基于B/S架構(gòu)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)技術(shù)研究

鄒國(guó)發(fā)，蘇 亮，任衛(wèi)安，吳紅鋼

（1.中航工業(yè)洪都，江西 南昌330024；2.中航工程集成設(shè)備有限公司，北京100000）

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步成為現(xiàn)代信息技術(shù)的主流，Internet技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)深入到企業(yè)管理的方方面面。網(wǎng)絡(luò)將企業(yè)內(nèi)部管理進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)橋梁，實(shí)現(xiàn)不同部門之間、部門與企業(yè)總部的協(xié)同辦公、數(shù)據(jù)共享、無(wú)紙化辦公等等。

纖維增強(qiáng)聚合基體復(fù)合材料 （以下簡(jiǎn)稱為復(fù)合材料）生產(chǎn)線中的設(shè)備是復(fù)合材料主要的重要生產(chǎn)工具，復(fù)合材料制件的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等都與設(shè)備的管理技術(shù)水平直接相關(guān)[1-3]。對(duì)復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備的管理貫穿于設(shè)備壽命全過(guò)程，它主要包含從規(guī)劃論證、立項(xiàng)采購(gòu)，安裝驗(yàn)收，使用維護(hù)，報(bào)廢等一系列過(guò)程管理。設(shè)備的全壽命管理是現(xiàn)代企業(yè)管理的主要組成部分，它可以促進(jìn)和保障其他管理子系統(tǒng)發(fā)揮作用[4]。隨著航空復(fù)合材料產(chǎn)品的多樣化，其生產(chǎn)線在不斷擴(kuò)大，用于生產(chǎn)復(fù)合材料的設(shè)備數(shù)量（種類）越來(lái)越多，而且這些設(shè)備可能分散在不同的地方，這就需要采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)聯(lián)網(wǎng)管理，也就是利用基于B/S架構(gòu)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些分散的復(fù)合材料設(shè)備的集中聯(lián)網(wǎng)、集中管理。該信息化系統(tǒng)可在目前設(shè)備管理基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)來(lái)處理設(shè)備管理流程，保證設(shè)備處于良好技術(shù)狀態(tài)，簡(jiǎn)化管理工作流程，提高管理效率，更好地發(fā)揮數(shù)字化設(shè)備管理系統(tǒng)的功能[2,5-6]。

1 基于B/S架構(gòu)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)的基本功能

1.1 設(shè)備論證管理

實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目主管根據(jù)實(shí)際需求，線下編輯設(shè)備論證報(bào)告，編寫完成后以附件的形式上傳《論證報(bào)告》到系統(tǒng)中，并填寫相關(guān)設(shè)備論證報(bào)告的描寫信息，最后提交到流程審核、審批，最終形成檔案。

1.2 設(shè)備采購(gòu)管理

模塊功能主要完成采購(gòu)過(guò)程的監(jiān)控，完成采購(gòu)過(guò)程的日志記錄，包括招投標(biāo)文件管理，合同簽訂流程審批等。

1.3 設(shè)備驗(yàn)收管理

實(shí)現(xiàn)設(shè)備從安裝到交付生產(chǎn)過(guò)程的所有環(huán)節(jié)記錄以及這一環(huán)節(jié)所涉及到的人員和文檔資料的相關(guān)全部?jī)?nèi)容，以備日后查詢的需求。

1.4 設(shè)備臺(tái)賬管理

實(shí)現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)信息的導(dǎo)入、導(dǎo)出、錄入、修改、查詢和刪除。模塊功能要收集的信息：設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱、設(shè)備類別、規(guī)格、型號(hào)、制造年份、啟用日期、資產(chǎn)原值、使用狀態(tài)、臺(tái)賬狀態(tài)[2,7]、制造國(guó)別、生產(chǎn)廠家、存放地點(diǎn)、到位時(shí)間、產(chǎn)權(quán)所屬、創(chuàng)建日期、所屬工藝等。

1.5 設(shè)備檔案管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備詳細(xì)信息和設(shè)備附屬資料的管理。模塊功能要收集的設(shè)備信息：編號(hào)、名稱、型號(hào)、所屬部門、負(fù)責(zé)人、資料編號(hào)、資料名稱，設(shè)備臺(tái)賬信息、使用說(shuō)明書、合格證、招標(biāo)合同、技術(shù)協(xié)議等檔案資料[2,7]。

1.6 設(shè)備維修管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備維修數(shù)據(jù)的記錄，制定設(shè)備的定期維修和定期檢驗(yàn)的功能。模塊功能要收集的設(shè)備信息，及時(shí)記錄發(fā)生故障的設(shè)備名稱、發(fā)生時(shí)間、維修類型，分析故障部位，查找事故原因及排除措施，換件情況、維修人員、停機(jī)臺(tái)時(shí)、檢修費(fèi)用等[3,8-9]。模塊還要實(shí)施動(dòng)態(tài)作業(yè)管理，統(tǒng)計(jì)設(shè)備的故障類型，設(shè)備維修頻率和相關(guān)費(fèi)用情況，便于分析、指導(dǎo)生產(chǎn)操作，改進(jìn)維修方法，降低故障率等[10-12]。

1.7 設(shè)備保養(yǎng)管理[3-4,8,11-13]

三級(jí)保養(yǎng)：包含日例保、一級(jí)保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng)以及保養(yǎng)計(jì)劃報(bào)表。

潤(rùn)滑管理：對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑油質(zhì)鑒定進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并根據(jù)分析實(shí)施自動(dòng)需求潤(rùn)滑，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑材料消耗的統(tǒng)計(jì)與分析，以達(dá)到設(shè)備安全、正常運(yùn)行。

設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)：對(duì)設(shè)備定期做出各方面評(píng)價(jià)以確定設(shè)備狀態(tài)、對(duì)生產(chǎn)工藝的影響。功能要收集的設(shè)備信息，包括編號(hào)、名稱，保養(yǎng)的內(nèi)容、類型、時(shí)間，保養(yǎng)人、保養(yǎng)計(jì)劃自動(dòng)提醒生成等內(nèi)容。

1.8 設(shè)備定檢管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備檢測(cè)、周期的提醒和報(bào)警功能。模塊功能要收集的設(shè)備信息：設(shè)備的編號(hào)、設(shè)備名稱、報(bào)警類型、報(bào)警的內(nèi)容、報(bào)警時(shí)間、定檢單位及定檢信息的導(dǎo)出，建立檔案庫(kù)。

1.9 設(shè)備備件管理[14-16]

實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備備件的檢索查詢及定期的備件數(shù)量庫(kù)存警戒提醒。模塊功能要收集的設(shè)備備件信息：主要包括編碼、名稱、數(shù)量、生產(chǎn)廠家、價(jià)格、產(chǎn)地（或國(guó)家），使用的設(shè)備、型號(hào)、庫(kù)存信息、存放地點(diǎn)、備件的進(jìn)出庫(kù)流水帳的管理等，系統(tǒng)制訂了各類備件的不同儲(chǔ)備要求。對(duì)庫(kù)存數(shù)量設(shè)置了預(yù)警提示，當(dāng)備件數(shù)量超過(guò)最高或最低數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向操作員發(fā)出預(yù)警提示。

1.10 設(shè)備報(bào)廢管理

當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備老化高能耗，技術(shù)落后、經(jīng)濟(jì)效益差的設(shè)備；查過(guò)規(guī)定使用年限的設(shè)備；設(shè)備存在重大隱患或出現(xiàn)重大故障無(wú)法進(jìn)行修復(fù)的設(shè)備；設(shè)備存在重大隱患或出現(xiàn)重大故障且修理、改造等不經(jīng)濟(jì)的設(shè)備；其他應(yīng)當(dāng)淘汰的設(shè)備等情況時(shí)可以考慮對(duì)設(shè)備進(jìn)行報(bào)廢處理。該模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)廢的流程管理以及報(bào)廢資料的檔案管理。

1.11 信息發(fā)布管理

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行信息發(fā)布設(shè)備當(dāng)前正在加工信息，包括加工設(shè)備名稱、零件名稱、加工人員、加工時(shí)間等信息讓相關(guān)人員知悉設(shè)備使用情況、生產(chǎn)進(jìn)度。也可以發(fā)布維修狀態(tài)、進(jìn)度信息等內(nèi)容以便于設(shè)備生產(chǎn)調(diào)度。

1.12 統(tǒng)計(jì)分析與查詢

以資源為主線，實(shí)現(xiàn)某段時(shí)間內(nèi)有關(guān)產(chǎn)品和部門的資源能力與負(fù)荷、配套、利用、短缺、故障等情況的綜合查詢與統(tǒng)計(jì)，如設(shè)備利用率統(tǒng)計(jì)、設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)、設(shè)備最大負(fù)荷/能力比查詢、資源短缺情況查詢、資源配套統(tǒng)計(jì)等。

2 基于B/S的設(shè)備管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

目前主流的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)有客戶/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)和瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)二種，這二種結(jié)構(gòu)各有利弊，C/S結(jié)構(gòu)主要用于比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入和輸出系統(tǒng)，而B/S結(jié)構(gòu)主要用于相對(duì)比較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入和查詢系統(tǒng)。由于設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)要求輸入的數(shù)據(jù)多，要求不同功能集成在一個(gè)界面上，這對(duì)操作界面有很高的要求，同時(shí)也確實(shí)有一部分操作功能僅做信息查詢，對(duì)操作界面的要求不高。因此，設(shè)備全壽命周期管理采用以B/S為主、C/S為輔的混合體系結(jié)構(gòu)，把生產(chǎn)業(yè)務(wù)綜合性要求高、操作性強(qiáng)的部分采用C/S體系結(jié)構(gòu)，而把以查詢或只需進(jìn)行簡(jiǎn)單信息輸入的部分采用B/S體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

B/S架構(gòu)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)從應(yīng)用角度分為六層：第一層設(shè)備層，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行設(shè)備基本信息、狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集；第二層集控層，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)分類展示和控制；第三次數(shù)據(jù)庫(kù)層，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)；第四次管理層，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備前中后期的管理流程、基本信息進(jìn)行數(shù)字化管理；第五層展示層，主要通過(guò)IE瀏覽器、車間工況大屏、現(xiàn)場(chǎng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)查詢、匯總、分析；第六層接口層，可通過(guò)接口上傳設(shè)備分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)給MES系統(tǒng)、IQS等系統(tǒng)，可通過(guò)接口下傳設(shè)備工藝信息到生產(chǎn)單元。

3 基于Web的設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法

3.1 工作原理

系統(tǒng)主要采用當(dāng)前java開(kāi)發(fā)比較流行的SHH2框架(Struts2+hibernamte3+spring2)，是目前比較流行的一種web應(yīng)用程序開(kāi)源集成框架，該框架是典型的J2EE三層結(jié)構(gòu)，分為：表現(xiàn)層、中間層(業(yè)務(wù)層)和數(shù)據(jù)服務(wù)層(持久層)[1]。

Structs2是系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)MVC的分離、控制業(yè)務(wù)跳轉(zhuǎn)，是目前最優(yōu)秀的MVC框架。

Hibernate是目前最好的ORM框架，ORM框架主要作用是將對(duì)象持久化到數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于數(shù)據(jù)的讀取與存儲(chǔ)。

Spring是目前使用最普遍的Ioc容器，主要負(fù)責(zé)查找、定位、創(chuàng)建和管理對(duì)象與對(duì)象之間的依賴關(guān)系。

在交互時(shí)表現(xiàn)層不能直接與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)層交互，而是通過(guò)中間層與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)層進(jìn)行交互。保證數(shù)據(jù)的安全性。

表現(xiàn)層采用的是JSP技術(shù),主要用于頁(yè)面顯示及用戶交互操作，負(fù)責(zé)傳送請(qǐng)求和接受structs響應(yīng)，Structs將接收到的消息委派給響應(yīng)的Action進(jìn)行處理。

中間層采用的是Spring，負(fù)責(zé)向Action提供業(yè)務(wù)模型組件和該組件的協(xié)作對(duì)象完成業(yè)務(wù)邏輯，并提供對(duì)事物的處理，并保證數(shù)據(jù)的完整性。

數(shù)據(jù)服務(wù)層采用Hibernate

Hibernate主要是封裝數(shù)據(jù)庫(kù)的操作并持久化數(shù)據(jù)，便于對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、插入、刪除、修改等操作。

基于Web的設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作原理如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與運(yùn)行環(huán)境

1）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境。

C/S體系部分的軟件基于WINDOWS操作系統(tǒng)和 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)工具是 Power-Builder。B/S體系部分的軟件基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和IBM Websphere平臺(tái)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)工具是Eclipse。

2）系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。

服務(wù)器端：小型機(jī)，Unix操作系統(tǒng)，IBM Websphere Application Server，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。

C/S體系客戶端：PC機(jī)，Windows操作系統(tǒng)，Oracle Runtime，PB Runtime。

B/S體系客戶端：PC機(jī)，Windows操作系統(tǒng)，IE瀏覽器。

圖2 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)中，用戶瀏覽器選擇Internet Explore 6.0以上版本，服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用 Windows Sever 2008，Web服務(wù)器采用tomcat8.0[1,17-19]，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用大型商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle10 g，應(yīng)用ODBC的DNS實(shí)現(xiàn)ASP/ADO對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的直接訪問(wèn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）將B/S架構(gòu)應(yīng)用于聚合物基復(fù)合材料設(shè)備管理中，形成一種基于網(wǎng)絡(luò)化信息化的設(shè)備全壽命管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的復(fù)合材料設(shè)備全壽命周期管理。

2）復(fù)合材料廠設(shè)備管理部門可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息管理及時(shí)掌握設(shè)備的整體狀況，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備信息的共享，最大限度地發(fā)揮了設(shè)備的作用，提高了設(shè)備管理的效率。

3）該管理系統(tǒng)可主要完成對(duì)設(shè)備前期論證、采購(gòu)、驗(yàn)收，設(shè)備使用階段的臺(tái)帳、檔案信息、維修保養(yǎng)、定檢、備件管理，后期報(bào)廢管理以及相關(guān)信息的發(fā)布、統(tǒng)計(jì)查詢、系統(tǒng)用戶的管理等設(shè)備全壽命周期管理功能。

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