基于ASPNET手机制造监控系统设计与实现.docx

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基于ASPNET手机制造监控系统设计与实现

专业硕士学位论文

基于ASP.NET手机制造监控系统设计与实现

TheDesignandImplementationofanASP.NET-based

ShopFlowControlSystem

作者：

导师：

北京交通大学

2018年9月

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。

特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

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年月日签字日期：

年月日

学校代码：

10004

密级：

北京交通大学

专业硕士学位论文

基于ASP.NET手机制造监控系统设计与实现

TheDesignandImplementationofanASP.NET-based

ShopFlowControlSystem

作者姓名：

学号：

导师姓名：

职称：

工程领域：

学位级别：

北京交通大学

2018年9月

致谢

感谢我的指导教对毕业论文的悉心指导，他严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。

在完成论文的过程中，多次遇到困难，我的导师不仅在技术上给与了极大的帮助，也曾在我最困难时给与我鼓励，使得我能坚持下来，并克服重重困难最终完成论文。

在整个硕士阶段的学习过程中，非常感谢我的同学们。

大家在学习和实验过程中的相互帮助和鼓励也是不断前进的动力，这三年中不仅收获了知识也收获了友谊。

感谢北京交通大学给我们提供了这个高层次、高水平的学习平台。

另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。

最后感谢在我成长过程中帮助过我的人，你们也见证了我的进步。

摘要

随着技术不断创新，智能手机在功能、体验、外观等各个细节方面不断突破，每个产品从研发到生产加工过程中各个细节都有可能决定运营商的生死存亡。

激烈的竞争给手机生产企业带来挑战，作为电子设备生产加工行业的龙头企业，M公司长期为多家电子品牌代理加工产品，运营商对产品品质的重视，智能手机的生产过程日益复杂，客户的供应需求巨大，同时质量的把控极为严格，尤其新产品的不断上市，商家对生产速度和质量的要求极高。

为了满足不同客户的市场需求，M公司必须通过功能强大的信息化系统工具对产品的生产过程进行监督和管理，一个具有统一性、全面性、易维护、多样化的手机制造监控系统投入到生产当中已刻不容缓。

在系统的设计和实现的过程，本人在M公司生产车间实习和对操作人员的问卷调查，深入了解生产的每个阶段和现有系统存在的问题。

运用所掌握的开发知识，使用相关开发工具，结合对系统的需求分析、总体设计和详细设计，实现对新的手机制造监控管理系统的研发。

基于ASP.NET手机制造监控系统旨在减少资源的浪费提高生产效率，严格管控生产，加入防呆，减少异常发生和脏数据的产生，高效检测异常状况的原因，最终实现实时监控手机制造流程和存储数据的监督管理。

本文详细记录了基于ASP.NET手机制造监控系统的设计与实现过程，阐述了目前行业的发展现状，论证了系统的实际价值，简要介绍开发工具及相关技术，详细介绍了各个子系统的需求分析、设计、测试等开发过程。

该系统功能强大，有效提高企业的生产效率，运行稳定易于维护，实现了预期目标，实现其应用价值。

关键词：

生产；ASP.NET；监控系统

ABSTRACT

Astechnologyinnovationandsmartphonescontinuetomakebreakthroughsinthedetailsofthevariousfeatures,experience,suchastheappearanceof,eachproductfromresearchanddevelopmenttoproductionandprocessingprocessinallthedetailsaremaydecidetooperatorsoflifeanddeath.Fiercecompetitiontotheproductionofmobilephonemanufacturers,astheleadingenterpriseintheproductionandprocessingofelectronicequipment,Mcompanyhaslongbeenanumberofelectronicbrandagentprocessingproducts,operatorsontheproductquality,theproductionprocessisincreasinglycomplex,thesupplyofcustomersishuge,whilethequalityofthecontrolisstrict,especiallynewproducts,businessesontheproductionrateandqualityrequirements.Inordertomeettheneedsofdifferentcustomers,Mcompanyhastomonitorandmanagetheproductionprocessoftheproductsthroughthepowerfulinformationsystemtools.

Intheprocessofsystemdesignandimplementation,TheauthorisintheMcompanyproductionworkshoppracticeandtheoperationofthequestionnairesurvey,in-depthunderstandingoftheproductionofeachstageandtheexistingproblems.Usingtheknowledgeofdevelopment,usingtherelevantdevelopmenttools,combinedwiththesystem'sneedsanalysis,overalldesignanddetaileddesign,toachievethenewmobilephonemanufacturingandmonitoringmanagementsystemdevelopment.

ASP.NET-basedShopFlowControlsystemdesignedtoreducethewasteofresourcestoimproveproductionefficiency,strictcontrolofproduction,addedfoolproof,reduceabnormaloccurrenceanddirtydata,efficientdetectionofabnormalconditionsofreasons,andultimatelyachievereal-timemonitoringofmobilephonemanufacturingprocessesandsupervisionandmanagementofstoreddata.

Inthisthesis,adetailedrecordofthedesignandimplementationprocessASP.NET-basedShopFlowControlSystem,describesthecurrentstatusofthedevelopmentoftheindustry,demonstratestherealvalueofthesystem,introduceddevelopmenttoolsandrelatedtechnologies,detailedanalysisoftheneedsofthevarioussubsystems,design,testingandotherdevelopmentprocesses.Thesystemispowerful,improveproductionefficiency,stableoperationandeasymaintenance,toachievethedesiredgoals,realizetheirvalue.

KEYWORDS：

Production;ASP.NET;monitoringsystem

1概述

1.1研究背景

近年来随着智能手机的快速发展，给手机市场带来巨大发展空间，在市场的带动下大批手机运营商展开激烈的竞争，各项先进技术不断创新，智能手机在功能、体验、外观等各个细节方面不断突破，每个产品从研发到生产加工过程中各个细节都有可能决定运营商的生死存亡。

激烈的竞争也给手机生产企业带来挑战，作为电子设备生产加工行业的龙头企业，M公司长期为多家电子品牌代理加工产品，随着运营商对产品品质的重视，智能手机的生产过程日益复杂，客户的供应需求巨大，同时质量的把控极为严格，尤其新产品的不断上市，不同产品生产技术及流程不断更迭，商家对生产速度和质量的要求极高。

为了满足不同客户的市场需求，M公司必须通过功能强大的信息化系统工具对产品的生产过程进行监督和管理，一个具有统一性、全面性、易维护、多样化的手机制造监控系统投入到生产当中已刻不容缓。

1.2国内外研究现状

1990年11月，美国先进制造研究中心AMR就提出了MES（制造执行系统）概念，即制造企业生产过程执行管理系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。

1997年，MESA提出的MES功能组件和集成模型，包括11个功能，同时规定，只要具备11个功能之中的某一个或几个，也属MES系列的单一功能产品。

2004年，MESA提出了协同MES体系结构（c-MES）。

近年来，随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升，对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高，各大型制造性企业越来越重视数字化工厂的建设，而生产管控系统不可或缺的一部分。

生产制造管控系统利用可视化、透明化、智能化和网络化的先进信息技术手段，通过系统的能力平衡，可以提高企业的生产设备的监控和利用效率，并对生产资源进行合理、均衡的管理和调配，提升企业产品的生产质量，降低生产成本的投入，提高企业生产效率。

在制造过程管理，随着精细化生产的需求越来越突出，生产制造管控系统被不同的制造企业应用。

其大体可分为车间生产计划与管理和现场制造采集与控制两部分。

车间生产计划于管理主要完成车间作业计划的编排、平衡、分派，同时涉及到相关制造资源的分配和准备。

现场制造数据采集的一个明显趋势是以RFID、无线传感网络等技术为核心的物联网技术的应用。

物联网技术被认为是信息技术领域革命性的新技术，借其可实现对于制造过程全流程的“泛在感知”，特别是能够利用RFID无缝、不间断地获取和准确、可靠地发送实时信息流。

随着软件的应用推广，制造企业已逐步获得了大量制造数据。

如何充分利用这些实时和历史生产数据，通过制造绩效可视化提高对异常状况的预知、响应和判断能力，也是近期发展趋势之一。

对于实时数据，主要解决的问题是对制造异常事件的敏捷响应以及对制造绩效偏离的快速修复。

对于历史数据，主要解决的问题是如何从中找出改善未来制造业务的依据，特别是从质量趋势、物流瓶颈、计划执行情况、设备运行历史等数据中发现可能影响未来生产过程的规律。

在我国，面对传统产业转型升级、工业与信息化融合的战略发展要求，大力开展对于数字化车间技术系统的研究、开发与应用。

在这个有利形势下，作为手机制造企业应该借助于信息化和数字化技术，开发出一套适合本企业的统一的、有弹性的、易维护的、稳定且性能优秀的手机制造监控系统。

1.3研究目的与主要内容

本文主要研究M公司手机制造监控系统设计与实现，该系统是采用了ASP.NET相关技术和oracle数据库。

此系统分为两个子系统，在线生产管理系统，包括生产管控模块，生产管理系统，包括用户管理模块，基本信息模块,仓存管理模块，手机维修模块和报表查询模块。

采用B/S模式，论文主要研究的内容如下：

（1）研究手机制造监控系统设计与实现的背景及研究意义。

（2）对页面和后台设计相关技术研究，如HTML5，javascript,JQuery,WebService等技术。

（3）使用VS2012，oracle11g等工具，严格按照软件工程开发原则，运用面向对象方法，经过详细设计与分析，实现相关功能，以达到期望目标。

1.4论文组织结构

第1章：

概述，以M公司的实际情况为研究背景，通过对国内外制造管理软件的学习，确定了项目的工作内容和实现的目标。

第2章：

相关技术，结合系统的特点确定相关的开发工具及技术，并对系统用到的技术、工具做简单的介绍。

第3章：

需求分析，以企业实际为基础，对系统进行必要性分析和功能需求分析，同时为也从系统的可靠性、易用性、安全性，执行效率、维护性和可移植性等非功能性因素进行分析，为系统的实现提供理论依据。

第4章：

系统设计，根据系统需求分析所得出的功能要求，建立系统的物理模型，从总体的系统设计到各个功能的详细设计依次介绍，系统实现打好基础。

第5章：

系统实现与测试，按照系统设计思路，详细介绍系统各个功能模块的具体实现过程。

介绍了系统测试过程。

第6章：

结论与展望，总结系统所实现的目标和意义，同时介绍了系统的不足之处，明确今后努力的方向。

1.5本章小结

本章总体阐述了系统的研究背景，介绍了现代化信息技术在制造业的应用情况，明确系统的主要内容和要达到的预期目标，以实际项目为依据确定论文的组织结构。

2相关技术

在当今信息技术的快速发展中，系统的开发技术不断更新下，本系统采用主流的开发工具VisualStudio2012和ORACLE11G，优秀的响应式后台管理模板Metronic，以及先进的ASP.NET相关技术。

最终实现界面优美，响应迅速，稳定运行，性能优秀的手机监控系统。

以下我们来介绍相关技术的设计和使用。

2.1开发工具

作为开发者，在项目开发前，选择一款合适的开发工具尤为重要。

优秀智能的开发工具不仅能够提升应用开发的效率，而且能够支持更多的新技术框架。

本系统采用VisualStudio2012开发工具和ORACLE数据库。

2.1.1VisualStudio2012

VisualStudio2012，主要使用其特性为：

1.集成了ASP.NETMVC4，编辑器全面支持HTML5和CSS3，提供智能提示。

2.提供强大的JavaScript编辑器，可动态加载支持JavaScript脚本、智能提示和提供"转到定义"功能。

3.拥有TFS（TeamFoundationServer）项目管理平台，提供源代码管理、数据收集、报告、项目跟踪和代码克隆分析，便于团体开发。

4.Debug时可以选择安装在本机的浏览器，可使用不同浏览器进行测试。

5.优化Tab组功能，可自建多个Tab组，随意在组之间拖拽，代码浏览更方便。

6.支持编译器整体颜色风格的变更，也支持里面具体字体和显示样式的定制。

7.支持对IDE中任意项目（比如菜单项）的搜索。

更多的IDE搜索功能，搜索文件内容时，支持正则表达式。

2.1.2ORACLE

Oracle数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，它具有高性能、伸展性、可用性和安全性，并能够在低成本服务器和存储设备组成的网格上运行。

更关键的是，它能在对称多CPU的系统上提供并行处理，提高单台服务器的性能，可以在单台服务器上处理GB以上数据库数量。

本系统的数据库采用了Oracle11g，相对过往版本而言，Oracle11g具有了与众不同的特性。

1.在Oracle10g中引入了正则表达式，这一特性大大方便了开发人员。

Oracle11g对这一特性进行了改进。

其中，增加了regexp_count的函数，另外，还改进了其他的正则表达式函数。

2.在Oracle11g，我们就只需要加一个/*+result_cache*/的提示就可以将结果集缓存住，这样就能大大提高查询性能。

结果集是被独立缓存的，在查询期间，任何其他DML语句都不会影响结果集中的内容，因而可以保证数据的完整性。

3.Oracle11g中，所有内存可以通过只设定一个参数来实现全表自动优化。

只需告诉oracle有多少内存可用，它就可以自动指定多少内存分配给PGA、多少内存分配给SGA和多少内存分配给操作系统进程，而且可以设定最大、最小阈值。

4.Oracle11g的资源管理器不仅可以管理CPU，还可以管理IO。

你可以设置特定文件的优先级、文件类型和ASM磁盘组。

5.数据库重演（DatabaseReplay）这一特性可以捕捉整个数据的负载，并且传递到一个从备份或者standby数据库中创建的测试数据库上，然后重演负责以测试系统调优后的效果。

6.当Oracle探测到重要错误时，会自动创建一个事件（incident），并且捕捉到和这一事件相关的信息，同时自动进行数据库健康检查并通知DBA。

此外，这些信息还可以打包发送给Oracle支持团队。

2.2开发技术

本系统是基于先进的、功能强大和具有特色的ASP.NET平台进行开发的，它是web开发领域技术中的佼佼者。

2.2.1ASP.NET

ASP.NET是一种提供了生成企业级应用程序所必需的全部服务的统一Web平台，它通过HTTP请求文档时在Web服务器上运行以动态地生成和管理Web窗体

页。

它是.NETFrameWork的一部分，它提供了一种基于组件的、可扩展且易于使用的方式来构建、部署及运行面向任意浏览器和移动设备的Web应用程序。

它拥有简单性、易学性、可扩展性、高效的管理性，易于部署和调试等优点。

它将业务逻辑代码与显示逻辑分开，通过在单独的文件中编写业务逻辑代码，使其与HTML编写的显示逻辑分开，如图2-1所示。

图2-1ASP.NET架构

Fig.2-1ASP.NETFramework

2.2.2Metronic框架技术

Metronic是一套精美的响应式后台管理模板，基于TwitterBootstrap框架实现。

它拥有简洁优雅的MetroUI风格界面，6种颜色可选，76个模板页面，包括图表、表格、地图、消息中心、监控面板等后台管理项目所需的各种组件。

使用Metronic框架不仅可以实现简约优美的界面，而且可以设计出不同类型的图表分析报表。

它的技术框架如图2-2所示。

图2-2Metronic架构

Fig.2-2MetronicFramework

2.2.3JavaScript技术

JavaScript是基于对象、弱类型、动态性、跨平台、嵌入动态文本于HTML页面的的脚本语言。

可用它来对浏览器事件做出响应和提交到服务器前的数据验证。

在MVC设计中可以使用JavaScript调用WebService，这样做的优点包括：

减少后台编码量，有助于减轻服务器压力，有效的提高服务端的资料利用，与平台无关便于扩展。

2.2.4WebService技术

WebService是一种面向服务的架构的技术，通过标准的Web协议提供服务，目的是保证不同平台的应用服务可以互操作。

使用它的方式包括远程过程调用、面向服务架构、REST式服务，用的协议包括XML和XSD、SOAP、WSDL、UDDI以及调用RPC与消息传递。

它通过XML或者JSON格式来请求或者返回结果。

它适用于应用程序集成、B2B集成、软件重用和跨越防火墙等情况。

本系统将在两个地方使用到它：

前台JS通过调用WebService与后台联系，使用WebService公布一些API供其他系统使用。

基于WebService的平台独立，低耦合等特性，系统可以做成C/S，B/S和手机平台多客户端程序。

2.2.5WindowsService技术

WindowsService是通过特定的启动方式（自动启动和手动启动）运行在Windows操作系统下能够完成特定功能的可执行的应用程序。

它需要通过安装命令注册到服务控制管理器中，在电脑管理下服务列表中启动和关闭服务。

本系统使用它来做定时服务，定时扫描一些数据，如果有异常数据，发送邮件给指定人，实现预警功能。

2.3总体技术路线

为了节省生命周期成本，使系统软件工程化系统采用MVC三层架构设计，基于实际应用中用户较多且使用工作内容各不相同的特点，系统采用B/S架构，以下进行详细说明。

2.3.1三层架构设计

本系统采用的MVC（业务逻辑层-视图层-控制层）三层架构设计，其架构原理如图2-3所示。

它使用业务逻辑、数据、界面显示分离的方式设计程序，更改视图层代码而不用重新编译模型和控制器代码，便于前台程序员和后台程序员分工合作和工程化、工具化管理代码。

因此，它具有低耦合性、重用性和可适用性、较低的生命周期成本、快速的部署、可维护性和有利于软件工程化管理等优点。

图2-3MVC架构原理

Fig.2-3MVCSchematic

2.3.2用户认证与授权

系统是供用户使用的，不同岗位上用户有着不同的工作内容，根据系统的不同模块功能需授权给不同用户，因此需要用户授权。

授权管理方面以角色为纽带将功能和被授权对象联系起来，将用户与访问权限逻辑分离开。

统一用户管理用户添加、用户管理、组织单位管理、角色管理、用户角色关系配置。

关键在于HTTP是无状态的，用户登陆过一次，但是如果你没有做一些状态管理操作的话，用户登陆后请求同一个页面，服务器仍然要求其登陆。

这种基于password和secretKey做token的鉴权方式实现非常简单，而且客户端没有任何计算和验证逻辑，非常适合于BS架构的。

不过这种方式在安全性方面还有一些问题：

客户端没法验证服务器的真实性。

域名劫持的情况很容易伪造服务器。

token放在cookies中，容易被盗取（比如XSS漏洞，或者网络窃听）。

使用动态token可以避免这个问题，但是需要持久化token，而且对性能有消耗。

一个简单而有效的解决方案就是使用HTTPS。

HTTPS使用CA证书验证服务器的合法性，全程会话（包括cookies）都是经过加密传输，刚好解决了上面的两个安全问题。

很多网站都是使用这种鉴权认证方案。

2.4本章小结

本章主要介绍系统所使用到的工具和相关技术。

介绍了VisualStudio2012开发工具，Oracle数据库。

以及ASP.NET开发平台、Metronic框架技术、JavaScript技术、WebService、WindowsService等相关技术的特点，并确定了系统的技术路线。