CN108803535B - 一种刹车片生产车间管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刹车片生产车间管理系统和方法，属于摩擦材料行业的车间管理技术领域。本发明针对刹车片生产车间的应用特点，提供一个基于应用服务器的刹车片生产车间管理系统，该系统采用三层C/S架构，三层C/S架构中逻辑层中的应用服务器将数据处理从逻辑上分为独立数据处理单元与组合数据处理单元，同时应用服务器使用了面向对象OOP技术，使得系统具有很好的扩展性和可维护性；进一步的，将刹车片生产车间的所有数据根据其重要程度进行分级处理和存储，将一般性数据存储至逻辑层的应用服务器中，使得应用层的各个模块可以直接从应用服务器获取所需数据，既减轻了数据层数据服务器与系统之间的通信负载，又可以提高与该数据相关事务的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种刹车片生产车间管理系统和方法，属于摩擦材料行业的车间管理技术领域。
背景技术
当前刹车片生产车间自动化程度比较低，生产现场主要靠人力来进行生产活动，生产车间数据主要依靠纸质文档进行记录和统计，部门间的数据传输主要依靠电子邮件和电话，从而导致生产信数据不可靠与反馈不及时等问题，严重影响生产效率；
当前针对摩擦材料行业的制造企业生产过程执行系统(ManufacturingExecution System，MES)的研究很少，几乎处于空白状态，例如，现有的针对摩擦材料刹车片生产车间的MES系统，由于系统本身问题在刹车片生产车间无法被真正的使用。
而现有的刹车片生产车间的MES系统之所以不能在刹车片生产车间使用，主要是因为存在以下问题：
(1)系统架构简单。当前刹车片生产车间的MES系统采用两层C/S架构，即客户端与数据库服务器。采用这种架构，会将数据库直接暴漏给客户端，给数据安全带来隐患，且系统的可维护性和可扩展性差，会使得后期系统运维十分困难。
(2)系统实时性差。当前刹车片生产车间的MES系统采用的两层C/S架构，系统不能在逻辑上对数据处理有一个很好的规划，致使系统数据处理逻辑混乱，影响系统的实时性。
(3)系统稳定性差。当前刹车片生产车间的MES系统采用的两层C/S架构，没有一套有效的机制管理客户端连接与客户端请求，使得在连接客户端过多或多台客户端同时发送请求时，系统出现卡顿或死机现象，严重影响车间生产。
发明内容
为了解决目前存在的问题，本发明提供了一种刹车片生产车间管理系统和方法，所述技术方案如下：
本发明的第一个目的在于提供一种刹车片生产车间管理系统，所述系统包括三层C/S架构，所述三层C/S架构包括：应用层、逻辑层和数据层；
所述逻辑层包括应用服务器，所述应用服务器包括独立数据处理单元和组合数据处理单元；所述独立数据处理单元用于将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；所述组合数据处理单元用于统一处理满足预定条件的独立数据；
所述应用层用于数据的应用和交互；
所述数据层用于数据的管理和存储。
可选的，所述独立数据处理单元采用异步事务处理技术和面向对象技术。
可选的，所述应用层包括热压机模块、生产管理模块、物料配送模块和设备运维模块；
所述独立数据为应用层各个单独模块的的数据；
所述热压机模块用于获取生产计划安排、上传自检记录、设备运行状态实时监控和获取产品结构清单、工艺清单以及生产工艺演示视频；
所述生产管理模块用于统筹整个生产过程，包括(1)制定生产计划，并将其上传到数据层上；(2)从数据层上，对生产现场进行有效的监控，合理动态制定和更迭生产计划；(3)从数据层上获得报表数据；(4)与厂级企业资源系统ERP相连，进而管理MES系统与厂级ERP系统的数据交换；
所述物料运维模块用于实时从数据层上获取操作区计划使用物料，并实时获取操作区的物料存储情况，制定动态的配送计划；
所述设备运维模块用于从数据层上实时获取设备的运行状态。
可选的，所述应用服务器还用于管理客户端连接、处理客户请求、存储一般性数据和扩展外接设备；其中，一般性数据包括设备运行状态数据、物料库存及配送数据、任务进度数据、设备保养参数数据。
可选的，所述数据层采用分布式处理技术将刹车片生产车间所有数据分为一般性数据、重要数据和保密数据；
其中，所述重要数据为用于记录与产品质量相关的数据；所述保密数据为产品核心技术数据；
所述重要数据存储在数据库服务器中；所述保密数据进行加密后传输，并且以加密的方式存储在数据库服务器中。
可选的，所述重要数据包括产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据；所述保密数据包括热压时所需原料重量、原料比例、质检报告
可选的，所述数据库服务器为基于ORACLE平台搭建的数据库服务器；利用ORACLE中的视图、索引和触发技术减少应用服务器的运行负载。
本发明的第二个目的在于提供一种刹车片生产车间管理方法，所述方法应用于上述刹车片审查车间管理系统中，所述方法包括：
将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；
将满足预定条件的独立数据进行统一处理。
可选的，所述方法还包括：
采集刹车片生产车间的所有数据；
将采集到的所有数据分为一般性数据、重要数据和保密数据；其中，所述一般性数据包括设备运行状态数据、物料库存及配送数据、任务进度数据、设备保养参数数据；所述重要数据为用于记录与产品质量相关的数据，包括产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据；所述保密数据为产品核心技术数据，包括热压时所需原料重量、原料比例、质检报告；
将一般性数据、重要数据和保密数据分别进行处理后存储。
可选的，所述将一般性数据、重要数据和保密数据分别进行处理后存储包括：
将一般性数据对应存储至逻辑层，将所述重要数据和保密数据存储至数据层。
本发明有益效果是：
通过针对刹车片生产车间的应用特点，提供一个基于应用服务器的刹车片生产车间管理系统，该系统采用三层C/S架构，三层C/S架构中逻辑层中的应用服务器将数据处理从逻辑上分为独立数据处理单元与组合数据处理单元，同时应用服务器使用了面向对象OOP技术，使得系统具有很好的扩展性和可维护性；进一步的，将刹车片生产车间的所有数据根据其重要程度进行分级处理和存储，将一般性数据存储至逻辑层的应用服务器中，使得应用层的各个模块可以直接从应用服务器获取所需数据，既减轻了数据层数据服务器与系统之间的通信负载，又可以提高与该数据相关事务的实时性。进一步的，对于一般性数据，采用冷备份的方式进行存储，即只在系统空闲的时候进行备份，使系统更好的平衡负载。而对于重要数据及保密数据则将其存储数据层中数据库中，进一步保证了数据的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的刹车片生产车间管理系统的整体架构示意图；
图2是本发明实施例提供的刹车片生产车间管理系统的数据处理流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种刹车片生产车间管理系统，参见图1，所述系统包括：三层C/S架构，所述三层C/S架构包括：应用层、逻辑层和数据层；
所述逻辑层包括应用服务器，所述应用服务器包括独立数据处理单元和组合数据处理单元；所述独立数据处理单元用于将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；所述组合数据处理单元用于统一处理满足预定条件的独立数据；
所述应用层用于数据的应用和交互；
所述数据层用于数据的管理和存储。
本实施例提供的刹车片生产车间管理系统，针对刹车片生产车间存在的可能多个热压机生产同一型号的刹车片，而整个刹车片生产车间又同时生产多个型号的刹车片的情况，在采用三层C/S架构，并通过逻辑层的应用服务器将数据处理分为独立数据处理和组合数据处理，使得可以对生产同一型号的刹车片的热压机进行统一数据处理，同时应用服务器使用了面向对象(Object Oriented Programming，OOP)技术，使得系统具有很好的扩展性和可维护性。
实施例二
本实施例提供一种刹车片生产车间管理系统，参见图1，所述系统包括：三层C/S架构，所述三层C/S架构包括：应用层、逻辑层和数据层；
所述逻辑层包括应用服务器，所述应用服务器包括独立数据处理单元和组合数据处理单元；所述独立数据处理单元用于将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；所述组合数据处理单元用于统一处理满足预定条件的独立数据；
所述应用层用于数据的应用和交互；
所述数据层用于数据的管理和存储。
所述独立数据处理单元采用异步事务处理技术和面向对象技术。
所述应用层包括热压机模块、生产管理模块、物料配送模块和设备运维模块；
所述热压机模块用于获取生产计划安排、上传自检记录、设备运行状态实时监控和获取产品结构清单、工艺清单以及生产工艺演示视频；
所述生产管理模块用于统筹整个生产过程，包括(1)制定生产计划，并将其上传到数据层上；(2)从数据层上，对生产现场进行有效的监控，合理动态制定和更迭生产计划；(3)从数据层上获得报表数据；(4)与厂级企业资源系统(Enterprise Resource Planning，ERP)系统相连，进而管理MES系统与厂级ERP系统的数据交换；
所述物料运维模块用于实时从数据层上获取操作区计划使用物料，并实时获取操作区的物料存储情况，制定动态的配送计划；
所述设备运维模块用于从数据层上实时获取设备的运行状态。
所述应用服务器还用于管理客户端连接、处理客户请求、存储一般性数据和扩展外接设备；其中，一般性数据包括设备运行状态数据、物料库存及配送数据、任务进度数据、设备保养参数数据。
所述数据层采用分布式处理技术将刹车片生产车间所有数据分为一般性数据、重要数据和保密数据；
其中，所述重要数据为用于记录与产品质量相关的数据；所述保密数据为产品核心技术数据；
所述重要数据存储在数据库服务器中；所述保密数据进行加密后传输，并且以加密的方式存储在数据库服务器中。
所述重要数据包括产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据；所述保密数据包括热压时所需原料重量、原料比例、质检报告
所述数据库服务器为基于ORACLE平台搭建的数据库服务器；利用ORACLE中的视图、索引和触发技术减少应用服务器的运行负载。
具体的，如图1所示，该系统基础功能结构包括：热压机模块(N个)、生产管理模块、物料配送模块、设备运维模块、应用服务器、数据库服务器和备份数据库。应用服务器与上述的应用层模块和数据库服务器均通过以太网进行通信。
该系统主要实现的功能有：热压机生产数据的实时采集与上传、生产调度与排产、物料配送管理和设备维护与管理。
主要功能实现：
1、应用层主要功能
系统功能的实现主要是集中在应用层，主要的实现模块有热压机模块(N个)、生产管理模块、物料配送模块和设备运维模块。
(1)热压机模块
该模块位于应用层最底层，服务的设备热压机在整个生产车间生产中占主导地位，为MES系统运行提供基础的数据支撑，是本次设计中应用层的核心模块。该模块为细化和透明化制造车间的生产过程提供了大量的生产数据和进度数据。其主要功能有：
①获取生产计划安排，从数据层中获取生产计划清单，通过人工扫码确认执行，并实时上传物料投产情况到数据层，以供管理层实时把控生产进度；
②上传自检记录，通过传感器或其他方式(如，电子签名)获取生产时产生的各种数据，如原料重量、原料配比、热压温度、压力、保压时间、原料批次号等，将产品生产参数存放在数据层上并生成对应电子标签，对其中比较敏感的数据要进行加密传输和存储；
③设备运行状态实时监控，读取设备的实时运行状态，将其存储到数据层上，这样其他部门根据各自需求，就能实时读取各自需要的数据，并将其显示在部门的电子看板上，从而保障设备正常运行；
④获取产品结构清单、工艺清单以及获取生产工艺演示视频，给操作者提供操作说明，保障产品质量。
(2)生产管理模块
生产管理模块位于应用层的最上层，统筹管理整个生产过程。其主要功能如下：
①制定生产计划，并将其上传到数据层上；
②从数据层上，对生产现场进行有效的监控，从而合理动态制定和更迭生产计划；
③从数据层上获得报表数据，生成电子报表，减少车间的纸质文档；
④通过应用服务器与厂级ERP系统相连，进而管理MES系统与厂级ERP系统的数据交换
(3)物料配送与设备运维模块
①物料配送模块实时从数据层上获取操作区计划使用物料，并实时获取操作区的物料存储情况，制定动态的配送计划，避免操作区物料不足和物料积压的情况，保证生产的正常进行。
②设备运维模块在数据层上实时获取设备的运行状态，并将设备信息反映在电子看板上，当设备运行出现问题，通过报警装置提醒设备运维人员，迅速响应生产车间的设备运行故障，并做出相应的处理。
2、逻辑层主要功能
具体实现有如下功能：
管理客户端连接。该系统中所有的客户端对数据平台的访问都必须经由应用服务器进行统一管理。因为所有的客户端不是同时向应用服务器发送请求，且本次发明主要针对的是刹车片生产车间，客户端连接数目有限，应用服务器如果采用并发处理，会给系统带来额外负担，加重系统负载，因此应用服务器为每一个客户端的连接建立一个异步任务，并将每一个异步任务放在一个单独的线程上，这样可以有效管理每个不同线程上的连接，使得在保障系统实时性的前提下，降低系统负载，提高系统的可靠性。
处理客户端请求。首先对用户登入的认证请求进行处理，应用服务器在收到登入请求后，会从数据库服务器获取用户信息及权限，然后在应用服务器上进行验证。如果认证成功，根据之前获取的用户权限，为用户分配相应的异步任务处理请求，并将异步任务放在一个单独的线程上，从而减少处理用户请求的开销，提高系统的运行效率。对于具有相同或相似性比较高的客户端请求，在满足应用服务器中预置的条件后，将其组合在一起，进行第二次动态封装，并对其中的请求进行集中处理，提高系统的数据处理能力。
一般性数据存储。对于一般性数据，如设备运行状态、物料库存和设备保养等数据，直接存放在应用服务器自带的小型数据库上。如，设备维护客户端和物料配送客户端可以直接在应用服务器上获取其需要的数据，并上传相应的数据。从而减轻数据库服务器的压力，减少通讯负载，提高系统实时性
(4)扩展外接设备。应用服务器能够为各种客户端预留接口，如在添加新的热压机生产客户端时，只需要在数据库服务器中添加新的用户信息即可，应用服务器不需要做任何改动。并且能为ERP提供接口，能够使企业信息管理系统通过ERP接口连接该系统。
3、数据层主要功能
数据库层主要采用分布式处理技术，根据生产车间的生产环境，将数据划分为三个级别：一般性数据、重要数据和保密性数据。
一般性数据，如设备状态数据、物料配送数据、任务进度数据等，这些数据主要用于服务生产车间设备维护、物料调度等一般性事务。将其存放在应用服务器上自带的小型数据库上，既可以减轻数据库服务器与系统通信的负载，还可以提高与该数据相关事务的实时性。其数据备份采用的是冷备份，即在系统空闲时将其备份到备份数据库中。
重要数据，如产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据等，这些数据主要用于记录与产品质量相关的事务，这部分数据存储在基于ORACLE平台搭建的数据库服务器中。由于这部分数据对后期的可追溯性要求比较高，所以其备份方法采用逻辑备份，可以保证在数据库服务器出现故障时，快速恢复数据，能够提高系统的可靠性。
保密数据，如热压时所需原料重量、原料比例、质检报告等数据，这些数据涉及到产品的核心技术，所以要在获取数据后开始传输前对其进行加密传输，然后将其以加密的方式存储在数据库服务器中。因为该部分数据也涉及到质量问题，因此对其做备份时也采用逻辑备份。
本实施例通过针对刹车片生产车间的应用特点，提供一个基于应用服务器的刹车片生产车间管理系统，该系统采用三层C/S架构，三层C/S架构中逻辑层中的应用服务器将数据处理从逻辑上分为独立数据处理单元与组合数据处理单元，同时应用服务器使用了OOP技术，使得系统具有很好的扩展性和可维护性；进一步的，将刹车片生产车间的所有数据根据其重要程度进行分级处理和存储，将一般性数据存储至逻辑层的应用服务器中，使得应用层的各个模块可以直接从应用服务器获取所需数据，既减轻了数据层数据服务器与系统之间的通信负载，又可以提高与该数据相关事务的实时性。进一步的，对于一般性数据，采用冷备份的方式进行存储，即只在系统空闲的时候进行备份，使系统更好的平衡负载。而对于重要数据及保密数据则将其存储数据层中数据库中，进一步保证了数据的安全性。
实施例三
本实施例提供一种刹车片生产车间管理方法，参见图2，所示方法包括：
将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；
将满足预定条件的独立数据进行统一处理。
采集刹车片生产车间的所有数据；
将采集到的所有数据分为一般性数据、重要数据和保密数据；其中，所述一般性数据包括设备运行状态数据、物料库存及配送数据、任务进度数据、设备保养参数数据；所述重要数据为用于记录与产品质量相关的数据，包括产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据；所述保密数据为产品核心技术数据，包括热压时所需原料重量、原料比例、质检报告；
将一般性数据、重要数据和保密数据分别进行处理后存储。
将一般性数据对应存储至逻辑层，将所述重要数据和保密数据存储至数据层。
具体的，如图2所示，应用服务器将系统的各个功能模块的数据处理分为独立数据处理单元与组合数据处理单元。将同时进行的具有相同制造工艺的N台热压机模块数据处理进行分组，在应用服务器生成相应的组合数据处理单元，由应用服务器对其进行集中的数据处理。对于独立的功能模块，有应用服务器的独立数据处理单元进行处理，如计划管理模块与设备运维模块。
对于一般性数据，如设备运行状态、物料库存和设备保养等数据，直接存放在应用服务器自带的小型数据库上。如，设备维护客户端和物料配送客户端可以直接在应用服务器上获取其需要的数据，并上传相应的数据。从而减轻数据库服务器的压力，减少通讯负载，提高系统实时性。
对于重要数据，如产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据等，这些数据主要用于记录与产品质量相关的事务，这部分数据存储在基于ORACLE平台搭建的数据库服务器中。由于这部分数据对后期的可追溯性要求比较高，所以其备份方法采用逻辑备份，可以保证在数据库服务器出现故障时，快速恢复数据，能够提高系统的可靠性。
对于保密数据，如热压时所需原料重量、原料比例、质检报告等数据，这些数据涉及到产品的核心技术，所以要在获取数据后开始传输前对其进行加密传输，然后将其以加密的方式存储在数据库服务器中。因为该部分数据也涉及到质量问题，因此对其做备份时也采用逻辑备份。
本实施例通过针对刹车片生产车间的应用特点，将数据处理从逻辑上分为独立数据处理单元与组合数据处理单元，同时应用服务器使用了OOP技术，使得系统具有很好的扩展性和可维护性；进一步的，将刹车片生产车间的所有数据根据其重要程度进行分级处理和存储，将一般性数据存储至逻辑层的应用服务器中，使得应用层的各个模块可以直接从应用服务器获取所需数据，既减轻了数据层数据服务器与系统之间的通信负载，又可以提高与该数据相关事务的实时性。进一步的，对于一般性数据，采用冷备份的方式进行存储，即只在系统空闲的时候进行备份，使系统更好的平衡负载。而对于重要数据及保密数据则将其存储数据层中数据库中，进一步保证了数据的安全性。
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种刹车片生产车间管理系统，其特征在于，所述系统包括三层C/S架构，所述三层C/S架构包括：应用层、逻辑层和数据层；
所述逻辑层包括应用服务器，所述应用服务器包括独立数据处理单元和组合数据处理单元；所述独立数据处理单元用于将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；所述组合数据处理单元用于统一处理满足预定条件的独立数据；
所述应用层用于数据的应用和交互；
所述数据层用于数据的管理和存储；
所述应用层包括热压机模块、生产管理模块、物料配送模块和设备运维模块；
所述热压机模块用于获取生产计划安排、上传自检记录、设备运行状态实时监控和获取产品结构清单、工艺清单以及生产工艺演示视频；
所述生产管理模块用于统筹整个生产过程，包括(1)制定生产计划，并将其上传到数据层上；(2)从数据层上，对生产现场进行有效的监控，合理动态制定和更迭生产计划；(3)从数据层上获得报表数据；(4)与厂级企业资源系统ERP相连，进而管理MES系统与厂级企业资源系统ERP的数据交换；
所述物料配送模块用于实时从数据层上获取操作区计划使用物料，并实时获取操作区的物料存储情况，制定动态的配送计划；
所述设备运维模块用于从数据层上实时获取设备的运行状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述独立数据处理单元采用异步事务处理技术和面向对象技术。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述应用服务器还用于管理客户端连接、处理客户请求、存储一般性数据和扩展外接设备；其中，一般性数据包括设备运行状态数据、物料库存及配送数据、任务进度数据、设备保养参数数据。
4.根据权利要求1～3任一所述的系统，其特征在于，所述数据层采用分布式处理技术将刹车片生产车间所有数据分为一般性数据、重要数据和保密数据；
其中，所述重要数据为用于记录与产品质量相关的数据；所述保密数据为产品核心技术数据；
所述重要数据存储在数据库服务器中；所述保密数据进行加密后传输，并且以加密的方式存储在数据库服务器中。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述重要数据包括产品的热压温度、热压压力、产品批次、原料批次数据；所述保密数据包括热压时所需原料重量、原料比例、质检报告。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据库服务器为基于ORACLE平台搭建的数据库服务器；利用ORACLE中的视图、索引和触发技术减少应用服务器的运行负载。
7.一种刹车片生产车间管理方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1～6任一所述的系统中，所述方法包括：
将应用层各个功能模块相应的独立数据进行单独的线程分配与管理，以及对象封装与存储；
将满足预定条件的独立数据进行统一处理。
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