基于再制造云服務(wù)平臺的再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)開發(fā)

覃頻頻，欒光燦，楊春蘭，陸夏萍

QIN Pin-pin, LUAN Guang-can, YANG Chun-lan, LU Xia-ping

（廣西大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南寧 530004）

0 引言

作為“工程機(jī)械零部件再制造云服務(wù)平臺”的重要組成部分，工程機(jī)械零部件再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)（Remanufacturing Technology Integrated Information System，RTS）對再制造企業(yè)主要有三個方面的實用意義：第一，完善和歸整了技術(shù)資料庫，實現(xiàn)再制造技術(shù)資源的高度共享；第二，建立失效分析和修復(fù)案例庫，為后續(xù)的再制造提供技術(shù)指導(dǎo)；第三，利用計算機(jī)模擬業(yè)內(nèi)專家的失效分析和修復(fù)推理思維并建立推理機(jī)制。RTS對工程機(jī)械零部件再制造有積極的應(yīng)用價值，可以全面實現(xiàn)對工程機(jī)械零部件再制造提供輔助決策支持[1～4]。

1 RTS系統(tǒng)分析

一個完整的信息系統(tǒng)必須包含系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)三個主要部分。系統(tǒng)需求分析和系統(tǒng)設(shè)計是系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)的必要前提[5]。采取實地發(fā)放調(diào)查問卷和個別訪談的方式對RTS系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，了解目標(biāo)用戶的需要，最終歸納出用戶對系統(tǒng)的七大需求：功能需求、邏輯需求、運行需求、性能需求、安全性需求、易用性需求和界面需求。

1.1 RTS系統(tǒng)的功能需求

工程機(jī)械零部件再制造的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括：預(yù)清洗、拆卸、清洗、舊件評估、失效分析和修復(fù)、出廠試驗，RTS系統(tǒng)從每個技術(shù)環(huán)節(jié)著手來逐個分析系統(tǒng)的功能需求。RTS系統(tǒng)的UML用例圖如圖1所示。

1）清洗拆卸模塊。主要為用戶提供零部件的清洗工藝、拆卸工藝和對應(yīng)的清洗拆卸示意圖等信息。

2）舊件評估模塊。從技術(shù)性評估、經(jīng)濟(jì)性評估兩個方面評價零部件的可再制造性。

3）失效分析和修復(fù)模塊。采用RBR和CBR兩種推理方法，RBR方法包括失效分析推理和失效分析庫管理，CBR方法包括案例推理和案例庫管理。

（1）失效分析。失效分析采用五級層次故障樹分析法，即依次選擇零部件類別、零部件名稱、失效/故障部位、失效/故障現(xiàn)象、典型特征，由此得出對應(yīng)的失效原因和修復(fù)措施，并附上失效/故障示意圖。

（2）案例推理。案例推理的方法同失效分析方法。

（3）失效分析和修復(fù)庫管理和案例庫管理可用來對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化管理，即同一種結(jié)果的不同呈現(xiàn)方式。

（4）檢索。失效分析庫和案例庫檢索均包含單項檢索和組合檢索，單項檢索即為單個字段的檢索，組合檢索即為多個字段的檢索。失效分析單項檢索是零部件類別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象、修復(fù)措施四個字段的“或”關(guān)系檢索；失效分析組合檢索是零部件類別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象三個字段的“與”關(guān)系檢索；案例庫單項檢索是零部件類別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象、修復(fù)措施、案例ID、案例描述、案例起止時間七個字段“或”關(guān)系檢索；案例庫組合檢索是零部件類別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象三個字段“與”關(guān)系檢索。

圖1 系統(tǒng)功能需求分析UML用例圖

4）試驗?zāi)K。該模塊是再制造技術(shù)環(huán)節(jié)的最后一步，是對再制造零件的質(zhì)量控制，決定著客戶對產(chǎn)品的滿意度。其主要包括檢測項目、檢測內(nèi)容、檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測設(shè)備。

5）用戶管理模塊。該模塊是對用戶以及用戶的權(quán)限進(jìn)行管理，設(shè)置管理員、普通用戶的操作權(quán)限。

6）數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。數(shù)據(jù)可導(dǎo)出到各類辦公軟件中，并自動生成A4格式打印報表。

1.2 RTS系統(tǒng)的邏輯需求

為實現(xiàn)以上需求功能，需要一個數(shù)據(jù)庫來做數(shù)據(jù)支撐。用戶管理模塊需要包含用戶表、角色表；清洗拆卸模塊需要包含清洗拆卸表；舊件評估模塊需要包含評估主表、評估從表、評估從表2、評價等級表；失效分析和修復(fù)模塊需要包含失效分析目錄名稱表、失效分析和修復(fù)表、案例庫目錄名稱表、案例庫表、修復(fù)成效表；出廠試驗?zāi)K包含出廠試驗主表、出廠試驗從表。系統(tǒng)頂層和中層復(fù)合數(shù)據(jù)流圖如圖2所示。

2 RTS系統(tǒng)設(shè)計

2.1 RTS系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

在以上需求分析的基礎(chǔ)上設(shè)計系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)，主要包括：清洗拆卸模塊、舊件評估模塊、失效分析和修復(fù)模塊、試驗?zāi)K、用戶管理模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。各模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2 RTS系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計

某工程機(jī)械零部件再制造企業(yè)組織架構(gòu)包括技術(shù)支持部、質(zhì)量部、市場部3個部門和1個再制造工廠。根據(jù)各自的職能和現(xiàn)行業(yè)務(wù)流程，制定了圖4所示的業(yè)務(wù)流程圖。采用業(yè)務(wù)流程建模與標(biāo)注BPMN方法來描述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯[6]。

圖2 系統(tǒng)邏輯需求分析數(shù)據(jù)流圖

圖3 系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)

2.3 RTS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.3.1 RTS系統(tǒng)的概念設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要包括概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計三大過程，采用E-R圖來描述數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計，圖5即為案例庫模塊的E-R圖[7]。

2.3.2 RTS系統(tǒng)的邏輯設(shè)計

根據(jù)圖2，數(shù)據(jù)庫共需清洗拆卸表等13個數(shù)據(jù)表；由概念設(shè)計可知，數(shù)據(jù)庫共需零部件名稱等96個字段。如表1所述即為出廠試驗的數(shù)據(jù)表模型。

圖4 系統(tǒng)的BPMN業(yè)務(wù)邏輯結(jié)構(gòu)

圖5 案例庫模塊E-R圖

2.3.3 RTS系統(tǒng)的物理設(shè)計

系統(tǒng)選擇最新的SQL Server 2012作為數(shù)據(jù)庫，并將其安裝在Windows Server 2012的服務(wù)器上，配備3.2GHz四核CPU、8GB內(nèi)存，數(shù)據(jù)庫采取SQL Server和Windows雙重身份驗證模式。

3 RTS系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 RTS系統(tǒng)的開發(fā)

采用了Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境中擅長業(yè)務(wù)應(yīng)用程序開發(fā)的LightSwitch作為開發(fā)工具，以Visual Basic作為編程語言，遵循表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)層三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式，系統(tǒng)的失效分析推理子模塊效果如圖6[8]所示。

圖6 失效分析推理子模塊效果圖

表1 出廠試驗主表

3.2 RTS系統(tǒng)的部署

采用三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行部署。根據(jù)系統(tǒng)需求分析，目標(biāo)用戶在Windows桌面和Web瀏覽器中都能運行應(yīng)用程序，因此RTS系統(tǒng)采取雙向部署，即把系統(tǒng)同時部署在桌面客戶端（胖客戶端）和Web客戶端（瘦客戶端）上[9]。

4 結(jié)論

在某工程機(jī)械再制造企業(yè)的“工程機(jī)械零部件再制造云服務(wù)平臺”上建立了再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)。完成了基于三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式下的再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)開發(fā)。所開發(fā)的系統(tǒng)為工程機(jī)械零部件再制造技術(shù)提供輔助決策支持，實現(xiàn)了再制造技術(shù)信息共享，真正使再制造步入了信息化和網(wǎng)絡(luò)化道路。

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