卷煙設(shè)備數(shù)字化輔助維修工具的探索與實(shí)踐

曹興強(qiáng)

摘要：通過將數(shù)字化維修理念引入設(shè)備維修工作中，形成一個(gè)高度智能化的技術(shù)管理平臺(tái)。本次研究從滿足設(shè)備維修的需求出發(fā)，以圖紙、文檔為著手點(diǎn)，運(yùn)用多維復(fù)合信息查詢技術(shù)，將與設(shè)備相關(guān)的各種圖紙資料、軟件備份、備件信息、狀態(tài)信息等要素系統(tǒng)地融合在一起，形成完整的信息共享平臺(tái)，更加方便、高效的指導(dǎo)煙機(jī)設(shè)備維修工作。

Abstract： By introducing the concept of digital maintenance into equipment maintenance， a technology management platform with high intelligent is formed. From meeting the needs of equipment maintenance， this paper takes drawings and documents as starting point， uses multidimensional composite information query technology to systematically fuse the various related drawings and equipment information， software backup， spare parts information， information status and other elements in together， form a complete information sharing platform， so as to more commodiously and efficiently guide the machine equipment maintenance work.

關(guān)鍵詞：數(shù)字化輔助維修工具；煙機(jī)設(shè)備；維修

Key words： digital auxiliary maintenance tool；cigarette equipment；maintenance

中圖分類號(hào)：TF576.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）05-0160-03

0 引言

目前在煙機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)已經(jīng)有成熟的數(shù)字化應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到制造全過程的數(shù)字化。部分卷煙機(jī)械設(shè)備出廠時(shí)，已能向用戶提供符合前三階段特征的ETM（電子技術(shù)手冊(cè)）。但受限于歷史原因，特別是從紙質(zhì)化圖紙到數(shù)字化制造的過渡期，各個(gè)歷史時(shí)期積累了各自不同的大量類型的圖紙及技術(shù)資料，受各方面條件限制，短期內(nèi)老舊機(jī)型已不可能從制造廠家獲得新的ETM。雖然第5類IETM已經(jīng)提出概念，但較低級(jí)別的電子技術(shù)手冊(cè)目前仍然有著各自的應(yīng)用價(jià)值，特別是4類以下的電子手冊(cè)在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)勢。本次研究既以4類以下的電子技術(shù)手冊(cè)為目標(biāo)，著重研究其在煙機(jī)設(shè)備維修工作中的實(shí)際應(yīng)用。

1 軟件系統(tǒng)功能介紹

1.1 實(shí)時(shí)查看圖紙信息

支持實(shí)時(shí)查看更新的文檔信息，完成對(duì)維修信息的檢索查看，通過樹型圖與組合關(guān)鍵詞進(jìn)行操作。列表內(nèi)容包括文件名、文件大小、日期、文件格式，如果是超大pdf提供下載地址，對(duì)于Pdf文檔支持按頁碼查詢檢索，對(duì)于word、excel、ppt提供下載地址，視頻格式的打開視頻播放器查看。

1.2 多格式文件支持

本系統(tǒng)支持AVI；MP4；MKV等視頻格式，對(duì)于這些格式的支持可以達(dá)到和本應(yīng)用的無縫結(jié)合。AVI是Windows上的視頻格式，在Android上是不支持的，項(xiàng)目組通過增加相關(guān)Android上的解碼器，可對(duì)此格式在Android上完美支持。這就增加了Android和PC之間的視頻格式通用性，方便視頻文件的管理和查看。

本系統(tǒng)支持PPT；Word；Excel；PDF，圖片等文件格式。對(duì)于這些格式可以在本應(yīng)用內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫支持。這對(duì)于資料文檔的管理和查看提供了便利性。

1.3 自由屬性擴(kuò)展

本系統(tǒng)提供了圖文資料、維修管理、零配件等模塊自由屬性的擴(kuò)展，擴(kuò)展個(gè)數(shù)不超過10個(gè)。并提供了自由屬性的更改和刪除，以及添加功能，滿足用戶不同需求，方便用戶對(duì)自由屬性的管理。

使用了jquery的第三方插件datatable，提供了友好的頁面展示。服務(wù)器應(yīng)用程序業(yè)務(wù)處理采用Spring框架，屏蔽掉傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)與界面嚴(yán)重耦合的的缺點(diǎn)，例如：屬性只能添加，不能刪除；或者只能添加，不能修改等缺陷，實(shí)現(xiàn)了較為完善的屬性擴(kuò)展，在一定的程度上真正實(shí)現(xiàn)了“自由”擴(kuò)展。

1.4 樹形目錄管理

資料的管理脫離不了目錄，傳統(tǒng)的目錄管理雜亂無章。本系統(tǒng)的目錄管理采用了jquery的第三方插件Ztree。zTree是一個(gè)依靠jQuery實(shí)現(xiàn)的多功能“樹插件”。優(yōu)異的性能、靈活的配置、多種功能的組合是zTree最大優(yōu)點(diǎn)。Ztree優(yōu)異的性能擺脫了傳統(tǒng)目錄管理方面需要較長等待時(shí)間的缺點(diǎn)。靈活的配置，使得實(shí)現(xiàn)方式脫離內(nèi)容，克服了傳統(tǒng)的目錄管理方式頁面嚴(yán)重依賴于內(nèi)容的缺陷，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)容的更改而對(duì)程序進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)。多種功能的組合使得本系統(tǒng)的目錄管理界面簡潔大方，而功能方面不會(huì)有任何損失。

1.5 多級(jí)權(quán)限管理

本系統(tǒng)的權(quán)限管理采用了樹形架構(gòu)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)一下幾個(gè)方面：①界面清晰，簡潔。樹形結(jié)構(gòu)符合人類傳統(tǒng)的思維方式，結(jié)構(gòu)一目了然。②功能完善。傳統(tǒng)的權(quán)限管理，因?yàn)楦鞣N原因，往往局限于一級(jí)目錄的管理，不能夠做到更為深入和細(xì)化。嚴(yán)重影響效率，也達(dá)不到真正的管理效果。而多級(jí)權(quán)限管理的方式能夠更為深入和細(xì)化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的權(quán)限管理。

2 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)概況

本系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，涉及到4個(gè)部分，數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器應(yīng)用程序、平板設(shè)備以及客戶機(jī)瀏覽器。

數(shù)據(jù)庫主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理。

服務(wù)器應(yīng)用程序位于數(shù)據(jù)庫與客戶端之間，對(duì)于數(shù)據(jù)庫來說，服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和保存。對(duì)于客戶端來說，服務(wù)器應(yīng)用程序就像一個(gè)數(shù)據(jù)提供者，根據(jù)客戶端的需要，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，并返回給客戶端。這里的客戶端可以是平板設(shè)備，也可以是客戶機(jī)上的瀏覽器。

2.2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫采用了POSTGRES。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2.2.1 功能特點(diǎn)

POSTGRES提供了目前最豐富的數(shù)據(jù)類型支持，例如IP類型和幾何類型，這點(diǎn)部分商業(yè)數(shù)據(jù)庫也不具備。其次，POSTGRES是唯一一種自由軟件的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)完整性檢查、多版本并行控制系統(tǒng)、子查詢、支持事務(wù)等特性，是一個(gè)全功能的自由軟件數(shù)據(jù)庫。

2.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

POSTGRES采用的是一個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器端守護(hù)進(jìn)程的模式，即C/S（client/server）結(jié)構(gòu)，該模式的原理是客戶端將查詢請(qǐng)求發(fā)給守護(hù)進(jìn)程，守護(hù)進(jìn)程對(duì)其進(jìn)行分析并生成規(guī)劃樹，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索處理，最后將結(jié)果格式化并輸送到客戶端。通常數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都會(huì)采用統(tǒng)一的客戶端C接口，如此便于客戶端程序的編寫。很多客戶端接口都來自這個(gè)C接口，比如C/C++，Tcl，Perl，Python，JDBC，ODBC，ESQL等，并且POSTGRES對(duì)接口的兼容性很強(qiáng)，基本上所有類型的數(shù)據(jù)庫客戶端接口都支持。

2.3 WEB端技術(shù)說明

2.3.1 應(yīng)用程序框架

系統(tǒng)使用最新的SSH框架，版本是Struts2+Spring3.0 +Hibernate3.0。Struts作為系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)MVC的分離，在Struts框架的模型部分，控制業(yè)務(wù)跳轉(zhuǎn)，利用Hibernate框架對(duì)持久層提供支持。Spring具有兩方面的功能，一是負(fù)責(zé)查找、定位、創(chuàng)建和管理對(duì)象及對(duì)象之間的依賴關(guān)系，這時(shí)其是一個(gè)輕量級(jí)的IoC容器；二是保證Struts和Hibernate正常運(yùn)行。（圖2）

由SSH構(gòu)建系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)流程是：

①在表示層中，首先利用JSP頁面實(shí)現(xiàn)交互界面，進(jìn)行傳送請(qǐng)求（Request）和接收響應(yīng)（Response），之后依據(jù)配置文件（struts-config.xml）Struts把ActionServlet接收到的Request委派給相應(yīng)的Action處理。

②在業(yè)務(wù)層中，管理服務(wù)組件的Spring IoC容器負(fù)責(zé)向Action提供業(yè)務(wù)模型（Model）組件和該組件的協(xié)作對(duì)象數(shù)據(jù)處理（DAO）組件完成業(yè)務(wù)邏輯，并提供事務(wù)處理、緩沖池等容器組件以提升系統(tǒng)性能和保證數(shù)據(jù)的完整性。

③在持久層中，則依賴于Hibernate的對(duì)象化映射和數(shù)據(jù)庫交互，處理DAO組件請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，并返回處理結(jié)果。

2.3.2 表示層strut2特性

Struts實(shí)際上是MVC的一種實(shí)現(xiàn)，它將JSP標(biāo)記和Servlet結(jié)合起來了，因此Struts不僅具備MVC的各項(xiàng)特性，還對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)新和改造，使得Struts的視圖層更加富有變化。此外，為使Struts的系統(tǒng)更加清晰，還在其內(nèi)安裝了頁面導(dǎo)航功能。如此只需一個(gè)配置文件，就可以將整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分聯(lián)系起來，還給后期的維護(hù)提供了便利性。

2.3.3 業(yè)務(wù)層Spring3特性

本系統(tǒng)的服務(wù)層采用了Spring開源框架。框架的主要優(yōu)勢之一是分層架構(gòu)，分層架構(gòu)允許使用者選擇使用哪一個(gè)組件，同時(shí)為J2EE應(yīng)用程序開發(fā)提供集成的框架。

①系統(tǒng)具有更好的遷移性和靈活性。

②系統(tǒng)具有更好的可維護(hù)性。

③系統(tǒng)冗余代碼減少，更加干凈，簡潔，易于維護(hù)，同時(shí)占用較少的空間，獲得更高的性能。

2.3.4 持久層Hibernate3特性

Hibernate是一個(gè)開放源代碼的對(duì)象關(guān)系映射框架，它對(duì)JDBC進(jìn)行了非常輕量級(jí)的對(duì)象封裝。不僅可以被應(yīng)用在Java的客戶端程序和Servlet/JSP的Web中，還能夠被應(yīng)用在EJB的J2EE架構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化。

利用上述開發(fā)模型，可將視圖、控制器與模型進(jìn)行完全的分離，不僅如此，還能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層與持久層的分離。如此一來，由于隨著數(shù)據(jù)庫的變化，前端并不會(huì)受到影響，且模型層的改動(dòng)很小，系統(tǒng)的可復(fù)用性得到了很好的發(fā)展，此外，由于不同層之間耦合度小，更加有益于團(tuán)隊(duì)工作的開展，有效提高了開發(fā)效率。

2.4 PAD端技術(shù)說明

2.4.1 技術(shù)規(guī)劃

PAD端技術(shù)規(guī)劃上采用C/S架構(gòu)，分為數(shù)據(jù)平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)和WEB服務(wù)平臺(tái)，如圖5表示。

PAD端的開發(fā)是基于Android完成的。Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫層和Linux內(nèi)核層。在本系統(tǒng)中我們進(jìn)一步把應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)邏輯拆分成三種特殊的實(shí)現(xiàn)：

①Activity：帶顯示與交互能力的部分；

②Service：不帶顯示與交互能力的部分；

③Content Provider：在功能交互之外，提供數(shù)據(jù)交互能力的部分。

2.4.2 應(yīng)用程序框架

系統(tǒng)可以完全訪問核心應(yīng)用程序所使用的API框架。該應(yīng)用程序的架構(gòu)設(shè)計(jì)簡化了組件的重用；任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布它的功能塊并且任何其它的應(yīng)用程序都可以使用其所發(fā)布的功能塊，遵循框架的安全性。同樣，該應(yīng)用程序重用機(jī)制也使用戶可以方便的替換程序組件。

隱藏在每個(gè)應(yīng)用后面的是一系列的服務(wù)和系統(tǒng)，其中包括：

豐富而又可擴(kuò)展的視圖（Views），可以用來構(gòu)建應(yīng)用程序，它包括列表（Lists），網(wǎng)格（Grids），文本框（Text boxes），按鈕（Buttons），甚至可嵌入的web瀏覽器。

內(nèi)容提供器（Content Providers）使得應(yīng)用程序可以訪問另一個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)（如聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫），或者共享它們自己的數(shù)據(jù)。

資源管理器（Resource Manager）提供非代碼資源的訪問，如本地字符串，圖形，和布局文件（Layout files ）。

通知管理器（Notification Manager）使得應(yīng)用程序可以在狀態(tài)欄中顯示自定義的提示信息。

活動(dòng)管理器（Activity Manager）用來管理應(yīng)用程序生命周期并提供常用的導(dǎo)航回退功能。

3 效果評(píng)價(jià)

本次研發(fā)設(shè)計(jì)了一套適用于煙草行業(yè)特點(diǎn)的設(shè)備維修輔助工具。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)應(yīng)用，支持現(xiàn)場終端、手持終端顯示，支持有線、無線網(wǎng)絡(luò)通訊，常用數(shù)據(jù)離線緩存模式，更加適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場強(qiáng)干擾環(huán)境。其中在煙機(jī)設(shè)備維修中的應(yīng)用，工作效率提升達(dá)到50%以上，查閱圖紙的時(shí)間縮短70%，故障診斷符合率達(dá)到90%以上，對(duì)煙機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行提供了有效保障。

4 結(jié)語

本次研究資料收集范圍以卷接包及附屬設(shè)備為關(guān)注重點(diǎn)，覆蓋公司目前各主力設(shè)備，已收集資料可直接使用，減少了后期用戶的前期投入，推廣應(yīng)用更加便捷。由于煙機(jī)設(shè)備維修技術(shù)信息的特殊性，在制絲、咀棒等專賣設(shè)備維護(hù)工作中有很高的推廣利用價(jià)值。

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