机械制造企业网络化协同平台的研究与开发毕业论文.docx
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机械制造企业网络化协同平台的研究与开发毕业论文
机械制造企业网络化协同平台的研究与开发毕业论文
目录
1引言1
1.1课题的研究背景与意义1
1.1.1课题的研究背景1
1.1.2课题的研究意义1
1.2问题的定义与简介2
1.2.1问题的定义2
1.2.2问题的内容简介2
1.3课题的调研3
1.4可行性分析4
1.4.1经济可行性4
1.4.2技术可行性4
1.4.3操作可行性4
1.4.4法律可行性5
2需求分析5
2.1项目背景5
2.2项目概述5
2.3数据流图分析6
2.4用例分析9
3系统设计11
3.1系统总体结构11
3.2数据库设计11
3.2.1.数据库逻辑设计11
3.2.2.数据库表设计13
3.3开发与运行环境17
3.4系统总体界面17
4项目协同模块设计19
4.1项目协同子系统的结构19
4.1.1项目协同模块简介19
4.1.2项目协同模块功能19
4.2项目协同模块的详细设计20
4.2.1新增任务的设计20
4.2.2我的待完成任务列表的设计21
4.2.3我的任务完成列表的设计21
4.2.4任务总列表的设计21
4.2.5添加项目类别的设计22
4.2.6项目类别管理的设计22
4.2.7添加产品部件的设计23
4.2.8产品结构树的设计23
4.3主要问题与解决方案24
5文件协同模块设计25
5.1文件协同模块的结构25
5.1.1文件协同模块简介25
5.1.2文件协同模块功能25
5.1.3文件协同模块流程26
5.2文件协同模块的详细设计26
5.2.1图纸中心模块的详细设计26
5.2.2文档中心的详细设计27
6开发人员模块设计28
6.1部门管理子系统28
6.1.1部门管理子系统简介28
6.1.2部门管理模块功能28
6.1.3部门管理详细设计28
6.2员工管理子系统29
7系统管理模块设计30
7.1会议管理子系统30
7.1.1会议管理模块功能简介30
7.1.2会议管理模块功能30
7.1.3会议管理模块详细设计30
7.2新闻管理子系统32
7.2.1新闻管理功能简介32
7.2.2新闻管理功能32
7.2.3新闻管理详细设计33
7.3密码修改子系统34
8个人中心模块设计35
8.1邮件列表子系统35
8.2日程安排管理子系统36
8.3计划管理子系统37
8.4公司新闻子系统38
9设计收获与心得39
结论41
致谢42
参考文献43
1引言
1.1课题的研究背景与意义
1.1.1课题的研究背景
随着互联网和在线协作技术的飞速发展，信息技术为工业企业提供服务和支撑的作用也日益显著。
而大量传统的机械制造企业信息化水平不高，加之本行业的自身特点，其越来越处于竞争劣势的境地。
当前，机械设计企业面临市场应变能力不强，产品转型快和业务流程重组等困境。
面对激烈的市场竞争，机械生产企业亟需提高对市场响应的速度，提高完成订单的效率和质量。
企业普遍意识到，应用基于网络的协作平台，将可以有效摆脱上述的处境。
很多机械企业亟需提高自身的信息化水平。
一方面，企业的管理需要具备对项目开发过程中工作流的有效管理能力。
另一方面，企业需要获得在整个项目期间的文档流转解决方案。
开发者在协同作业中有效管理文件，并能严格地将其归档。
从而释放内部开发的巨大潜力。
贯穿机械设计、生产过程的网络协同平台，将会为相应的企业提供差异化竞争能力的核心信息化技术。
家用3D打印技术发展迅速，各种降低3D打印机成本的解决方案不断出现，商业化的前景越来越清晰。
在基于Web的协同设计制造构建运行过程中,开发者可以积累协同制造Web方向上的经验和技术，研究互联网背景下的机械设计协同方式，满足未来进一步的发展需求。
基于Web的信息交换已经从单一的文本信息发展到包含语音、图像、图形、文本等多媒体信息的交互。
Web技术从1.0发展到2.0时代，技术分支多种多样，并且也已经走向成熟。
这些技术上的条件，也为网络协同设计提供了良好的开发环境。
1.1.2课题的研究意义
该课题的开发和研究将会加快企业内部协作生产的速度。
通过利用中小机械制造企业内部的小组开发，产品的开发周期将能获得可观的缩短。
企业可以有更好的能力，更快地响应市场需求，满足客户的需求。
中小型企业因为自身财力和发展的限制，很难去购买高昂的完整生命周期、功能复杂的生产管理软件。
本系统的开发立足中小型企业的实际需求，讲求实用，满足适用，定位清晰。
可以为相关企业提供一个差异化的更适宜的选择。
降低机械产品研发过程的开支，从而降低经营风险。
制造企业通过使用网络化协同设计（Network-basedCollaborativeDesign,NCD）平台，将会转变产品设计和管理的方式，获得一个质的改变。
相比于过去，生产相同的产品，将会花费更少的费用和代价。
有效地工作流和文档管理，开发人员和管理人员的工作效率将会大幅提高，摆脱过去重复而单调的刻板操作。
平台中的用户只需关注当前的自身的任务，完成相应的计划。
系统提供的机制，将能保证系统协同、有序地进行。
不同的设计人员之间，不同的设计组织之间，不同的部门工作人员之间，均可实现资源共享，实时交互协同参与，合作设计，避免不必要的重复工作，提高人们协同工作的整体效率，有助于发挥员工的创造精神和主动精神。
从而提高产品的设计质量，缩短产品的设计开发周期，降低产品的设计开发成本。
1.2问题的定义与简介
1.2.1问题的定义
本系统本系统的目标用户是中小型机械制造企业，也可兼容作为学校的机械学院的教学平台使用。
本系统立足为目标用户制作适合自身需求，同时也是性价比合理的系统。
一些大型的在线协同解决方案，例如著名的AutoDesk公司的AutodeskBuzzsaw大型web应用，并不适用于中国的小型企业，一是由于价格高，难以承受，二是这些大型的跨国企业并不注重本地化进程，其在线的应用因为要跨越国界，很难保证其安全性和稳定性。
但这些大型企业应用所具有的权限管理、版本控制、文件共享与归档、项目状态管理、对设计专属文件的查看与处理、多语言支持等，对于本系统的开发具有重要的参考意义。
本系统在开发的过程中，将其汲取其中的实用功能，强调在用户工作流上的协同和图形文件的集中存储。
1.2.2问题的内容简介
中小型机械制造企业的开发协同过程具有固定的流程。
以一个斯特林发动机的开发设计协同过程为例。
首先在项目列表中，建立斯特林发动机项目。
导入发动机总装图exb文件，一系列的零件图纸文档就结构化显示出来，这就是产品结构树。
零件部分的开发过程必然涉及到相应的图纸和文档，因而，与整个产品树相关联的就是文档树。
整个开发过程设计到的图形和文档有发动机的全套三维模型，含零件和总装。
发动机的运动原理动画。
发动机的全套二维工程图。
关键零件的详细工艺、加工代码。
整个项目则对应的图纸、工艺文档和3D文档。
协同平台在整个过程中都要紧密结合工业产品设计软件的使用，即众多的CAD/CAM软件。
设计软件制作好三维图纸后，上传到平台中，即为入库的过程。
设计过后，各个子文档图纸都已经准备好了之后，进行装配操作，从而组合成一个完整的产品。
这时一个将多个子图纸处理成一个完整的产品图纸的过程。
涉及到ics文档，这个整合的过程中，也是在CAD软件中进行中，这是出库的过程。
这里，也可以看到协同平台的一个特点，伴随着大量的入库和出库的操作，网络化协同系统则是提供集中化的控制中心，从而对产品数据有效地管理，避免图纸文件的丢失。
并且可以添加版本控制的功能。
协同化平台的作用相当于提供了一种对传统开发的有效数据管理机制。
保证整个开发过程有序、完整和高效。
图纸上传到系统所构建的文档树的时候，可以增加一个三维图档浏览的功能，可在系统中在线查看。
类似的，word文件也可以嵌入到系统中浏览。
显而易见，越多的文档可以在线地查看，对于用户来说就是越方便，这也看到协同平台开发具有可扩展性，协同平台可以分阶段开发，以开发出越来越全面的系统。
首先，机械设计制造协同平台可以让管理人员建立待开发机械产品的产品结构树。
本系统提供一系列的方法，可以有效设置所需项目的所有机械部件，从而，保证产品的顺序开发和工作流的持续建立。
接着，本平台能够让设计人员有效地开展产品设计，设计和管理人员可以访问集中存放的图纸数据，对这些附属于自身工作流的文档，可以进行有效的管理。
在工作流级别的协同，这是本系统的一个重要功能，也是用户登入到系统中，首先看到的内容。
系统秉持简明有效地原则，避免冗余和繁复的权限和工作流流转的控制，充分发挥中小型企业人员有限，可以有效交流的特点，提供了一系列的在线交流方式，以人的能动性，充分高效地协同开发。
用户个人中心的电子邮件、新闻公告、日程安排、个人计划和会议控制等等，提供给了用户强有力的交流工具。
1.3课题的调研
国内外对于网络化协同制造的研究与开发方兴未艾，随着云计算的发展，呈现出一种加速的态势。
美国、德国、日本等制造强国，从80年代就开始，就将生产制造的数字化、网络化和集成化作为重要的战略发展目标。
传统的制造业强国，例如，在设计的协同和网络交互方面有了长足的发展。
计算机支持的协同设计、网络化制造、虚拟制造、敏捷制造、实时协同设计制造等概念层出不穷。
例如，世界设计软件巨头Autodesk推出的AutodeskBuzzsaw基于互联网的安全联机协作和项目管理服务，它使项目组保持联系，可以集中存储、管理和共享项目文档，从而提高项目组的生产力并降低成本。
随着工业化的推进，我国在网络协同设计也不断发展。
清华大学、浙江大学、南京理工大学、南京航空航天大学等有不同侧重点的研究。
这些早期的探索为产品的商品化提供有效地借鉴。
目前，市场已经有成功的商业应用系统，例如金慧软件的协同设计平台，纬衡科技的协同设计，理正的协同设计平台等。
目前，市场上广泛应用着文件级协同、图层级协同、参数化设计、面向图纸的管理等侧重点不同的商业应用，这是软件企业快速顺应市场，满足制造企业最迫切的需求，推出的利益最大化的解决方案。
计算机网络，尤其是互联网，正在不断渗入制造业。
未来，协同平台功能将会越来越集中，将更加充分使用网络，开发效率得到有效提升。
从长远看，越来越稳定和人性化的网络化产品设计平台，将会有力激发个人用户的创造力和创新潜质，借助3D打印机，传统的生产方式也会发生深刻的变革。
网络化协同设计具有美好的应用前景，但也充满挑战，在技术上和商业上的应用必然是逐渐推进。
现代产品设计越发复杂，需要不同领域的专家来协同设计。
然而，为了在市场的竞争中生存下来，企业必须缩短产品研发时间，对于信息的一致性和及时性要求会越来越高，网络协同设计必然要不断发展提高。
1.4可行性分析
1.4.1经济可行性
系统的主要投入在前期的开发过程中，借助于日常桌面类似的WindowsServer和可视化的数据库，后期的维护和管理很容易并且安全。
借助于客户端已经具有的浏览器，系统可以得到快速地布署，并且可以实现无缝更新。
有些难题需要克服，但有一些原型可以借鉴，通过充分持续的开发，本课题将可顺利完成。
运行在互联网上的协同平台，将让机械制造企业减少纸质文档的使用，避免很多的纸质文档的人工传递，从长期来看，这将节省下不少的费用和大量的时间。
同时，借助于服务器的集中存储和控制，将保证数据的一致性和数据的安全性，避免项目开发过程中的无谓错误和损失。
机械制造企业将信息化开发平台整合进公司的开发流程中，将有诸多裨益。
1.4.2技术可行性
本课题通过使用现在已经成熟的.NET技术体系，SQLServer数据库、工作流管理等技术，完成系统的开发，必要时充分使用Windows平台上的相关接口。
系统采用B/S架构.B/S架构的应用充分使用浏览器，实现跨平台优点。
易于部署和维护。
这些都是经过市场考验，成熟的技术和解决方案。
.NET是微软的新一代技术平台，为敏捷商务构建互联互通的应用系统，这些系统是基于标准的，互联的，适应变化的，稳定的和高性能的。
借助于VisualStudio开发继承环境，ASP.NET与SQLServer高度集成开发，提升开发效率。
在.NET技术平台开发出的产品可以方便地运行在windows和windowsserver产品中，因而，服务器端应用的部署，易于维护，操作直观。
WEB3D显示技术方面，有VRML/X3DJAVA3DSHOCKWAVE3DWEBGL等技术，其中，VRML/X3D采用便捷的文本或XML存储在服务器。
发展历史长，技术成熟并且部署难度较小。
因而本课题选择的VRML技术切实可以开发使用的。
本系统的开发周期和难度可控，成本支出也是合理的。
1.4.3操作可行性
系统开发并且部署完毕，使用人员在计算机中只需使用浏览器，登录到自己的界面，界面常见，菜单易于使用。
这与用户日常接触到的web应用类似，可以快速上手。
管理和开发人员依然使用往常使用的开发工具，只是使用此平台，对数据进行有效管理，将会比往常有更高的操作效率，避免无效和重复操作。
1.4.4法律可行性
该系统由开发人员开发出来，具有完全的版权，在法律上并未侵害他人权利。
使用微软的.NET平台开发出的产品，借助于庞大的windows用户群积累的安全措施，将保证网站源程序的安全性，不被他人非法获取。
2需求分析
2.1项目背景
机械制造企业对于信息化、联网化的协作平台的需求是迫切的。
低廉的投资，能够获得明显的成功。
通过使用协同开发平台，机械制造企业能在相同的时间内，做完更多地产品开发任务。
能够在完成项目时，花费更少的时间。
大多数中小制造企业拥有自身公司的网站和电子交易站点。
但缺少具有差异化竞争的核心信息化技术。
此现状下，公司管理人员也具有使用制造信息技术的意愿，希望提升企业的决策和业务流程。
中小制造企业的业务流程从订单开始，人工式地制定开发计划，并且需要参考库存情况。
决策过程也就提升不上去。
这样的信息屏障，也体现在开发人员的开发过程中，多种分散式的沟通方式并不能有效地管理沟通的信息。
大量数据将会丢失。
管理者的决策也会因为缺乏有效地记录平台，导致重复命令、低效管理乃至错误领导。
因而，相关企业必须寻找到有效地信息沟通的集中控制和管理平台，对整个开发过程中的开发、管理和图纸都能有效地协同。
基于Web的机械产品设计制作就应运而生，其将能有效地打破地域的限制，强化企业内部开发的协同，乃至于和合作企业间的有效互动和配套生产。
家用3D打印技术发展迅速，各种降低3D打印机成本的解决方案不断出现，商业化的前景越来越明朗。
在基于互联网的协同设计制造的开发和探索中,开发者可以积累协同制造网络化解决方案的经验和技术，满足未来进一步的发展需求。
2.2项目概述
系统主要由项目协同、文件协同、开发人员、个人中心、系统管理等功能模块组成。
项目协同和文件协同分别针对项目和文件级别的协同。
开发人员模块是平台中的用户管理中心。
系统管理配置系统的信息。
这些模块在功能上的紧密结合，构成协同平台这样一个整体，实现机械产品项目开发的协同。
系统用户使用项目协同功能，实现项目和该项目下开发任务的协同目标。
文件协同与项目协同有机组成，构成一体，一起实现整个项目过程的协同。
项目开发过程中，项目小组人员的管理，通过开发人员模块实现。
开发过程中涉及到频繁的通讯信息，个人中心中，用户可以集中地查看这些信息。
系统管理是管理员对系统进行管理设置的模块，新闻和会议的管理都位于其中。
本系统作为面向机械企业的协同平台，开发的过程中，始终注重体现出平台的协同性。
这主要体现在工作流协同和图纸文件协同两个方面。
系统能够建立多个工作流，并行开发、协调进行开发任务，在工作流上协同。
开发过程中，多个用户参与图纸和文档的制作。
系统所提供的图纸和文件管理功能，有序地管理工作流所涉及到的图纸和文档。
这就是系统在图纸和文档上的协同。
根据产品结构，开发人员准时分配的任务。
一些任务将会优先完成，这样，具有依赖关系的任务将能顺利进行。
一些任务将会由几个开发者同时开发，这样，多个任务将能协同并行开发。
这就是工作流上的协同。
开发者在任务开发的过程中，图纸将会进行频繁的出库和入库操作。
系统所提供的图纸和文件管理功能，将有序地管理工作流所涉及到的图纸和文档。
这些图纸和文档的制作、修改和出库操作，很多是由多个用户协同完成。
这就是系统在图纸和文档上的协同。
平台中的用户可以通过发送电子邮件、制定计划安排和同步日程信息等方式有效沟通，协调好开发任务和项目开发中的协作信息。
用户可以在个人中心，查看所有的通讯信息。
2.3数据流图分析
为了充分获取用户需求，笔者不仅研究了专业知识，还潜心研究机械生产制造过程中的信息流动规律，绘制出数据流图，切实地将用户的需求转化为信息的流动与变换，从而为建立系统的逻辑模型打好基础。
数据流图是系统设计的有力工具，数据流图以图形的形式直观地展示出信息数据的传递，并且，数据的起始和源头都是用户，这就为用例分析做好了准备。
系统顶层数据流图,开发人员和管理员是系统的主要实体，在实现系统功能的过程中，进行了大量的数据信息传递，开发人员在工作流管理中建立工作任务、访问图纸文档，发送通讯信息等；管理员管理部门和员工的信息，这就涉及到管理员和部门数据、员工数据的交互。
另外，新闻管理、会议管理和系统设置管理过程中，也涉及到对应信息数据的交互，如图2-1所示：
图2-1系统顶层数据流图
用户登录时，在界面中输入的用户信息要与系统中已有的用户信息进行查询匹配。
如果能顺利地查询到，根据所查询到信息类型，进行跳转操作。
如果系统中没有已有信息，用户可以通过注册添加用户信息。
注册完成后，用户的数据添加到系统中，当用户登录时，又执行了以上的操作。
用户登录与注册数据流图如图2-2所示：
图2-2用户登录与注册数据流图
开发人员在执行新的开发任务时，需要从产品结构树中获取项目所涉及到产品部件，并且，通过通讯信息，建立起正确的任务。
用户有查看任务列表的需求，这就需要系统从工作流信息库中，提取相应的工作流记录。
协同开发工作流的数据流图如2-3所示：
图2-3协同开发工作流数据流图
平台中的用户在项目开发的过程中，工作流上的协同，也是为了更好地组织好图纸和文档。
因而，图纸和文档的查询，也是基本的要求。
用户在系统中输入查询条件查询，系统与图纸文档的数据匹配，从而返回正确的目标文件。
在界面中显示出查询的结构。
图纸文档查询数据流图如2-4所示：
图2-4图纸文档查询数据流图
开发人员在系统中接受到协同的请求时，发送协同请求信息。
从而，能有其他开发人员进入到协同环境中。
选择沟通的方式，开启协同服务。
这些服务将能有效地发送协同请求信息。
在这信息交流的过程中，协同信息将会保存到系统，以便于用户的集中查看。
在不断地交流与协同的过程中，逐步取得一致意见。
设计开发协同服务数据流图如图2-5所示：
图2-5设计开发协同服务数据流图
项目管理员负责项目的管理与协同，一个完整的项目，其开发过程要涉及到多人，历史也较长。
这时，项目管理员需要对项目进行分解规划，接着将分好的任务发布出去，添加项目成员，提供为开发者开发。
这些项目的信息需要保存到系统的项目信息中。
这就为子项目的协同开发和管理做好了前提。
开发者接受任务，进行子任务的开发。
在子项目开发过程中，协调难度就会增大。
这就需要项目管理员对项目进行监督和调节，保证项目的顺利进行，从而能交付项目。
项目管理与协同数据流图如图2-6所示：
图2-6项目管理与协同数据流图
2.4用例分析
系统包括系统管理员，项目管理员和设计人员三类。
系统管理员涉及到系统配置管理，其账号和密码都是固定在系统中，不能轻易更改。
项目管理员具有对项目和开发任务的管理权限，并管理系统的新闻和会议等。
开发者是平台中最多用户，参与机械产品项目和任务的开发。
系统总体用例图：
图2-6系统总体用例图
3系统设计
3.1系统总体结构
功能树图：
图3-1系统功能树图
功能图是一种功能分解结构，描述功能需求，属于需求分析层面。
从功能图中，可以清楚地看到问题领域。
从这些需求出发，对系统进行结构分解，重组和整合，进行充分的软件架构。
系统的重点功能是项目协同和文件协同，此两大项功能保证协同任务的顺利开展，能够建立起产品的结构树。
同时，对于平台中的用户来说，个人中心是很重要的，以一个集中的模块，展示出数据流向到具体个人的结果。
用户通过个人中心，能有效地使用沟通工具，完成协同任务。
这些用户，则可以通过开发人员功能进行管理。
系统管理，是管理员功能的重要体现，会议的发布与管理，新闻的管理等，都在此模块中实现。
3.2数据库设计
本系统使用SQLServer数据库，SQLServer强大易用的DDMS，使得开发者能够高效直观地进行数据库的设计。
但只有数据库设计合理，冗余度低，数据表间的关联紧密，才能保证数据库本身设计的优良。
并且笔者通过对数据库的索引，视图的使用，实现了在数据存储层上的逻辑，有效地与程序代码实现优化和整合。
数据库的设计历经了实体联系图，建立数据库表等阶段。
3.2.1.数据库逻辑设计
用户是系统的基础信息之一，具有多种属性。
将用户的E-R图先列出来：
图3-2系统用户实体E-R图
3-2图中的用户属于相应的部门，部门也是系统不可缺少的一个实体。
除了部门本身的名称和编号外。
为了记录系统中部门的变化，也将部门的添加时间作为其中的一个属性：
图3-3部门实体E-R图
协同平台中，用户参与多个项目任务的开发。
其中，涉及到很多的工作流。
工作流是系统中很常见的一项内容，其本身也具有多项属性，并且，工作流与系统中的其它实体有各种各样的联系。
详细的工作流实体联系图如3-4所示：
图3-4工作流实体E-R图
从上面各自的实体图中，已经说明了基本的实体属性。
这些实体间，存在着紧密的联系，完整地构成整个系统。
用户在完成系统所分配的任务，建立与完成工作流的过程中，涉及到使用图纸文档、邮件计划等。
在使用的过程中，用户需要发送和管理多份邮件，也会查看多份图纸和文档，但一份图纸和文档，可能由多个用户来完成。
用户为了完成在系统中所分配到的任务，需要建立多个工作流。
图3-5协同平台实体总体E-R图
3.2.2.数据库表设计
表-1用户表（UsersInfo）
列名
约束条件
允许为空
数据类型
长度
描述
UserID
主键（PK）
否
int
4
用户标志号
UserName
是
varchar
50
用户姓名
Password
否
varchar
50
用户密码
UserType
否
int
4
用户类型
BrachID
外键（FK）
否
int
4
部门编号
Sex
是
varchar
10
性别
Cardtype
是
varchar
10
证件类型
CareID
是
varchar
10
证件号码
Phone
是
varchar
10
手机号
Address
是
varchar
50
地址
表-2部门表（Branch）
列名
约束条件
允许为空
数据类型
长度
描述
BranchID
主键（PK）
否
int
4
部门编号
BranchName
是
varchar
50
部门名称
Add
升级会员 