精品毕业论文工业工程常用工具软件管理系统设计

I 摘 要 工业工程是一门交叉性很强的学科，它集管理、工程技术与人机交互为一体，应 用于很多生产领域和服务行业，通过综合治理致力于提高生产率、产品质量和经济效 益。随着工业工程与管理技术的发展，工业工程与管理系统软件的数量和种类越来越 多，相关软件的使用也逐渐在生产和服务行业里普及，因而有必要建立一个管理信息 系统有效管理这些软件。 本文分析了在 WEB 环境下开发的应用于工业工程专业的工业工程常用工具软件管 理系统平台。此平台主要运用了管理信息系统、网络数据库技术和 ASP 技术，深入地 分析了同类系统的优点及其不足，对本系统模块进行详细设计，分析了模块之间的逻 辑关系，并且建立了符合行业应用的管理信息系统。 本系统分为三个基本模块，分别实现对系统的用户进行统一管理、对工业工程软 件管理，并利用平台实现教学实践和仿真试验。系统基本实现了工业工程专业软件的 管理和维护、部分软件的仿真试验和相关软件新闻的自动更新，为使用工业工程软件 提供了良好的平台。 关键词： 工业工程与管理： 系统平台； 管理信息系统 II Abstract Industrial Engineering is a cross-door discipline, which combines management, engineering technology and human-computer interaction. It is used in many areas, such as production fields and service sectors and it can improve productivity, product quality and economic benefits through integrated management. With the development of industrial engineering and management skills, the number and type of software on industrial engineering and management system become more and more .The related software are becoming popular gradually in the fields of production and service. So it is necessary to establish a management information system to manage them effectively. This paper describes the exploitation of the common tools platform which is applied to the industrial engineering in the fields of industrial engineering based on the WEB environment. This platform focuses on the use of management information system, database technology and ASP technology, which analyses the advantages and disadvantages of the similar system modules. Design the modules for the system in details, analyze the logical relationship among these modules and establish management information system that is fit for application. The system is divided into three basic modules, which can carry out the unified management of users, the management of industrial engineering software and simulation platform of teaching practice respectively. The system achieves to manage and maintain of industrial engineering special software, the needs of simulation and practice of the software, the automatic update of related software news. It provides a good platform for the use of industrial engineering software. Key words: Industrial engineering and management; System Platform; Management Information System III 目 录 1 绪论1 1.1 系统开发的背景1 1.2 系统开发的目的1 1.3 系统开发的意义2 1.4 工业工程常用工具软件管理系统开发的国内外现状2 2 工业工程常用工具软件管理系统功能模块4 2.1 工业工程常用工具软件管理系统开发的概述4 2.2 系统管理模块的权限设置4 2.2.1 管理员权限设置6 2.2.2 教师权限设置6 2.2.3 学生权限设置6 2.3 系统常用工具软件管理模块6 2.3.1 概述6 2.3.2 软件的分类7 2.3.3 软件的功用7 2.4 系统科目管理模块9 2.4.1 工业工程专业科目模块9 2.4.2 常用软件与专业科目之间的功能模块关系9 2.5 本章小结.10 3 系统的开发技术.11 3.1 系统开发技术的选择.11 3.1.1 系统开发平台的选择.11 3.1.2 系统开发的平台构建.12 3.2 系统开发实现技术.12 3.2.1 WEB 系统技术选择 .12 3.2.2 动态页面技术的常用工具系统开发.13 IV 3.3 图形工具及其处理技术.13 3.3.1 位图处理工具应用.13 3.3.2 矢量图与位图工具的比较.14 3.4 本章小结.14 4 系统的数据库创建与管理.15 4.1 数据库创建.15 4.1.1 概述.15 4.1.2 几种数据库的选择.15 4.1.3 关系型数据库模块.16 4.2 数据结构的创建.17 4.2.1 数据库结构设计.17 4.2.2 数据表之间的 E-R 图.20 4.2.3 数据库的安全防护.21 4.3 本章小结.21 5 系统的实现22 5.1 用户登陆界面.22 5.1.1 用户登录系统的身份验证.22 5.1.2 系统内部的数据传递23 5.2 工业工程专业软件的实践平台.24 5.3 实践平台的案例分析.25 5.4 本章小结.26 6 总结与展望27 6.1 工作总结.27 6.2 展望.27 参考文献.28 致 谢30 1 1 绪论 1.1 系统开发的背景 当今国内工业工程迅猛发展，在各大高校中相继开设此专业，通过对工业 工程专业的学习，了解到工业工程被称之为五大工程（机械工程、土木工程、 生物工程、电子工程和工业工程）之一。在当今时期，从全球范围看，一个更 加激烈的竞争环境正在形成。产业结构、市场环境的巨大变化，迫使工业企业 特别是制造业不断寻求更为有效的方法来从事生产活动及其经营管理。与此同 时，随着科学技术的迅猛发展，制造企业广泛地引进计算机技术、信息技术、 自动化技术及人工智能技术等最新科技成就，从而使企业生产系统以及运营系 统变得更加复杂，对其进行设计、选择、调整和管理的难度也变得更大。这些 因素使工业工程这门在世界上已研究发展多年、技术与管理有机结合的工程技 术焕发生机，并已成为一门通过综合治理致力于提高生产率、产品质量和经济 效益的行之有效的管理技术1。 工业工程最初是从改进制造方法的研究过程中产生的。当时是从工人的操 作手法入手进行动作研究以及时间研究，已达到提高工人的劳动生产率为目的。 在科学管理的基础上，工业工程的研究内容逐步扩展到生产与库存管理、物料 搬运与储存管理、工厂与车间布置、质量保障系统、成本分析与控制、价值工 程、投资分析、财务分析与管理、可靠性工程、安全工程等。近 30 年来，工业 工程迅速推广应用到制造业以外的广大生产领域、服务行业和政府部门，如工 程项目的评价与分析、投资决策研究、设施规划与设计、人机工程与工效学研 究、管理信息系统等方面。经过几十年的努力，工业工程被 IE 人理解得越来越 深刻，也逐步发展到高端的计算机模拟仿真的层面上2。 工业工程作为一门边缘性学科在高等教育事业的诞生与发展，与社会、经 济及生产力发展的环境有关，这种管理理论与体系的产生与发展有赖于实践需 求的推动。根据工业工程理论体系与研究方向，因而发展出许多门有关工程技 术、管理加人机交互与模拟仿真之类的学科。基于学科的发展，随之相关的常 用工具也应运而生并且在逐步完善3。近年来，高校引进工业工程与管理系统 软件的数量越来越大，软件在高校资产中所占的比例也越来越高，因此将这方 面的软件有效地加以管理已经成为一种趋势和需要。 1.2 系统开发的目的 基于上面的叙述，开发的工业工程常用工具软件管理系统是对工业工程相 关软件的管理和下载为主要目的，在此基础上满足教学软件的统一管理和维护， 实现工业工程相关软件信息的系统化、规范化和自动化，可以使教师在教学的 2 时候方便使用。系统另外增加了部分专业软件的模拟仿真平台，以满足学生在 进行实习的时候所不能亲自动手完成的操作。增加这个平台目的是工业工程实 践可以促进教学、深化教学体系，巩固学生知识，培养学生的技能，采用种种 仿真软件，建立仿真实践体系，搭建合理仿真实践平台。可以提供验证理论知 识和综合运用相关家技术的环境，以模拟现实生产系统的场所和开发应用 IE 的 条件。 1.3 系统开发的意义 开发工业工程常用工具软件管理系统4，其意义重大。其一是：由于专业 课程的学习，老师和学生都会用到这些相关软件，此平台系统会对常用相关软 件进行统一管理和维护，方便初次接触这些软件的同学的下载以及对这些软件 的基本信息和其功能的了解。其二是：实践是学习工业工程专业学生的一项重 要课程，从大一到大四，都参加不同程度和层面上的实习，也逐渐接触到了工 业工程专业软件。但是在实习的过程中由于现代企业管理的需求，学生在企业 中进行生产实习和毕业实习时，企业为了自身安全、学生安全、企业生产秩序 和效益等因素，绝不允许学生亲自动手操作，学生很少得到实际锻炼；甚至连 一些关联信息，如财务信息等，企业方都不允许学生涉及。此系统中的实践平 台可以补此缺漏，为学生提供动手机会，并且可以做大胆假设的决策来模拟， 更加实际的联系理论知识。此外，这实践平台还比较安全，高效，并能节省开 支5。 1.4 工业工程常用工具软件管理系统开发的国内外现状 工业工程的诞生是由于在 19 世纪末,发达的资本主义国家资本的原始积累 已初步完成,从自然经济步入商品经济;社会生产力条件下的生产方式则从作坊式 的手工业向基于分工理论为基础的大工业转换;科学技术也从蒸汽机时代进入到 电机时代,实现了生产的电气化,产生了流水线生产系统。工业工程专业是工程技 术专业和管理科学专业相融合的学科专业。工业工程专业在国际上产生于 20 世 纪初期，并且很快在社会生产实践中得以应用。在商品经济的发展过程中,随着 竞争的加剧,使得生产与管理系统的规模越来越大,复杂程度越来越高,难于驾驭, 迫使企业要不断地寻求新的管理理论和技术方来分析、设计、管理和改善自身 的运行系统,提高市场应变能力和竞争能力,达到低成本、高效益的经营目标。为 此，工业工程在高等教育中作为独立的科学就应运而生了。1908 年美国宾西法 尼亚理工学院建立了世界上第一个工业工程系,这标志着工业工程高等教育的开 端,到 1975 年美国已有 150 所大学中设立工业工程系。20 世纪 40 年代中期,工 业工程已不仅仅是欧美工业发达国家的“专利”,而且被成功地引入亚太地区。日 本在战后经济恢复期成功地引入工业工程的管理思维和技术手段,并进行消化和 3 改造,开创出适于日本国情的丰田生产方式、全面质量管理等工业工程的技术方 法,取得了令世人瞩目的经济成就。韩国、新加坡亦是加大了工业工程的开发与 应用力度,在高等教育、培训、企业应用等方面都走在国际前列。因此工业工程 软件的使用也比较普及6。 国内工业工程的发展历史没有国外的时间长，也没有国外的完善，有些相 关软件甚至在国内市场上是买不到的（如ManneQuinPRO:一款模拟人体形体姿 势与设计产品相适应的与人因工程相关的软件） 。80年代初期，为了适应当时经 济建设的需要，在教育政策的增设调整以后，我国的高等教育专业科目中出现 了现在的工业工程专业的原始雏形工业管理工程专业。在当时，我国的教 育教学科目中还没有普及工业工程专业学科的思想和内容。因此，在很长一段 时间内，我国只有很少的教育机构进行该项专业的教育研究。这主要历史原因 的限制，工业工程在我国发展的时间也就将近20年。1992年国家教育部批准西 安交通大学和天津大学首批设立工业工程专业,根据国家教育1999年专业目录统 计,我国有38所高校设立了工业工程专业。2001年设立工业工程专业的高校为72 所,2002年则超过百所。在社本会上工业工程人才培养影响最大的是机械工程师 进修学院截止到2001年招收遍布全国的专升本工业工程自考生人数高达2万多人。 1999年国家教委批准成立工业工程硕士点,同年有8所重点大学招收工业工程硕 士、博士研究生,形成了多层次(专科、本科、双学位、硕士、博士)多种形式,大 范围的格局。这标志着中国工业工程高等教育已走上了蓬勃发展的道路。工业 工程专业发展到今天，它在理论教育普及和实际生产应用等方面都取得了更大 的突破。该专业要求学生有较厚实的科学理论基础，掌握必需的技术基础理论 和实验技能以及调查研究能力。以现代化生产的组织与经营管理为主线，系统 地掌握管理科学的理论与方法，具备运用系统分析与综合、数学模型与模拟等 现代化管理方法与手段的能力7。至此，国内高等学府里工业工程软件应用也 趋于不断完善的局势。 4 2 工业工程常用工具软件管理系统功能模块 2.1 工业工程常用工具软件管理系统开发的概述 本文所讲述的是工业工程常用工具软件管理系统的开发，具体就是一个关 于工业工程常用工具的管理信息系统8，它能有效地将与工业工程相关的常用 工具软件分类的、系统的归放与管理，便于高校里的教师与学生的使用、下载， 系统里的实践平台更是有助于学生将理论与实践相结合得去学习工业工程的专 业知识9。 此系统具体分为三个模块，分别是系统管理模块、常用工具管理模块、科 目管理模块，如图 2.1 所示。 图 2.1 工业工程常用工具软件管理系统模块图 2.2 系统管理模块的权限设置 由于本文主要基于工业工程的发展趋势与相关教学软件的发展在高校中的 应用为背景，联系系统的主要功能针对工业工程相关软件进行管理、下载 和专业软件的仿真实践，因此它内部有着不同的操作权限，那么就设计到管理 员，教师和学生的具体分级，并且将这具体分级的名称叫一个个的用户组。 系统可以根据角色和功能来决定一个用户的权限，那么只要在系统中设置 好权限的角色，授予这些访问用户的一定权限，当用户根据选定的角色进入系 统后，会自动转到该用户可操作的功能的界面下10。 用户权限管理模块负责管理所有访问工业工程常用工具软件管理系统的用 户的信息，包括用户名、姓名、用户登录密码，用户单位、用户权限等信息。 这些用户信息都存在数据库表中，假设储存此信息的表名为 USER。 下面为了说明用户登陆后根据其角色可能操作的功能，引进统一身份认证 平台这样一个概念。统一身份认证平台的基本原理是提供了用户管理的程序， 其基本关系如图 2.2 所示。 工业工程常用工具软件管理系统 系统管理模块常用工具管理模块科目管理模块 5 图 2.2 角色与访问控制关系图 当登陆网站时，要求用户输入有效的验证信息，然后由这个统一身份认证 平台向用户提供授权，授予这些可以访问的用户一定的权限，然后让用户根据 被授予的权限来访问这个系统。 由于此系统的授权是根据角色来定的，简单的说角色就是在用户和统一认 证后授予的访问许可之间所架起的一座桥。把用户和权限通过角色联系起来， 用户被赋予某种角色，也就拥有相应的权限。基于角色的访问控制是目前实施 授权最常见的方式，也是比较适合此系统的一种受权访问控制方式。一旦权限 初始设置好后，就很少需要做大的调整，由于权限控制是基于角色而不是基于 用户的，而且角色本身是极少变化的，所以用户人员的调动不会影响到权限的 控制。 工业工程常用工具软件管理系统访问控制在WEB中主要体现在身份验证和 授权两个方面，用户访问系统时先进入系统的登录界面，输入登录信息，经过 角色验证，获取相应权限，经如可操作的页面。其身份验证与访问控制流程如 图2.3所示。 管理员 教师 学生 身份鉴别 用户名 用户密码 访问控制 授权 用户信息表（ACCESSA 数据库 USER 表） Y Y N N 登陆操作系统 HTTP 请求 通过验证 拒绝访问页面 授权 允许访问 拒绝访问页面 请求执行特定操作 6 图2.3 身份验证与访问控制流程图 授权是指准许或者拒绝特定用户访问资源的过程，在用户进入系统后只加 载那些用户具有权限查看的模块，那些用户不具有查看权限的模块则系统根本 就不加载。当用户被授权进入到某一具体模块当中后，系统再被触发去检查该 用户是否具有执行某种操作的权限，如查询，删除，修改等操作。该系统主要 使用ASP技术提供的Session来限制未经登录的访问，即对系统用户进行分类， 支持按权限对系统进行操作，不同类型的用户拥有相异的权限，登录后分别导 入不同的操作界面对系统执行不同的功能操作，以防越权操作，确保数据库中 数据的安全性及完整性。当用户从登录界面登录，ASP应用程序首先进行账号 和密码的检查。如果数据符合则成功登录，将用户的ID值写入到Session对象， 对以后的页面都会先检查Session对象保存的数据，从而判断用户是否可浏览页 面，以达到安全控制的目的;如果检查失败则会导向登录界面，要求用户重新登 录11。 此系统的权限设置是用 ASP 语句连接数据库中的用户信息表、权限表和角 色权限关系表结合着读出来的。 2.2.1 管理员权限设置 管理员有这个系统管理的一切权限。具体权限如有新增用户、修改用户资 料和删除用户的操作权限，其次还有对软件的管理权限。系统验证出登陆的用 户角色是管理员时，然后通过 USER_ID 查询到角色权限关系表中获得管理员的 权限。 2.2.2 教师权限设置 教师作为另一个用户组，其所授予的权限出了基本的操作外，还可以自己 编制实践的体系与内容等权限。 2.2.3 学生权限设置 学生是这个系统里权限较低的用户组，只能做一些查询与自己相关信息的 修改操作；并且可以完成系统连接的专业软件的模拟仿真实验，根据参数的设 置，算出误差范围内的预测接近的实验结果。 2.3 系统常用工具软件管理模块 2.3.1 概述 工业工程是一门边缘性学科，是门交叉性很强的学科，它集管理、工程技 7 术与人机交互等一系列旨在提高工作效率，节省资源，节省人力物力为目标的 科学体系。由于交叉性很强，面面俱到，则与之相关科目层的软件就有好多种 12。 建立软件文档资料是此系统管理软件的有效途径。建立软件文档既是软件 工作开发的总结，也可以使用户了解自身所处的软件环境，了解软件环境的组 成和内容，方便自如的应用已有的软件开展工作。建立软件文档资料使不可见 的软件工具已可见的形式表现出来，完善软件文档资料是有效管理软件和维护 软件的基本工作13。 2.3.2 软件的分类 工业工程常用工具软件管理系统所管理的软件有以下几种具体的分类： (1) 教学软件 1) 数据库软件包括：ACCESS、SQL SERVER、ORACLE; 2) 系统开发软件包括：VB、VC、VC+、VF、JAVA; 3)制图工具 制图工具包括：FLASH、PHOTOSHOP; 工程制图软件包括：CAD、CAXA、PRO/E、UG; 三维工程制图软件包括：MDT、SOLIDWORKS。 (2) 仿真软件 1) 系统建模软件:MATLAB; 2) 生产和物流建模软件：FLEXSIM、EMPLANT; 3)人因建模软件：ManneQuinPRO。 (3) 企业应用软件：用友 ERP 软件、易飞 ERP 软件等。 2.3.3 软件的功用 工业工程常用工具软件的种类和具体软件名称已经在上面提到，几乎每一 类软件都包括有几个具体的软件，其功能和使用范围也都不同，下面就来说明 部分上述软件的功能和同类软件的差别。 (1) 教学软件 1) 数据库软件（DATA BASE）是依照某种数据模型组织起来并存放二级 存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方 式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对 数据的增加、删除、修改和检索由统一软件进行管理和控制。 2) DREAMWEAVER14是 Macromedia 公司推出的一个所见即所得的页面 编辑工具，在 DREAMWEAVER 中，几乎所有的简单对象的属性都可以在属性 面上进行修改。 8 3) UG 是一个交互式 CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统， 可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。 4) SOLIDWORKS 是三维机械设计软件，广泛应用与机械设计、工业设计、 航空航天、机器人技术、制造技术、汽车系统。 (2) 仿真软件 1) MATLAB 起源于矩阵运算，并已经发展成一种高度集成的计算机语言。 它提供了强大的科学运算、在 MATLAB 环境中，有超过 500 种数学、统计、 科学及工程方面的函数可使用。SIMULINK 是 MATLAB 软件的扩展，它是实 现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与 MATLAB 语言的主要区别在于， 其与用户交互接口是基于 WINDOWS 的模型化图形输入，其结果是使得用户可 以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。模型化图形输入 是指 SIMULINK 提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这 些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对 这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以. mdl 文件进行存取） ，进而进行仿真与分析。 2) FLEXSIM 是物流仿真软件，在电子计算机上编制相应应用程序，模拟实 际物流系统运行状况，并统计和分析模拟结果，用以指导实际物流系统的规划 设计与运作管理。FLEXIM 应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和 排序过程。要想利用模板里的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库里拖出来 放在模型视窗即可。每一个对象都有一个坐标（x,y,z） 、速度（x,y,z） ，旋转以 及一个动态行为（时间） 。对象可以创建、删除，而且可以彼此嵌套移动，它们 都有自己的功能或继承来自其他对象的功能。这些对象的参数可以把任何制造 业、物料处理和业务流程的快速、轻易、高效建模的主要特征描述出来。 3) EMPLANT 是另一款应用比较广泛的仿真软件，它最早是由德国 Fraunhofer 研究所开发的, 属于平面离散系统生产线仿真器, 其主要目的是整体 系统的优化。EMPLANT 的最大优点是有最好的检错系统，查错是 Modeling 后 的必然过程。所有的参数都可以以 Variable 和 Table 的形式直接查看，而且是 动态更新的。 4) ManneQuinPRO 是一款人因仿真软件，ManneQuinPRO 能为设计出的产 品模型做人性化设计和评估提供拟人 3D 模型, 可以对此人体模型作多种形式变 换,进行全方位的模拟验证。它能测试设计的产品与人体的兼容性15。 (3) 企业应用软件 ERP（ENTERPRISE RESOURCE PLANNING）企业资源计划是指建立 在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段 的管理平台。ERP系统集中信息技术与先进的管理思想于一身,成为现代企业的 9 运行模式,反映时代对企业合理调配资源,最大化地创造社会财富的要求,成为企 业在信息时代生存、发展的基石。ERP系统的主要功能包括采购管理、财务管 理、仓库管理、预测、需求与分销管理等。ERP系统的应用主要是企业内部处 理过程的集成，如财务、人力资源订单管理以及订单和分销等。通过实施 ERP，企业可以达到以下目的。 1) 提升企业管理水平,理顺企业业务流程；系统可以实现对企业产、供、销、 人、财、物等各个方面的集成化管理,各子系统之间能够进行实时、动态的信息 交换,在信息集成的基础上统一协调与供应商及客户的业务往来,使企业的物流、 资金流和信息流高度统一。 2)提高企业对市场的快速响应能力,由于ERP系统支持混合制造环境,且有极 强的多品种的生产组织能力,对于客户的不同需求均能安排生产或提供服务,从而 大大提高了企业对市场变化的响应能力,提高了企业的竞争力和适应能力。 3)可以为企业的经营决策提供有力支持：ERP系统具有完善的决策支持功 能,可以为决策者提供事前、事中、事后全过程的信息支持。 4) ERP加强了对资金的管理和控制。 5) ERP在物料管理方面具有显著的经济效益。 6) ERP可以提高企业的生产率：由于零部件能准时交付,减少了生产和装配 过程中的中断,使得劳动生产率大大提高。 7) ERP可以提高客户满意度和企业人员素质。要成功实施ERP系统,就要求 企业全员接受新经济、新思想、新理论和新方法的培训教育,从而提高人员素质, 企业的整体素质也就上去了,有利于企业取得更大的发展。 2.4 系统科目管理模块 2.4.1 工业工程专业科目模块 工业工程由其发展的背景、运用范围和生产上的致力于无休止的改进，工 业工程的研究范围比较广泛。高校中基于工业工程的理念开设了管理信息系统、 系统工程16、管理学原理、运筹学、设施规划与物流系统设计、工程经济、企 业资源计划、生产与运作管理、项目管理导论、人因工程、数据库原理应用教 程、MDT 应用与开发、机械设计基础、市场营销学等相关专业课程。工业工程 专业仍将广泛吸收计算机技术、微电子技术、人工智能技术以及管理信息系统、 决策支持技术等各种现代科学技术理论和方法，从而使这门综合性学科更充实、 更完善。对于生产领域而言，它将进一步发挥其指导作用，对工艺设计、平面 布置、物料搬运、仓储、信息系统以及各种设备、建筑设施进行分析，以及对 产品结构进行调整、规划与设计等。业工程专业涉及应用到更多的领域当中。 例如服务行业和政府工作方面的工程项目评价和分析、投资决策研究、人的因 10 素研究、管理信息系统等内容。综合分析预测，工业工程专业在今后有着巨大 的发展潜力，所涉及的行业和部门将越来越多，越来越广泛。 2.4.2 常用软件与专业科目之间的功能模块关系 工业工程常用工具软件管理系统和工业工程专业科目之间有很紧密的联系， 如图 2.4 所示。 图 2.4 常用软件与专业科目之间的功能模块关系 2.5 本章小结 本章介绍了工业工程常用工具软件管理系统开发的基本思路，并且按照系 常用工具管理模块 教学软件仿真软件企业应用软件 数 据 库 软 件 系 统 开 发 软 件 制 图 工 具 系 统 建 模 软 件 生产 物流 建模 软件 人因 工程 建模 软件 易 飞 E R P 用 友 E R P 二 维 制 图 工 具 三 维 制 图 软 件 三 维 工 程 制 图 软 件 系 统 工 程 运 筹 学 生 产 计 划 与 控 制 设 施 规 划 与 物 流 人 因 工 程 应 用 与 开 发 C A D 、 U G M D T 应 用 与 开 发 11 统的功能设计出了各个模块及其功能。 3 系统的开发技术 3.1 系统开发技术的选择 3.1.1 系统开发平台的选择 工业工程常用工具软件管理系统开发是采用的 ACCESS+ASP 进行制作的， 在访问 ASP 网页的过程中，WEB 服务器起着非常重要的作用，它除了相应用 户提出的连接请求之外，还担负着解析 ASP 代码，并转换为 HTML（HYPERTEXT MARKUP LANGUAGE）超文本标记语言（它是用 于创建可从一个平台移植到另一平台的超文本文档的一种简单标记语言）代码 的重任。默认的 ASP 对象允许处理 HTTP 请求，并把处理的结果传给浏览器， 当需要存取数据库时，脚本语言通过调用 SERVER.CREATEOBJECT 来建立 ADO 对象再利用这些 ADO 对象来存取数据库，其模型如图 3.1 所示。 图 3.1 ASP 工作模型 ADO 是一个运行服务器端的 ACTIVEX 组件，它能提供强大的数据库访问 功能，它由七个对象和四个集合组成，其对象模型分为四层，如图 3.2 所示。 浏览器 WEB 服务器 ADO 数据资源 ODBC ASP Connection 对象 Recordset 对象Command 对象Errors 对象 Field 集合Parameter 集合Errors 集合 Field 对象Parameter 对象 12 图 3.2 ADO 组件的对象模型图 另外还有 Perperties 集合和 Perperty 对象，它们是 Connection 对象、 Command 对象、Recordset 对象和 Field 对象所共同具有的17。 本系统的开发平台是 WINDOWS 2000 SERVER 上的 IIS（INTERNET 服务 管理器）来架构的。IIS 是一种 WEB 服务组件，其中包括 WEB 服务器、FTP 服务器、NNTP 服务器和 SMTP 服务器，分别用于网页浏览、文件传输、新闻 服务和邮件发送等方面，它使得在网络上发布信息成了一件很容易的事。IIS 的 一个重要特性是支持 ASP，开发基于 WEB 的应用程序。图 3.3 是 IIS 提供 ASP 的工作结构图。 图 3.3 IIS 提供 ASP 的工作结构图 3.1.2 系统开发的平台构建 工业工程常用工具软件管理系统是在 WINDOWS 2000 SERVER 组件 IIS 上 架构的。当 IIS 添加成功之后，再进入“开始程序管理工具Internet 服务管 理器”以打开 IIS 管理器。IIS 启动后建立一个 WEB 站点，先赋予这个站点一个 名字，如工业工程与管理系统常用工具平台，根据自己电脑的 IP 地址，设置该 站点的 IP 地址和 WEB 站点应使用到的 TCP 端口（180 之间，一般不选 80 号端口） 。然后输入所建站点的主目录的路径，如 C:Inetpubwwwroot。再进行 站点权限的设置，基本上站点就算设置好了。要将所开发的系统放置到 WEB 上，使用户直接进入系统的主页面上，还要进行该站点的属性设置。打开站点 的属性，有一项叫做文档设置的，将启用默认文档中添加自己系统的主页面的 IIS Web 服务器 WWW 服务 FTP 服务 GOPHER 服 务 HttpODBC.dll ODBCODBC SQL 服务器 驱动程序 Microsoft 访问驱动程序 其它 驱动程序 SQL 服务器其它 DBMS 数据库 数据库 数据库 13 文件名，一般是 ASP 或者是 HTML 后缀的，如 INDEX.ASP，则用户就可以直 接进入系统的主页面下了。这样系统的平台就算构建好了。 3.2 系统开发实现技术 3.2.1 WEB 系统技术选择 工业工程常用工具软件管理系统的 WEB 页面是基于 ACCESS+ASP 开发制 作的。WEB 站点是一组具有共享属性的链接文档。 数据库从最初的数据文件的简单集合发展到今天的大型数据库管理系统已 经成为日常生活中不可缺少的组成部分。如果不借助数据库的帮助，许多简单 的工作将变得冗长乏味，甚至难以实现。ASP 是一个位于服务器端的脚本运行 环境，通过这种环境，用户可以创建和运行动态的交互式 WEB 服务器应用程 序，如交互式动态网页，包括使用 HTML 表单收集和处理信息，上传与下载等 等。ASP 与同类系统制作开发软件相比较有许多优点，比如入门快，简单，开 发效率高速度快，发展成熟等。ASP 通过后缀名为 ASP 文件来实现，一个 ASP 文件相当于一个可执行文件，因此必须放在 WEB 服务器上有可执行权限的目 录下。当用户从浏览器输入了 ASP 文件的地址后，浏览器就将这个 URL 请求 发给 WEB SERVER，ASP 读出相应 ASP 文件，解释并执行命令，动态生成一 个 HTML 页面回传 WEB SERVER，然后 WEB SERVER 再把结果发送给浏览 器18。 3.2.2 动态页面技术的常用工具系统开发 动态页面技术最常用的有 ASP，基于 DREAMWEAVER 的使用做出静态网 页，再加上 SCRIPT 脚本语言就可以制作出动态的页面了。 DREAMWEAVER 是美国Macromedia 公司开发的集网页制作和管理网站 于一体的所见即所得网页编辑器，他针对专业网页设计人员特别设计的可视化 网页开发工具，利用他可以轻而易举地制作出跨平台、跨浏览器的充满动感的 网页。 DREAMWEAVER不但具有类编辑器式的简洁界面，而且 提供了许多高效、优化、可视化行为，供用户选择引用；可视化地提供了组件、 行为、样式表、时间线等，用户不需亲自动手编程，就能快速地得到令其它软 件所无法比及的效果；设计视图和代码视图完美的组合在一起，便于网页的设 计和检测。DREAMWEAVER提供了可视化网页开发工具的生产力，却不会降 低HTML原代码的控制，DREAMWEAVER 提 供的Roundtrip HTML 功能，让 你无误地切换于可视化界面与HTML 原代码编辑器之间；拖放式的表格、框架 设计；以及通过站点地图来管理网站，并进行内容的更新。 14 3.3 图形工具及其处理技术 3.3.1 位图处理工具应用 开发一个系统除了其功能模块能够实现外，还要讲究页面的整齐美观。系 统的开发过程中，一张页面里文字部分只是表达了系统的功能和一些关于系统 的介绍，光靠文字不但不能充满整个页面，而且容易造成呆板的感觉，让用户 没有足够的兴趣去浏览或操作系统的具体功能。届于这种考虑，在开发此系统 时还考虑了页面的整齐美观，因此要用一些图片来充斥那些表框，使整个页面 看上去更加丰满，有血有肉。 在此系统的开发制作中，运用最多的图形处理工具就是一种位图处理工 具PHOTOSHOP。PHOPTSHOP 是一款功能十分强大，使用范围非常广泛 的图像处理软件，PHOPTSHOP 处理的图像是位图，也叫做栅格图。位图是由 许多小栅格（即像素）组成的，处理位图时，实际上是编辑像素而不是图像本 身。因此，在表现图像中的阴影和色彩的细微变化方面或者进行一些特殊效果 处理时，使用位图形式是最佳的选择。但是，一定要注意，位图的清晰度与其 分辨率密切相关。因此，利用 PHOPTSHOP 处理图像时，必须设置合适的图像 分辨率，否则，输出图像时会遗漏细节，使图像模糊。 本系统中的图片处理大多使用的是 PHOTOSHOP，其一般的方法是在用 DREAMWEAVER 制作系统页面时先定出图片所占用的 FORM 框的大小，然后 再往所定义的 FORM 表框里插入图片，但是这些图片的采用是与系统主题或者 页面主题相关的，那么所搜集到的图像基本上都要用 PHOTOSHOP 进行修改后 才可以加入 FORM 框中。 3.3.2 矢量图与位图工具的比较 矢量图也称为面向对象的图像或绘图图像，是用一组数学指令来描述图形 的内容，这些指令定义了构成图形的所有直线、曲线等要素的形状、位置等信 息。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它 具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。既然每个对象都是一个自成 一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它 的属性，而不会影响图例中的其它对象。使用矢量图的最大好处是，可以任意 缩放图形和以任意分辨率的设备输出图形，都不会影响图像的品质。也就是说， 矢量图与分辨率无关。例如，FLASH 处理的图形就是矢量图。矢量图形使用函 数来记录图形中的颜色，尺寸等属性。物体的任何放大和缩小，都不会使图像 失真和降低品质。也不会对文件的大小有影响，矢量图形表现清晰的轮廓。 系统制作的时候，FORM 框大小的定义要考虑到页面整体的协调性，因此 部分 FORM 框里插入的图片要用 PHOTOSHOP 做的话就要进行必要的缩放， 15 由于位图本身的性质，该图会出现失真的现象。基于此，可以将里面部分图像 用 FLASH 处理，那么就可以任意的缩放而不会使图像看上去部分变形或者失 真了。 3.4 本章小结 本章主要讲述了工业工程常用工具软件管理系统的开发平台和系统开发实 现的技术，以及开发制作中一些网页制作的技术性处理工具。全面地阐述了此 系统制作过程中技术层面的选择及处理过程。 4 系统的数据库创建与管理 4.1 数据库创建 4.1.1 概述 数据库是同一管理的相关数据的集合。数据库的基本结构分三个层次，反 映了观察数据库的三种不同角度。 (1)物理数据层。它是数据库的最内层，是物理存贮设备上实际存储的数据 的集合。这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操 作处理的位串、字符和字组成。 (2)概念数据层。它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示。指出 了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存贮记录的集合。它所涉及的 是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念 下的数据库。 (3)逻辑数据层。它是用户所看到和使用的数据库，表示了一个或一些特定 用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。 工业工程常用工具软件管理系统的数据库创建采用的是 ACCESS。ACCESS 数据库是个关系型数据库管理系统，数据库管理系统简称 DBMS19。 数据库中存储的是数据，这些数据反映了现实的意义和有价值的信息，它 不仅反映数据本身的内容，而且反映数据之间的联系。想要抽象表示这些现实 有意义的数据就需要使用数据模型。数据模型是数据库中用于提供信息表示和 操作手段的形式框架。 16 本系统数据库的设计的周期是按以下步骤进行的，如图 4.1 所示： 图 4.1 数据库设计步骤图 4.1.2 几种数据库的选择 目前开发系统最常用的数据库有 SQL SERVER、ORACLE、ACCESS。 SQL SERVER 是微软公司开发的一个关系数据库管理系统，以 TRANSACT_SQL 作为它的数据库查询和编程语言。SQL SERVER 的兼容性比 较好，另外，SQL SERVER 除了具有扩展性，可靠性以外，还具有可以迅速开 发新的因特网系统的功能。 ORACLE 是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系数据库，通俗 地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。ORACLE 关系数 据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方 便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。ORACLE 数据库的特性优良， 其兼容性好；可运行于很宽范围的硬件与操作系统平台上；能与多种通讯网络 相连，支持各种协议等。 ACCESS 是一种关系式数据库，关系式数据库由一系列表组成，表又由一 系列行和列组成，每一行是一个记录，每一列是一个字段，每个字段有一个字 段名，字段名在一个表中不能重复。ACCESS 不仅是一个数据库，而且它具有 强大的数据管理功能，它可以方便地利用各种数据源，生成窗体（表单） ，查询， 报表和应用程序等。ACCESS 数据库是微软实现向更智能化、更 INTERNET 化 发展的重要一步，它功能强大、易学易用、界面友好。ACCESS 属于中小型数 据库管理系统，充分体现了面向对象的思想，提供了可视化的编程手段。它有 很广泛的应用市场，非常便于初学数据库的用户学习。ACCESS 能很好与其他 应用软件如动态网页制作 ASP 结合在一起开发系统，且易于开发中小型数据库 应用系统。本系统选择用 ACCESS+ASP 开发，因为该系统属于小型系统且易 于开发。 4.1.3 关系型数据库模块 关系型数据库是存储在计算机上的、可共享的、有组织的关系型数据的集 合。关系型数据库管理系统是位于操作系统和关系型数据库应用系统之间的数 据库管理软件。关系型数据库以行和列的形式存储数据，以便于用户理解。关 系型数据库中每一张表都应有主键或者主键和外键共同和别的表联系。能够唯 一表示数据表中的每个记录的字段或者字段的组合就称为主键。若某个字段或 规划需求分析概念设计逻辑设计实现运行和维护 17 者字段组不是表 A 的主键，但是它是另一张表 B 的主键，则该字段或者字段组 称为表 A 的外键20。 工业工程常用工具软件管理系统主要模块有系统管理模块、常用软件工具 管理模块、系统科目管理模块21。系统管理模块主要是针对登录该系统的用户 组建立相应的数据库表。常用软件工具模块建立的数据库表内容是工业工程相 关软件的基本信息与功能介绍，有利于这些专业软件的管理、维护和更新。系 统科目管理模块主要是将上述的专业软件与相应课程之间的关系建起的数据库 表，有对软件的辅助说明的功用。三个模块之间系统管理模块和后两个模块是 靠系统赋予用户权限联系起来的，后两个模块所建的数据库表之间靠软件的功 能联系。数据库统一存放数据表，网页上的功能是靠 ASP 语句控制的，所以 ASP 文件中的程序和数据库有很强的以来关系。如图 4.2 所示： 图 4.2 ASP 程序与数据库的关系图 4.2 数据结构的创建 4.2.1 数据库结构设计 工业工程常用工具软件管理系统数据库中的数据表主要由用户信息表、权 限表、角色权限关系表、用户登录记录表、软件分类表、软件明细表、专业科 目表、系统数据传递表等表组成。 用户信息表记录了登陆用户的基本信、用户角色等信息，如表 4.1 所示。 表 4.1 用户信息表(USER INFORMATION) 字段名称数据类型字段说明备注 USER_ID数字用户登录人数非空，主键 ADO 数据 库 1 数据 库 2 数据 库 3 统一存取 程序 1 程序 2 程序 3 18 USER文本用户名非空 USER_PASSWORD文本用户密码非空 USER_RO