0 引言
隨著信息技術(shù)以及管理技術(shù)的發(fā)展以及在制造業(yè)中的應(yīng)用，裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍的發(fā)展，同時(shí)被注入了強(qiáng)大的動力。這一類的技術(shù)一般被稱為企業(yè)信息化。
企業(yè)信息化主要是一套完整的流程。首先需要進(jìn)行信息采集，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)和互聯(lián)網(wǎng)信息，接著通過網(wǎng)絡(luò)等通信設(shè)備和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞，傳遞完成的信息將在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理，保存的信息將通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成平臺進(jìn)行信息的集成，然后根據(jù)要求進(jìn)行信息的處理，最后根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化的決策。企業(yè)信息化是指傳統(tǒng)企業(yè)的業(yè)務(wù)流程與計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品制造和銷售等一系列環(huán)節(jié)的效率提升，以提高企業(yè)的整體競爭力。其一般包括以下兩個(gè)部分：1）制造過程信息化。這個(gè)過程通過計(jì)算機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)輔助生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使得生產(chǎn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動化；2）管理信息化。通過計(jì)算機(jī)輔助企業(yè)管理的一些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動化決策。
本文將在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，研究信息化技術(shù)在船舶傳動裝置的應(yīng)用。
1 總體設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在船舶傳動裝置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，相比以前，船舶傳動裝置的設(shè)計(jì)速度和效率已經(jīng)得到明顯提高。然而由于在設(shè)計(jì)管理方面技術(shù)匱乏，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在船舶傳動裝置中的應(yīng)用也帶來了非常多的弊端，比如設(shè)計(jì)結(jié)果只能保存在計(jì)算機(jī)當(dāng)中，與紙質(zhì)材料存在管理差異。因此，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)之前需要設(shè)定總體的目標(biāo)，以解決這些弊端。總體目標(biāo)包括實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、電子文件的有效管理、數(shù)據(jù)分類管理與實(shí)現(xiàn)流程管理。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用 J2EE，J2EE 是美國 sun 公司開發(fā)的一種服務(wù)于企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，規(guī)范了分布式組件開發(fā)及其環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，其典型結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。包含客戶層、邏輯處理層和 EIS 層 3 層結(jié)構(gòu)，它具有獨(dú)立于硬件及操作系統(tǒng)、高效開發(fā)、支持異構(gòu)環(huán)境和企業(yè)信息集成便捷等優(yōu)點(diǎn)。
圖1 J2EE 典型結(jié)構(gòu)
采用基于MVC的B/S架構(gòu)。B/S為3層結(jié)構(gòu)的C/S模式。MVC是一種非常先進(jìn)的設(shè)計(jì)框架，通過采用MVC，開發(fā)人員可以有效整理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并且降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。
本系統(tǒng)總體分為，客戶層、表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層4層。客戶層主要包括Web瀏覽器和HTML/ExtJS；表示層由Web服務(wù)器組成，Web服務(wù)器主要由Web容器和 JSP/Serlvet組成。業(yè)務(wù)邏輯層主要由集成接口、結(jié)構(gòu)管控和設(shè)計(jì)重用等 EJB結(jié)構(gòu)組成；數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、零件實(shí)例庫和零件信息庫組成。4層結(jié)構(gòu)中相鄰2層結(jié)構(gòu)之間互相通信，通信方式包括 HTTP和JDBC。
2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)庫及設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)船舶傳動裝置數(shù)據(jù)信息模型時(shí)采用面向?qū)ο蟮拿枋龇椒āＡ悴考钱a(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理的主要對象。零部件包括軸承、聯(lián)軸器和齒輪等組成船舶的各個(gè)細(xì)微部分。零部件結(jié)構(gòu)關(guān)系來源于所有產(chǎn)品之間裝配的結(jié)構(gòu)關(guān)系。零部件按照預(yù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)關(guān)系可以組成需要的船舶結(jié)構(gòu)。零部件關(guān)聯(lián)文件存儲在系統(tǒng)管理中，描述了零部件的具體信息及相互之間的關(guān)系。
船舶傳動裝置零件信息模型的建立符合信息化的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)零件一致性等特征。其大致由，分別是零件層、特征層和屬性層3層結(jié)構(gòu)組成。第1層包含了零件的整體信息。第2層包含了每個(gè)零件的具體特性，比如精度、材料和管理等。第3層與第2層相對應(yīng)，包含著每個(gè)零件的細(xì)微特征，比如形狀屬性、技術(shù)屬性和精度屬性等。
每個(gè)船舶傳動裝置一般由多個(gè)具有一定功能的部件組成，每個(gè)功能部件同時(shí)又由零部件及更小的功能部件組成。將不同的零件、組件和部件裝配完成后就可以得到特定的產(chǎn)品。因此，產(chǎn)品的功能和機(jī)構(gòu)分類是一項(xiàng)十分基礎(chǔ)和必要的工作，包含在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理當(dāng)中。產(chǎn)品的分類可以按照功能結(jié)構(gòu)和組成結(jié)構(gòu)來進(jìn)行。
船舶產(chǎn)品的分類按照型號分段進(jìn)行，并且每個(gè)型號具有，產(chǎn)品、部套和零部件3個(gè)層次，同時(shí)以“數(shù)據(jù)樹”的方式逐漸分類。圖2所示為裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系層次模型圖。
圖2 裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系層次模型圖
為了清楚反映各個(gè)產(chǎn)品及部件的屬性，該系統(tǒng)將所有文件信息按照層級結(jié)構(gòu)集中起來，最后建立一個(gè)可以完整描述所有產(chǎn)品或者零部件的層級信息庫，也就是文件夾。對于船舶傳動裝置，其零部件可以擁有不止一個(gè)文件夾來存儲信息，只需要在不同文件夾之間建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)指針即可，從而可以有效提高產(chǎn)品管理的效率。通過PDM管理可以有效實(shí)現(xiàn)不同文件夾之間的關(guān)聯(lián)。PDM管理的核心是電子倉庫，其工作原理是物理文件和物理數(shù)據(jù)分離開來，并且通過元數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行連接。
本文的數(shù)據(jù)庫主要通過Oracle實(shí)現(xiàn)，當(dāng)創(chuàng)建好一個(gè)數(shù)據(jù)庫之后，需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的表。Oracle數(shù)據(jù)庫中， 主要包含的表類型有DBD、H EAP、ISAM、MERGE、MyIASM 以及InnoDB。其中DBD、InnoDB類型的表屬于安全類事物表，而其他類型屬于非安全類表。DBD數(shù)據(jù)表支持事務(wù)處理，可以為客戶提供功能-事務(wù)處理功能，可以在實(shí)際的數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)中根據(jù)日志進(jìn)行回滾操作，保證數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和動態(tài)特性。HEAP 表主要應(yīng)用于MySQL數(shù)據(jù)庫平臺，其主要特點(diǎn)是存取速度很快，因?yàn)樵摫碓趧討B(tài)內(nèi)存中建立了一個(gè)散列索引，在存儲和查詢操作時(shí)時(shí)間復(fù)雜度為O（1），且相對于磁盤動態(tài)內(nèi)存的讀寫速度更快。但是當(dāng)數(shù)據(jù)庫發(fā)生斷電時(shí)易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。IASM是傳統(tǒng)的表類型，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫中很少使用。MyIASM 表是從IASM 數(shù)據(jù)表衍生而來，對數(shù)據(jù)的讀寫采用有索引的順序訪問方法。該表類型的優(yōu)點(diǎn)在于可以檢查和修復(fù)表格，并且支持表的壓縮，可以節(jié)省數(shù)據(jù)庫占用數(shù)據(jù)空間。但是該表類型不支持事務(wù)安全，所以在發(fā)生意外情況時(shí)不可以根據(jù)日志對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行滾回操作。MERGE表類型是一種新型的MyIASM表，它在許多模塊進(jìn)行了優(yōu)化，主要提高了讀寫速度可搜索效率。InnoDB表集成了MyIASM表的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的滾回操作。當(dāng)數(shù)據(jù)庫存在大量的INSERT操作和UPDATE操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用該表類型。
考慮到對船舶傳動裝置建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，需要保證傳動系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)需要保證在發(fā)生未知錯(cuò)誤時(shí)可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫回滾到最后一次正確狀態(tài)。因此根據(jù)以上幾類表的特點(diǎn)，最終選擇InnoDB表類型用于實(shí)現(xiàn)船舶傳動裝置的數(shù)據(jù)庫。并且根據(jù)其實(shí)時(shí)性要求，在數(shù)據(jù)庫的讀寫部分進(jìn)行優(yōu)化，盡可能降低數(shù)據(jù)存儲及獲取的延時(shí)。
2.2 船舶傳動裝置數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境如下：操作系統(tǒng)為windows2000；以J2EE為開發(fā)語言， 以Eclipse為開發(fā)工具； 以JDK1.6.0為運(yùn)行環(huán)境；以O(shè)racle為數(shù)據(jù)庫平臺。
本系統(tǒng)具有的關(guān)鍵技術(shù)有：Web 圖紙瀏覽、Ajax技術(shù)和動態(tài)控件樹實(shí)現(xiàn)。
Web圖紙瀏覽技術(shù)可以分為二維圖紙瀏覽和三維圖紙瀏覽。對于二維圖紙瀏覽， 本系統(tǒng)使用了Autodesk DWF 文件格式實(shí)現(xiàn)圖紙?jiān)诰W(wǎng)絡(luò)上的顯示。同時(shí)，HTML 技術(shù)為 ＜o(jì)bject＞ 提供圖紙模型嵌入。對于三維圖紙瀏覽，本系統(tǒng)采用了 Product View Express技術(shù)實(shí)現(xiàn)其在網(wǎng)絡(luò)上顯示。
本系統(tǒng)通過ExtJS技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，頁面具有的功能有文件上傳和文件管理、型號分類和結(jié)構(gòu)管理、關(guān)系引用、智能推理查詢和項(xiàng)目管理等。圖3和圖4所示分別為文件上傳和關(guān)系引用的界面圖。
圖3 文件上傳界面
圖4 文件關(guān)聯(lián)接面
3 結(jié)語
本文在數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了企業(yè)信息化在船舶傳動裝置的應(yīng)用，并且設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)和人機(jī)交互界面。通過使用基于 InnoDB 表類型的 Oracle數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)其實(shí)時(shí)性要求對表讀寫部分進(jìn)行定向優(yōu)化，提高了數(shù)據(jù)維護(hù)的穩(wěn)定性，并降低了數(shù)據(jù)存取的延時(shí)。
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