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基于组件的设备管理信息系统的研究与实现

来源：欧得旅游网

第10卷第9期2004年9月

计算机集成制造系统

ComputerIntegratedManufacturingSystemsVol.10No.9Sep.2004

文章编号:1006-5911(2004)09-1095-05

基于组件的设备管理信息系统的研究与实现

王军强,孙树栋,柴永生,司书宾

(西北工业大学机电工程学院,陕西　西安　710072)

　　摘　要:生产设备管理的好坏直接影响车间生产任务的质量和进度,为了对设备管理业务进行整合、优化,讨论了满足集成环境下设备管理信息系统的功能;选用三层结构体系,分析了设备管理信息系统的组件划分;采用

Delphi语言完成了组件及最终信息系统的开发,实现了设备日常业务管理、相关决策支持以及系统集成等功能,并

先后在两家企业的制造车间投入使用,效果显著。

关键词:设备管理信息系统;组件;重用;客户机/服务器;三层体系结构中图分类号:TH166　　　文献标识码:A

0　引言

生产设备是制造企业的重要资源。设备管理的好坏直接影响车间生产任务的质量和进度,是制约

生产的重要因素。而现行制造业中设备的管理大多数还处在比较落后的阶段,主要体现在:①以手工方式处理数据,维护费时费力;②设备状态、能力、负荷等动态信息反馈不及时,且现行管理手段无法向管理人员提供相应的提示、报警信息;③设备的保养、维修等业务缺乏规范化管理。

目前,设备管理的功能研究大多集中在比较的业务处理上(如设备维修[1]、备件[2]管理等),没有从整体上对设备管理进行深入研究,弱化了设备管理与外系统的集成问题;而且,现行的设备管理信息系统还未采用组件化实现方式。

笔者在对航空制造企业广泛调研的基础上,对设备管理的业务进行了整合、优化,采用三层体系结构,设计出了适应企业资源计划[3](EnterpriseRe2sourcesPlanning,ERP)系统应用的设备管理信息系统(EquipmentManagementInformationSystem,EMIS)。在具体开发和实现手段上,采用组件化的

收稿日期:2003-02-20;修订日期:2004-03-03。

思想和方法。

1　系统功能划分与接口设计

111　功能树

遵循把相对的事物处理过程作为一个模

块、尽可能提高单个模块的内聚度、减少不同功能模块之间耦合度的原则,把设备管理划分为功能模块:系统管理、基础设置、前期管理、资产管理、使用管理、保养维修管理、辅料附件管理和查询统计管理,其功能树如图1所示,其中:

(1)设备的系统管理通过用户/角色/权限三级控制策略,实现EMIS的权限控制,为整个系统提供安全保障。

(2)基础设置管理包括设备分类、设备状态分类、故障/事故类型、润滑方式、人员、部门等基本信息,负责定义和统一组织EMIS所有公用信息,并被其他模块共享和使用,为EMIS提供基础数据支持。

(3)设备的前期管理包括设备需求计划、购置计划以及设备验收等。

(4)设备的资产管理包括新设备的登记入账、建卡以及设备的闲置/封存/启用、转调、报废等。

基金项目:国家863/CIMS主题资助项目(2001AA412150,2003AA411110)。

作者简介:王军强(1977-),男,陕西宝鸡人,西北工业大学机电工程学院博士研究生,主要从事计算机集成制造系统、可重构车间生产管理等

研究。E-mail:wjq@mail.nwpu.edu.cn。

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(5)设备的使用管理包括设备的操作培训、交接

实提高企业的设备管理水平。

班记录、设备检查和故障/事故处理等。

(6)设备的保养维修管理包括设备的润滑管理、保养管理和维修管理。

(7)辅料附件管理包括处理设备保养、维修所需备件的出/入库、台账、盘点以及备件需求计划制定等业务管理。

(8)查询统计包括给企业管理人员、操作工人和其他子系统提供详尽准确的设备相关信息和决策信息,并以图表相结合的方式显示汇总分析结果。

112　各功能块间的关系

设备管理系统内部各功能模块之间的信息传递

和交互关系如图2所示。

113　与相关系统之间的关系

设备的能力平衡及负荷情况是制订和实施车间

生产计划的重要因素,因此,设备管理和车间生产计划有密切的信息交互。除此之外,EMIS还与成本管理子系统、计算机辅助工艺设计(CAPP)子系统等有信息交互,如图3所示。EMIS通过准确、迅速的信息反馈,为提高设备的利用率,保障车间生产计划按期完成提供科学、准确的依据。114　与ERP系统之间的关系

在设计EMIS时,充分考虑了与ERP之间的信息集成(如图4),以实现企业级的设备资源共享,切

2　体系结构设计

211　两层结构(C/S模式)

从逻辑上说,一个典型的应用可以分成表示逻

辑、业务逻辑、事务逻辑和数据逻辑四部分。

一般情况下,表示逻辑在客户端;事务逻辑、数据逻辑在服务器端;而业务逻辑则不确定,可以在客

(胖”户端“客户端/“瘦”服务器),也可以在服务器端

第9期王军强等:基于组件的设备管理信息系统的研究与实现1097

(瘦”“客户端/“胖”服务器),或二者兼而有之。

两层结构对于规模较小、复杂程度较低的信息系统比较合适,但随着用户数量的增加,在开发和配置更大规模的企业应用中,两层结构逐渐显现出不足,表现在:

(1)当业务逻辑放在客户端时,网络负荷加大,

(1)设备管理界面可根据不同企业、不同用户的

特定需求方便定制。由于用户界面的改变同业务逻辑的改变互相隔离,互不影响,增强了系统的灵活性。

(2)针对企业设备业务需求变化,在不影响客户应用程序的情况下,只要升级业务服务器就可使应用系统动态适应企业业务规则的变化,增强了系统的适应性、可扩充性和可维护性。

(3)系统在应用服务器上对关键性的业务逻辑和敏感数据进行集中管理,增强了系统的安全性。

(4)不同客户端可同时使用共享在应用服务器上的数据和功能等资源,提高了系统的性能和开发效率。

(5)三层结构实际上也是目前Web应用采用的体系结构,方便系统向Web应用拓展。

影响业务响应速度,且应用系统的安全性不好,难以集中控制。

(2)当业务逻辑放在服务器端时,服务器的整体性能急剧下降,增加了服务器的负载和实现难度,无法适应多用户的需要。

(3)两层结构未把业务逻辑出来,难以胜任企业设备管理日益增长的业务需求。

212　三层结构(C/S模式)

三层结构把信息系统按功能划分为表示层、功

能层和数据层三层,分别放置在客户端、网络应用服务器端和数据库服务器端,如图5所示。

3　组件实现

根据以上的体系架构,考虑到软件的重用性、扩展性和易维护性,笔者选择了基于组件的开发方法[4]。

311　组件划分

根据软件重用的分类思想[5],以及对设备管理

(1)表示层　它是信息系统的用户接口部分,即

信息系统的功能分析,组件可划分为:

(1)系统管理中通过用户/角色/权限三级控制策略进行权限管理,在不同的应用环境中几乎不发生任何改变,因此可将它开发成的子系统,实现大粒度重用。

(2)EMIS从功能组成角度分析,可以抽取出基本功能组件、界面操作组件、报表操作组件、数据库操作组件、统计组件和错误处理组件等通用组件[6],这些组件可以被企业管理信息系统的其他子系统使用。①基本功能组件包括取值参考组件、系统登录组件和日志组件等;②界面操作组件包括用于控制数据显示格式的数据显示组件、数据浏览组件以及数据库树形结构组件等;③报表操作组件可以细分成报表打印组件与报表定义组件。根据报表的不同表现形式,报表格式定义组件包括表格报表组件、表单报表组件、主从表报表组件和复杂格式报表组件;④数据库操作组件包括数据连接组件、数据插入组件、数据修改组件、数据删除组件和数据查询组件等;⑤统计组件包括统计类别设置组件、图表显示定义组件和数据统计组件等;⑥错误处理组件包括数据编辑异常处理组件、系统冲突处理组件和登

人机界面。当用户接口发生变更时,只需改写显示控制程序和数据检查程序,而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围,不包括有关业务本身在内的处理逻辑。它的功能是提供用户与系统间信息交互的窗口,并显示输入/输出结果。

(2)功能层　它是应用的主体部分,系统中核心

的、易变的业务逻辑(规划、运作方法、管理模式等)就位于功能层中,它的功能是接收输入,处理后返回结果。

(3)数据层　即数据库管理系统(DBMS),负责数据的定义、维护、访问和更新等的数据服务以及管理,并响应业务服务提交的数据请求,执行大量数据的更新和检索。

三层结构将业务逻辑单独剥离出来,放在应用服务器(中间层)上,使整个系统的逻辑结构更加清晰,也在很大程度上解决了两层结构存在的问题。其优点体现在:

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录错误处理组件等。

(3)前期管理、资产管理、使用管理、保养维修管理和辅料附件管理等子系统的功能,通常需要根据具体用户的具体需求进行修改和扩充。如设备建卡入账、计划维修等。经过深入分析,逐步细化,最后归纳总结为信息接收组件、信息登记上账组件、数据锁定组件、信息审核组件、数据锁定范围组件、信息导入/导出组件和数据格式转换组件,具体描述如表1所示。

表1　EMIS系统业务功能组件细分

名　称信息接收组件信息登记上账组件数据锁定组件数据锁定范围组件信息审核修改组件信息导入组件信息导出组件数据格式转换组件

描　述

新设备、检修计划、工序加工设备信息、备份数据及

Word文档、图形图像等文件的接收

个应用实例。

新设备、转调设备、辅料附件等登记上账,执行出/入库操作,记录出/入库信息,修改相应台账(如设备台账,出入库流水账、库存台账等账册信息)

设备发生故障/事故、维修、闲置、封存时不能进行设备使用,辅料附件盘点时不能进行辅料附件的出/入库操作

设备闲置、封存可以进行保养,但不能进行使用;对超出合格证有效期的设备只能进行除停用操作外的任何操作

操作或业务审批完成后修改审核标志位;故障/事故、维修、报废审批确认后修改设备台账、设备状态标志位等

设备台账、保养记录、备件台账等的初始化,数据库备份信息的恢复等备份数据、日志、保养信息以及辅料附件月/年结转信息的手动/自动导出将设备台账、辅料附件流水账、日志等信息转换为.txt文件或Excel文件等

取值参照组件(TQZCZDialog)用于生成取值参

照的对话框,显示指定数据库中的指定表中的指定数据,并返回被选中记录的字段值,其中,属性P如式(1)所示,方法M如式(2)所示。

P={DataSet,Enabled,FormCaption,Name,

(1)FirstFieldValue,SecondFieldValue},

(2)　　　　　　　M={Excute}。

式中:DataSet—TADOQuery型,用于设置该组件对象操作的数据源。

Enabled—Boolean型,用于设置该组件对象是否有效,当属性值为True时组件可用,为False时组件不可用。

FormCaption—String型,用于设置取值参照组件对话框的标题。Name—String型,是组件对象的名称,用于标志该组件对象。

FirstFieldValue—String型,返回数据源中被选中记录的第一个字段的取值。

SecondFieldValue—String型,返回数据源中被

312　组件实现

Delphi6.0[7]是一个基于组件的应用程序开发

环境,它为用户提供了预定义的组件和可视化组件库(VisualComponentLibrary,VCL)管理,并支持COM/MTS/COM+和公用对象请求代理程序体系

结构(CORBA)组件开发,为组件的开发和应用提供了完整的解决方案。

图6中显示的是已编程实现的SIEM组件库,并安装到Delphi6.0的组件栏中。组件编译完成后可以在应用程序中被调用,实现特定的功能。组件已经应用于西北工业大学系统集成与工程管理研究所的项目中。

下面以调用取值参照组件(TQZCZDialog)为例,阐述其接口及调用,图7是它在设备管理中的一

选中记录的第二个字段的取值。

Excute—返回值为Boolean型,当方法执行成功时返回True,否则返回False。用来执行取值参照的功能,返回需要的属性。

4　结束语

本文开发的设备管理信息系统,有两个优点:

(1)选用三层结构体系,可以适应企业设备管理

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流程多变的情况,方便系统的升级维护和推广应用。

(2)采用基于组件技术的开发方法,提高了代码的重用性,提高了软件的可维护性和健壮性,降低了系统升级、调试的难度和代价。

EMIS可以为相关管理人员的决策提供数据支持,图8为设备故障停机台时月统计。该系统先后在两家航空企业制造车间投入使用,效益显著。据统计,设备完好率提高1.4%,设备的利用率提高28%,维修计划的编制效率提高40%,备件库存准确率提高21%,备件库存总量降低36%,并且账、物、卡相符率有了很大的改善。

　　mechanicalequipmentrepairing[J].MechanicalScienceandTech2

nology,1996,25(2):50-52(inChinese).[孙登坤.机械设备维

修管理系统的研究与开发[J].机械科学与技术,1996,25(2):

50-52.]

[2]　QINJianhua,LIZhi.Developmentandapplicationofspareparts

managementbasedontheplantmanagementinformationsystem[J].JournalofWuhanInstituteofChemicalTechnology,2001,23(1):75-76(inChinese).[秦建华,李　智.基于设备管理信

息系统中备件管理的开发与研究[J].武汉化工学院学报,

2001,23(1):75-76.]

[3]　CHENGKong,GEYang.PrincipleandapplicationofMPR/

ERP[M].Beijing:TsinghuaUniversityPress,2002(inChi2nese).[程　控,革　扬.MPR/ERP原理与应用[M].北京:清

华大学出版社,2002.]

[4]　MEIH,HANGL,YANGFQ.Acomponent-basedsoftware

configurationmanagementmodelanditssupportingsystem[J].JournalofComputerScienceandTechnology,2002,17(4):432-441.

[5]　ZHANGZhihua,QUANBingzhe,JINChunzhao.Large-scale

softwarereuse[J].ComputerScience,1997,24(2):69-73(inChinese).[张志华,全炳哲,金淳兆.大粒度软件复用[J].计算

机科学,1997,24(2):69-73.]

[6]　XIEGuiliang,JIANGLin,SUNShudong.Component-based

modelofworkshopmanagementinformationsystem[J].ComputerEngineeringandApplications,2002,38(8):16-17(inChinese).[谢规良,江　琳,孙树栋.基于组件的车间管理信息系统模型[J].计算机工程与应用,2002,38(8):16-17.]

[7]　GENGHongyun,CHENZhanlin,ZHAOZongfu.Comprehen2

sivecomponentforDelphi6[M].Beijing:PublishingHouseofElectronicsIndustry,2002(inChinese).[耿宏运,陈战林,赵宗

参考文献:

[1]　SUNDengkun.Researchanddevelopmentofmanagementof

福,等.Delphi6组件大全[M].北京:电子工业出版社,2002.]

Researchandimplementationofequipmentmanagementinformationsystembasedoncomponent

WANGJun-qiang,SUNShu-dong,CHAIYong-sheng,SIShu-bin

(Coll.ofMechanicalandElectricalEng.,NorthwesternPolytechnicalUniv.,Xi’an　710072,China)Abstract:Tooptimizetheequipmentmanagementbusiness,anEquipmentManagementInformationSystem(EMIS)formanufacturingenterpriseswaspresented.First,thefunctionsofEMISweregivenbasedonthecomprehensiveinvestigationoftheenterprises’requirements,andinformationintegrationofEMISwasdis2cussed.Next,thethree-tierClient/Server(C/S)architecturewasselectedcomparingwiththetwo-tierC/Sarchitecture,andcomponentclusteringforEMISwasdesigned.Moreover,theEMISbasedonthesecompo2nentswasdevelopedsuccessfullyusingDelphi6.0.RunningresultsintwoenterprisesshowedthattheEMIShasimprovedtheirdailyequipmentmanagementefficiently,providedprecisedecision-makinginformationforthemanagerandwaswellintegratedwithothermanagementinformationsystems.

Keywords:equipmentmanagementinformationsystem;component;reuse;client/server;three-tierarchitecture

Received20Feb.2003;accepted03Mar.2004.

Foundationitem:ProjectsupportedbytheNationalHigh-Tech.R&DProgram,China(No.2001A412150,2003AA411110).

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