（计算机应用技术专业论文）基于asp的区域网络化制造系统管理设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 “区域网络化制造”是先进制造技术和网络技术相结合的产物，将 给我国制造业的发展带来新的机遇和挑战。区域网络制造系统把网络化 制造限定到一定的具有相同特点、相同需求的某一区域，具有更加深远 的意义。区域网络制造系统的主要形式为以龙头企业带动的动态企业联 盟和面向中小企业的a s p 应用服务系统。a s p 已成为全球化发展的重 要方向之一，它作为不断发展的外包服务的最新模式，为企业提供满足 公司业务需要的软件应用服务，减轻了企业负担，促进企业 x 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 并介绍了计费管理功能结构；两话给出了可蕴穗两秭雨聂面丽f 趸顸雨顶 据库物理结构设计。 第五章：首先介绍了系统开发所使用的几项关键技术，最后给出用 户管理模块和计费管理模块的实现 最后，对全文进行了总结，概括了本文的主要内容和创新，并对进 一步的研究进行展望。 关键词： 区域网络化制造；a s p ；用户管理；计费管理；用户访 问控制 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 v 页 a n i n t e g r a t e d u s e ra c c e s sc o n t r 0 1m o d e lf o r r e g i o n a l n e t w o r k e d m a n u f a c t u r i gs y s t e mi sp r o v i d e d t h e n ，t h ed e t a i ld e s i g n i n go fu s e r m a n a g c m e n tm o d u l ei sp r o v i d e d f i n a l l y ，p r o v i d e st h ed a t a b a s ed e s i g n i n g o fu s e rn l a n a g e m e n tm o d u l e i nt h e4 mc h a p t e r ，t h ed e t a i ld e s i g n i n go fp a y m e n t m a n a g e m e n tm o d u l e i sp r o v i d e d f i r s t l y ，t h ei m p o r t a n c eo fp a ) r m e n tm a n a g e m e n ti sd i s c u s s e do n a s ps e r v i c ep l a t f o 珊t h e n ，t y p e so fs e r v i c ea i l d p a y m e n tt a c t i c sa r e d i s c u s s e d f i n a l l y ；p r o v i d e su m l m o d e la n dd a t a b a s ed e s i g n i n go f p a y m e n t m a n a g 锄e m ： i nt h e5 4c h a p t e r f i r s t l ys e v e r a lk e yt e c h n o l o g i e sa r ep r e s e n t e d t h e n ， t h er e a l l z a t l o no fu s e r m a n a g e m e n tm o d u l ea n dp a y m e n tm 托a g e m e n t m o d u l ea r ep r o v i d e d k e yw o r d s ： r e 百o n a ln e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n g ； a s p ； u s e r m a n a g e m e n t ；p a y m e n tm 如a g e m e n t ；u s e ra c c e s sc o n t r o l 西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 1 1 本课题的研究背景 第1 章绪论 区域网络化制造a s p 服务平台是根据国家8 6 3 计划c d d s 主题资助的 “以成德绵为核心的区域网络制造系统技术开发及应用”项目而搭建的一个 服务平台。主要是针对四川省的三个主要城市成都、德阳、绵阳以及省重点 城市的中小型制造业企业的信息化发展需要，开发的一个集协同电予商务、 协同设计、制造资源优化配置、技术支持与服务等于一体的开放式综合性服 务平台。几个基础模块，其中制造资源优化配置由软件资源共享、设备资源 共享和零部件资源优化配置等模块组成：企业协同电子商务针对产业链相关 的装备和汽车制造业，以建立制造商、供应商、销售商和维修商的商务协作 网络为目标，实现制造业产业链的协作商务管理，支持以中小企业为主的制 造厂、供应商、销售商和服务商进行多对多的企业间协同，实现数据交换和 集成；面向网络化制造的协同设计利用企业协同商务分平台、制造资源优化 配置分平台和技术支持分平台的资源，进行零部件资源的优化配置和企业间 的协作管理。 区域网络化制造是企业为应对知识经济和制造全球化的挑战而实施的 以快速响应市场需求和提高企业( 企业群体) 竞争力为主要目标的种先进 制造模式。通过采用先进的网络技术、制造技术及其他相关技术，构建面向 企业特定需求的基于网络的制造系统，并在系统的支持下，突破空间地域对 企业生产经营范围和方式的约束，开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环 节的企业业务活动，如产品设计、制造、销售、采购和管理等，实现企业间 的协同和各种社会资源的共享与集成，高速度、高质量、低成本地为市场提 供所需的产品和服务拉 。信息技术、计算机技术、网络技术等新技术的发展 推动了经济全球化的发展，从而导致了企业组织结构的变化和制造业模式的 革新，最终推动了网络化制造的诞生【3 】i ”。 区域网络化制造对提高企业管理层次、优化资源配置、降低制造成本、 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 提高产品销售能力等方面都有重要的意义f 5 i 。 ( 1 ) 提高企业管理层次 区域网络化制造的实旄将使区域内广大企业的管理水平、技术水平、市 场应变能力得到全面的提高。通过网络化的设计、制造和经营，促使企业改 变传统封闭的经营模式，走向国际市场。 ( 2 ) 优化资源配置 通过实施区域网络化制造可以在某一范围内实现制造资源、智力资源、 知识资源的优化整合，减少资源的重复建设，减少资源闲置，从而提高资源 的利用率。 ( 3 ) 降低制造成本 区域网络化制造技术借助于先进的网络和信息技术，实现异地制造过程 信息集成，降低企业内部生产和流通成本。另外，还可以减少合作企业之间 日趋昂贵的交互费用，从而达到降低制造成本的目标。 ( 4 ) 提高产品销售能力 区域网络化销售和定制技术使企业能够更有效地开拓国际国内市场。一 个企业，即使是一个中小企业，也可以用不太多的费用在网上建立虚拟市场 ( 包括虚拟产品、虚拟仓库、虚拟超市等) 和遍布各地甚至遍布全球的网络 化代理系统，通过采用有效的网上营销策略开拓国际国内市场，大大提高产 品的销售能力。 a s p ( a 即u c a 6 0 ns e r v i c ep r o v i d e r ，应用服务提供商) 是指通过在 i n t e m e t 上配置、租赁和管理商业应用软件，为商业企业和个人客户提供应用 软件服务的公司降) 。a s p 是信息技术外包服务的最新演化形式，它提供了对 外部署商业服务的一种新应用服务模型。 随着廉价的个人电脑和i n t e r n e t 的迅猛发展，高速的多处理器主机和宽 带的网络使得标准的客户端环境与远程应用实时交互成为现实。这样利用 h l t e m e t “提供的公用访问基础设施，用户可以利用无盘工作站、个人电脑甚 至是其它各种上网的终端设备随时、随地与远程a s p 服务网站的应用服务器 上可管理模块或软件进行交互对话和数据处理。有了这种成熟技术的支持， 软件供应商不再单纯是销售其软件，开始提供租赁软件应用的服务。实现了 把软件转化为服务的趋势：b t 锄e t 服务提供商则扩展了自己的商业模式和业 务范围：由原来只提供w e b 服务器和电子郎件服务器，发展到提供更多的软 西南变通大学硕士研究生学位论文第3 页 件应用服务，诸如企业数据存储空间租赁、企业工资管理、人力资源管理、 进销存管理、以及完整的e r p ( 企业资源计划) 软件包等p j 。 a s p 的运营模式主要包括三个要素：使用服务的客户群、a s p 的运营商、 用于服务的软件和产品的提供商。三者之间的关系是互动的，a s p 向客户提 供服务，客户向a s p 支付租金，这就是a s p 基本的运营模型。若a s p 商定 位在分工协作模式，在a s p 提供服务的运营群中主要会涉及以下实体：i s v ( 独立软件开发商) 、m c ( i n t e m e t 数据中心) 、i s p ( 网络基础设施提供商 和电信运营商) 等。针对中小制造企业的运用，还可能包括专业科技信息单 位、政府有关部门、相关产业单位和教育科研单位等。这些实体可以充分集 成官i 产、学、研资源，为中小制造企业提供全面、专业的信息化服务。 使用服务的客户不必购买昂贵的计算机设备，不必经历错综复杂的系统 造型，不必聘请专门的i t 技术人员，不必担心系统的维护和升级，不必承受 系统实施的各种风险，只需根据自己的需要和等级支付廉价的租金费用，就 可以使用a s p 提供的服务，从而减轻了企业资金不足、人力资源匮乏等现状， 并减少了投资的风险l8 j ”。 由于a s p 带来的效益，以及其成本的节约，使a s p 市场迅猛的增长。 a s p 的服务费用计算相当灵活，既可以按应用软件付费，也可以按使用的连 接数和数据流量来付费，还可以按“日租”或“月租”或使用次数来付费【】”】【。 目前，越来越多的公司都在声称自己是一个a s p ，范围包括传统的r r 业务到电子商务，全球估计有1 4 0 0 【12 】多家公司宣称要做a s p ，包括硬件供应 商、系统集成商、独立软件开发商、i s p 等。大多数软件商是通过与纯a s p 商组成策略联盟或设立专门提供a s p 产品的部门的方式进入这一领域的。比 如：o r a c l e 公司成立了0 r l e b l i s i i l e s s o n l i n e ，s a p 公司成立了m y s a p c o m 来直接操作a s p 业务。在中国，随着对a s p 的深入了解，目前越来越多的 企业认可并选择a s p 模式。 1 2 本课题的研究意义 基于a s p 的区域网络化制造系统目前分为：区域网络化制造a s p 服务 总平台、重点城市a s p 服务分平台和示范企业资源管理分平台三级资源共享 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 平台。而且，a s p 服务总平台、重点城市a s p 服务分平台又分为协同电子商 务、协同设计、制造资源优化配置、技术支持与服务等模块。整个系统结构 复杂，功能强大，如何有效的管理和控制平台用户对各个模块的访问权限， 如何对使用服务的平台用户进行计费，这些问题所涉及到的用户管理和计费 管理是平台存在和发展的基础。所以在系统的功能模块划分中，单独设计和 实现了平台系统管理模块。 平台系统管理模块包括用户管理子模块和计费管理子模块。用户管理模 块是整个区域网络化制造a s p 服务平台存在的基础，它实现了平台用户的注 册、登录、角色权限分配以及用户访问控制等。不管是区域网络化制造a s p 服务平台还是重点城市a s p 服务平台的注册会员都需要先经过系统管理员 的授权，然后当会员访问和使用平台模块时再通过用户管理模块来验证其是 否拥有相应的操作权限。计费管理实现了计费策略的制定、服务订购、用户 交费、费用计算等功能。并且，计费管理和用户管理模块之间联系相当紧密， 计费和会员的角色还有关系，会员的角色不同所享有的服务也不同，并且采 取的计费策略也不同。另外，整个系统管理模块为管理员分析平台使用情况、 制定平台发展战略等提供了详细的数据信息。这些信息还可以用于今后的诊 断，分析历史趋势，为解决服务器超负荷运作提供比较可靠的数据。 1 3 本课题研究现状 用户管理涉及到的重要问题是用户权限管理，即用户访问控制技术。所 谓访问控制技术【1 3 】即为判断使用者是否有权限使用或更动某一项资源，并防 止非授权的使用者滥用资源的技术。访问控制包括三个要素，即：主体、客 体和控制策略。 主体( s “b j e c t ) ；是可以对其它实体施加动作的主动实体，简记为s 。主 体的含义是广泛的，可以是用户组、用户本身，也可是用户使用的计算机终 端、卡机、手持终端( 无线) 等，甚至可以是应用服务程序程序或进程。 客体( o b j e c t ) ：是接受其他实体访问的被动实体，简记为0 。客体的概 念也很广泛，凡是可以被操作的信息、资源、对象都可以认为是客体。在信 息社会中，客体可以是信息、文件、记录等的集合体，也可以是网路上的硬 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 件设施，无线通信中的终端，甚至一个客体可以包含另外一个客体。 控制策略：是主体对客体的操作行为集和约束条件集，简记为k s 。简单 讲，控制策略是主体对客体的访问规则集，这个规则集直接定义了主体对客 体的作用行为和客体对主体的条件约束。访问策略体现了一种授权行为，也 就是客体对主体的权限允许，这种允许不超越规则集，并由规则集给出。 目前主要的访问控制技术有自主型访问控制、强制型访问控制、基于角 色的访问控制和基于任务的访问控制等。具体的访问控制技术，将在本文第 三章中做详细介绍。 计费管理在跟踪每个用户对平台资源的使用情况的同时对其收取合理 的费用，一方面可以维护平台的运行和可持续发展；一方面，系统管理员也 可以根据情况更好的为用户提供所需资源，并促使用户合理的使用平台资源。 目前常用的计费方式有按时间计费、按流量计费、按次数计费、按服务 计费和承包制计费。具体的计费方式，将在本文第四章中做详细介绍。 1 4 论文的主要研究内容 论文的主要研究内容如下： ( 1 ) 分析区域网络化制造与a s p 服务的发展现状和发展趋势，讨论网 络化制造a s p 服务平台系统管理的意义和重要性，研究了用户管理和计费管 理的研究现状。 ( 2 ) 对网络化制造a s p 服务平台的体系结构和功能结构进行讨论，并 详细讨论了其实施模式。 ( 3 ) 对平台用户和计费进行分析，重点讲述系统管理中用户管理和计 费管理的设计与实现。运用u m l 统一建模语言进行了系统设计，给出了主 要分析设计结果，即用例模型、类图和序列图和数据库设计，并根据开发模 型，在n e t 平台上进行了系统开发； ( 4 ) 最后，对全文进行了总结，概括了本文的主要内容和创新，并对 进一步的研究进行展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 1 5 本章小结 本章首先分析区域网络化制造与a s p 服务的发展现状和发展趋势，接着 讨论网络化制造a s p 服务平台系统管理的意义和重要性，随后给出了用户管 理和计费管理的研究现状，最后提出了本文的主要研究内容。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章区域网络化制造a s p 平台结构和实施模式 2 1 区域网络化制造a s p 平台资源分析 区域网络化制造a s p 服务平台主要是针对四川省的三个主要城市成都、 德阳、绵阳以及省重点城市如眉山、南充、达州、自贡等的中小型制造业企 业的信息化发展需要，开发的一个集协同电子商务、协同设计、资源优化配 置、技术支持与服务、信息中心等于一体的开放式综合性服务平台。 平台上的这些服务都是针对区域资源和信息所提供的服务，但这些资源 从来源、内容看都不相同，而且对于资源和信息本身来说，又有其自身的特 点。 从来源看：有的来自企业，有的来自网络，有的来自区域城市，有的来 自院校、科研院所，有的来自软硬件供应商。来自企业的资源和信息包括大 型设各和精密仪器资源供应和求购信息、人才需求信息以及迫切需要提供 技术支持的需求；来自网络的信患范围就更加广泛了，但就制造企业所需要 的信息包括：供应链信息、人才信息、市场信息等；来自院校、科研院所的 资源和信息包括：人才资源、技术支持、自主产权的软件资源等。来自软硬 件供应商的资源包括：各种需要支付费用的、有利于制造企业管理和生产的 软硬件资源。 从内容来看：有软硬件资源、设备资源、人才资源和行业信息资源等 等。 资源和信息自身的特点：相对来说比较分散，存在大量的“信息孤岛”： 资源异构，依附一定的运行环境：资源的数据量犬，类型和结构复杂。 所以怎样有效的管理和利用这些资源和信息是我们搭建平台时重点考 虑的一个问题。 平台构建了资源优化配置模块，日的是想为企业搭建企业内部资源管理 系统的同时，整合和有效利用区域内制造企业资源。这些资源包括t 设备资 系统的同时，整合和有效利用区域内制造企业资源。这些资源包括t 设备资 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 源、软件资源等。通过调研发现，有些企业的大型设备、精密仪器和软件在 企业生产任务轻的情况下造成闲置，或者说没有更加高效的利用；而同时， 有的企业又因为没有相应的设备而不得不降低其生产进度。如果我们搭建了 区域内大部分企业的资源管理模块的话，相应资源就可以在整个区域内共享、 高效的使用，资源缺乏的企业可以租用其他设备过剩企业的相关资源。这样 资源就会在区域内高效的使用，并且避免了区域内相同资源的重复投资，降 低区域内制造企业的总体生产成本。 平台构建技术支持与服务模块，目的是在区域内更好的利用人才资源， 为企业提供更加方便快捷的技术支持服务。所以这个模块也是区域内人才资 源的有效利用。 平台构建信息中心，目的是为了有效利用各种信息资源，如供应和求购 信息、人才需求信息和市场信息等。 另外，平台构建了协同电子商务平台，目的是将区域内的企业通过 i n t 邸e t 组织起来，实现区域内所有企业之间的商务台作交流，为区域内企业 之间的商务活动提供台作平台。同时，也向企业提供基于网络的各种管理系 统的使用，如经销商管理、供应商管理、售后服务管理等，加快企业信息化 进程。 总之，区域网络化制造a s p 平台说到底就是要实现各种资源的管理、整 合和有效利用。 2 冬基于三级资源共享的区域网络化制造解决方案设计 为了实现对各种资源的管理、整合和有效利用，我们采取的方法是：三 级资源共享模式。这三级分为区域网络化制造a s p 服务总平台、重点城市a s p 服务分平台和示范企业分平台。为什么要分为这样三级呢? 从上一节的分析 中可以看到：资源的共享需要三步来实现，那就是有效资源和信息的采焦、 汇集和优选以及共享使用。在企业内部部署针对企业资源管理和信息发布的 分平台，可以实现企业内部的资源和信息的采集。在企业之上部署城市分平 台就可以把区域内各个企业的信息汇总到一起，同时企业又可以通过企业分 平台访问城市分平台，对其上汇总的信息进行访问和优选，从而实现信息的 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 共享使用。在重点城市分平台之上构建网络化制造总平台能更大程度的实现 资源和信息的共享，并可以针对不同的重点城市进行总体控制。由上可知， 为了中小企业的发展，实现中小企业联盟，构筑管理和资源共享系统是非常 有意义的。进而，把这一系统分成三级平台，分步实现资源和信息的采集、 汇总、优选和共享，也是十分必要的。具体的网络化制造系统三级资源共享 平台的结构图如下图2 1 所示： 图2 - 1 网络化制造系统结构图 2 3 区域网络化制造a s p 平台结构 2 3 1 区域网络化制造系统的功能结构 为了实现对各种资源的管理、整合和有效年i 用，我们把区域网络化制造系统 分为区域网络化制造a s p 服务总平台、重点城市a s p 服务分平台和示范企业资源管 理分平台三级资源平台。以下对这三级资源平台的功能结构分别进行介绍。 2 3 1 1 区域网络化制造a s p 服务总平台”4 1 区域网络化制造a s p 服务总平台分为六大功能模块：协同电子商务、协 同设计、资源优化配置中心、技术支持与服务、信息中心和系统管理。其功 能结构见图2 2 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 r _ 卜 镕m “迷a s p o 博目自f m 井 葺海艟配l 1 i b 十og “m 目* l & t x # # n * 圈匿圈 r 1f 州广：r 1r 1 1 女1 j $ 【qj # 1 【# d 1 i 当1 1 国4 l 目目女1 i m 术 口】_ * i ii 口i ii 镕 4 4 1 目；j 月1 4i # 1 l “l u u u l l j l l i 图2 2 区域网络化制造a s p 服务总平台功能结构图 下面简要介绍各个模块的主要功能： 协同电子商务：供应链上的商务协同是目前制造行业企业对网络化制造 最为迫切的需求，此协同电子商务平台将解决核心企业的供应链管理问题以 及中小型企业的网络化采购、网络化销售、经销商管理、售后服务管理、网 上招标和投标等问题。 资源优化配置中心：分为资源管理、资源优化、软件共享。资源管理为 注册企业提供了管理本企业各类资源的接口。用广 通过资源管理还可以根据 需求发布对资源的求购信息及查询各类资源信息。资源优化提供了设备优选 功能，主要是对设备的选择工作提供辅助决策和对设备资源的搜索功能。软 件共享为企提供共性软件租用服务，包括平台提供的视频会议系统、由技 术联盟提供的各种成熟国产c a d c a m c a e ，c a p p 软件、p d m 软件、e r p 软件、财务软件、数据库软件等的在线租用或试用。 系统管理：是整个平台的基础，其它功能模块的实现都是以系统管理为 基础的。会员的角色不同所享有的服务也不同，芳且采取的计费策略也不同。 其中主要包括：用户注册、用户验证、用户删除、权限管理、计费策略管理、 服务计费管理、用户帐户管理等等。 协同设计：是各成员在计算机的支持下，围绕一个共同的项吕，承攫相 应部分的设计任务，并行交互地进行设计工作，最终得到符合要求的设汁结 果的设计方法。协同设计强调的是群体工作方式，是基于分解与努工、分解 与组合的方法完成产品的开发设计。主要为企业提供在线的项目管理、x 档 管理、审图管理和冲突管理等等。 田矧苎 一憎旧u口崮阳例 圈吲圆曰 啜崩互口圉 一图图网圉 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 技术支持与服务：由该模块把软硬件产品提供商、企业、服务机构联系 起来。为企业解决相关问题，技术支持与服务模块既是服务的提供者，也是 技术支持与服务体系组织的联系纽带。企业、技术支持和服务中心、服务机 构( 咨询公司等) 和软、硬件供应商在物理上通过i i l t e m e t 组织起来，在逻 辑上通过技术支持与服务模块联系起来。涉及到的功能：为企业提供产品或 技术问题的咨询案例；专家或产品提供商可以通过技术支持与服务系统直接 回答用户提出的技术或产品问题：系统还提供了各个领域的信息化技术相关 文献，比如：数字化设计与制造技术、现代管理技术、流程工业综合自动化 技术、制造系统集成技术、制造业信息化支撑技术、企业集成系统技术、区 域网络化制造信息化综合技术等等。 2 3 1 2 重点城市a s p 服务分平台 i 婴! 姜堡一；睦要竺臻爱1 ! 璺竺二：i 睦竺型i 童曼竺竺! 一jf ! ! 竺! “” 图i 舔鲤甍圈闺闰圉圈匿闺围圈旧蓠巨 | | ；j 圈鬻譬 蓠 图2 3 重点城市a s p 服务分平台功能结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 2 3 1 3 示范企业资源管理分平台 示范企业资源管理分平台主要由3 大功能模块构成，它们是：设备资源 浏览管理、设备资源查询管理和设备优选。示范企业安装了该工具后就可以 有效地把本企业内部的设备管理起来，同时示范企业资源管理分平台可以通 过w 曲服务访问和查询区域网络化制造a s p 服务总平台上共享的资源和设 备1 1 翻。 ( 1 ) 设备资源浏览管理 用户可以按照设备名称、种类、型号、品牌，费用，所在企业，城市， 数量，时间等等多个关键属性的排序和查询服务。 ( 2 ) 设备资源查询管理 设备资源管理包括如下模块：设备清单查询、企业信息查询、机床信息 查询、设备品种查询、设备小类查询、设备大类查询、设备品牌查询等等多 个信息的查询。 ( 3 ) 设备优选 设备优选模块的功能主要是对设备的选择工作提供辅助决簸，当企业用 户有零件需要委托( 外包) 给其他加工企业时，该模块能够根据加工时间、 加工成本、可靠性、加工精度等多个方面为该用户提供决策帮助。优化配置 包含了；按加工时间，最大加工尺寸，最大加工零件宽度，最大加工零件高 度，最大加工零件后度，零件类型，设备所在城市等多参数优化和优选模块。 2 3 2 系统的目标及体系结构 项目组承担的是国家8 6 3 计划c d 订s 主题资助的“以成德绵为核心的区 域网络制造系统技术开发及应用”项目。该项目主要是针对四川省的三个核 心城市成都、德阳、绵阳以及眉山、达州、南充、自贡等重点城市的中小型 制造业企业的信息化发展需要，结合其它重点城市区域中小企业的需要，以 区域具体应用需求为驱动，研究网络化制造体系结构和整体解决方案：构建 企业协同商务、制造资源优化配置、技术支持、信息服务中心及面向网络化 制造的协同设计等几个基础模块；主要在网络化制造专业平台的基本技术体 系、开放式协同工作体系、网络化制造安全机制、集成技术、w 曲s e i c e s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 系统还提供了各个领域的信息化技术相关文献，比如：数字化设计与制造技术、 现代管理技术、流程工业综合自动化技术、制造系统集成技术、制造业信息化支撑技术、 企业集成系统技术、区域网络化制造信息化综合技术等等。 使能工具层：包括各种实施asp服务所需要的应用使能工具，包括项目 管理、企业建模、远程诊断：酝媳鞠瑙，塔覃尘蛙则基。 霪商聋；域角例罐痼鑫璺刖烈霎苇士最型臻硬，铀翼冀童篓垆冶。| 薹| 蠹 蓁霪蓄萋囊：塞曼薹嚣霪蠹耋重占箍碰叁州? 蘼：蓁妻霎蚕薹 立 = 煎臻馋丝髫寒甄问西鹱瓣，粤象膏垫丕蕈毳蓁鞴篓壬用户历届平台丕i 业联鹱嘲蹭。嘲屹噼蝶冶燃默6 j i 驰酬；驰矗淋警。涮油醛酾辩鞋舔懿 藜一“ i 王鲍鞘驯烈鞋。蠹鞭机蹬磐。刘瓤醴醴锄辨秘骟醛韩瓤藿一屠诵鬈转 蜀麓隧蒜。 | l 翅子稼； 。在进行具体操作时，必须需要多个人员 共同操作才能完成某种功能，比如：物料采购中，首先采购员根据库存制订 采购计划，经过业务主管审核通过采购计划后，才将采购订单发送到供应商 管理平台，由供应商在平台上接收并根据物资的情况及时反馈采购订单信息， 当采购的物资到货后，再要由采购员进行收货管理，然后由质检员对物资质 量检测，合格入库，否则，退货。其关系如下图所示： 匿壹銎一 呻j i 匿一* 苗【 回t 一。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 第3 章平台用户管理系统详细设计 3 1 区域网络化制造系统综合访问控制模型 3 。1 。1 用户类别 区域网络化制造a s p 服务平台的模块比较多，用户规模也比较大，所以 用户之间的关系比较复杂。对平台用户的管理，最根本的目的就是实现对平 台资源的访问和使用进行管理。平台上集成了很多资源，如设备资源、精密 仪器资源、软件资源等，对于这些资源的访问和使用，需要按级别进行必要 的限制。为了实现这一限制，我们把平台用户分为普通用户和会员用户，普 通用户只能浏览信息，并且只能使用免费的小服务；而会员用户除了浏览之 外，还可以使用平台上的付费资源。此外，设立系统管理员负责系统整体的 管理、维护系统的日常运行。另外，针对会员用户所使用的资源也有不同， 我们又把会员用户分为个人用户、企业用户、产品提供商和专家。具体的用 户类别如下： 1 ) 普通用户。可以在平台上测览信息，并使用平台免费提供的小服务。 2 ) 会员用户。会员用户按角色又分为企业用户、个人用户、产品提供 商、专家。企业用户又分为系统用户和功能用户。 个人用户：除使用普通用户的全部功能外，还可以发布和查询相关信息。 可以使用部分针对 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 由上图可知i 湛嚷娄淄鐾犟彝墨嘿噶：金牢蠢鞋抬燃嶝二黟甄髅壁；囊 弼舡氧州；渤国肖倍指杖鐾蒌丽务平台嚣滞；锦猫昌型馄拦囊雏m 畦帮 t 醐鞲硐“”朔惑鞑瞢虽函氯f 。目拍吣盼l 孬_ 地。理罂趔行；型老葛舄辅 苗慕嚣蟊翰醛瑟鞍羹薰盟翁芰皂显j 照醚雕翔醣鹭蛙酐翟霎饕需嘎灞嚣瀚； 斧酬鞘薏鞣烈辨翳1 骺嬲魏醚醴包彗晤璺煎中介服务体系：包括区域高等院校、科研院所、i t 企业、行业专家等各种技术资源。负责平台系统的技术支持与服务，包括技 术咨询、人才培训、网络化制造相关的技术支持与服务 。 ( 4 ) 软件供应商：生产力促进中心向软件供应商购买相关系统及应用软 件，部署在服务器上，终端用户可以通过互联网采用相关协议在线使用软件。 ( 5 ) 硬件供应商：生产力促进中心购买相关硬件设备支持平台的运作。如 服务器、路由器、交换机等。 ( 6 ) i n t c m c t 服务提供商：生产力促进中心向d 服务提供商缴纳一定 费用获得网络接入服务或服务器托管服务。如中国电信、中国网通等， ( 7 ) 网络化铝4 造系统课题组：负责平台的开发和日常维护工作，提供相关 技术支持。 ( 8 ) a s p 服务平台用户：包括企业用户、个人用户、产品提供商、专家等 以及包含于企苡没实现相关角色权限的用户) 。a 肄 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 2 页 图3 2 区域网络化制造a s p 服务平台用户层次关系图 可以看出虽然区域网络化制造系统分为3 级资源平台，但是对用户的管 理是统一的。整个系统由系统管理员实现对用户的管理，其中总平台的系统 管理员授予和限制了城市分平台系统管理员所拥有的权限；企业分平台的企 业用户既可以访问总平台也可以访问城市分平台；隶属于企业的个人用户其 实就是由企业会员生成的功能用户，由功能用户实现特定的操作权限。 3 1 3 用户访问控制技术选择 访问控制，简单地说，是用来保护计算机资源免于被非法者故意删除、 破坏或更改的一顶重要措施。1 9 7 2 年g 嘲1 锄g s 及d e n n i n gp l 叫，首先 提出有关访问控制的抽象保护模式。主要的访问控制技术有自主型访问控制、 强制型访问控制、基于角色的访问控制和基于任务的访问控制等。 一、自主型访问控制( d i s c r e t i o n a 珂a c c e s sc o i l t m l ，d a c ) 。自主访问控 制是根据访问者或它所属组的身份来控制对客体目标的授权访问l 驯。自主访 问控制非常灵活。允许某个主体显式地指定其他主体对该主体所拥有的信息 资源是否可以访问以及可执行的访问类型。可以在每一项资源对象上直接设 置用户的各项权限，也可以将用户划分为组，针对每一个用户组设定权限， 每一个组对应一定的岗位、职位、职责，从而实现权限的管理。 自主访问控制的自主性对用户提供了灵活易用的访问方式，但同时带来 的是安全 控制其他用户对敏 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 3 页 对客体的间接访问( 如用户a 可以将其对客体目标o 的访问权限传递给用 户b ，从而使不具备对。访问权限的b 也可以访问o ) 。由于用户对数据 的存取权限是“自主”的，用户可以自由地决定将数据的访问权限授予何人、 决定是否也将“授权”的权限授予别人，而系统对此无法控制。 二、强制型访问控制( m a n d a t o 珂a c c e s sc o n 嘶l ，m a c ) 。强制型访问 控制最早出现在1 9 6 5 年由a t & t 和m r r ( 麻省理工学院) 联合开发的安 全操作系统m u 城c s 系统中。m a c 的基本思想是：为每个主体和客体分别 定义安全属性，主体能否对客体执行特定的操作取决于二者间的安全属性的 关系。安全属性用二元组( 安全级，类别集合) 表示。其中，安全级表示机 密程度：人作为安全主体，其类别集合表示他可涉及到哪些范围内的信息， 而信息作为安全客体，其类别集合表示该信息所涉及的范围。 实现m a c 的访问控制模型包括b e i l ，l a p a d u l a “向下读、向上写”的安 全模型1 2 ”，b i l a “向下写、向上读”的一致性模型以及c l a r k w i l s o n 基于 一组实际规则的一致性模型。其中尤以b e l ll a p a d u l a 模型最为著名，它实现 了一种多级的强制访问控制。b e n l a p a d u l a 模型一般都要求主体对客体的访 问满足b l p ( b e l l 觚dl a p a d u l a ) 安全模型的两个原则。 读操作安全性原则：仅当主体的安全级别不低于客体的安全级别且主体 的类别集合包含客体的类别集合时，才允许该主体读该客体。 写操作安全性原则：仅当主体的安全级别不高于客体级别且客体的类别 集合包含主体的类别集合时，才允许该主体对该客体进行写操作。 上述两个原则保证了信息的单向流动，既不允许低信任级别的用户读高 敏感度的信息，也不允许高敏感度的信息写入低敏感度区域，即信息只能向 高安全属性的方向流动。由于用户不能改变任何客体的安全属性，因此，m a c 可抵御用户滥用职权等攻击，是比d a c 功能更强的访问控制机制矧。但是 m a c 不允许一个进程生成共享文件，可防止进程通过共享文件将信息从一 个进程转移到另一个进程，但这对合法用户却是一种限制。另外m a c 应用 的领域比较窄，使用不灵活，一般只用于军方等具有明显等级观念的行业领 域。 三、基于任务的访闯控制( t a s k - b 髂e da c c e s sc o n n d l ，t b a c ) f 2 4 j 。基 于任务的访问控制首先由美国g e o r g em a s o n 大学的r ss a n d h u 教授提出， 它关注的是信息系统内任务( 活动) 的管理和模型化，首要的目标是确保系 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 6 页 一个组织中可能既含有低级又有高级的角色，如果引进角色继承的概念，那 么高级的角色就有权访问低级角色能够访问的信息，但是反之并不成立。这 种方法可以增加网络管理的效率。高级角色通过继承低级角色的权限避免了 对每个角色的一般权限进行重复性地指定所造成地麻烦。随着组织的增大和 权限的增加，角色继承机制所带来的好处就越多。 3 ) r b a c 2 ( c o 玎s 仃妇l e d 砌a c ) 模型 基于r b a c o ，且必须实行职责分离； 需要支持任意层级继承； 支持有限层级继承。 r b a c 2 同样是基于最初的r b a c 0 模型，但它引入了约束概念。例如， 可以约 象且与 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 7 页 网络化制造系统的一个重要特性就是协作性。随着网络技术的发展，社 会分工的不断细化。协作在很多应用领域同样不可避免。协作意昧着动态性 的产生：参与协作过程的人员是动态的，人员随着协作进程的变化发生变化； 职责是动态的，人员的职责随着协作进程的变化发生变化。为了保证系统安 全有序的运行，系统中的访问控制管理应该是动态的、灵活的，系统应该能 够根据协作进程灵活的动态的调整协作成员的权限。对于我们的a s p 平台， 用户类型比较复杂，模块化分也较复杂，相应的角色和权限分配也较复杂， 而对时效性和过程性没有过高要求。调查研究表明，基于角色访问控制能够 降低安全管理成本和管理复杂性，能够解决传统的强制访问控制和自主访问 控制管理困难问题，是解决大型复杂系统访问控制问题的首选方案2 7 j 【2 _ | 1 驯。 上一节对平台用户角色和权限划分做了详细讨论，可以看出平台用户有 很好的层次性。所以很自然的就会想到用角色继承来设计角色层次；而且对 用户- 角色之间的关系以及角色权限之间的关系都有约束，因此需要使用上 节引入的r b a c l 中的角色继承概念和r b a c 2 中的约束概念。 与角色相关的角色约束和继承约束集有以下这些： ( 1 ) 每个角色的授权用户数限制。 例如：我们规定每个企业的企业会员角色只能有一个用户。企业内部的 不同功能用户有该企业用户授权。 ( 2 ) 两个角色的静态互斥约束。 例如：个人用户和企业用户的互斥约束，用户就不能同时拥有 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 复杂的用户层次关系，我们给出了如图3 4 所示的网络化制造系统用户综合 访问控制参考模型。 、? 。、 铲訾蠖。霉 ，= 萝罗 露 、c r 圈3 _ 4 区域网络化制造系统综合访问控制模型 参考模型基本元素定义： u ：用户( u s e 培) ，代表网络化制造系统的各级用户。 r ：角色( r o l e s ) ，是指一个组织或任务中的工作或位置，代表了一种资 格、权利和责任。角色是一种语义综合体，可以是一种抽象概念，也可以对 应于具体应用领域内的职位和权利，如设计工程师、工艺工程师、制造工程 师、质量工程师、部门经理、总经理等。 s 会话( s e 豁i ) ，对应于一个用户和一组激活的角色，表征用户进行 角色激活的过程。一个用户可以进行几次会话，在每次会话中激活不同的角 色，这样用户也将具有不同的访问权限。用户必须通过会话才能激活角色。 t ：任务( 1 缸l 【s ) ，任务是工作流程中的一个逻辑单元，它是一个可区分 的动作，可能与多个用户相关，也可能包括几个子任务。例如，一个支票处理 的流程包括3 项任务：准备支票、批准支票和提交支票。在实际工作中，一 个任务包含如下特征：长期存在可能包括多个子任务、完成一项子任务可 能需要不同的人。 c ：公司( c 伽叩a i i y ) 集合。 p ：权限( p 锄i s s i o n ) 集合。权限是对网络化制造系统中的数据或者用 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 9 贾 数据表示的其它资源进行访问的许可。权限一般是一种抽象概念。表示对于 某种客体资源的某种操作许可。因此可以将权限细化为二元组( 操作，对象) ， 其中对象是访问控制系统中的真正客体，操作是作用在该对象上的一种访问 方式。 r a ：角色授权( r o l ea u 幽o r i z a t i o n ) ，是用户集u 到角色集r 的一种多 对多的关系。( u ，r ) r a ，表示用户u 拥有角色r ，从语义上来说就表示u 拥 有r 所具有的权限。 t a ：任务授权( 协k a u t l l o r i z a t i o n ) ，是角色集r 到任务集t 的一种多 对多的关系。( r ，t ) t a ，表示角色r 可以执行任务t 。 c a ：公司授权( c 叩甜y 血曲嘶z a t i o n ) ，是角色集r 到公司集合c 的 一种多对多的关系。伍c ) c a ，表示角色r 可以成为公司c 的成员，获得公 司c 的管理员的许可，可以访问公司c 的资源和服务。 队：权限指派( p e m l i 豁i o na s s i 弘m e m ) ，是权限集合p 到任务、角色、 公司等之间的多对多的关系，即权限p 被赋予角色r 或者任务t 、公司c 。 w f ：工作流( w 酬距o w ) ，由许多任务组成。 r h ：角色继承( r o l e 碰e r a r c h y ) ，表示角色之间的继承关系。 c r ：公司关系( c o m p a i l y r e l a t i o n “p s ) ，表示公司与公司之间的关系， 如某个企业a 是企业b 的供应商，而c 是b 的销售商。 c ：约束条件( c o n s 仃a i n t s ) ，是各个授权过程中的约束，包括角色授权 r a 、任务授权i a 、公司授权c a 等过程中的约束条件。 a s ：授权策略( a u t h 酬z a t i o ns 蛔t c g y ) ，是t a 与p 之间的一个二元关 系，若有c ，r 1 ：a 且 ，p a s ，表示在任务t 执行期间角色r 可被授 予权限p 。 3 2 用户管理系统类图 系统采用b s 模式的四层结构，相应的系统中的类也分为4 个包：w e b u i 包、b u s i n e s s r m e s 包、d a t a a c c e s s 包和c o m m o n 包。w 曲u i 包由界面组成、 b u s i n e s sr u l e s 包由规则控制类组成，d a t aa c c e s s 包由数据访问相关的类组 成，c o r 姗o n 包由强类型d 如s d 的业务实体组成。w 曲u i 包依赖于b u s i n e s s 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 3 页 3 3 1 1 用户注册和删除管理 用户注册是用户管理的第一步，是平台用户产生的过程。具体过程如下： 用户在平台上填写注册信息，并提交给平台，平台经过审核确认以后，用户 方才是平台的合法用户。如果平台末审核确认，用户注册的用户名和密码是 无效的，不能进行任何操作。用户注册管理的主要功能包括：提供用户注册 的接口、审核注册用户、审核确认以后发送注册成功信息或删除不舍法的注 册用户。总平台用户注册过程如图3 9 所示。 平台用户注册时输入的密码采用了密码保护，密码不以明文的形式存储 在数据库中。用户注册时，系统会随机生成一个s a l t 值( 即加密学上的随机 生成数) ，该s a l t 值和用户输入的字符串按照一定的算法生成散列码，数据库 中存储的就是无法识别的散列码和s a l t 值。主要代码如下： 使用加密服务提供程序( c s p ) 来实现加密随机数生成器( r n g ) s y s t e i n 。s 嘶劬c r y p t o 鲫h y - r n g c 聊t o s e i c 馥r o v i d e rs a l t = n e wr n