高清可复制 HB 8725-2023 航空产品数据长周期存储信息系统架构

　　ICS 49.040 V 96

　　HB 8725-2023

　　航空产品数据长周期存储信息系统架构

　　Long-term preservation system architecture of aviation product data

　　2023-12-29 发布 2024-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　“航空产品数据长周期存储”系列标准是面向航空产品三维模型的归档、检索与重用要求而提出，目的是解决航空产品、数字化产品定义技术、软硬件生命周期之间的矛盾， 其他数据如二维图样等可按照现有的相关标准执行。“航空产品数据长周期存储”系列标准包括 5 项：

　　——《航空产品数据长周期存储和检索过程》标准规范了航空产品数据长周期存储工作的业务流程;

　　——《航空产品数据长周期存储信息系统架构》标准规范了支持航空产品数据长周期存储业务流程

　　的信息系统架构;

　　——《航空产品数据长周期存储数据转换要求》标准规范了航空产品数据长周期存储的三维模型数据集转换为中性模型数据集和轻量化模型数据集的要求，支持航空产品数据长周期存储工作的数据转换;

　　——《航空产品数据长周期存储数据可视化要求》标准规范了航空产品三维模型长周期存储的可视化形式，支持航空产品数据长周期存储工作的数据检索与查询;

　　——《航空产品数据长周期存储数据质量要求》标准规范了航空产品数据长周期存储的数据质量一般要求、几何验证准则、装配结构验证准则、标注验证准则、阈值等要求，支持航空产品三维模型数据转换与存储的质量验证和评定。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：中国航空综合技术研究所、中航西安飞机工业集团股份有限公司、合肥江航飞机装备股份有限公司、中国特种飞行器研究所、上海飞机制造有限公司、华质卓越生产力促进(北京)有限公司、成都凯天电子股份有限公司。

　　本文件主要起草人：吴灿辉、汪宝平、杨 报、李学常、赵文涛、陶 威、潘 鑫、邢宏文、周 红。

　　引 言

　　在数字资源的长周期存储中，“长周期”并不是意味着仅仅将数据存储 5 年或 50 年，而是对企业乃至国家的战略发展负责，不断应对信息市场带来的挑战。这些挑战来自于软/硬件技术的快速更迭、存储方案的多样化以及全新的产品和技术出版物的表达形式等。产品数据的长周期存储目标在于确保其在足够长的可预见的时间内具有可持续性，即确保产品数据在将来能够被访问、解释和重用。航空产品数据长周期存储面向三维模型数据，通过规范数据存储和检索业务流程，建立用于数据长周期存储的信息系统，保证不同软件平台或同一软件平台不同版本之间的数据保存、检索与重用。

　　本文件围绕长周期存储信息系统架构和数据流，规范统一的长周期存储信息系统的功能模型和质量控制要求，适用于航空产品三维模型数据长周期存储信息系统的开发，确保航空产品三维模型数据在全寿命周期内的可追溯性、可访问性和可操作性，促进航空企业内部实现数据重用和应用集成。

　　航空产品数据长周期存储信息系统架构

　　1 范围

　　本文件规定了航空产品数据长周期存储信息系统架构、信息包和数据流、功能模块以及质量控制等方面的要求。

　　本文件适用于航空产品三维模型数据长周期存储信息系统的开发。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　3 术语和定义

　　HB 8726 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　数据检查 data verification

　　对长周期存储过程中模型数据表达描述的正确性进行的检查。 3.2

　　数据校验 data validation

　　对长周期存储过程中模型数据内容的正确性进行评估。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　AIP—archival information package，归档信息包;

　　CI—content information，内容信息;

　　DI—discription information，描述信息;

　　DIP—dissemination information package，分发信息包;

　　PDI—preservation description information，保存描述信息;

　　PI—package information，打包信息;

　　SIP—submission information package，提交信息包。

　　5 系统架构

　　根据 HB 8726 中定义的航空产品数据存储和检索过程模型，确定航空产品数据长周期存储信息系统架构如图 1 所示。

　　图 1 系统架构

　　其中：

　　a) 数据导入模块：提供相关功能和服务用于接收 SIP，并为档案存储和数据管理准备相应内容，具体包括：接收 SIP，执行 SIP 的质量验证，生成 AIP，从 AIP 提取 DI 用以数据库管理，并向档案存储模块和数据管理模块推送同步更新;

　　b) 归档存储模块：提供相关功能和服务用于 AIP 的存储、维护和检索，具体包括：从数据导入模块获取 AIP 进行长期存储，管理存储层次，更新存储介质，提供灾难恢复机制，依据指令向数据访问模块提供 AIP;

　　c) 数据管理模块：提供相关功能和服务用于检索、维护和访问 DI 以及档案管理数据，具体包括：管理档案数据库，执行数据库更新，执行数据检索并形成反馈报告;

　　d) 数据访问模块：提供相关功能和服务用于支持用户判定信息的存在性、描述、位置和有效性，允许用户请求和接收产品信息，具体包括：与用户通讯以接收请求，限制受保护的特殊信息的访问，协调完成请求的执行，生成检索结果，并将检索结果传递给用户;

　　e) 存储规划模块：提供相关功能和服务用于档案存储建议和计划，以确保长周期存储过程中原始计算机环境失效的情况下存储数据的可访问性和可解读性，具体包括：评价档案内容，定期建议档案信息的更新，推荐存储介质的迁移，以及提出档案标准和政策的制修订建议，定期提供风险分析报告，监测技术环境、目标团体服务要求以及知识库的变化， 设计信息包模板，并为将模板具体化为 SIP 和 AIP 提供设计支持和复查，制定详细的数据迁移计划、软件原型及测试计划以实现信息迁移的目标;

　　f) 系统管理模块：提供相关功能和服务用于档案系统的整体操作，具体包括：向数据提供者征求和协商提交协议，审核提交数据以确保其满足存储标准，维护系统软硬件的配置管理，监视档案管理操作，记录、汇报、迁移/更新档案内容，建立并维护归档标准和政策，提供客户支持。

　　6 信息包和数据流

　　6.1 信息包

　　6.1.1 提交信息包(SIP)

　　SIP 的主要内容包括：

　　a) CI;

　　b) PDI：包含来源信息、背景信息、参考信息、固定信息;

　　c) DI：包含归档要求的元数据;

　　d) PI：用于关联 CI 和 PDI。

　　6.1.2 归档信息包(AIP)

　　AIP 的主要内容包括：

　　a) CI;

　　b) PI;

　　c) PDI;

　　d) 电子签名信息。

　　6.1.3 分发信息包(DIP)

　　DIP 的主要内容包括：

　　a) 存储的产品信息的关键特征;

　　b) SIP 的 DI;

　　c) 用于数据检查的控制准则;

　　d) 原始存储数据的确认属性。

　　6.2 数据流

　　航空产品数据长周期存储信息系统的数据流如图 2 和图 3 所示。

　　图 2 数据流图

　　图 3 系统管理模块与其他模块之间的数据流图

　　7 功能要求

　　7.1 数据导入模块

　　7.1.1 功能模型

　　数据导入模块的功能模型如图 4 所示。

　　图 4 数据导入模块功能模型

　　7.1.2 功能要求

　　数据导入模块的功能要求包括：

　　a) 接收提交功能：接收来自数据提供者或系统管理模块的 SIP，并向数据提供者发送接收确认，在提交信息未通过质量校核时，将发送重新提交数据的请求;

　　b) 质量保证功能：校验将 SIP 存入临时存储空间时的数据质量，通过循环冗余校验(cyclic redundancy check ，CRC)、校验以及系统日志文件等记录和识别数据读写错误;

　　c) 生成 AIP 功能：

　　1) 将 SIP 转换为符合档案数据格式和文件标准的 AIP，涉及中性文件格式转换、可视化文件生成以及内容信息 CI 的重新组织，其中中性文件格式转换应遵循 HB 8727，模型可视化文件的生成应遵循 HB 8728;

　　2) 向系统管理模块提交 SIP 和 AIP 进行审核;

　　3) 向数据管理模块请求必要信息完善 AIP。

　　d) 生成 DI 功能：从 AIP 中提取 DI，用于支持 AIP 的检索;

　　e) 协同更新功能：

　　1) 负责将 AIP 传递至档案存储模块，它首先会向档案存储模块发送存储请求，并在数据传递完成确认后，接收到一致性确认信息;

　　2) 负责将 DI 传递至数据管理模块，它首先将存储识别信息加入到 DI 中，并将其和数据库更新请求一并发送至数据管理模块，后者在数据库状态更新后，将发送数据库更新响应。

　　7.2 数据归档模块

　　7.2.1 功能模型

　　数据归档模块的功能模型如图 5 所示。

　　图 5 数据归档模块功能模型

　　7.2.2 功能要求

　　档案存储模块的功能要求包括：

　　a) 数据接收功能：接收存储请求和 AIP，并将 AIP 传递至永久存储空间，其执行顺序依次为：选取存储介质，准备设备和空间，进行数据的物理存储，发送存储确认信息至数据导入模块;

　　b) 存储层次管理功能：基于存储管理策略和操作统计等，将 AIP 存储在合适的介质中，优化已有存储介质的库存，调整不同存储层次的空间容量，通过检测错误日志，确保数据没有在传输过程中损坏;

　　c) 介质替换功能：定期复制归档信息包，并且 CI 和 PDI 不应改变;

　　d) 错误校验功能：提供统计上认可的保证，即任何一次在档案存储模块内部进行的数据转移都不会造成 AIP 内容的损失;

　　e) 灾难备份功能：提供了复制档案全部数字化内容并将备份存储于完全独立设施的机制;

　　f) 数据提供功能：接收可识别所请求 AIP 的请求，为数据访问模块提供要求的 AIP 和数据传递通知。

　　7.3 数据管理模块

　　7.3.1 功能模型

　　数据管理模块的功能模型如图 6 所示。

　　图 6 数据管理模块功能模型

　　7.3.2 功能要求

　　数据管理模块的功能要求包括：

　　a) 数据库管理功能：用于维护数据库的完整性，并同时存储 DI 和系统信息，DI 用于标识和描述归档馆藏，系统信息用于支持归档作业;

　　b) 检索执行功能：接收数据访问模块的检索请求，执行数据检索，并形成检索响应，反馈至数据访问模块;

　　c) 生成报告功能：接收来自数据导入模块、数据访问模块、系统管理模块的报告请求， 执行检索或其他必要作业，形成报告反馈给请求者;

　　d) 数据库更新功能：执行数据库信息的添加、修改或删除， 同时接收来自系统管理模块的系统更新和审查更新，并将更新状态反馈至系统管理模块。

　　7.4 数据访问模块

　　7.4.1 功能模型

　　数据访问模块的功能模型如图 7 所示。

　　图 7 数据访问模块功能模型

　　7.4.2 功能要求

　　数据访问模块的功能要求包括：

　　a) 协调访问活动功能

　　1) 提供了一个或多个访问信息档案的接口;

　　2) 允许通过计算机网络或拨号连接至线上服务;

　　3) 判断档案资源的有效性以及能否满足请求，确保用户在授权条件下访问和取得请求数据;

　　4) 及时通知用户其请求被接受或拒绝;

　　5) 向数据管理模块发起检索请求。

　　b) 生成 DIP 功能：负责接收分发请求，从档案存储模块取回AIP，同时向数据管理模块发送报告请求，以获取 DI 用于打包生成 DIP，并通知相关模块 DIP 已可用于传递;

　　c) 传递响应功能：处理响应(包括 DIP、检索响应、报告、辅助信息等)的线上/线下传递。

　　7.5 存储规划模块

　　7.5.1 功能模型

　　存储规划模块的功能模型如图 8 所示。

　　图 8 存储规划模块功能模型

　　7.5.2 功能要求

　　存储规划模块的功能要求包括：

　　a) 目标团体监测功能：负责数据使用者和数据提供者之间的交流，以便追踪用户服务需求的变化和档案技术的变化，一般通过调查或定期正式审查程序等实现;

　　b) 技术监测功能：跟踪新兴的数字化技术、信息标准和计算平台， 以识别出可导致计算环境过时以及现有部分档案无法访问的技术，通过原型设计更好地评估新兴技术，并向保存策略和标准制定功能发送报告、外部数据标准、原型设计结果以及技术警示;

　　c) 存储策略和标准研究功能：负责对保存策略和标准进行研究和提出建议，基于风险评估，向系统管理模块提交风险分析报告、系统改进建议和 AIP 更新建议等，同时分析信息包设计与数据迁移计划制定活动中的问题，并给出新需求的处理建议;

　　d) 信息包设计与数据迁移计划制定功能：负责研发设计新的信息包，制定详细的数据迁移计划和软件原型，将遵循的格式标准、元数据标准、文档标准等以及数据迁移目标纳入到保存要求中，向系统管理模块提供 AIP/SIP 模板设计及设计应用审查、用户建议等信息。

　　7.6 系统管理模块

　　7.6.1 功能模型

　　系统管理模块的功能模型如图 9 所示。

　　图 9 系统管理模块功能模型

　　7.6.2 功能要求

　　系统管理模块的功能要求包括：

　　a) 协调提交协议功能：收集档案信息，与数据提供者协商提交协议，接收来自存储规划模块的AIP/SIP 模板和用户建议，并作为提交审查的一部分，应将 SIP 设计、定制 AIP 设计以及 SIP样例传递至“审核提交数据功能 ”。

　　b) 系统配置管理功能：运用系统工程理论持续监控整个档案系统的功能以及系统配置的可控变更，确保在系统生命周期各阶段下系统配置文件的完整性和可追溯性，对系统操作、系统性能表现以及系统使用进行监督，从档案存储模块接收操作统计，向数据管理模块发送报告请求并接收报告，从存储规划模块接收迁移信息包，并定期向其发送系统性能信息和资源目录报告。

　　c) 归档信息更新功能：从系统配置管理功能，接收更新请求、流程和工具， 并向数据访问模块发送分发请求，从而更新 DIP 的内容，并将其作为 SIP 重新提交至数据导入模块。

　　d) 物理访问控制功能：提供相关机制用于限制或允许对档案元素的物理访问。

　　e) 标准和策略制定功能：用于建立和维护信息系统标准和策略，向管理者提供定期报告，并接收档案系统改进建议、档案数据标准建议以及风险分析报告。

　　f) 审查提交数据功能：验证提交数据(SIP 或 AIP)是否满足提交协议的具体要求，包括：

　　1) 由目标团体验证 AIP 或 SIP 的可读性;

　　2) 应确认数据质量满足长周期存储要求;

　　3) 应确认有足够的表示信息和 PDI 来保证内容信息 CI 的可理解性和可用性;

　　4) 将要求重新提交或予以删除(当 SIP 部分内容审核不通过时);

　　5) 审核报告将提供给数据导入模块，最终数据获取报告将提供给数据提供者。

　　g) 激活请求功能：维护事件驱动的请求，并定期将其与存档内容进行比较，以确定是否所有所需数据都可用，在所需数据有效的情况下，将向数据访问模块发出数据分发请求。

　　h) 客户服务功能：用于创建、维护和删除用户账户，收集总结用户有关访问服务和产品的评价。

　　8 质量控制

　　8.1 授权认证

　　为确保数据质量，应对数据用户和文件内容进行授权认证，具体要求如下：

　　a) 用户认证：业务流程应由授权的用户发起，通过公钥基础设施(public key infrastructure ，PKI)实现授权用户的认证;

　　b) 文件认证：通过哈希值比对，校验文件内容的一致性，并通过电子签名，校验文件的授权状态。

　　8.2 数据检查

　　航空产品数据长周期存储时应遵循 HB 8729 对模型数据的正确性进行检查，应在数据导入阶段进行首次检查。

　　当数据格式需转换时，应对转换后的数据进行检查，并将检查结果记录至相应的日志文件。

　　8.3 数据校验

　　数据校验是为了确保长周期存储过程中模型数据的完整性，应通过计算和比对数据校验属性，实现数据的确认，具体按照 HB 8729。

　　8.4 错误处理

　　长周期流程出现错误时，一般有三种处理方式：

　　a) 流程终止;

　　b) 在可接受的风险下，继续流程;

　　c) 执行数据修复，提升几何数据质量以通过数据检查与校验，数据的修复应基于 STEP 文件，或从系统取出重用的原生格式文件。