(shè)備出現(xiàn)故障時，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,對某些不準確的信息修改后重新收集,提供給超級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 樹狀結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)
樹狀結(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ο螅虼嗽谟嬎銠C領(lǐng)域里有著廣泛應用，如操作系統(tǒng)中的文件管理、編譯程序中的語法結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)信息組織形式等。因此，本文將采用樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)專家?guī)煜到y(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)管理和節(jié)點消息響應。
參考文獻[1-2]中運用C++設(shè)計了樹狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了節(jié)點的復制、剪切、粘貼等功能，但程序重啟后，修改好的節(jié)點信息將會丟失，未能實現(xiàn)樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)點的存儲。 而本文通過Access數(shù)據(jù)庫構(gòu)建樹狀結(jié)構(gòu)[3-4]，實現(xiàn)了樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)點的存儲、節(jié)點信息提取，開發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。
2.1 節(jié)點在Access數(shù)據(jù)庫的排列原理
樹狀結(jié)構(gòu)中的每個節(jié)點都包括ID、子節(jié)點、父節(jié)點、目錄號、路徑5個自定義的數(shù)據(jù)，將這些節(jié)點包括的數(shù)據(jù)存放在Access數(shù)據(jù)庫表中，通過對節(jié)點數(shù)據(jù)的排列組合來實現(xiàn)樹狀分層結(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)點和父節(jié)點在數(shù)據(jù)表中的交替排列，每一個父節(jié)點下面包括子節(jié)點，而每一個子節(jié)點又可以作為新的父節(jié)點，依次類推。假設(shè)先定義一個3層的平面結(jié)構(gòu)，從表格中可以看到節(jié)點1、2、3屬于總節(jié)點，而節(jié)點11、12屬于節(jié)點1的子節(jié)點;同理可以得出其他節(jié)點的從屬關(guān)系，而總節(jié)點是沒有父節(jié)點的，其設(shè)定值為0。如果需要設(shè)計多層的結(jié)構(gòu)，只需將當前節(jié)點放在子節(jié)點一列，所從屬的節(jié)點放在父節(jié)點一列即可。
為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，在數(shù)據(jù)庫中添加了目錄號（實際應用中可以省略），如目錄號101的意義是：前面1代表名稱(節(jié)點1)，01是節(jié)點1的第1個子節(jié)點，102是節(jié)點1的第2個子節(jié)點，這樣節(jié)點1下面可以排99個子節(jié)點，子節(jié)點的個數(shù)可以根據(jù)自己的要求定義。
2.2 樹狀分層結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)
新建一個MFC[5]工程，在工程中創(chuàng)建一個對話框；添加Tree Control控件，控件屬性Styles中勾選Has buttons、Has lines、lines at root；通過ADO[6]連接圖3(a)所示的數(shù)據(jù)庫表，將數(shù)據(jù)信息添加到控件中；根據(jù)節(jié)點在數(shù)據(jù)庫中的排列編寫相關(guān)的函數(shù)，部分代碼如下：
tvInsert.item.pszText = _T("總節(jié)點"); //添加總節(jié)點
hParent = m_ctrlTree.InsertItem(&tvInsert);
TreeAddSubTree("總節(jié)點","1",hParent); //添加子節(jié)點
m_ctrlTree.Expand(hParent,TVE_EXPAND); //展開節(jié)點
樹狀結(jié)構(gòu)的界面如圖3(b)所示。
3 故障節(jié)點管理和消息響應的實現(xiàn)
3.1 故障節(jié)點管理
故障節(jié)點管理即信息管理。筆者已在Access數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)了樹狀分層結(jié)構(gòu)，每一個節(jié)點就是一條故障信息，實現(xiàn)故障信息的管理即是實現(xiàn)對節(jié)點的添加、刪除、修改等操作。
以Access數(shù)據(jù)庫表的每行數(shù)據(jù)(一個節(jié)點)為出發(fā)點，對每行數(shù)據(jù)進行相關(guān)操作。直接采用ODBC [7]對數(shù)據(jù)庫訪問，在VC對話框里面添加相關(guān)的控件;將數(shù)據(jù)庫的信息映射到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。通過目錄號來實現(xiàn)對信息的檢索。
3.2 節(jié)點消息響應
節(jié)點的消息響應是通過節(jié)點提取故障信息，采用路徑的方法來實現(xiàn)。在樹狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過VC6.0編譯器的對話框添加Picture組件，Picture控件屬性中：General→Type→選擇Bitmap，Styles中勾選Center image，在點擊 (OnClick)和改變選擇項(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。當點擊樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)點時，程序訪問Access數(shù)據(jù)庫中路徑，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); //復原位圖數(shù)據(jù)
hwnd->GetClientRect(&rect); //獲取窗口客戶坐標
::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); //將位圖載入目標區(qū)域
SetTimer(IDT_TIMER,50,NULL);
3.3 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理實現(xiàn)三個功能：用戶管理、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)備份。
用戶管理包括超級用戶和普通用戶。超級用戶具有添加、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)庫中的user_name對比來實現(xiàn)。通過建立兩張相同的Access數(shù)據(jù)庫表——超級用戶表和普通用戶表，在程序內(nèi)部定義一個字符串數(shù)組，編寫好字符比較函數(shù)[8]，當用戶登錄時，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)庫表中的user_name比較，如果采集的字符串與超級用戶表中的user_name相同，則為超級用戶；否則為普通用戶。數(shù)據(jù)導入、導出即調(diào)用system("copy Database.mdb X:\\Database.mdb")函數(shù)。
4 結(jié)果與分析
為了驗證故障專家?guī)煜到y(tǒng)的可行性，本文通過系統(tǒng)管理界面對樹狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點進行添加、刪除、修改等調(diào)試;建立Access數(shù)據(jù)庫表，存放文字、圖片、視頻等故障信息，并通過節(jié)點的消息響應對信息進行讀取。系統(tǒng)在重新啟動后，節(jié)點信息沒有丟失；單擊樹狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點，顯示其相應的故障信息，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效存儲，以及節(jié)點的文本、圖片、視頻等故障信息的提取。經(jīng)過測試，該專家系統(tǒng)在Microsoft XP、Win7系統(tǒng)下運行穩(wěn)定， 并可根據(jù)需要進行功能擴展。人機交互界面如圖6所示。
本文以Visual C++6.0為開發(fā)平臺，采用Access2003數(shù)據(jù)庫構(gòu)建樹狀結(jié)構(gòu)，運用樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點管理和消息提取，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)驗建立了具有文本、圖片、 視頻數(shù)據(jù)的Access知識庫，開發(fā)出故障維修專家?guī)煜到y(tǒng)。實際應用表明，該系統(tǒng)提高了設(shè)備維護人員的工作效率、極大地降低了人力成本,為設(shè)備維護與故障排除提供了重要參考和指導。
參考文獻
[1] 孫鑫，余安萍.VC++深入詳解[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2006.
[2] 潛繼成. 樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理[J].電腦編程技術(shù)與維護,2010(17):14-15。
[3] 李俊民，高春燕. Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)實例解析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.
[4] Xu Fengyuan.按數(shù)據(jù)庫記錄構(gòu)建樹控[EB/OL]. （2002-12-01）.http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=466.
[5] 曾凡峰，苗雨.MFC編程技巧與范例詳解[M].北京：清華大學出版社，2008.
[6] 劉銳寧，宋坤. Visual C++ 程序設(shè)計標準教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.
[7] 任哲.MFC Windows 應用程序設(shè)計[M]. 北京：清華大學出版社，2004.
[8] 譚浩強.C++程序設(shè)計實踐指導[M]. 北京：清華大學出版社，2005.