0 引言
計算機和互聯(lián)網技術的快速發(fā)展，給工業(yè)企業(yè)的生產帶來了巨大變革。在工程技術領域逐漸發(fā)展起來的計算機輔助技術(CAX)以及產品數(shù)據管理(PDM)提高了設計工作準確性，減輕了設計人員的勞動強度。在企業(yè)管理領域，企業(yè)資源計劃(ERP)將現(xiàn)代化、科學化的決策運行手段提供給企業(yè)決策層及員工，使企業(yè)的管理更加合理、有效。
然而，CAX、PDM、ERP系統(tǒng)往往各成體系，分別位于不同的服務器上，數(shù)據庫種類、架構各不相同。各系統(tǒng)在解決了各自領域的信息孤島的同時，又各自為政，呈現(xiàn)割據態(tài)勢，信息不能被有效的整合。
與此同時，生產的信息化并沒有貫穿整個生產過程，操作工人(生產、裝配人員)沒有從企業(yè)的信息化中獲得最大的便利。操作工人在進行生產作業(yè)時，所獲取的資料一般是靜態(tài)、二維、片面的紙質文檔，難以形成對所生產產品全面直觀的認識，不能充分理解設計人員最初的設計意圖，從而可能導致產品生產和產品設計的不協(xié)調。此外，工作任務清單派發(fā)后，管理層無法實時監(jiān)控生產任務的進展情況，導致計劃不能快速適應實際生產的變化，生產任務不能被科學合理的分配。綜合來看，企業(yè)中管理人員、設計人員與生產操作人員之間均出現(xiàn)了信息流通不暢的現(xiàn)象。
為了解決工業(yè)企業(yè)中存在的上述軟件系統(tǒng)間及不同部門人員間信息流通不暢的問題，建立了一種基于MVC設計模式的生產管理信息平臺。
1 平臺的網絡架構
生產信息管理平臺通過企業(yè)內部局域網與企業(yè)的ERP服務器和PDM服務器聯(lián)接，完成對企業(yè)信息資源的整合。平臺的網絡架構如圖1所示。
圖1 平臺的網絡架構
企業(yè)中不同部門可根據其不同的需要，通過不同的客戶終端訪問生產信息管理平臺。平臺會根據用戶權限的不同提供相應的服務給不同的用戶。如圖1所示。生產制造部、工程技術部的人員可以通過平臺分別完成生產任務計劃的制定、技術文檔的檢入/檢出等操作。車間調度人員可以通過平臺獲取ERP系統(tǒng)中生產計劃信息和PDM系統(tǒng)中的相關技術資料，生成各工位的電子工單，并派發(fā)到各條生產線上的各個生產工位。各生產工位的作業(yè)人員按電子工單進行生產作業(yè)。
2 平臺的主要功能模塊
為了滿足生產制造部、工程技術部、生產車間等不同部門的需要，平臺主要包括產品數(shù)據管理、人員組織管理、生產任務管理、模塊管理等四大功能模塊。
2.1 產品數(shù)據管理
產品數(shù)據管理模塊面向具有文檔管理員權限的用戶。在該模塊的頁面上可以自定義產品數(shù)據的組織結構樹，并在組織結構樹的各節(jié)點下實現(xiàn)產品相關技術、幫助文檔的檢入、檢出。通過這種方式，可以實現(xiàn)產品數(shù)據文件有層次，有條理的組織和顯示，方便使用者的快速查找與查看。
2.2 人員組織管理
人員組織管理模塊分為權限的管理和組織機構的管理兩部分：
(1)權限的管理
權限管理模塊面向具有人事管理員權限的用戶。采用權限——角色——用戶三級結構對用戶的權限進行管理，特定權限對應特定的功能。人事管理員可以根據實際需要，靈恬組合多種不同的權限構建新的角色。同一角色可以擁有多種權限，同一用戶只能擁有一種角色屬性，通過對角色的配置可有效的模擬企業(yè)中人員的職能范圍。
(2)組織機構的管理
類似于產品數(shù)據的管理，人事管理員可以自定義企業(yè)人員的組織結構樹，并在組織結構樹的各節(jié)點下創(chuàng)建子部門或在子部門中增加人員信息。使用權限管理與組織機構管理相結合的這種機制，可以有效的模擬企業(yè)中人員、組織、權限管理的現(xiàn)實情況。
2.3 生產任務管理
生產任務管理模塊由任務下發(fā)/管理和任務查看/執(zhí)行兩個子模塊構成。
(1)任務下發(fā)/管理模塊
任務下發(fā)/管理模塊面向車間調度人員。車間調度人員可指定特定的工作任務清單給特定的生產工位。工作任務清單中包含了對相關工作任務的描述及作業(yè)指導、工藝文件等相關技術資料，用于指導和幫助生產線上的工人進行生產作業(yè)。任務下發(fā)/管理模塊解決了技術文件的按需分配，保證了技術資料的安全，減少了紙質文檔的使用及其帶來的混亂，使各部門得到的圖紙等信息都能得到及時更新，將網絡化的管理延伸到了車間。
(2)任務查看/執(zhí)行模塊
任務查看/執(zhí)行模塊的頁面上有兩個標簽，分別用于調取當前未完成的工作任務和已完成的任務列表。在特定工位上的操作人員登錄信息平臺之后，在該頁面點擊執(zhí)行工作任務按鈕后�？梢钥吹街概傻皆摴の坏娜蝿招畔�、相關描述和對任務執(zhí)行有幫助的相關技術資料。
生產作業(yè)人員按工單執(zhí)行工作任務后，點擊完成按鈕。在任務管理頁面的任務狀態(tài)會由“未完成”更新為“完成”狀態(tài)，實時反饋生產現(xiàn)場的工作進度。企業(yè)的上層機構可根據生產狀態(tài)適時調整生產計劃，均衡各生產部門的生產任務。
通過這種下發(fā)/反饋的方式，解決企業(yè)生產中管理人員與生產操作人員之間信息流通不暢的問題。
2.4 模塊管理
為了方便生產管理信息平臺的維護與功能擴展，特增設了模塊管理這一模塊。該模塊只能被R00T級別的用戶(系統(tǒng)管理員)訪問和操作。系統(tǒng)管理員可以通過這一模塊將新開發(fā)的功能掛載到主頁面左側基本信息管理目錄下，實現(xiàn)平臺的升級。
3 B/S架構的優(yōu)勢及MVC模式的體系結構
為了使生產信息管理平臺具有良好的通用性和可維護性，平臺采用B/S架構MVC模式應用框架進行開發(fā)。
3.1 B/S架構的優(yōu)勢
對于B/S架構的程序，程序員只需修改服務器端程序，就能在安裝了支持java的瀏覽器的任何一臺計算機上實現(xiàn)程序的更新。相比在C/S架構中每次更新都要在所有客戶機上更新客戶端程序，大大減輕了程序的維護難度，提高了程序的可維護性。
3.2 MVC模式的體系結構
為了提高程序的條理性、可維護性，平臺的開發(fā)采用了MVC(Model view controller)設計模式，即模型-視圖-控制器設計模式。MVC模式應用框架是目前程序開發(fā)的主流形式，它使用控制器作為模型和視網間的聯(lián)系紐帶。模型、視圖和控制之間的松散耦合使得程序的各部分開發(fā)工作相對獨立且層次分明，降低了程序開發(fā)的難度。圖2為MVC模式應用框架的工作原理圖。
圖2 MVC模式應用框架工作原理
為了實現(xiàn)圖2中的應用框架結構，采用Struts(前端)+Spring(中間層)+Hibernate(后臺)三層結構進行平臺系統(tǒng)的構建。由Struts標簽庫結合JSP技術來生成前端的頁面顯示，并使用Struts攔截器實現(xiàn)請求的接收與分發(fā)。利用Hibernate這一持久層框架管理與數(shù)據庫操作相關的后臺工作。使用Spring業(yè)務層框架這一個具有整合作用的框架來黏合表示層(View)與持久層(Model)。
4 生產管理信息平臺各應用層設計
4.1 持久層
工業(yè)企業(yè)在其發(fā)展的不同階段會根據生產管理的需要購置不同的管理系統(tǒng)。然而，原本相對獨立的各管理系統(tǒng)間有可能出現(xiàn)數(shù)據不兼容的問題。
例如某企業(yè)曾分別實施了ERP和PDM，其中ERP系統(tǒng)架設在MySQL Server數(shù)據庫上，PDM系統(tǒng)架設在SQL Server2005數(shù)據庫上。在這種情況下，企業(yè)的數(shù)據整合工作將面臨兩個難處：1)數(shù)據重疊的問題；2)不同數(shù)據庫間信息孤島的問題。
為了解決由數(shù)據庫種類、架構不同帶來的數(shù)據重疊的問題，整個平臺在數(shù)據源構建時，對各數(shù)據庫職能進行了嚴格的界定。利用MySQL Server數(shù)據庫中建立的人員信息、組織類別和工作任務信息等各種表格作為ERP系統(tǒng)的底層數(shù)據。并利用SQL Server2005數(shù)據庫中建立的文檔信息、文檔類別等各種表格作為PDM系統(tǒng)的底層數(shù)據。兩部分數(shù)據間互不干涉。
MySQL Server數(shù)據庫中描述工作任務信息的表單如圖3所示。
圖3 jobmessage表單
SQL Server2005數(shù)據庫中描述文檔信息的表單如圖4所示。
圖4 dbo.doc表單
為了解決不同數(shù)據庫間信息孤島的問題，在項目中建立了與各表格相對應的持久化類JavaBean組件。創(chuàng)建了以* * *.hbm.xml命名的Hibernate映射文件，用于描述各表格和持久化類代碼JavaBean間的一一對應關系。使用JavaBean組件作為平臺控制、顯示部分與底層不同數(shù)據庫間的溝通媒介，進而解決數(shù)據整合的問題。
4.2 中間層
如圖2所示，中間控制層主要有兩部分工作：1)通過實例化JavaBean組件操縱數(shù)據庫；2)獲取用戶輸入信息并根據處理結果重定向JSP頁面。
為了實現(xiàn)生產管理信息平臺對多數(shù)據庫的支持，可在Spring配置文件applicationContext.xml中配置多個數(shù)據源，為不同sessionFactory指定獨立的數(shù)據源并加載對應于不同數(shù)據源的Hibernate映射文件。平臺會根據用戶所請求數(shù)據的不同，選擇不同的sessionFactory，進而根據數(shù)據源配置及Hibernate映射文件實例化javaBean組件來操縱不同的數(shù)據庫。
為了實現(xiàn)對用戶輸入信息的處理并根據處理結果重定向JSP頁面，需要創(chuàng)建控制器Action和攔截器配置文件struts.xml。其中控制器Action用于處理頁面上的輸入信息。攔截器配置文件struts.xml用于描述Action處理結果與JSP頁面之間的映射關系。在生產管理信息平臺中。Struts攔截器通過這種方式來實現(xiàn)請求分發(fā)，進而把與處理結果相對應的JSP頁面呈現(xiàn)給用戶。
4.3 表示層
采用Dreamweaver CS5對整個平臺用戶界面進行總體布局，每個獨立頁面細節(jié)由JSP結合Struts標簽庫構建。平臺的前臺頁面用于接收用戶的輸入信息，包括信息的增刪改查等操作，并把經相應Action處理后的結果展示給用戶。
5 系統(tǒng)實例
搭建MyEclipse+Resin環(huán)境，部署工程，運行Resin 3.x服務器，在瀏覽器地址欄中輸入http：//172.16.54.80：8080/glxt/admin，就能看到平臺的用戶登錄界面。正確輸人用戶名和密碼后，用戶可以看到平臺的主要功能菜單，點擊不同菜單可以得到平臺不同功能模塊的操作頁面。
Windows操作系統(tǒng)IE瀏覽器下產品數(shù)據管理頁面如圖5所示。
圖5 產品數(shù)據管理頁面
Ubuntu Linux操作系統(tǒng)Chrome瀏覽器下任務查看頁面如圖6所示。
圖6 查看當前任務頁面
由于技術資料文件類型多種多樣，在不同部門間傳閱時，相關電腦不可能安裝了與所有文件類型相對應的應用程序，可能會遇到文件無法打開的情況。為了解決這一問題，可在每臺客戶機上安裝Auto Vue軟件或在服務器端部署Autovue Solidmodel for Java。該軟件可以打開包括doc、dwg、prt等工程文件在內的超過500種文件格式。利用該軟件查看文件的方式有兩種：一種是用程序的桌面客戶端查看文件，另一種是在瀏覽器中查看文件。
利用AutoVuex插件在IE瀏覽器上查看NX6.0模型如圖7所示。
圖7 查看三維模型頁面
6 結束語
針對企業(yè)生產管理過程中出現(xiàn)的信息流通不暢的問題。綜合應用Struts、Spring、Hibernate開發(fā)框架，建立了模型——視圖——控制器松散耦合的三層結構系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了產品數(shù)據的結構化管理、人員權限管理、組織機構管理、生產任務管理和平臺自身功能模塊管理等功能。改善了信息在計算機各軟件系統(tǒng)間及不同部門間的共享與流通狀況。經實際測試，平臺在Windows操作系統(tǒng)IE瀏覽器和Ubuntu Linux操作系統(tǒng)Chrome瀏覽器下均能正常使用，具有維護方便、可擴展、跨平臺等特點。
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