（机械制造及其自动化专业论文）面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发.pdf

摘要 当今世界已进入了快速发展的信息时代，有效的利用信息技术提升模具企业的 现代化与信息化管理水平，增强企业参与国际市场的竞争能力，已成为模具制造 业寻求发展的重要趋势。本文针对模具企业信息管理的现状，在深入分析模具制 造过程特点的基础上，进行了面向模具制造过程的信息管理系统的研究与开发。 系统开发过程中，从技术的稳定性及适用性等综合考虑，选用b r o w s e r s e r v e r 三层模式作为系统体系结构，使得系统具有客户端简单，扩展性好，易于维护等 优点，能够满足i n t e r n e t 环境中，系统多线程快速响应以及客户远程访问的需求。 系统还采用了j s p 服务端开发技术和3 a v a s c r i p t 客户端编辑技术，使得系统界面 友好、易于操作，同时实现了真正意义上的跨平台运行。 为了确保系统数据的准确性和一致性，在对模具企业的详细活动进行功能建 模，并明确模具开发流程的基础上，通过e r 图的信息建模方式，构建了模具制 造过程信息管理系统模型，充分地表达了模具、零件、以及各类数据之间的约束 和分解关系，体现了模具开发全过程所有信息的流向和涵义，能够保证各类数据 之间关系准确一致，为系统的成功实施奠定了基础。 为保证系统数据的安全性和用户获取数据的便捷性，系统构建了基础数据管 理、模具制造过程信息查询、制造资源交互、权限管理四个子系统，来实现模具 制造过程从工艺制定、计划安排、加工装配到试模调整、质量检测及用户服务等 模具开发全过程信息的有效管理。在各子系统的程序编制中，针对系统功能需求， 对7 a v a b e a n 组件、7 d b c 技术、s q l s e r v e r 2 0 0 0 数据库等技术进行灵活组合，来实 现系统功能，增强了系统的数据处理能力和可维护性，提高了开发效率。 在系统实施过程中，充分运用了w e b 技术，使得整个系统可在i n t e r n e t 之上 为处于不同地域的模具开发人员、企业、客户提供便捷的信息沟通手段和数据传 递方式，实现了资源的实时共享和数据的快速传递。 最后通过实例给出了面向模具制造过程的信息管理系统的应用方法与过程， 信息的检索与管理完全符合模具企业的管理模式和模具制造过程的特点，实施方 便，节省时间与费用，可有效促进模其企业的信息集成，提升模其企业的信息化 管理水平。 关键词：模具制造过程；信息化管理；s s 体系结构；j a v a b e a n ；j d b c a b s tr a c t t h ei n f o r m a t i o na g ei s c o m i n gr a p i d l yn o w a d a y s ，i th a sb e c o m e t h em a i nt r e n do f t h ed i e & m o u l dm a n u f a c t u r i n g p u r s u i n g t h e d e v e l o p m e n t t h a tu p g r a d i n g t h e m o d e r n i z a t i o nm a n a g e m e n tl e v e lo ft h ed i e & m o u l de n t e r p r i s e s a n d e n h a n c i n gt h e c o m p e t i t i o nc a p a c i t yw i t ht h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya i m i n ga t t h ep r e s e n ts t a t u s a b o u tt h ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n to ft h ed i e & m o u l de n t e r p r i s e s b a s e d o nt h e i n d e p t ha n a l y s i s t ot h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa b o u tt h ed i e & m o u l d t h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mf o rt h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s so ft h ed i e & m o u l di ss t u d i e da n dd e v e l o p e d d u r i n g t h ec o u r s eo fd e v e l o p i n gt h e s y s t e m ，a c c o r d i n g t ot h e s t a b i l i t y a n d a p p l i c a b i l i t ye t c ，t h es y s t e m s t r u c t u r ea b o u tt h eb r o w s e r s e r v e ri s a d o p t e d ，w h i c h m a k e st h ec l i e n te n ds i m p l e ，t h ee x p a n s i b i l i t yr i g h ta n dm a i n t e n a n c ee a s y t h e r e f o r e ， t h e s y s t e mc a nr e s p o n dt ot h ec l i e n t s r e q u e s tf l e e t l ys i m u l t a n e i t y ，t h ej s pt e c h n o l o g y a n d j a v a s c r i p tt e c h n o l o g ya r eu s e d ，w h i c hm a k e st h es y s t e mi n t e r f a c ef r i e n d l y ，t h e o p e r a t i o ne a s y , a n dt h a tc a n w r i t eo n c e ，r u na n y w h e r e f o re n s u r i n gt h e v e r a c i t y a n d c o n s i s t e n c y o ft h e s y s t e md a t a ，b a s e d o nt h e d e f t n i t u d et ot h ed i e & m o u l dp r o d u c t i o nf l o wh a v i n gt h ef u 【n c t i o nm o d e l i n gt ot h e p a r t i c u l a ra c t i v i t i e sa b o u tt h ed i e m o u l de n t e r p r i s e s t h es y s t e mi n f o r m a t i o nm o d e l is c o n s t r u c t e dw i t ht h ee rf i g ，w h i c he m b o d y st h ef l o wa n dm e a n i n go ft h ew h o l e m a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa b o u tt h ed i e & m o u l d ，a n dc a ng u a r a n t e et h ev e r a c i t y a n d c o n s i s t e n c yo f t h ed a t a i no r d e rt op l e d g et h es e c u r i t yo ft h ed a t aa n dt h ef a c i l i t yo ft h ed a t at h a tt h eu s e r s h a v eg o t t e n ，t h eb a s i cd a t am a n a g e m e n ts u b s y s e t m ，t h ei n f o r m a t i o nq u e r ys u b s y s t e m e t ca r ec o n s t r u c t e d ，t h ee f f e c t i v em a n a g e m e n tt ot h ei n f o r m a t i o nw h i c hi sg e n e r a t e d d u r i n g t h ew h o l e m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s i s a c h i e v e d ，t h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s i n c l u d e s m a k i n gp r o c e s s ，a r r a n g i n gp l a n ，m a c h i n i n g a n d a s s e m b l a g e ，t h et r i a l i n g a d j u s t i n g e t cw h a t sm o r e ，a i m i n ga tt h ed e m a n do ft h es y s t e mf u n c t i o n ，t h ek e y t e c h n o l o g ya n dm e t h o d st ot h es y s t e mr e a l i z a t i o n a r es t u d i e da n dh a daf l e x i b l eu s e ， s u c ha st h ej a v a b e a n ，j d b c ，a n dd a t a b a s et e c h n o l o g ye t c 1 nt h ee n d ，t h eu s e dm e t h o d sa n dp r o c e s sa b o u tt h es y s t e ma r ep r e s e n t e dw i t h i n s t a n c e st h ei n f o r m a t i o nq u e r ya n dm a n a g e m e n ta c c o r dw i t ht h em a n a g e m e n tm o d e l o ft h ed i e & m o u l de n t e r p r i s e sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s c o m p l e t e l y ，f u r t h e r m o r e ，i t c a nb ea c t u a l i z e d e a s i l ye c o n o m i z i n gt i m e a n dc h a r g e t h e r e f o r e ，t h es y s t e mc a nb o o s tt h e i n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n i n e f f e c t ，u p g r a d et h e i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ym a n a g e m e n tl e v e lo ft h ed i e & m o u l de n t e r p r i s e s k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gp r o c e s so ft h ed i e m o u l d ；i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y m a n a g e m e n t ；b r o s w e r s e r v e rs y s t e ms t r u c t u r e ；j a v a b e a n ；j d b c 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 1 绪论 随着计算机技术、网络技术等信息技术的飞速发展。传统的模具制造业面临着加入 w t o 后，国际市场竞争的严峻挑战和难得的发展机遇，如何有效的利用信息技术加快模 具制造业的发展，提升企业的信息化管理水平，增强企业的国际市场竞争力，已成为模 具企业生存与发展的重要课题。近十几年来，模具c a d c a m c a e 技术的广泛应用， 为模具企业的发展带来了极大的经济效益，但这些撅技术的应用，并没有从根本上改变 模具开发过程中“信息孤岛”现象严重、资源共享性差、数据重复利用率低等弱点。信 息化管理水平低下已成为制约模具企业发展的突出问题。2 0 世纪8 0 年代以来，产。晶数 据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，简称p d m ) 作为一项有效管理产品数据和过程的先 进技术，已被国内外企业广泛应用，作为传统产业的模具制造业如何利用p d m 技术来 提高模具产品的开发质量与效率和产品创新能力与管理水平，实现模具的协同设计，并 行开发与敏捷制造，在最短时问内缩小与国际先进模具企业的差距，已成为我国模具制 造业发展进程中急需解决的关键问题。因此，本课题立足于模具企业的实际，针对模具 制造过程的特点，利用计算机技术和企业管理技术，把模具制造从计划安排、工艺制定 到加工装配、试模调整与最后交付客户等这一完整过程的所有活动产生的信息有效地管 理起来，为模具企业适应经济全球化的发展提供信息支持。 1 1 模具行业的发展概况 模具是工业生产的基础工艺装备，模具制造技术是制造业的重要组成部分。在电子、 汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6 0 9 0 的零部件，都要依靠棋贝成州。 用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他 加工制造方法所不能比拟的。模具工业之重要，还在于它是一个“效益放大器”，用模 具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平 的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着 产品质量、效益和新产品的开发能力。目前全世界模具年产值约为6 0 0 亿美元，日、美 等工业发达国家的模具工业产值己超过机床工业，从1 9 9 7 年开始，我国模具工业产值 也超过了机床工业产值。根据国际生产技术协会的预测，2 l 世纪机械制造工业中，零件 粗加工的7 5 和精加工的5 0 都需要通过模具来完成，其中汽车、电器、通信、石化 和建筑等行业最为突出【i j 。 8 0 年代以来，中国模具工业发展十分迅速。每年以1 5 左右的增长速度快速发展。 据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间( 分厂) 近2 0 0 0 0 家， 约6 0 万从业人员，年模具总产值达4 0 0 多亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的 约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模贝约山 5 0 ，塑料模具约占3 3 ，压铸模具约占6 ，其他各类模具约占1 l 。中国模具工业 的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内模具企业在开发大型复杂、精密和 长寿命的注塑模具、以及精度较高的多工位级进模、汽车模具等其他精密模具方面已经 达到了较高的水平。 虽然我国模具工业在过去的十多年中取得了令人瞩目的发展，模具产量己位居世界 第三，但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的6 0 左右，还不能适应国民经济 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 快速发展的需要。对于国内急需的大型、精密、复杂和长寿命的模具，自给能力较差， 还主要依靠进口。与国际水平相比，模具商品化和标准化程度较低，模具企业的管理落 后更甚于技术落后( 2 1 ，这严重影确了我国模具工业的总体设计水平和制造水平。因此， 我国模具工业的技术水平和制造能力已经成为制约国民经济持续增长的严重瓶颈，采用 信息技术改造传统的模具产业已经成为模具企业发展的必然。 1 2 模具工业的发展对管理信息化的需求 随着信息技术的迅猛发展和知识经济的到来，全球化市场不但已经形成，而且竞争 日趋激烈。作为制造业重要组成部分的模具工业，如何应用信息管理技术来提升模具企 业本身的核心竞争力已经成为模具企业面临的重要课题。 l ，模具制造过程的特点 模具作为高效率、大批量成形现代工业产品零件的重要工艺装备，由于产品本身的 复杂性，及其典型的单件订单式生产方式，决定了模具制造过程不同于一般产品，其主 要特点： ( 1 ) 模具零件结构复杂，精度要求高，交货期短，必须采用先进的加工技术手段才 能达到要求。 ( 2 ) 模具制造过程复杂，涉及产品可成形性分析、模具设计、毛坯制造、切削加工、 特种加工等多个环节，且各环节的负荷率极不平衡，给制造过程的管理带来困难。 ( 3 ) 先进制造设备如数控加工中心与普通加工设备并存，信息载体的形式既有三维 模塑信息，也有数控代码并n 二维工程图信息，信息韵传递不统一不便于管理。 ( 4 ) 模具制造过程受到的约束多，模具不是最终产品，它不仅受到上游客j _ 划：品 设计要求的约束，而且受到下游制品生产者对模具使用的要求。使模具制造过程与条件 十分复杂、苛刻，稍有不慎，就会延误模具制造工期。 ( 5 ) 模具产品的开发往往需要设计、制造、试模、修模等活动的多次迭代才能成功。 因此模具开发过程中各种活动产生的数据往往存在多个版本。给数据的管理带来麻烦。 根据模具生产的特点分析，模具制造过程各个活动所产生的信息不仅数据量大、数 据类型和结构复杂，而且数据载体也是多介质的。如果单纯用人工的方法对这些海最数 据进行有效的管理，用传统的纸质文件的方式来准确实时地传递数据，用人工调度的管 理方法来实现信息沟通，显然难以满足瞬息万变的动态市场竞争的需求，也难以保证各 个活动所需信息的准确一致，从而影响模具的开发质量和效率。因此，对于现代模具企 业只有借助信息化的管理手段对模具企业的物流、信息流、价值流进行整合，对人、经 营管理理念、技术进行集成，在模具企业中实现业务重组，管理创新，才能彻底突被传 统的管理模式，从整体上提升模具企业的核心竞争力”。 2 ，模具企业管理的现状 随着企业信息化步伐的加快，在我国许多的中小型模具企业不同程度地进行了企业 信息化的实旆，投巨资引进了c a d c a m c a e 等先进的技术与设备，进行设计分析，模拟 仿真等，而且部分企业为了改善模具产品开发和管理过程的运作情况，分剐弓1 迸了各种 用于物料管理、生产计划管理、销售管理，财务管理等标准化管理软件，先进的经营手 段和现代管理方法的使用，在一定程度上提高了模具的制造质量，缩短了模具的开发周 期，为企业带来了明显的经济效益，但是这些硬件及相关软件大多数都是分散投资购进 耐向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 的它们的应用环境相互独立、数据存储格式各异，系统闯无法进行直接的数据交换与 信息共享，模具产品的制造过程缺乏统一、完整的信息通信网络，严重影响了模具企业 的整体效益，远远不能适应全球化竞争的需要，分析认为，模具企业现行的管理模式还 存在如下不足： ( 1 ) “信息孤岛”现象突出在模具企业内部，由于缺乏对各个应用系统所，。 _ _ 倍，窟、 的有效管理，使得企业各部门的数据不能实时共享，从而导致了一个又一个的“信息孤 岛”，影响到企业数据的实时性、一致性和准确性。严重阻碍了模具产品的开发效率。 ( 2 ) 数据重复利用率低模具企业已有的管理模式不能对模具开发过程中的结构设 计、制造工艺、试模、修模等活动所产生的图文档信息作以完整的记录和保存。使得模 具开发过程中的重要信息或错误原因等无法追溯。造成了资源的严重浪费。 ( 3 ) 模具开发进程缺乏监控大部分模具企业的现行制造信息管理机制，无法实现 对产品开发进程的实时监控，造成制造过程信息不能有效反馈，企业各部门相关人员不 能及时沟通，模具制造过程中的错误得不到及时的纠正，甚至同类错误可能重复出现， 极大地影响了模具制造质量与交货期。1 。 ( 4 ) 系统性能和体系结构落后部分企业管理系统体系结构主要以c s 两层结构为 主，不可避免的存在系统安装和维护困难、程序代妈重用性差等缺陷，严重影响了客户 和企业的沟通。 ( 5 ) 网络化程度低大部分企业的信息管理系统在信息沟通和数据传递方面仅限于 企业网内部，不能扩展到i n t e r n e t 之上，严重限制了协作企业之间，用户和企业之间、 部门与部门之间的信息沟通、资源共享和技术交流。 从对模具生产管理的现状分析可见，模具企业现行的信息管理存在网络化程度低、 数据重复利用率差、系统体系结构落后、数据与过程缺乏透明性等与现代先进的生产经 营理念不相匹配的缺陷，这将无法保证模具制造过程各个活动所产生的信息，在正确的 时间，以可靠的方式，及时的传递到需要的位置，无法确保模具制造过程信息流的连续 流畅，从而严重影响模具质量和开发周期，极大的制约着模具企业的发展。因此研究与 建立面向模具制造过程的信息管理系统，是模具企业实现模具敏捷化制造，提高其市场 竞争力的必然要求”。 因此，模具企业要想快速响应客户需求，适应动态多变的市场竞争，必须采用现代 管理经营机制来解决传统信息系统封闭、呆板的弊端，来提升模具企业的设计、制造水 平和国际竞争力； 1 3p d m 技术的应用概况 i p d m 简介 产品数据管理技术( p d m ) 是2 0 世纪8 0 年代初期推出的一种有效管理产品信息和 所有与产品开发过程相关信息的企业级解决方案，它能够提供产品全生命周期的信息化 管理，并可在企业范围内为产品的开发过程建立一个并行协作的环境口j 。p d m 的基本原 理是在逻辑上将各个c a x 信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发 过程，通过建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过 程控制数据，进而实现企业内外部信息的交流与共享 7 1 。它的主要功能如图1 1 所示。 萄内模具制造过程静信息管理系统研究与开发 系统管理7 电子仓库与f 工作流程l 产品结掏j 零件分类f 工程变更 i 文档管理l 管理i 与配置管理f 与榆索i 管婵 对象管理框架( o m f ) f i g i - it h es w u g t u r e f i go f t h ep d m s y s t e m 随着计算机技术和网络技术的发展，p d m 技术已经发展成为一种能够覆盖产品规 划和开发、计算和仿真、试验、工艺装备设计和工艺过程规划、制造和装配、质量检验 等部门的技术信息系统，而且在国内外都得到了迅速的发展，在国外比较有代表性的是 e d s 公司的i 肭n 和p t c 公司的w i n d c h i l l ，以及美国s d r c 的m e t a p h a s e 系统和i b m 公 司的p r o d u c t 凇n a g e r 等。以上这些软件都是企业级的产品数据管理软件，它们覆盖了 通用p d m 的各大模块，并且拥有或正在开发多个c a d 软件的接口，在汽车制造业、飞机 制造业得到了广泛的应用。2 0 世纪9 0 年代，国内软件开发商也纷纷推出自主版权的p d m 软件，如华中软件公司的i n t e p d m 、同创公司的p d m s 、浙江大天公司的g s p d m 、高华 g h p d m 、开目p d m 等。这些软件都在逐渐走向市场，进入应用阶段”。 2 p d m 的特点 p d t 4 技术的出现和发展，使得制造企业内部的信息化孤岛问题得以解决，但是就目 前国内外p d m 产品而言主要存在如下特点： ( i ) 系统适应异构环境的能力不够高 这里的异构主要是指信息系统支撑环节带来的异构，如操作系统和硬件环境等。理 想的p d m 系统，不管是客户端还是服务器端，都应能在各种操作系统( w i n d o w su n i x 等) 和硬件环境( p c 、工作站等) 下运行。由于受到各种因素( 如采用v b 、v c 语言进 行开发) 的影响和苇9 约，一些国产p d 掰软件在p c 机的w i n d o w s 环境下运行良好，但不 具备在其他异构环境下的良好移植性。 ( 2 ) 企业难以承受实施p d m 所需的资金和时间花费 一般来说，引进国外的p d m 软件，实捕一个中等规模的p d m 项目( 3 0 至4 0 个节点) ， 需要投入几百万元的软件费用和实施费用，而且一般要2 3 年的时间才能够交付使用。 另外，在实施过程中，还需要企业提供管理及技术人员的支持，有时出于项目的需要， 还要增加额外投资用于购买各种硬件设备，所有这些因素对于国内一般的中小企业来 说，无论在时间上还是资金上，都难以承担。 ( 3 ) 已有的国内外p d m 不能满足企业全球化发展战略的需要 随着全球化经济时代的到来，企业必须在全球范围内配置企业资源，以实现资源共 享。由于现有p d b l 系统不是建立在w e b 技术基础之上，所以无法在全球范围内实现产品 数据共享，也无法实现产品的异地协同设计和并行工程。 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 ( 4 ) 现有的p d m 客户端定制繁重 传统的f d m 产品大都采用c s 两层结构，客户端装有操作系统、网络协议以及相爻 的应用软件和开发工具，而服务器端则是单纯的数据库服务器。这样就造成客户端肥胖、 定制工作繁重。 ( 5 ) 系统的开放性和可扩展性不高。 p d m 系统所要管理的绝大部分数据是由用户在各种各样的应用系统中生成的为了 便于用户在统一的p d m 环境下完成对应用系统的各种操作，p d m 系统需要良好的开放性， 以便将各种应用系统封装或集成到p d m 系统中。同时还需要具有良好的可扩展性，大部 分国产p d m 产品在开放性和可扩展性方面功能欠缺“1 。 3 p d m 的发展趋势 随着企业管理信息化的不断推进以及计算机技术的发展，p 劂技术面临着巨大的发 展空间。综合国内外p d m 技术软件开发和实施的情况，p d m 技术将朝以下趋势发展。 ( 1 ) p d m 将向行业领域发展。 p d m 软件不像c a d 软件，拿过来就可以使用，p d m 软件通常要为企业最体裁衣，针 对具体企业的实际情况进行实麓，在实麓过程中，会给企业带来一定的风险。所以p 蹦 厂商若能针对不同行业的特点进行个性化的开发与实施，就可以降低企业实旌中的璁 险，也可以降低实施费用。 ( 2 ) p d m 向框架性核心技术研究方向发展。 随着p d m 技术的逐渐成熟，p d m 软件将向框架性核心技术方向发展，在通用核心技 术的前提下再向行业领域发展，也就是说p d m 应该有个通用的平台，在这个平台上再 开发具有行业特色的p d m 系统。 ( 3 ) p d m 与w e b 技术相结合。 近几年来，p d m 与w e b i n t e r n e t 技术几乎是同期发展，如何充分利用w e b 技术，将 p d m 技术与w e b 和j a v a 技术巧妙地融合，提高系统适应异构环境的能力，使p d m 系统具 有良好的开放性和扩展性，将是p d m 发展的一个方向，而且随着企业全球化时代的到来， p d m 系统也应该顺应这种趋势，与w e b 技术结合，以实现企业资源和信息的全球共享。 ( 4 ) p d m 标准化。 在对企业实施p d m 的过程中。企业必须迸行标准化的改造。只有这样企业才能发挥 效益。 ( 5 ) p d m 将向更广的企业管理领域扩展。 i f f e r n e t 技术的飞速发展，中国加入世贸，使技术环境、经济环境正在发生变化。 因此，p d m 技术也应主动应对这种变化，向更广的企业管理领域扩展，如发展电子商务 功能、敏捷制造、虚拟企业等功能“。 1 4 课题的研究意义以及主要任务 p d m ( 产品数据管理) 作为一项有效管理产品数据和相关过程的先进技术，已在国内 外许多企业得到应用。但目前的p d m 大都属于大而全的通用型系统，缺少面向特定行业 具体部门需求的专门化p d m 系统，由此导致p d m 技术在不同领域的企业实施比较困难， 限制了p d m 技术在企业的推广应用；同时现有的p d m 产品大都是基于与硬件相关的 ( c c + + ) 平台开发的“”，不可避免存在如下缺陷：1 ) 客户端肥胖，企业定制工作繁霹： 。 耍皇堡墨型望塾堡塑堕：垦董里墨竺翌塞兰茎茎 固固自国圉圉 1 。4 。1 课题的研究意义 模具制造过程信息管理系统是模具企业信息管理的核心。它通过对购买和生产什 么，以及何时购买和生产的决定，在操作层上控制着模具企业p d m 系统的正常运行。因 此，进行面向模具制造过程的信息管理系统的开发，具有重要的实用价值。通过系统中 的基础数据维护、制造过程信息查询、制造资源查询、权限管理等管理模块，不仅可把 处于模具制造过程不同阶段的各个活动所产生的信息全面有效地管理起来，确保模具制 造过程不同阶段所需信息的及时可靠、准确一致、实时有效。还可把模具企业制造过程 中多年积累的关键的模具制造技术与成功的经验及时地提取出来，便于模具设计和制造 人员方便的查询与有效的利用。由此便可充分发挥企业已有技术资源的功效，大大提高 模具开发的效率，缩短模具制造周期。同时，模具开发人员借助信息查询功能可对模县 开发过程中出现的错误进行及对的追溯，减少模具的修改次数，提高模具质量。企业管 理人员利用该系统还能及时掌握在制模具的加工状态、模具企业的设备与人员的负荷情 况。以进行生产调度和工作安排这将帮组企业来保证模具质量和交货耀，此外，本系 统通过与模具企业p d b l 系统的其他管理模块相结合，可以把企业内部各部门之间、企业 与联盟企业之间、主体企业与客户之间有机的联系起来，实现信息和资源的共享从而 为模具产品的异地协同开发奠定基础。 面向模具制造过程的信息管理系统是专为模具行业的制造过程构建的，信息的检索 与管理完全符合模具企业的管理模式和模具制造过程的特点，实施方便，节省时间与费 用，可有效促进模具企业的信息集成，提升模具企业的信息化管理效率和水平，还可为 企业进一步构建虚拟企业，实现模具的并行开发、敏捷制造提供技术支持。由于是针对 模具行业特定部门所进行的个性开发，所以避免了p d m 系统实施的风险，投资少而h 见 6 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开芨 效快”。在开发面向模具制造过程的信息管理系统中，充分利用了w e b 技术。w e b 技术 的使用，实现了模具企业管理数据的共享，加快了信息的加工处理、传递及反馈速度。 为保证模具制造过程各阶段所需信息的准确一致提供了基础，而且架起了模具企业与联 盟企业、客户进行信息沟通和数据传递的桥梁，可以满足模具企业参与全球化发展，、提 高核心竞争力的需要。系统采用了c s 三层体系结构，从而简化了客户端，提高了系统 的可扩展性，支持各种网络结构和异构平台，而且充分利用了企业的网络资源。面向模 具制造过程的信息管理系统还采用了先进的j s p 技术，j s p 技术具有j a v a 语言的“次 编写，各处运行”的特点，可实现真正意义上的跨平台运行m 。 1 4 2 课题的主要任务 1 分析模具企业信息化管理的现状与需求，针对模具制造过程的特点，确定面向模具 制造过程信息管理系统的具体研究内容及可行性方案。 2 对模具企业的管理和制造过程各项活动进行详细分析，确定面向模具制造过程所管 理的内容和具体信息的类型，进而确立系统的总体设计方案。 3 依据系统总体设计方案和系统的功能需求，运用相关建模技术对制造过程信息管理 系统进行数据库的信息建模，从而实现系统数据库的详细设计。 4 灵活运用面向对象的j a v a 技术、网络技术、数据库技术等构建面向模具制造过程的 信息管理系统，实现各个功能模块，研究构建系统的方法与技术。 蔚向模具制造过程的信息管理系统研究弓开技 2 系统开发的网络平台及相关支撑技术 信息技术发展一日千里，各项新技术层出不穷，本课题从技术的成熟性、适易性以 及综合性能和匹配程度几方面进行考虑，确定了系统使用的网络技术范围。 2 1 b r o w s e r s e r v e r 体系结构的选取 图2 1c l i e n t s e r v e r 体系结构 f i g2 - 1 t h es t r u c t u r eo f t h ec l i e n t s e r v e rs y s t e m 传统的企业信息管理系统以图2 1 所示的c l i e n t s e r v e r ( c s ) 两层结构为主“，它是 在9 0 年代后期发展起来的一种体系结构，在这种体系结构中，客户机通过网络与服务 器进行相连，且通过网络向服务器请求对诸如数据库、电子表格或字处理等信息的处理 工作。客户机的处理功能通常很强，在它上面运行的程序也复杂。服务器负责管理对数 据库的访问，对数据库进行检索和排序，并负责数据库的安全控制。服务器可以同时相 应多个客户的请求。c s 系统与大型数据库连结紧密而快捷，实现了分布式数据处理和 异地数据库的透明访问，减轻了服务器的工作量，提高了数据处理速度，但是c s 体系 结构存在升级和维护困难，扩展性和可移植性差的缺陷，同时当客户数量增加时，它的 数据处理能力将急剧下降。而且采用c s 体系结构的信息管理系统一般具有系统标准化 程度低、质量难以保证、可维护性差、软件开发周期长、系统生命周期短等缺陷。因此 c s 体系结构难以满足现代模具企业对信息管理的需要。 图2 - 2b s 体系结构圉 f i g2 - 2 t h es t r u c t u r ef i go ft h eb r o w s e r s e r v e rs y s t e m 网络环境下的企业信息管理系统，其基本思想是采用t c p i p 作为通信协议，利用 i n t e r n e t 的w e b 模型作为标准平台、采用三层体系结构的b r o w s e r s e r v e r ( b s ) 访问模 式，如图2 2 所示。 在c s 结构中，客户机必须配置多层软件：如应用软件、操作系统、网络协议、开 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 发工具等。因此，c s 结构也被称作“肥客户机”。在b s 模型中，客户端只需装上操作 系统、网络协议软件浏览器即可，这时的客户机被称为瘦客户机。而服务器则集中了所 有的应用软件的开发、维护等工作。b s 的实质就是将客户端的应用程序移植到w e b 服 务器上，由w e b 服务器担任数据库服务器的客户端，向数据库服务器发送数据和应用请 求以及存放返回结果，而真正的客户端浏览器在安装标准的t c p i p 协议并和w e b 服务 器建立连接后，只需调用存放在w e b 服务器上的应用请求页面和结果显示页面，而无需 安装其他应用程序，这种模式完全满足了客户远程访问数据的要求。从上述分析j 见， b s 体系结构在软、硬件环境发生变化时，其适应能力比c s 模式的二层结构具有更强 的可伸缩性。而且b s 结构模式界面简单、友好，易于操作，可移植性好，处理数据能 力强。能够满足现代模具企业信息管理系统多线程、快速、高效、可靠地响应多个用户 请求的需要，同时使企业信息管理系统具有开发简便、易于维护、标准化程度高、可扩 展性强等特点m 1 。 2 2j s p 技术的服务端开发 面向模具制造过程的信息管理系统是在基于w e b 的环境下开发的，它不仅仅是 h t m l 页面的开发，而主要是通过w e b 服务器对数据库系统的访问实现的，这就涉及 到与数据库交互的服务端程序设计语言的选择。目前用于w e b 系统开发的语言主要有 p e r l 、c 、a s p 、p h p 、j s p 等，这些语言各有所长，本课题主要选用j s p 作为系统开发的 基本语言。 2 2 1j s p 语言及其特点 1 j s p 运行原理 j s p 是j a v as e r v e r p a g e s 的简称，它是由s u nm i c r o s y s t e m s 公司倡导、许多公司参与一 起建立的一种动态网页技术。其工作过程是在传统的h t m l 文件( + m 仃n ，+ h t m l ) 中插入j s p 脚本代码( 目前主要是j a v a 语言) ，就构成了完整的j s p 程序( + j s p ) ，其工作原理如图2 3 所示。 图2 - - 3j s p 工作原理圈 f i g 2 - 3t h ew o r k p r i n c i p l ef i ga b o u t t h ej s p w e b 服务器在遇到访问j s p 网页的请求时首先执行其中的程序片断，然后将执行绱2 - 以h t m l 格式返回给客户，程序片断可以操作数据库、重新定向网页以及发送e - m a i l 等。所有程序操作都在服务器端执行，网络上传送给客户端的仅是得到的结果，对客户 浏览器的要求低。因为j s p 技术是以j a v a 语言作为脚本语言的，所以它具有良好的伸缩 性，同时它还可以将脚本命令( 包含服务器端和客户端) 、j a v a b e a n 组件、a p p l e t 程序 等嵌入h t m l 页面中，创建交互式的w e b 页面和功能强大的应用程序”“。 2 j s p 的内置对象 j s p 共有9 种基本内置对象，对象的概念可以理解为装有一定信息的容器，它和 j a v a s c r i p t 的d o c u m e n t 基本相同。利用对象，j s p 可以保存多种信息和执行多种指令， 一一一 耍塑堡墨! ! 堕蔓堡堕笪璺篁堡至堕婴塞羔堑苎一 进而设计出功能更加强大的j s p 应用程序。 f1 ) r e q u e s t 对象用来管理用户端请求，此请求会包含来自g e t p o s t 请求的参数。 如果要将传递的变量隐藏，可以使用表单进行传递。 f 2 ) r e s p o n s e 对象用于向客户端发送数据。 ( 3 ) o u t 对象用来向客户端输出数据。 ( 4 ) s e s s i o n 对象用来分别保存每一个用户信息的对象，以便于跟踪用户的操作状态。 ( 5 ) a p p l i c a t i o n 对象用来在多个应用程序中保存信息，每个用户的a p p l i c a t i o n 列象 都是相同的，每一个用户都共用同一个a p p l i c a t i o n 对象， ( 6 ) e x c e p t i o n 对象是针对错误网页，捕捉异常。 3 j s p 的优点 采用j s p 技术开发的应用程序主要具有以下优点 ( 1 ) 内容的生成和显示进行分离 使用j s p 技术，w e b 页面开发人员可以使用h t m l 或者x m l 标识来设计和格式化 最终页面。使用j s p 标识或者小脚本来生成页面上的动态内容。生成内容的逻辑被封装 在标识和j a v a b e a n s 组件中并且扭绑在小脚本中，所有的脚本在服务器端运行。如果 核心逻辑被封装在标识和b e a n 中，那么其他人，如w e b 管理人员和页面设计者，能够 编辑和使用j s p 页面，而不影响内容的生成。在服务器端，i s p 引攀解释j s p 标识和小 脚本，生成所请求的内容，并且将结果以h t m l ( 或者) m l ) 页面的形式发送回浏览 器。这有助于保护自己的代码。而又保证任何基于h t m l 的w e b 浏览器的完貉可用性。 ( 2 ) 生成可重用的组件 绝大多数j s p 页面依赖于可重用的、跨平台的组件( j a v a b e a n 或者e n t e r p r i s e l a v a b e a a s t m 组件) 来执行应用程序所要求的更为复杂的处理。开发人员能够共享和交 换执行普通操作的组件，或者使得这些组件为更多的使用者或者客户团体所使用。基于 组件的方法加速了软件的总体开发进程，并且使得各种组织在他们现有的技能和优化结 果的开发努力中得到平衡。 ( 3 ) 采用标识简化页面开发 w e b 页面开发人员不一定都是熟悉脚本语言的编程人员。标准的j s p 标识能够琥问 和实例化j a v a b e a n s 组件，设置或者检索组件属性，下载a p p l e t ，以及执行用其它方法 更难于编码或耗时的功能。第三方开发人员和其他人员可以为常用功靛创建自己龅标识 库。这使得w e b 页面开发人员能够使用熟悉的工具和执行特定功能的构件来工作。 ( 4 ) 健壮的存储管理和安全性 由于j s p 页面的内置脚本语言是基于j a v a 编程语言的，而且所有的j s p 页萄都被 编译成为j a v as e n , l e t ，因而j s p 页面就具有j a v a 技术的所有优点，包括健壮的存储管 理和安全性。 ( 5 ) j s p 的平台适应陛更广 这是j s p 比a s p 的优越之处。几乎所有平台都支持j a v a 、j s p + j a v a b e a n ，它们可 以在任何平台下通行无阻。 ( 6 ) 一次编写，随处运行 作为j a v a 平台的一部分，j s p 拥有j a v a 语言“一次编写，随处运行”的特点。随 着越来越多的供应商将j s p 支持添加到他们的产品中，可以使用自己所选择的服务器和 1 0 面向模具制造过程的信息管理系统研究与开发 工具，但并不影响当前的应用。 2 2 2j d b c 数据