程学深
中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西 西安 710089
摘 要：本文介绍了未来元数据在航空制造领域的应用，随着飞机性能指标和复杂程度不断提高，设计制造过程更加趋于精细化管理，进而导致产生的数据量倍增，同时数据传递及调用关系更加复杂；提出了需结合飞机产品研发、工艺设计、生产制造、采购管理及服务保障全流程建立全新数据管理体系-元数据，实现各类数据在不同业务环节的统一性和规范性传递、表达，有效的管理飞机设计制造过程庞大、复杂的数据关系。
关键词：飞机；设计制造；元数据；体系架构；标准
引言
元数据是数据的数据，作为对信息对象进行陈述的数据，是该对象有关属性集合的数据模型，可以实现对各类资源在不同业务环节标识和表达的统一、规范性，直接影响各类数据在各业务、各系统之间的信息交互、集成与应用，特别是航空制造领域，涉及飞机产品研发、工艺设计、生产制造、采购管理及服务保障等过程的海量数据，各数据之间传递调用关系复杂，高效的管理和使用这些数据，是提高航空制造企业信息化水平的必经之路。
1 航空制造数据管理现状
随着航空制造产业的发展，飞机产品技术复杂程度及制造效率要求不断提升，因此生产研制过程存储和使用的数据量成倍增长，数据种类多样，存储和传递方式不尽相同。面对不同业务环节、部门信息系统之间的数据传递与交互愈发频繁，数据交互频率与日俱增等现状。如何有效管理这些复杂的、异构的分布式资源数据库，促进飞机产品制造过程数据资源合理、有效的应用，系统研究制造过程各类数据的应用场景，规范数据的使用和管理是一项重要的任务，结合国内外先进数据管理经验，引入元数据这种新型数据管理方法，实现各类资源在不同业务环节标识和表达的统一、规范性，从飞机产品研发、工艺设计、生产制造、采购管理及服务保障等过程的各类数据有效传递、调用，契合航空制造过程复杂的数据管理要求。
2 元数据应用形式
目前，国外已开发出并付诸使用的元数据有多种，主要有：MARC、以检索为目标的元数据体系、以详细描述资源为目标的元数据格式。如美国的地理元数据（FGDC）、编码文档描述（EAD）、全球信息定位服务（GILS）、博物馆信息交换标准框架（CIMI）、互联网内容选择平台（PICS）和DC元数据等。几十年来，随着信息技术的高速发展，国外投入了大量的人力和经费，开展元数据技术研究，元数据应用也越来越广泛，标准的研究也由单一的数据标准应用转向多种元数据集标准的应用。但是这些元数据存在明显的行业特点，无法直接应用于航空制造领域，因此应结合国内航空制造特点，建立基于飞机制造过程（产品研发、工艺设计、生产制造、采购管理及服务保障）的元数据体系，实现元数据在航空制造领域的全流程应用。
3 元数据应用实施策略
要实现元数据在航空制造领域的应用，首先要明确飞机制造体系业务数据之间逻辑关系，确定数据标准体系建立原则；其次需制定元数据顶层管控方法，使得元数据管理更加规范化、体系化，同时根据顶层管控方法和体系要求，建立各类元数据标准；最后完成数据应用系统开发，实现对元数据申请、审核、发布及变更等全生命周期技术管控，保证飞机产品制造元数据的统一调用及各系统之间数据的相互协调，实现元数据的实施应用。
3.1 元数据体系架构设计研究
充分考虑飞机科研生产实际，分析飞机制造各环节元数据的业务背景及数据使用需求，梳理元数据资源对象的范围和数据来源，明确元数据应用的技术领域及业务模块。通过对飞机制造全业务流程中产生的元数据进行整理归纳，分析研究飞机制造元数据种类、各类数据之间逻辑关系及传递使用要求，确定元数据资源对象的类别划分方法，对元数据的顶层规划进行总体技术研究，策划元数据标准体系建立原则，探索建立涵盖产品研发、工艺设计、生产制造、采购管理、服务保障等飞机制造全流程的科学、完整的元数据标准体系。
3.2 元数据顶层管控要求制定研究
结合国内外元数据研究理论和实践经验，并紧密围绕型号科研生产形成的数据对象和业务实际需求，对目前存在的元数据标准进行技术内容贯彻研究和适用性分析。在全面考虑元数据技术规范和管理要求在综合应用的可操作性、协调一致性的基础上，制定一套科学、实用的顶层管控技术和管理制度，明确元数据应用的技术规则、管理方法和技术要求，确定元数据管理的人员组织、角色职责、管理流程，为元数据研究提供指导和依据，使得元数据管理更加规范化、体系化。
3.3 元数据标准制定研究
由于飞机研制生产所形成的信息资源范围比较庞大，资源类型比较多，资源结构比较复杂，资源的用途各异。因此，需对不同的资源实体进行元数据标准制定的针对性研究。在上级元数据标准的贯彻分析基础上，结合实际应用场景，梳理每类资源对象在飞机制造各环节产生的业务信息及数据使用需求，研究其自身内容特征及其他应用特征，提取形成资源对象的属性定义，并分析各类数据之间的逻辑关系及信息传递、使用要求，构建资源对象的元数据地图，在元数据体系框架和顶层技术管理要求的约束下，制定各类元数据数据标准，形成飞机制造元数据标准体系。
3.4 元数据管理系统开发研究
开展上级标准、企业级元数据标准的对接与落地应用研究，研发元数据管理系统。针对企业元数据使用需求，摸索建设一套完整的元数据注册管理机制，构建元数据的统一管理平台，将设计的各类规范制度以及相关元数据研究成果通过系统固化，完成统一元数据库的建设，实现对元数据申请、审核、发布及变更等全生命周期技术管控，保证飞机产品制造元数据的统一调用及各系统之间数据的相互协调，真正达到标准实施落地。
4 元数据应用关键技术点
4.1 元数据顶层架构设计
通过对飞机制造各业务环节涉及的基本数据对象进行归纳汇总，按照各类数据的逻辑关系和系统应用进行合理分类，建立高度协调、扩展性强、稳定兼容、科学全面的元数据标准体系框架，实现对元数据应用的整体规划，全面覆盖飞机制造生产整个业务模块及流程。
4.2 元数据标准制定
通过研究元数据应用通用要求及各类元数据属性定义，制定包含顶层元数据技术管控标准、元数据管理规范、各类资源对象元数据标准等在内的一套科学完整、实用合理、面向未来发展的元数据体系标准，保证元数据在统一的技术框架下开发，确保各类元数据信息唯一、规范，且能够被计算机及网络系统识别、分解、提取，继而实现飞机制造全过程各类资源信息的技术管控。
4.3 元数据管理系统建立
开发应用元数据管理系统，借助信息化手段通过元数据库的建设，统一数据源，满足元数据单一源头的集中管理，为飞机制造各业务环节提供全面、规范的元数据支撑，打通飞机整个制造过程的信息链；同时为信息化系统的设计和集成提供技术依据，保证各应用系统之间的数据调用唯一性，实现数据的高度共享，保证信息资源的高质量开发及利用，降低数据交互及管理成本，提高飞机研制生产效率。
5 结论
开展元数据在航空制造领域应用，是满足航空工业企业飞机研制生产信息化对海量数据进行高效处理、共享与利用的需求，结合飞机项目实际开展企业元数据的分类、元数据的属性提取与定义研究、元数据的系统管理，对企业的元数据开发与应用进行顶层规划，建立元数据标准体系，并开发元数据平台，建设唯一元数据库，实现对元数据的统一管理。
通过开展元数据在飞机制造全流程的应用验证研究，探索有效的元数据体系建设模式，规范、统一企业数据在各业务环节、各信息系统之间的描述和表达，保证制造过程任何一条数据在各系统中是唯一的，系统之间的调用也是基于唯一的数据源；同时为各类分布式的、多种类型数字化资源提供规范的、普遍的描述方法和检索工具，使各种结构化、非结构化的信息资源对象能够被识别、检索，实现简单高效地管理海量数据，使各类数据得到最大化挖掘和利用，充分发挥数据价值，为飞机项目研制及型号发展提供有效的数据支撑。
参考文献
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