（机械电子工程专业论文）基于jdf的印刷设备网络监控系统关键技术的研究.pdf

摘要 摘要 随着印刷的不断发展，印刷水平不断提高，但同时对印刷质量的要求也越来 越商，各个印刷企业之间的竞争也日益激烈，提高印刷质量和印刷的监控管理水 平已经成为一个印刷企业在竞争中生存的关键因素。另外，我国国内印刷水平远 相对落后于世界发达水平，面对越来越强烈的国外冲击，我们也急需提高国内的 印刷实力，以适应印刷全球化的趋势。传统印刷中落后的模式已经不能满足目前 发展需求，过去一度存在的印刷设备管理系统和印刷信息处理系统之间各自孤立 的现象也需要解决。j d f ( j o bd e f i n i t i o nf o r m a t 活件定义格式) 是国际印刷 组织c i p 4 提出的一种国际数字化印刷流程规范，它的出现解决了传统印刷的上 述问题，大大提高了印刷生产效率。j d f 在国外已经有很多应用，并且取得了一 定的成效。但是，在我国国内还处于起步阶段。基于j d f 的印刷设备网络监控系 统是数字化印刷流程的重要组成部分，它负责整个印刷流程的设备监控管理，弥 补了过去用人工进行监控的不足，大大提高了生产效率。论文正是围绕该监控系 统进行研究，就该系统涉及的关键技术展开研究。 首先，本文对基于j d f 的印刷设备网络监控系统的总体设计进行了详细的研 究，针对设备的监控需求提出了系统功能需求分析，给出系统采用的网络模型， 介绍了其工作原理，并且对该系统的每个模块进行了功能的介绍。通过整体结构 可以明确该系统的工作流程，同时给出了该系统开发所使用的关键技术手段。 其次，本文对该系统中涉及的关键部分进行了研究。首先对系统的网络通讯 采用的方式进行了研究，给出详细的消息通讯手段，详细介绍了j m f ( j o b m e s s a g i n gf o r m a t 活件消息格式) 和热文件夹方式。接着对系统的印刷活件跟 踪机制和设备工艺能力的预制进行了阐述，研究了二者的工作机理和作用。 最后，以折页机为例进行实例说明，详细介绍了折页机和折页操作的相关知 识，研究了折页3 0 f 传票的创建、传票内容、设备工艺能力定义文件的创建和配 置。结合印刷设备监控网络系统给出了折页机的活件跟踪机制和设备工艺能力的 预制的具体操作原理，并给出了实例演示。 关键词j d f ；印刷网络监控：活件跟踪；设备工艺能力 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fp r i n t i n g , t h ed e m a n do fp r i n t i n gq u a l i t yi sb e c o m i n g h i 曲e r , i m p r o v i n gp r i n f i n gq u a l i t ya n dm o n i t o r i n gl e v e li sb e c o m i n gak e yt a s kf o r p r i n t i n ge n t e r p r i s e s t h em o d ei nt r a d i t i o np r i n t i n gi sa k e a d yc a nn o ts a t i s f yt h e d e m a n do fc u r r e n td e v e l o p m e n t , t h ei s o l a t i o nb e t w e e np r i n t i n gd e v i c em a n a g e m e n t s y s t e ma n dp r i n t i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi nt h ep a s ta l s on e e d st o b e s o l v e d j d f ( j o bd e f i n i t i o nf o r m a t ) i sa ni n t e r n a t i o n a lc r i t e r i o nf o rd i g i t a lp r i n t i n g w o r k f l o w , a n di tw a sb r o u g h tf o r w a r db yc i p 4 ，i ts o l v e st h ep r o b l e m sa b o v ea n d i m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo fp r i n t i n gg r e a t l y t h ej d fb a s e dn e t w o r k e dm o m t o f i n g s y s t e mf o rp r i n t i n gd e v i c ei sa ni m p o r t a n tp a r to fd i g i t a lp r i n t i n gw o r k f l o w , i tt a k e s c h a r g ef o rt h em o n i t o r i n go fd e v i c e si nt h ep r i n t i n gw o r k f l o w , a n di tf e t c h e su pt h e s h o r t a g eo f t h em o n i t o r i n gb ym a n p o w e r , i ti m p r o v e s t h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yg r e a t l y t h i st h e s i si sr e s e a r c h i n go nt h i ss y s t e ma n ds t u d i e si t sk e yt e c h n o l o g i e s f i r s t , t h i st h e s i sg i v e sad e t a i l e ds t u d yo nt h ed e s i g no ft h es y s t e ma n dp r e s e n t s t h ek e yt e c h n i q u e s ，b r i n g sf o r w a r di t sf u n c t i o n sd e m a n d ，p r e s e n t si t sn e t w o r km o d e l ， d e s c r i b e si t sw o r kp r i n c i p l e , i n 仃o d u c e se a c hp a r to f t h es y s t e m s e c o n d l y , t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ek e yp a r t so f t h es y s t e ma n ds t u d i e si t sn e t w o r k c o m m u n i c a t i o nm o d e l p r e s e n t st h em e t h o df o rm e s s a g ec o m m u n i c a t i o n , g i v e sa d e t a i l e di n t r o d u c t i o nf o rj v l f ( j o bm e s s a g i n gf o r m a t ) a n dh o tf o l d e r , a n ds t u d i e st h e j o bt r a c km o d e la n dt h ep r e - e s t a b l i s h m e n to f d e v i c ec a p a b i l i t yp a r a m e t e r s f i n a l l y , t a k ef o l d i n gm a c h i n ea sas y s t e me x a m p l e d e s c r i b e st h ek n o w l e d g eo f f o l d i n gm a c h i n ea n df o l d i n go p e r a t i o n , s t u d i e st h ec r e a t i o no f j d f t i c k e t sa n dc o n t e n t o ft h et i c k e t s ，s t u d i e st h e c r e a t i o na n ds e to fd e v i c ec a p a b i l i t yf i l e p r e s e n t st h e d e t a i l e do p e r a t i o np r i n c i p l eo ft h ej o bt r a c km o d e la n d1 0 r e - e s t a b l i s h m e n to fd e v i c e c a p a b i l i t yp a r a m e t e r sf o rf o l d i n gm a c h i n ea n dg i v e si n s t a n c ed e m o s k e y w o r d sj d f ；p r i n t i n gn e t w o r k e dm o n i t o r i n g ；j o bt r a c k ；d e v i c ec a p a b i l i t y p a r a m e t e r s i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材科。与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：乏陴 日期：j 缝址 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 导师签名：至鱼 日期： 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景及其意义 随着印刷业的迅猛发展，传统印刷逐渐被先进的数字化印刷所取代，传统印 刷落后的人工手段已经不能满足高速、高效的要求，印刷的智能化、网络化和集 成化的发展对印刷设备和印刷流程的要求也大幅提高。c i m ( c o m p u t e ri n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n g 计算机集成制造) 在印刷生产工作流程中变得越来越重要并成为 其支柱技术“1 。由于目前印刷设备的监控水平跟不上数字化的脚步，印刷设备管 理系统和印刷信息处理系统之间不能有效的结合，导致印刷无法数字化。印刷过 程中设备一旦发生故障而未及时发现和排除，就会导致整个印刷流程的瘫痪，给 企业带来不可估量的损失。印刷设备监控可以监控印刷过程，为客户实时提供作 业传票和设备的状态信息，从而合理的控制，提高印刷的效率和质量。目前，我 国大部分企业还处于人工监控的状态，已经落后国外先进水平，急需一种适合我 国的印刷设备网络监控系统来提高我国的印刷水平。 i - d f 。是一种国际印刷标准，它秉承了过去很多印刷标准的优点，解决了过 去印刷中存在的多种问题，已经成为比较好的数字化印刷标准。j d f 的应用需要 印刷的数字化、网络化、先进的印刷设备和印刷手段，要求相应的印刷软硬件来 配合，这也是目前印刷企业面临的一大问题。随着计算机网络技术在印刷领域越 来越多的应用，数字化印刷设备逐渐替代了过去落后的设备，印刷流程监控也逐 渐数字网络化，这些都为j d f 在印刷流程监控的应用提供了条件。j d f 应用于印 刷设备监控，结合网络技术，可以实时监控印刷状态，不仅能现场监控，也可以 通过网络远程监控，对印刷设备的状态和印刷传票的执行状态进行监控，当发现 设备出现故障或印刷传票出现问题时可以及时处理，使印刷流程顺利进行。 印刷设备的多元化和复杂化趋势越来越明显，导致印刷设备监控的手段必须 相应的提高。基于j d f 的印刷设备监控网络系统充分利用网络技术和j d f 相结 合，解决了过去不能解决的印刷流程的难题，能够满足印刷的发展需求，提高印 刷监控水平，实现设备监控的统一化，对印刷发展具有重要的现实意义。 1 2 课题的国内外研究进展与趋势 1 2 1 印刷知识简介 印刷是指用印版或其他手段将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺，主 要包括印前、印刷、印后三个过程，印前决定着印刷的顺利进行，而二者又影响 印后的操作，印刷一般需要原稿、印版、承印物、油墨、印刷设备五大要素才能 进行。数字印刷还需计算机辅助设施。印刷主要分为凸版印刷、平版印刷、凹版 北京工业大学工学硕士学位论文 印刷、丝网印刷和柔性版印刷几种0 1 。印刷品的制作是从接稿、输入、调整、文 字、排版、保存、打印、输出、打样至印刷共十个阶段的操作过程。随着电子 和计算机技术的发展，将图文信息换成数字信息进行存储的技术日益完善，印刷 工艺进一步有机结合，促进了数字化印刷的发展。数字化印刷省略了拼版、调墨 等过程，简化了工序，实现了快速而实用的印刷。数字化印刷系统主要有四个方 面：数字式图文合一印前处理、直接制版、直接印刷和直接数字式彩色打样。 印刷是人类沟通的重要手段之一，负责传播和储存信息，是日常生活的重要 要素。同时印刷工业也是国民经济的重要支柱之一，它利用到了多种技术，它的 发展状况反映了一个国家的工业技术水平，因此发展印刷工业是相当重要的。 1 2 2 国内外课题相关领域发展状况 我国印刷业长期落后，发展缓慢，改革开放以来，随着我国科学技术的进步 及与国外先进的地区进行的学习交流，我国印刷业迅猛发展，但我国的印刷水平 还是远落后于发达国家水平。我国的数字印刷还是不成熟，数字显示中国印刷市 场年增长率为1 5 ，数字印刷增长率不足5 ，而发达国家数字印刷的增长率为 1 0 。中国数字印刷市场主要集中在商业印刷与书刊印刷这两个领域0 1 ，数字化 印刷的普及程度不高，区域发展也不平衡。印刷人才的缺乏阻碍了我国印刷发展 的速度。印刷设备监控还主要以人工手段进行，数字化、网络化还没有好的应用。 目前大量的现有设备将是实现d f 的巨大障碍，因为大多数设备没有与；d f 的内部兼容性。电子商务在印刷领域的应用促进了印刷的快速发展，跨国合作、 资源共享是世界印刷发展的趋势。目前d f 在国外已经取得显著成果，在德国 d m p a 2 0 0 4 展会上展出了很多基于y d f 的印刷系统，如海德堡等公司都有系统展 出例。其中以德国的h e i d e l b e r g 公司开发的“印通”p r i n e e t “系统最为典型。国 外主要产品有：克里奥的印能捷( p r i n e r g y ) ，爱克发的爱普极i i i ( a p o g e e s e r i e s 3 ) ，海德堡的p r i n e e t ，金豪的e x p r e s sf l o w ，日本网屏的t r u e f l o w n e t 等。 另外e l k 公司也开发了基于j d f 的设备测试和印刷通讯软件，如a l c e s 和设备 配置模块e l k p r i n t i n g w a r 3 等，为j d f 印刷流程提供了一种好的开发应用框 架。国内目前只有北大方正公司开发了“方正畅流”系统。 对比国内和国外的差距，我们应该加大对印刷业的投资力度，投入更多的技 术力量去发展它，提高印刷数字化水平，提高我国的印刷设备监控水平，发展网 络化、智能化监控是我国面临的一项艰巨任务。 1 2 3j d f 简介 j d f 是数字化印刷的一种标准规范，它是一种建立在x v i l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e 可扩展标记语言) 的工业标准。它利用一张作业传票将标准描述 信息和交换协议信息记录起来，应用于整个印刷流程中。j d f 能涵盖印刷工作流 第1 章绪论 程的各个环节，对设计、印前、印刷、印后以及送货等环节赋予统一的标准格式， 实现格式标准化的统一”。j d f 可与p p f 、p d f 、p j t f 、i f r a c r a c k 、p p m i d x 等“州“：格式兼容。d r u p a2 0 0 4 后，j d f 开始正式推向市场。 j d f 有四个主要内容：p r o c e s s e s ( 工艺流程) 、r e s o u r c e s ( 可运用资源) 、 m e s s a g e ( 交换信息) 和n e t w o r k ( 网络化环境) 。这四个内容几乎包含了印刷 工艺流程的所有内容。j d f 出现以前，各印刷企业之间各自为政，导致不能有一 种统一的印刷规格，使得企业沟通困难。即使技术比较先进的印刷企业在面对印 刷中内部和外部交互的问题时也会相当困难，j d f 的出现解决了这个问题，它提 供了所有交互状态的反馈手段“”。j d f 提供了数字化印刷流程的一种全球规范， 使得印刷管理变得轻松，促进了各个企业之间的沟通。 j d f 有三个主要部分：j d f 、j m f 和m i s ”1 ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m 管 理信息系统) 。j m f 是印刷流程中信息交流的一种格式，它把信息以j m f 文件的 形式进行传输。m i s 负责印刷流程中的信息管理，m i s 提供者期望从j d f 的特性中 获益，能够通过m i s 进行印前尽可能多的处理，比如拼版等“。7 d f 有四个部件： 中介器( a g e n t ) 、控制器( c o n t r o l l e r ) 、设备( d e v i c e ) 和机器( m a c h i n e ) 。 中介器负责创建和修改j d f 文件；控制器用来在设备上激发处理过程执行j g f 文 件；设备用于处理中介器定义的信息也即处理3 d f 节点，完成生产任务并激发机 器进行操作；机器一般指物理设备如胶印机等，用来执行最终的作业任务“。j d f 有两种连接类型，分别为内部连接和外部连接。内部连接是资源或单元定位到j d f 文档任意位置工艺信息或管理信息的指针，由连接所指向的数据定位到目标单 元，外部连接用于将j d f 的内部描述指f 甸j d f 文档的外部对象，对象连接采用资源 定为符u r l ( u n i f o r mr e s o u r c el o c a t o r ) 实现“”。j d f 以节点树的形式组织各生 产过程，一个节点对应一个或多个过程，过程是节点的基础，节点是对过程的描 述，j d f 节点主要分为产品节点( p r o d u c tn o d e s ) 、过程组节点( p r o c e s sg r o u p n o d e s ) 、组合过程节点( c o m b i n e dp r o c e s sn o d e s ) 和过程节点( p r o c e s sn o d e s ) ， 产品节点是节点树的根节点，是对产品的基本描述，过程组节点是中间节点，它 的具体含义由下一级节点明确。组合过程节点定义多个独立生产步骤，这些步骤 能够在单一用途的设备上执行，过程节点代表独立的生产过程或操作步骤，是节 点树的最下层，不能嵌套下级节点“。给出一个j d f 节点树如图卜1 所示。 j d f 有两种文件格式j d f 和j m f ，它们本质上都是x m l 文件。一个简单的j d f 文 件实例如下”1 ，该文件说明的是传统印刷的耗材信息，如类型、尺寸、厚度等。 吲r 鹤o u r c e p o o f p r o c e s sn o 0 避程点 图1 - 1 一个含有产品节点、过程组节点和过程节点的j d f 节点树 f i g u r e1 - ij d fn o d et r e ew i t hp r o c e s s ，p r o c e s sg r o u pa n dp r o d u c tn o d e s j d f 工作流程主要有以下几步：客户创建一个关于产品的j d f 订单，客户与印 刷商洽谈合同，印刷厂用m i s 进行生产流程规划，制定合理的印刷作业传票，执 行活件传票，进行印刷。同时将收集的工作数据进行评估和预算，活件被执行完 毕后存档以备再次调用。把自动化操作和j d f 结合进行印刷作业是具有重大的 益处。具体印刷作业流程要根据实际要求进行设计。j d f 按照印刷过程分为通 用过程、印前过程、印刷过程和印后过程“。 1 3 课题的来源及研究内容和组织结构 1 3 1 课题的来源 本课题来源于2 0 0 5 年北京市科委科技重大项目”数字化印刷工作流程设计与 开发”课题的子课题，国家科技支撑计划课题( 2 0 0 6 b a f 0 3 8 0 1 ) ，北京市科技计划 项目( d 0 3 0 5 0 0 1 0 4 0 4 2 1 ) 。 1 3 2 课题的研究内容和组织结构 数字化印刷过程中对印刷活件和印刷设备的监控管理是关系到印刷流程j 顶 利进行的重要步骤，基于j d f 的印刷设备网络监控系统中有很多功能，包含设 备监控、活件跟踪、消息通讯、设备端工艺能力预制等，涉及计算机技术、网络 技术、印刷技术等多种技术。本文主要从以下几个方面进行研究： ( 1 ) 基于j d f 的印刷设备网络监控系统的总体设计给出系统的整体设计 思路，实现原理，使用的关键技术等。研究系统组成部分的设计原理和作用。 第1 苹绪论 ( 2 ) 印刷活件的跟踪机制研究该机制的工作原理，讨论j d f 传票的含义， 传票的状态监控，探讨该机制的功能。给出折页机工作传票跟踪的实例。 ( 3 ) 印刷设备工艺能力的预制研究设备工艺能力的内容、含义，给出折页 机的相关知识，研究折页机设备工艺能力定义文件的创建。研究该文件的功能及 其实现原理。 全文分为六章，各章主要内容如下： 第一章介绍本文的课题研究背景和国内外相关研究领域的发展状况，给出 本文的课题来源，主要研究内容和组织结构。 第二章介绍基于j d f 的印刷设备网络监控系统的总体设计，分析该系统的 功能需求，网络模型，工作原理及总体结构。介绍系统的各个模块的功能及作用， 给出系统设计用的关键技术。 第三章介绍系统的网络通讯，研究系统的网络通讯的主要原理，讨论系统 采用的两种通讯手段，并对它们进行详细的介绍。介绍j m f 知识及其通讯在系 统中的作用。研究系统的通讯原理。 第四章介绍系统的印刷活件跟踪机制，研究活件跟踪机制在整个网络监控 系统中的作用，给出活件跟踪机制的工作原理、操作步骤及其意义。 第五章介绍系统的设备工艺能力的预制，说明设备工艺能力预制的原因和 目的，研究设备工艺能力的主要内容，说明设备工艺能力定义文件的创建和其在 系统中的作用、工作机理，并研究如何进行操作。 第六章以折页机为例给出系统的实现实例，首先介绍了折页机和折页的相 关知识，介绍了折页传票，明确折页模式和折页参数的含义，最后给出折页机活 件跟踪机制和设备工艺能力预制的模块介绍、工作原理及操作实例演示。 第2 章基于j d f 的印刷设备网络监控系统的设计 第2 章基于j d f 的印刷设备网络监控系统的设计 2 1 印刷设备网络监控系统的功能需求分析 基于i d f 的数字化印刷流程要求有对应的监控系统，负责流程的监控管理， 比如传票编辑、传票任务派发、传票执行状态监控和设备状态监控等。印刷过程 中容易出现不良状况，如设备故障、印刷错误等，这些都阻碍了印刷的顺利进行， 因此，对印刷过程进行监控是非常有必要的。通过网络监控印刷流程，可以查看 印刷进度并及时发现不良状况并解决掉，使印刷得以顺利进行。通过现场和远程 监控配合进行全面监控。对j d f 印刷传票和设备的监控必须适合j d f 的要求，也 就是必须在j d f 原则下开发监控系统。为此，我们开发基于j d f 的印刷设备网络 监控系统，进行针对j d f 数字化印刷流程的监控，进行j d f 传票和适合j d f 的印 刷设备的监控管理，把j d f 作为一个桥梁把企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g ) 与生产连接起来，满足目前紧缺的功能需求。 2 2 系统的网络模型 2 2 1o s 和b s 模型的介绍 常用的网络模型主要有两种：c s ( c l i e n t s e r v e r 客户机服务器) 和b s ( b r o w s e r s e r v e r 浏览器j j l 务器) 。 c s 模型是一种两层次结构系统，此结构把数据库放在远程服务器上，在客 户机上安装软件，其结构如图2 1 所示，前端是客户机，后端是服务器，客户通 过在客户机的应用程序向服务器发送请求，服务器将返回数据答复给用户。该模 式允许多客户同时访问一个数据库，要求服务器硬件具有较强的处理能力。该模 式交互性强，安全性高，响应速度快，能处理大量数据，具有很强的实时处理能 力。但该模式一般限于局域网，维护和管理难度较大，不利于普及扩展。 b s 模型是一种以w e b 技术为基础的网络模式，采用三层体系结构如图2 2 所示，即表示层、功能层、数据层。“。表示层即浏览器端，客户可以通过浏览器 向指定的w e b 服务器发送请求，w e b 服务器产生响应返回给客户，在浏览器上 显示。功能层负责客户与服务器，服务器与数据库的连接，通过与数据库的连接 进行数据处理，将结果返回给w e b 服务器，再由w e b 服务器发送给客户端。数 据层即数据库服务器，负责存储数据。该模式简化了客户端，只需安装浏览器即 可。该模式是为了实现信息的动态发布，将w e b 与数据库结合形成基于数据库的 w e b 计算模式，将该模式应用到i n t e m e t i n t r a n e t 中，形成三层客户机服务器结构 ”1 。该模式分布性强，维护简单，硬件要求低，扩展性好，信息共享度高。但数 据传输速度慢，数据安全性较低，网络带宽要求也高，处理大量数据的能力较低。 北京工业大学工学硕士学位论文 l客户端 数数 据据 请 答 求 复 f数据库服务器 图2 - ic $ 模型图2 - 2b $ 模型 f i g u r e2 - ic sm o d e f i g u r e2 - 2b sm o d e l 综上所述，c s 和b s 模式各有优缺点，可以将二者结合起来使用，对于数 据量大、需要大频繁、高速交互并且使用者单一的系统模块采用c s 模式，对于 数据量不大、使用用户较多的模块可以采用b s 模式”1 。在应用过程中，结合实 际情况，针对不同的使用目的和要求，可以选择适合自己的网络模式。 2 2 2 系统采用的网络模型 本课题开发的系统要求的工作环境有两种：印刷车间现场和远程操作。这两 种工作环境要求采用相对性的设计，为此，在印刷车间现场配置“监控中心”进 行现场监控，在设备端配置w e b 模块能够进行浏览器访问。系统有两种主要功 能：( 一) 能够在印刷车间现场通过“监控中心”进行印刷流程和设备的监控， 从而进行便捷的监控管理。( - - ) 用户能够通过浏览器远程访问设备的w e b 服务 器，监控印刷流程和设备状态，获取所需要的信息。系统对现场数据的处理速度 和安全性、对远程操作的方便性、实时性要求较高。 、 综合考虑系统的工作要求，我们采用的是基于) f l v l l 的c s 4 1 和b s 相结合 的模式。在印刷车间采用c s 模式，通过安装监控中心客户软件进行印刷流程和 设备的集中监控管理，而在设备远程访问上采用b s 模式，在每台印刷设备上安 装w e b 服务器，开发相应的功能模块配置到w e b 服务器上，对设备的状态进行远 程管理。监控中心可以连接设备的w e b 服务器，通过发送j m f 消息与设备进行 交互，进行设备的监控，通过浏览器远程访问w e b 服务器，远程监控设备。开 发c s 和b s 两种客户软件，把两种模式的优点合理利用，使系统更加完善。 2 3 系统的设计原则及实现功能目标 j d f 作为与其他数据格式不同的印刷商业标准，是设计用来提高生产印刷效 率的，在j d f 应用于生产后需要有相应的配套系统配合才能运用其巨大功能。 基于j d f 的印刷设备网络监控系统是以j d f 为标准进行设计的，适用于符合j d f 标准的数字化印刷工作流程。针对j d f 印刷传票的监控方式进行对应的设计，能 蕈 第2 章基于j d f 的印刷设备网络监控系统的设计 够通过发送j m f 消息进行通讯，通过监控中心和远程操作监控印刷流程，提交和 编辑印刷作业传票，合理的调整印刷队列，派发印刷任务，监控印刷过程中印刷 队列和印刷活件的状态，达到印刷的合理控制。通过对印刷设备的实时监控，发 现印刷过程中出现的问题，以便控制设备运行，排除故障，减少资源浪费。 系统最终实现目标是通过监控中心实时监控印刷流程中所有印刷设备，及时 发现问题并解决掉，接收m i s 发送过来的j d f 传票，实现传票的编辑和派发、执 行状态监控、跟踪查看等功能。在设备端的w e b 服务器上实现传票监控、传票信 息文件创建和设备工艺能力预制等功能，能够远程查询印刷队列状态和设备工艺 能力，能通过浏览器进行活件审核等操作，同时与监控中心进行交互，实现传票 的流通和n f 通讯，二者配合对印刷过程进行全面的监控，保证印刷的顺利进行。 2 4 系统的总体设计 基于j d f 的印刷设备网络监控系统是针对j d f 数字印刷流程提出的，将x m l 作为数据载体，利用网络资源进行电子数据变换瞄1 ，实现其网络化控制。系统主 要分为两大部分：印刷监控中心和远程监控模块。印刷监控中心处于印刷生产流 程中的印刷建模系统“1 中，采用c s 模式，放置在印刷车间的现场负责进行印刷 流程的现场监控，监控整个印刷进程和印刷设备。采用对印刷设备的分布式监控。 在监控中心进行集中监控”，达到系统的实时有效的监控管理。远程监控模块采 用b s 模式，在印刷设备上安装w e b 服务器，并开发与设备对应的w e b 处理软件 模块配置到w e b 服务器上，通过远程浏览器进行操作，实现远程监控。 2 4 1 系统的整体结构 基于j d f 的数字化印刷流程的整体结构如图2 3 所示，印刷设备网络监控系 统是该流程系统中的重要组成部分，包含除m i s 以外的所有模块，包括监控中心 端和设备端两部分，其简略图如图2 - 4 所示。 监控中心是整个系统的核心部分，上接m i s 系统，下接设备端，实现的主要 功能有：生产管理，印前作业管理，印刷作业管理和印后作业管理。印前制作主 要是创建符合印刷需求的j d f 传票，然后进行印前的各项处理，如预飞、拼板、 打样等，印刷作业管理是进行印刷参数的设定如油墨预制等，印后管理主要是进 行印后设备参数与模式的设定。生产管理主要是生产的计划制定，生产调度，进 行任务的派发等。监控中心要监控管理整个印刷生产流程，负责印刷传票的创建、 修改、发送，传票执行状态的监控，印刷设备的状态监控等。 印刷设备端的架构图，如图2 - 5 所示，设备端模块的配置主要是w e b 服务器 的配置，主要实现j d f 处理和j m f 处理功能，对设备工艺能力进行预制，与监控 中心进行交互，实现j d f 传票的传输，对监控中心的j m f 消息请求产生响应，提 供设备状态信息和设备执行传票的状态信息。 北京工业大学工学硕士学位论文 图2 - 3 基于j d f 的数字化印刷流程的整体结构图 f i g u r e2 - 3t h es t r u c t u r eo f d i g i t a lp m t w o r k f l o wb a s e do n $ d f 图2 - 4 印刷生产过程监控端简略图 f i g u r e2 - 4t h es k e t c ho f p r i n tp r o c e s sm o n i t o rs y s t e m 一1 0 第2 章基于j d f 的印刷设各网络j 腹控系统的设计 设备 印 鲫 图2 5 印刷设备监控端结构图 f i g u r e2 - 5t h es t r u c t u r eo f m o n i t o rs y s t e mf o rp r i n t i n gd e v i c e 2 4 2 系统的工作原理 监控中心接收从m i s 发送过来的初始j d f 传票，该传票主要是客户提交的 初步印刷需求，监控中心需要对该传票进行解析，根据印刷的各种要求，添加各 种需求参数，让其满足印刷的全面要求，根据j d f 标准，制作生成针对不同设 备的j d f 传票，比如针对折页机就要把折页需要的参数添加进传票。把制作好 的工作传票派发给相应的设备端，进行作业。监控中心实现印刷流程的状态监控， 监控所有设备的运行状态，以及每个设备正在执行的印刷队列状态，连接设备的 w e b 服务器，跟踪查看印刷活件的状态，向设备发送j m f 消息查询设备和传票 的状态。采用调度算法对信息进行管理，制定合理的生产计划，派发任务。 设备的w e b 服务器配置处理模块接收监控中心发送过来的j d f 传票，经过 设备通讯接口解析存储传票作业信息，然后提供给设备主控程序，设备主控程序 再发送作业命令给设备进行作业。同时提供传票的队列状态和设备的工作状态。 提交的传票必须经过用户“审核”后才能进行操作，审核工作是在浏览器上进行 的，用户通过浏览器访问设备，查询在线的活件队列状态和设备性能信息，能够 查询工单纪录和状态纪录，能够对作业传票进行w o r d 格式的预览。设备的通讯 接口程序对监控中心发送过来的j 虾消息进行响应，返回对应的请求信息，如 q u e u e s t a t u s 、k n o w n d e v i c e s 等请求，其中包含传票队列的状态信息和设备状态 信息等，这样监控中心就能够得到该设备的运行情况，从而合理的进行生产调度。 2 4 3 系统的j d f 作业处理 系统的j d f 处理包括j d f 文件的创建、解析、显示、编辑等，j d f 的创建 最初是用户在浏览器中提交创建的，创建的初始的j d f 传票传给m i s ，监控中 心再从m i s 获取j d f 传票，然后根据业务的具体需求添加需要的参数，制作出 圜心凰 北京工业大学工学硕士学位论文 针对不同设备的j d f 传票，再传给设备的w e b 服务器上。印刷设备接收由监控 中心发过来的包含作业要求的j d f 文件，对其进行解析显示、编辑等处理。如 果作业内容不能满足要求，设备操作者可以对j d f 文件进行编辑修改，把修改 后的文件发回监控中心，上一级用户进行确认，经过交互处理最终达到一致的作 业需求。用户也可以通过浏览器查看和修改传票信息。不同的设备会有不同的要 求，所以j d f 文件内容也是不同的，例如拆页机的j d f 文件主要包含折页机的 设备参数、折页参数和模式设定等。j d f 作业处理主要是围绕j d f 工作传票进行 的，j d f 传票贯穿整个印刷的流程，对j d f 传票进行作业处理，跟踪监控，就可 以监控印刷流程的工作状况，采取及时的处理手段应对出现的问题。 j d f 作业处理是整个印刷作业的最关键的部分，j d f 印刷工作流程主要解决 的就是j d f 文件的处理，这直接关系到印刷作业的成败，所以，在处理j d f 作 业文件过程中必须严格按照j d f 标准的要求进行，不能自己进行参数的设定，以 免在印刷工作时出现不必要的错误，耽误印刷进程。 2 4 4 系统的j m f 消息处理 系统采用j i v i f 进行消息通讯，监控中心向设备发送皿消息，消息可以是 请求( q u e r y ) 或命令( c o r a m a n d ) ，设备接收监控中心发送来的j m f 消息，这些 消息是用来查询工作传票状态、设备信息和对j d f 传票的些操作，如 o p e n q u e u e ，k n o w n d e v i c c s 、q u e u e s t a t n s 等，当一个消息被发送到控制器上， 设备端会返回一个响应( r e s p o n s e ) ，然后监控中心就可以获取需求信息或者通过 命令进行传票的操作。如果请求含有订阅，那么响应信号就会被发送到客户指定 的网络地址上，直到执行“停止持续通道”命令后该响应才会结束嘲。j m f 处理 的功能是配置在设备通讯接口里，监控中心与其进行交互。j m f 消息处理负责系 统的消息通讯，是监控中心与各个设备之间进行信息交互的一种重要手段，它同 j d f 文件一样起着贯穿印刷流程的作用，是印刷流程系统消息通讯的支柱。 2 4 5 系统的w e b 配置模块 该模块主要负责在设备端配置w e b 服务器，要针对不同的设备开发相应的 w e b 模块，开发设备通讯接口程序，进行设备工艺能力的预制，存放设备信息和 工作传票等，负责与监控中心交互，接收监控中心派送的j d f 传票，存储在w e b 服务器中供设备调用。与监控中心进行j m f 消息通讯，提供工作传票的执行状态 和设备状态等。用户能够通过浏览器访问设备的w e b 服务器，查看设备信息、作 业传票信息、工单纪录和状态纪录等，对传票进行审核、w o r d 预览等处理，进 行设备的实时监控。 该模块需要建立一些文件夹来存放各种功能文件，比如设备工艺能力定义文 件、状态文件、传票信息文件和系统接收的j d f 传票等，这些都要在w e b 服务器 第2 章基于j d f 的印刷设备网络监控系统的设计 上存放在各自的文件夹中，同时要开发j m f 响应和j s p 模块用来与监控中心和浏 览器交互。w e b 模块是设备外界进行交互的途径，起着非常重要的沟通作用。 2 5 系统采用的关键开发手段 2 5 1 系统采用的开发技术 系统采用j a v a 语言开发，j a v a 语言是一种面向对象的衍生于c + + 语言的跨 平台语言，它拥有丰富的界面编程类，主要用于网络性开发。j a v a 具有很好 的网络开发特性和通讯机制，它将面向对象、平台无关性、安全性、多线程等特 点集于一身，是目前非常好的分布式程序设计语言。1 。开发系统时参考s u n 公司 提供的j a v a 的应用程序文档j a v aa p i 啪1 进行。本系统涉及到分布式的应用，在 系统运行过程中对系统中所有部件进行监控是十分必要的，采用j a v a 开发应用 程序进行监控，必须做到监控所有分布在不同机器上的应用程序，对j a v a 应用 程序的监控涉及到与j a v a 虚拟机的交互，必须掌握监控的方法。”。 j d f 是基于x m l 的，x m l 是非常好的数据交换语言，提供了独立的数据平台， 可以进行数据的跨平台交换，有着很强的数据处理功能。x m l 数据可以存储在数 据库中，能在关系型数据库之间进行交互，能够提供好的数据控制方法伽。 使用的开发工具主要为e c l i p s e “”，该平台是一个开放源码的、可扩展的、 基于j a v a 的集成开发环境( i d e ) ，e c l i p s e 本身不提供强大的用户功能，其全部 功能都是利用其插件机制来实现的啪1 。e c l i p s e 附带了一个标准的插件集，其中 包括j a v a 开发工具，同时可以自己添加需要的插件。监控中心的开发主要用的 是c s 模式开发的技术，利用j a v a 的应用程序开发工具包，如s w i n g ，s w i n g 是 在j a v a 用户界面开发工具包a w t ( 抽象窗口工具包) 的基础上进行改进的包含 了图形组件的组成和设计原则等，为用户提供了更方便的用户界面开发工具。 w e b 配置模块的开发设计到b s 模式开发需要的多种技术，如j s p 、s e r v l e t 。”、 h t m l 、s p r i n g t m 3 等，利用s p r i n g m v c 技术进行w e b 框架设计。j s p 程序与s e r v l e t 和j a v a b e a n 相结合是当代广泛应用的w e b 技术，j s p 主要用于制作网页，利用 j s p 进行动态w e b 的开发】，业务逻辑主要由j a v a b e a n 类完成。s e r v l e t 是纯 j a v a 程序，可以用于建立动态网页“，它在启用j a v a 的w e b 服务器上运行并扩 展服务器的能力。系统把这些技术结合使用开发w e b 服务器端。 采用适用于c s 模式的j a v a 的s o c k e t 通信机制和适合b s 模式的h t t p 方 式为通讯手段，采用叫f 进行消息通讯。w e b 配置模块采用基于w e b 的三层网络 结构，利用x m l 和j a v a 的技术，这种架构包含服务器、客户端、企业信息端等， 是为分布式系统提供了很好的解决手段。 2 5 2o d f 传票的创建、解析、显示和编辑 j d f 传票的创建需要明确印刷需求后进行，根据设备工艺能力定义文件和具 北京工业大学工学硕士学位论文 体的活件要求制定。在客户提交订单时可以根据用户需求通过网上创建初始的 j d f 传票。每个传票的内容不同，个完整的可执行的j d f 传票是对印刷任务信 息全面的反映，包含用户提交信息和印刷设备操作信息。每个j d f 传票始于l d l s ， 在生产系统中被执行，生产系统从印前到印刷、印后，最后到印刷品发送“。 j