基于W eb的CPC中工艺数据管理系统设计与开发

文/周瑞军赵志庭

根据美国咨询公司AberdeenGroup的定义，协同产品商务 （CollaborativeProductCommerce，简称CPC）是一类新的软件和服务，它使用Internet技术把产品设计、分析、制造、采购、销售、市场、服务和客户连成一个全球的知识网络，使得在产品商业化过程中承担不同角色，使用不同工具，在地理上或供应网络上分布的个人能够协作地完成产品的开发、制造以及产品全生命周期的管理。在本文中的作用是使制造企业内部各部门能够在CPC的平台下协同地进行工艺设计、制造和管理等，同时也能和外部的供应商、合作伙伴、制造商及客户组成动态联盟，共同分享产品信息，能够达到价值链整体优化的目的，从而提高了产品快速响应市场的能力。因此本文提出了基于Web的CPC中工艺数据管理系统实现与研究，详细阐述了该系统的组成和功能实现。

一、系统的整体框架结构

系统采用基于Web的三层B/S结构模式，能够将用户交互（表达逻辑）、应用业务处理（业务处理逻辑）和数据管理（数据管理逻辑）在逻辑上进行分离，功能上各自独立，各自完成其擅长的和应该完成的任务。从而构建了一个分布式工艺数据管理系统，分为用户层、应用服务器层和数据库层三个层次。

1.用户层

其作用是能够使供应商、合作伙伴、制造商、客户以及工艺设计组长、设备管理人员、工艺审核人员等不同部门通过Internet/Intranet进行实时的交互，提供一种可视化用户界面，用户端只需登录到CPC系统平台，就可以使企业内部工艺工作人员进行高效、准确的工艺编制、数据查询、工艺卡工序卡的输出以及对产品的整个工艺规划设计过程进行实时跟踪、监控和管理。

2.应用服务器层

应用服务器层由协同产品商务CPC系统平台和应用程序组成，其中CPC系统中的Web服务器能够处理用户发出的HTTP请求，并解释系统中应用程序返回的处理结果。应用程序是由许多分布式对象封装的独立功能模块组成，具体如下：

（1）权限管理。权限管理引入“角色”这个概念来进行分组，角色代表用户登录到系统以后被赋予的权限的组合，这样，用户根据密码登录进入系统中，根据其选定角色，系统为其分配一组权限，根据这组权限，系统可以控制该用户进入系统中的行为。

（2）任务管理。首先由总工程师将产品及零件进行任务分配，确定任务负责人、任务编号、任务内容及起始时间等管理信息，然后定义任务间的时序关系，并将任务分配到动态联盟中的伙伴企业。形成各伙伴企业的工艺编制任务清单，各伙伴企业根据其自身的设备及工艺条件决定是接受任务还是修改反馈任务。

（3）工艺卡管理。由于工艺过程设计是连接CAD和CAM的中间环节，故须从CAD中获取产品的设计信息，并根据产品数据库、工艺数据库、工艺资源库及工艺知识库进行工艺设计。工艺卡管理首先必须接受设计文件，之后对设计文件进行工艺分析，制定工艺设计过程包括工序、工步等，最后制定出工艺卡，以卡片的形式输送给客户。

（4）工艺流程管理。工艺人员协同进行工艺设计，编制工艺文件，其他工艺人员对工艺文件进行校对；校对完之后工艺编制人员提交工艺文件进行审核；审核人员审核通过后，最后总工艺师批准工艺文件。这样能够保证工艺设计全过程正确无误地进行，同时也能监控工艺设计过程的执行情况，使正确的任务在正确的时间发送到正确的企业用户。

（5）工时材料定额管理。工时材料定额管理模块主要包括三爪卡盘、主轴回转、移动拖板、移动尾座及材料费、机床工人工资、机床电费等。对工时材料进行合理的管理，能够缩短辅助时间的消耗，节约成本，提高劳动生产率。

3.数据库层

主要包括产品数据库（包括BOM表信息、各零件的CAD信息、原料信息）、工艺数据库（包括工艺卡片表、工艺流程表、工艺审核表、材料定额表和工时定额表等）、工艺资源库（设备资源、机床、刀具、量具、切削参数、切削余量等）以及工艺知识库。通过ADO和JDBC-ODBC桥接技术实现数据库驱动，负责与数据源的交互即数据的查询、添加、修改、删除以及从数据库中读出数据等操作。

二、系统的数据库设计

系统的数据库服务器采用了基于结构化查询语言（Structured Quevy Language，SQL）和多线程的关系型数据库管理系统SQLSERVER2000，具有使用简单、高性能、伸缩性强、可扩展性强等特点，实现与Internet和WindowsNT操作系统的无缝集成，以及在整个网络中保证数据库信息的完整性和一致性等优点。该系统数据库设计是在已有数据库的基础上建立数据库的过程，通过中性层（JSP+JavaBean+Servlet）提供的应用程序接口及ADO技术和JDBC-ODBC桥接技术可以编程实现对关系数据库中的数据的查询、添加、修改及删除等操作。在该系统数据库中包含的各种工艺信息数据表均通过一些关键字段（如零件图号、工艺编号、工序编号等）相互关联，各数据表间信息查询和管理，均通过关键字段来实现。所有的工艺信息的录入也都是通过CPC平台下的人机交互界面加以实现。

三、系统实现的关键技术

基于Web的CPC中工艺数据管理系统采用了B/S的三层结构作为开发模式，能够使商业逻辑从客户端分离出来，集中在中间服务器上，从而克服了C/S的缺陷。系统在技术上采用JSP与SQLServer2000数据库相结合，其中大部分核心代码利用JavaBean实现，例如与数据库的连接及对数据库的查询、添加、修改、删除等操作都是通过JavaBean组件实现的，这样可以将系统内的数据封装起来，从而能够保证工艺数据的一致性、正确性和安全性。

四、结语

基于Web的CPC中工艺数据管理系统不仅能够使制造企业内部各部门协同地进行工艺设计、制造和管理，还能使外部供应商、合作伙伴、制造商及客户通过CPC平台对产品的整个工艺规划过程进行实时跟踪、监控和管理，彼此相互交流合作，共享数据，从而确保了数据的一致性和正确性。