（车辆工程专业论文）基于bs与cs混合模式的板材套料与定额管理系统设计与开发.pdf

摘要 摘要 材料定额是企业信息的重要组成部分，是企业组织生产的依据，如何解决材料定额 编制过程中效率低、工作量大、准确性差等问题已成为企业加快市场快速反应能力，提 高自身竞争力的关键。随着社会生产力的不断提高，计算机科学技术的发展，信息技术 的广泛应用促进了企业的快速发展。现在企业的当务之急是在钢材切割下料生产环节利 用信息技术有效提高钢材利用率，节省钢材，降低产品的生产成本。 本文在分析了基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统特点的基础上，结合当 前软件开发技术和i n t e m e t 的最新发展技术，构建了基于b s 与c s 混合模式的板材套 料与定额管理系统。该系统采用b s 与c s 混合模式，对于工艺处理、查询、浏览等与 客户机相关性较低的功能采用b s 实现，以便提高系统运行速度，减少系统更新维护工 作量；对于优化套料功能，由于涉及到需要客户端手动操作，所以保留原来的c s 模式。 基于b s 与c s 混合模式的板材套料与定额管理系统将工艺处理、优化套料与定额 计算进行了集成，实现了在零件自动优化套料的基础上进行材料定额计算，增加了材料 利用率，提高了材料定额的准确性，缩短了定额编制时间；系统采用b s 与c s 混合模 式，充分发挥混合模式优点，提高了系统整体运行效率，发挥了优化套料客户机的性能。 此外，系统采用m y s q l 数据库，符合中小企业实践情况。 关键词：b s 与c s ；优化套料；定额管理；集成 a b s t r a c t a b s t r a c t t h em a t e r i a lq u o t ai st h eb a s i so fp r o d u c i n go r g a n i z a t i o nw h i c hp l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n h o wt oa v o i db e i n gl o we f f i c i e n c y ，b i gw o r k l o a d ，p o o ra c c u r a c y w h i c hp r o b l e m se x i s t e di nt h ep r o c e s so fm a t e r i a lq u o t ac o m p i l a t i o nt h a ti sb e c o m i n gt h ek e y f o re n t e r p r i s et or e i n f o r c er e a c t i o na b i l i t ya n di m p r o v es e l f - c o m p e t i t i v e w i t ht h ec o n t i n u o u s i m p r o v e m e n to ft h es o c i a lp r o d u c t i v ef o r c e sa n dt h ed e v e l o p i n go fc o m p u t e rs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y ，t h ew i d e l yu s eo fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y h a sb e e np u s h e dt h em a c h i n e r y m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e st oh a v eaf a s tr u n i n c r e a s et h em a n a g e m e n tl e v e la n dl o w e r t h e c o s to fp r o d u c ti nt h es t e e lp r o d u c t i o na r em o r ea n dm o r eu r g e n tf o rt h ee n t e r p r i s e si n d o m e s t i c t h ea r t i c l ea n a l y z e st h ec s b a s e di n t e g r a t e ds y s t e mf o rn e s t i n ga n dm a t e r i a lq u o t a m a n a g e m e n ta n dc o m b i n e st h e c u r r e n ts o f t w a r e d e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y a n dt h er a p i d d e v e l o p m e n to fi n t e r n e ta n dt h e nd e s i g n st h eb sa n dc sm i x e d - m o d eb a s e di n t e g r a t e d s y s t e mf o rn e s t i n ga n dm a t e r i a lq u o t am a n a g e m e n t t h i ss y s t e ma d a p t st h eb sa n dc s m i x e d m o d ed i s t r i b u t i o nt e c h n o l o g y i tu s e sb sm o d ef o rt h ep r o c e s s ，q u e r y ，b r o w s e ，e t c 1 e s sa n dc l i e n t r e l a t e df u n c t i o n si no r d e rt oi m p r o v es y s t e ms p e e d ，r e d u c et h em a i n t e n a n c e w o r k l o a do fs y s t e mu p d a t e sa n dr e t a i n st h eo r i g i n a lc sm o d ef o ro p t i m i z a t i o nn e s t i n g m o d u l ew h i c hr e q u i r e sm a n u a lo p e r a t eo nt h ec l i e n t t h eb sa n dc sm i x e d - m o d eb a s e di n t e g r a t e ds y s t e mf o rn e s t i n ga n dm a t e r i a lq u o t a m a n a g e m e n ti n t e g r a t e sp r o c e s st r e a t m e n t , n e s t i n go p t i m i z a t i o n ，q u o t ac o m p u t et h r e ep r o c e s s ， w h i c hi n c r e a s e sm a t e r i a lu t i l i z a t i o nr a t i o ，s h o r t e n st h et i m eo fq u o t ac o m p i l a t i o n ，i m p r o v e s t h ea c c u r a c yo fq u o t ac o m p u t i n g i ta d a p t sb sa n dc sm i x e d - m o d eb a s e da r c h i t e c t u r e ， w h i c hi se a s yt ob em a n a g e da n du p g r a d e d m o r e o v e r t h es y s t e mu s e sm y s q ld a t a b a s e s e r v e r ，w h i c hi nl i n ew i t ht h ep r a c t i c eo fs m a l la n dm e d i u me n t e r p r i s e s k e y w o r d ：b sa n dc s ：n e s t i n go p t i m i z a t i o n ；q u o t am a n a g e m e n t ；i n t e g r a t i o n l l i 大连交通大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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及参考 文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得太蓬塞通太堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不 实之处，由本人承担一切相关责任。 靴黻储擀：多丝 日期：渺芦2 月专日 大连交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解太蓬塞通太堂有关保护知识产权及保 留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用 论文工作成果时署名单位仍然为太整塞通态堂。学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查 阅和借阅。 本人授权大连交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入 中国科学技术信息研究所中国学位论文全文数据库等相关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 、 又。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名： 吕殛 导师签 日期：力栌7 年f 砂月加 日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电子信箱： 电话： 邮编： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题背景 改革开放三十年来，中国机械制造业发生了翻天覆地的变化，三十年的辉煌和荣耀， 三十年的风雨兼程。中国机械制造业在风雨兼程中成长，在日益激烈的市场竞争中思考 自己的生存与发展。当前，中国机械制造业在曰益激烈的市场竞争环境下面临的生存和 发展的问题之一是中国机械制造业在控制产品成本方面存在问题，致使产品成本居高不 下，明显缺乏竞争力。 随着社会生产力的不断提高，生产规模越来越大，原材料的消耗量也越来越大，许 多产品生产中，零件毛胚是从板材上下料获得的，而钢材价格大幅上涨，已经导致企业 生产成本大幅上升，利润下降，一些企业甚至出现亏损。现在企业的当务之急是在钢材 切割下料生产环节有效提高钢材利用率，节省钢材，降低产品的生产成本。 套料问题，是指在给定的板料上面，按最优组合方式排列一系列具有给定形状的样 品或零件，使得裁减或切割后所剩废料最少。排料是生产设计中的重要环节。通常一般 零件不同角度的排料方案中，最高和最低材料利用率之差高达1 0 1 5 ，甚至更多。 在大批量生产中，即使材料利用率提高1 ，其经济效益也相当可观【1 j 。 材料定额是指在一定的生产、技术、组织条件下，根据产品设计结构、技术要求、 工艺方法和生产条件等规定，为制造单位产品( 或零件) ，所必需消耗的各种材料的标 准数量【2 1 。在机械制造业中，材料定额是企业生产基础数据，也是管理决策的重要参考 数据，准确快速地获取这些信息对有效控制原材料供应、降低产品成本、提高企业管理 水平和市场快速反应能力具有十分重要的意义。近年来，材料价格上涨，特别是钢材价 格的上涨，使机械制造产品的材料费用所占的成本比重越来越高，因此，合理地确定钢 材定额，提高材料利用率在机械制造业中显得尤为重要。 目前，企业信息化建设与应用水平不高i 3 卅。大部分企业仍处于手工分散管理或微 机单项管理的阶段。有的企业也建立了全厂的计算机网络，但材料定额管理仍是分散的， 没有实现信息的共享。使企业缺乏完善的基础数据，信息分散、不及时、不准确、不能 共享，导致产品设计、生产准备、成本预算与生产下料过程和余料后期管理相互独立运 作，没有一个部门或环节最终控制下料过程，造成原材料浪费很大，大大影响管理决策 的科学性。 随着计算机技术的快速发展，人们对排料优化问题的研究才得到了较快的发展【5 。9 1 。 应用计算机辅助排样套料，可以在大量达到最优或接近最优的排样方案中，选择切割工 大连交通大学t 学硕十学付论文 艺尽可能简单的排样方案，减少切割工作量，提高企业生产效率，降低企业生产成本。 目前已经有很多实际使用中的优化套料软件，如：大连理工大学开发的k m a s n e s t i n g ( k m a s 排料) 软件，东南大学开发的f a b c o s t 软件，m t cs o f t w a r e 公司的商用软件 p r o n e s t 2 0 1 0 排样软件等。这些软件都具有优化套料功能，但缺乏定额计算管理的功 能。 为了解决以上问题，虽然目前已经开发了基于c 愿模式的板材套料与定额管理集成 系统，已经应用于企业的实际生产中。但是在企业的使用过程中，发现很多问题，如： 软件更新系统维护困难、系统运行速度慢。针对这些问题，需要对基于c s 模式的板材 套料与定额管理集成系统优化和改善。 1 2 国内外研究现状 优化套料问题就是将一系列形状各异的零件排放在给定的材料上，找出零件的最优 排布，使得给定材料的利用率最高，以达到节约材料，提高效益的目的。排样问题广泛 应用在机械制造、轻工、服装和印刷业排版等行业中。由于材料费用在产品成本中占很 大比例，对于机械制造业，所采用的材料主要是钢材，近年来钢材价格居高不下。因此， 材料的节约对于降低整个机械制造行业的制造成本有重要的影响，特别是在大批量生产 中，材料利用率的提高可以带来显著的经济效益n 0 1 。 在国外发达国家一些企业和下料中心普遍使用优化套料软件，如f a s t 公司的f a s t c u t 和f a s t c a m ，物资部门根据套料结果进行采购预算，避免了企业盲目采购和资金占用的 问题。下料车间按照计算机的套料计算结果下料，有效减少了边角余料，提高了钢材利 用率。企业切割下料生产部门和企业管理部门依据计算机的套料切割图，有序地安排采 购，取料，切割，余料入库以及余料再套料，有效提高了钢材利用率，同时提高了企业 在锯床剪床切割下料生产环节的管理水平。同时，利用企业网络系统实现企业数据的共 享和数据交换 国内对优化套料的研究始于二十世纪8 0 年代，研究单位主要集中于高校及研究所， 其中较有代表性的有华中理工大学模具国家重点实验室、浙江大学c a d c g 实验室、沈 阳工业大学、大连理工大学等科研单位。例如：大连理工大学开发的k m a s n e s t i n g ( k m a s 倒 料) 软件目前已经有企业采用，软件通过对材料消耗的优化，获得最佳排料 方案，在实际使用中节约材料成本费用。但是，此类套料优化软件大都存在与企业下料 车间实际下料情况不符的缺点，而且也不能与企业中的其它系统进行数据共享n 副，没有 集成定额计算的功能。 在机械制造业中，材料定额是企业生产基础数据，也是管理决策的重要参考数据， 2 第一章绪论 准确快速地获取这些信息对有效控制原材料供应、降低产品成本、提高企业管理水平和 市场快速反应能力具有十分重要的意义。 目前，国内外具有材料消耗定额管理功能的计算机系统大部分是企业管理信息系统 ( m i s ) 或企业资源计划( e r p ) 。在这些系统中，材料消耗定额管理仅是其中的一个 功能模块，难以独立运行【b 川。 为适应市场竞争的需求，有些企业开发了材料定额快速编制系统f 1 5 1 。由定额编制人 员根据产品图纸、明细、工艺流程并结合主管工艺师的意见将零件下料尺寸录入到系统 中，系统根据零件的下料尺寸计算定额，提高了定额编制速度， 随着企业网络的建设，有些企业建立了基于计算机网络的定额集成管理信息系统， 它集成了产品基础数据管理，材料定额管理【蛤1 7 l 。它实现了产品数据的统一管理，定额 数据的一致性，但材料定额的编制仍是由定额编制人员根据经验录入相应的材料定额数 据，没有实现材料定额的优化。 开发出了能与企业p d m 、e r p 进行数据交换的基于a u t o n e s t 排样的钣金排样及 材料定额系统，实现了在优化排样的基础上进行定额计算【1 8 】。但是，钣金排样及材料定 额系统与a u t o n e s t 是通过文件进行数据交互的，在数据量大时，数据交互很不方便， 也容易造成数据错误。 总体来看，国内对排样问题的研究起步较晚，企业的信息化水平与国外还有差距。 虽然基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统，已经应用于企业的实际生产中。但 在企业的使用过程中，发现很多问题，如：软件更新系统维护困难、系统运行速度慢。 1 3 课题来源 为了解决机械制造企业优化套料与定额计算中存在的问题，目前已经开发了基于 c s 模式的板材套料优化与定额管理集成系统。该系统集工艺处理、优化套料、定额管 理、报表管理等功能于一体的信息管理软件。已经应用于企业的实际生产中。但是在企 业的使用过程中，发现很多问题，如：软件更新系统维护困难、系统运行速度慢。针对 这些问题，需要对基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统优化和改善。 经过广泛的调查研究，我们发现，随着软件技术和i n t e m e t 的迅猛发展，应用程序 的开发模式由过去的通过集成本地系统服务来构建c s 应用程序发展到致力于构建具有 复杂结构的b s 系统。但目前b s 模式不可能完全取代c s 模式，两者将长期共存。在 实际应用中，比较常见的是根据系统的特点，灵活地为不同的子功能采用不同的系统平 台，将两种模式交叉并行。针对以上实际情况提出了基于b s 与c s 混合模式的板材套 料优化与定额管理集成系统。 3 大连交通人学t 学硕十学位论文 1 3 1 基于c s 模式的板材套料优化与定额管理集成系统介绍 基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统采用v b n e t 作为前台开发工具， o r a c l el o g 作为后台数据库。数据源为企业设计明细或指定数据表，建立中间数据表作 为工艺处理对象，建立材料表、设备表等为优化套料准备基础数据；对零件进行参数初 始化处理，如添加材料编号、下料纹理、材料类型、下料方式等；优化套料采用通用性 广、效率高的f a s t c u t f a s t c a m 系列软件，根据实际生产要求进行对f a s t c u t f a s t c a m 进行二次开发；根据优化套料结果和企业需求进行材料定额计算、汇总和分析，并保存 和输出定额报表、排样图。 工艺处理能够对企业中有特殊工艺要求的拆分件或组合件进行处理，方便了工艺人 对工艺的处理；系统能对剪床和数控设备进行优化套料，大大提高了钢材的利用率，降 低了产品成本，提高了车间的生产效率。该系统根据优化套料的结果，计算出单个零件 的定额、单位产品的定额及外购件定额，同时系统能够提供各种形式的报表，方便用户 汇总各种定额数据，为车间下料和财务计算等提供准确的基础数据，减少了人工计算定 额的不准确性。此外，该系统采用开放式体系结构，能够很好的与其它系统进行集成， 实现数据共享，提高了企业信息化管理水平。 1 3 2 基于c s 模式的板材套料优化与定额管理集成系统的特点 c s 模式( 即c l i e n t s e r v e r 或客户机月艮务器模式) 分为客户机和服务器两层，客户 机不是毫无运算能力的输入、输出设备，而是具有一定的数据处理和数据存储能力，客 户端需要安装专用的客户端软件。服务器通常采用高性能的p c 、工作站或小型机，并 采用大型数据库系统，如s q ls e r v e r 、o r a c l e 、s y b a s e 或i n f o r m i x 。通过把应用软件的 计算和数据合理地分配在客户机和服务器两端，可以有效地降低网络通信量和服务器运 算量。由于服务器连接个数和数据通信量的限制，这种结构的软件适于在用户数目不多 的局域网内使用。 c s 模式软件的优点是能充分发挥客户端p c 的处理能力，很多工作可以在客户端 处理后再提交给服务器，。这样客户端响应速度快是其优点。然而c s 更多的缺点让人无 法接受： ( 1 ) 只适用于局域网。很难实现远程访问的移动办公和分布式办公。 伫) 客户端需要安装专用的客户端软件。其安装和维护的工作量是很大的，如任何 一台电脑出问题，如病毒、硬件损坏，都需要进行安装或维护。 d ) 对客户端的操作系统一般也会有限制。有些系统可能适应于w i n d o w sx p ，而不 能用于w i n d o w sv i s t a 。或者不适用于微软新的操作系统等等，更不用说l i n u x 、u n i x 4 第一章绪论 等。 基于c s 模式的板材套料优化与定额管理集成系统实现了工艺参数处理、零件自动 套料优化与材料定额计算、汇总、查询、管理等功能的集成，实现了信息共享，提高了 材料定额的准确性和一致性，避免了手工排料、手工计算和汇总中可能产生的错误，使 定额管理更加科学可靠，大大降低了生产准备环节的成本，提高了企业的综合竞争能力。 由于c s 模式固有的缺点，基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统在实际使 用中逐渐暴露出一些缺点。 ( 1 ) 软件更新，系统维护困难。每一个客户端都必须安装和配置软件，假如一个企 业共有5 0 个客户站点使用这样一套c s 模式软件，则当这套软件进行了哪怕很微小的 改动后( 比如增加某个功能) ，系统维护员都必须进行这样的维护：将服务器更新到最新 版本，将客户端原由的软件卸载，再安装新的版本，然后进行设置，最为可怕的是客户 端的维护工作必须不折不扣的进行5 0 次，若其中有部分客户端是在另一个地方，则系 统维护员还必须跑到该地方再进行卸载、安装、设置的工作。若某个客户端，忘记进行 这样的维护，则该客户端将会碰到版本不一致的问题而无法工作。 ( 2 ) 系统运行速度慢 系统服务器端采用o r a c l e1 0 9 数据库，o r a c l e 数据库具有稳定性好，安全机制高， 适合处理大数据，支持分布式数据库和分布处理，具有可移植性、可兼容性和可连接性 等优点【1 9 1 。但是o r a c l e 数据库在拥有优良稳定性能的时候，必然要牺牲运行速度。因此， 系统运行时需要高配置的硬件，基于c s 模式的系统在大企业运行时速度较快，能够良 好的满足生产需要。但对于广大的中小企业，企业硬件水平普遍较低，基于c s 模式的 系统虽然也能运行，但是运行速度比较慢，有时候还不如没有使用此系统前，此时反倒 不能提高企业的生产效率。可见，此模式下系统低运行速度影响了此软件在大中型企业 中的使用。 1 4 课题主要研究工作 随着软件技术和i n t e m e t 的迅猛发展，应用程序的开发模式由过去的通过集成本地 系统服务来构建c s 应用程序发展到致力于构建具有复杂结构的b s 系统。但目前b s 模式不可能完全取代c s 模式，两者将长期共存。在实际应用中，比较常见的是根据系 统的特点，灵活地为不同的子功能采用不同的系统平台，将两种模式交叉并行。 b s 结构( b r o w s e r s e r v e r 结构) 结构即浏览器和服务器结构。它是随着i n t e r a c t 技 术的兴起，对c s 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通 过w w w 浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 实现。以目前的技术看， 5 大连交通大学t 学硕十学位论文 局域网建立b s 结构的网络应用，并通过i n t e r n e t i n t r a n e t 模式实现数据库应用，是相对 易于把握的，成本也是较低的。 论文课题的主要任务是针对基于c s 模式的板材套料优化与定额管理集成系统在实 际使用中的特点，为机械制造企业开发适合企业生产特点的板材套料与定额管理系统。 基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统在实际使用暴露出软件更新不便，系统维 护困难，系统运行速度慢等缺点。这些缺点严重影响了了企业的生产效率，更阻碍了此 软件在大中型企业中的使用。为解决以上问题，设计与开发了基于b s 与c s 混合模式 的板材套料与定额管理系统。 本系统能对剪床和数控设备进行优化套料，提高车间的生产效率。并根据优化套料 的结果，计算出单个零件的定额、单位产品的定额及外购件定额，为车间下料和财务计 算等提供准确的基础数据，减少了人工计算定额的不准确性。此外，该系统采用开放式 体系结构，能够很好的与其它系统进行集成，实现数据共享，提高了企业信息化管理水 平。 本课题主要研究内容如下： ( 1 ) 实现b s 与c s 混合模式的系统集成：增强系统交互性，实现不同权限用户同 时并发操作不同功能，降低操作难度，减少开发维护成本，同时发挥优化套料客户机的 性能。能够与企业中的其他信息系统进行很好的集成，实现数据共享； ( 2 ) 完成优化套料：对零件进行优化套料，根据需要在任意尺寸板料上实现多种类 多数量零件的排样，提高材料利用率； ( 3 ) 完成定额计算：根据明细分类和套料优化结果，计算整车材料定额，输出各种 汇总表和排样图； 本章小结 本章简要讲述了课题背景、国内外的研究情况、课题来源、本课题主要的研究工作。 随着钢材原材料价格的不断上升，如何有效地控制产品成本，提高钢材利用率，快 速、准确地制定产品定额已成为制造业亟待解决的问题。目前，国内外对如何制定和管 理定额都做了很多研究，基于c s 模式的板材套料与定额管理集成系统在实际使用暴露 出软件更新不便，系统维护困难，系统运行速度慢等缺点。本课题针对c s 模式软件的 缺点，并在结合软件技术和i n t e m e t 的迅猛发展的基础和实际情况提出了基于b s 与c s 混合模式的板材套料与定额管理系统。本文将对系统开发思想、总体结构、功能结构、 实现机制、实现技术等进行深入阐述。 6 第二章系统开发相关技术 第二章系统开发相关技术 2 1 系统框架 随着计算机软、硬件技术的飞速发展，m i s ( 管理信息系统) 开发越来越受到人们 的关注，无论是从开发方法还是技术实现上都有了重大的突破，而m i s 体系结构也从早 期的主机终端模式、文件服务器模式，发展到近年来应用较广泛的客户机服务器 ( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 模式，直到目前较流行也很实用的浏览器服务器 ( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) 模式1 2 0 1 。 2 1 1c s 模式 c s 模式是2 0 世纪8 0 年代逐渐产生并成长起来的一种计算模式。在这种结构中， 网络中的计算机分为两个有机联系的部分：客户机和服务器。 ( 1 ) c s 计算模式的发展历史 c s 模式出现之前，计算机的计算模型已经经历了几个阶段【2 他2 j 。 最初出现的是基于主机的处理( h o s t b a s e dp r o c e s s i n g ) 模式。在这种模式中，d b m s 本身、访问数据库的各种应用程序、与用户之间发送和接收数据的通信程序等应用功能 全部驻留在主机上，用户通过终端访问主机的应用。这些终端常常是非智能的哑终端( 其 后出现了智能终端) ，本身没有任何处理能力，只包括一个屏幕、一个键盘以及与主机 通信的硬件。在这种计算模式中，应用处理基本上不分布，集中在主机上。 在共享资源处理( r e s o u r c es h a r e dp r o c e s s i n g ) 模式中，微型计算机连成一个局域 网( l o c a la r e an e t ，l 悄) ，共享公共资源，即存放在硬盘上的文件以及打印设备等。 这些共享的设备成为服务器( s e r v e r ) ，实际上是文件服务器和打印服务器。在典型的基 于局域网的共享资源系统中，p c 机工作站的请求仅限于与共享文件和打印处理有关的 服务。也就是说，服务器只承担很少一部分服务功能( 打印、文件输入腧出等) ，而所 有的应用处理都是在p c 机上完成的，这样处理功能虽然有了一定的分布，但仍然是极 不均衡的。 共享资源处理模式存在的问题导致了客户机h i 务器( c l i e n t s e r v e r ，c s ) 模式的产 生，其系统结构如图2 1 所示 随着局域网规模的扩大以及要支持的p c 工作站数目的增多，文件服务器和打印服 务器的容量和能力也在增长。渐渐地，这种服务器成为能为大量工作站服务的服务器， 即数据库服务器。同时，工作站的功能也在发生变化，逐渐演变成服务器的客户机。 7 大连交通大学t 学硕十学位论文 在这种情况下，为了更好地适应需求，促使应用处理服务器与客户机之间进行合理 分布，既不想基于主机的处理那样将应用处理全部放在主机上实现，也不像共享资源的 处理那样，让工作站承担绝大部分应用处理工作，而是将一部分公共的共享处理功能划 归服务器，一部分网络用户所特有的功能划归客户机，从而实现应用处理在客户机和服 务器之间的合理而并不一定平均的分布。这就是客户服务器计算模式的基本思想。 服务器 图2 1 客户朋艮务器处理模式 f i g 2 1c l i e n t s e r v e rm o d e l ( 2 ) 基于两层模式的c s 结构特点 c l i e n t s e r v e r 策略为集成企业计算机系统平台提供了集成方案【矧，目前大多数部门 和企业所采用的客户朋艮务器系统是两层模式。这种体系结构将应用程序分为两大部分： 即客户机部分和服务器部分。客户机部分负责执行前台功能；服务器部分负责执行后台 服务。两层客户服务器应用系统基本运行关系体现为：“请求响应”的应答模式。每 当用户需要访问服务器是就由客户机发出“请求，服务器接受“请求 并“应答”， 然后执行相应得服务，将执行结果送回给客户机，由它进一步处理后再提交给用户。两 层客户j j 及务器体系结构如图2 2 所示： 8 第二章系统开发相关技术 用户 客户机服务器 显示l h i 事务 请求 、- 粒榍 i 一一一h 陲兰三：三爿 y n 一 逻辑卜叫逻辑 逻辑卜叫数据库 应答 l _ j 、- - - ，7 图2 2 客户朋艮务器体系结构 f i g 2 2c l i e n t s e r v e rs t r u c t u r e 逻辑处理方式： 这种计算模型采用c l i e n t ( 客户应用代码) 与s e r v e r ( 数据库服务代码) 实现应用 模块的用户界面处理、业务应用处理、数据处理等功能，数据处理方式如图2 3 所示。 用户界面处理由c l i e n t 代码实现，业务应用处理由c l i e n t 代码、s e r v e r 代码联合完成， 数据处理由s e r v e r 代码承担。 用户界面处理业务应用处理；数据处理 图2 3 数据处理方式 f i g 2 3d a t ap r o c e s s i n gm o d e 应用请求调用机制： c l i e n t 向s e r v e r 发送由结构化查询语言( s q l ) 编写的应用请求代码，由数据库服 务器s e r v e r 处理代码过后得到的结果( 数据) ，通过中间件( 基础网络及分布式传输软 件) 回传给c l i e n t 。为了发送s q l ，c l i e n t 必须明白s e r v e r 语法( 或由应用程序界面a p i 翻译) 、s e r v e r 的地址、数据库的组织方式、数据结构及数据的有效性、完整性等特性。 同时，回传得数据必须被c l i e n t 识别。 ( 3 ) 基于客户服务器的系统特点 基于客户服务器的系统具有以下基本特点： 客户服务器系统中，客户端与服务器端之间的关系是请求与服务的关系。当用 户需要服务时，向服务器发出一个请求，服务器段接到客户端发来的服务请求以后，就 9 大连交通大学t 学硕+ 学位论文 执行服务，并向客户端返回服务结果。而且最重要的是这种服务不只是早期的大型机 小型机那样只完成简单的一种功能，而是具有更多的应用处理，即与客户机合作完成应 用处理。在优化套料与定额管理集成系统中，客户端负责零件工艺数据的录入、显示、 优化套料计算等操作，对工艺数据的处理，定额计算等由服务器来完成。用户发出请求 后，服务器只将满足条件的产品零件信息而不是所有的产品信息发送给相应得客户端。 另外，客户服务器系统的并发性保证了多个用户可同时对服务器进行操作。 资源共享i 驯。在客户j j l 务器系统中，一般存在多个客户端和一个或多个服务器， 每个服务器不只是向一个客户机提供服务，而是向多个客户机提供服务，实现资源的共 享。在进行零件工艺参数处理时，为了节约资源和便于维护工艺数据，没有必要为每台 用于进行工艺参数处理的机器维持存放设备库、材料库、下料图形库等共享信息，而是 共享信息以数据库的形式存放在服务器上，对于共享信息的维护和随工艺设计动态变化 的工艺参数，如零件下料定尺、下料类型( 剪切、切割) 等信息，客户朋艮务器系统会使 动态修改刷新工作、一致性保持等行为十分容易实现。 不对称协议。在客户服务器系统中，总是由客户机先向服务器提出服务请求， 服务器相应客户机的请求后才把服务结果返回到客户机。也就是说客户机是主动的，服 务器是被动的。从这一点讲，而这是不对称的。在优化套料与定额管理集成系统中，共 享信息存放在服务器上，零件工艺参数处理服务处于等待处理请求状态，工艺人员需要 处理工艺才参数时，向服务器发出请求，相应的服务期应用程序将请求的结果返回的相 应得客户端。 用户透明性【2 5 1 。在客户服务器系统中，服务器在什么位置，用什么操作系统和 平台，对于用户来说是完全透明的。不管服务器在叨i i j l ，什么配置，用户对服务器数据 的操作与对本机的操作没有什么两样。在优化套料与定额管理集成系统中，工艺人员、 定额员等用户并不关心产品信息的位置，只要求能够对零件信息进行操作。 但随着i n t e r n e t 技术的发展，企业对信息系统的总体拥有成本的考虑，这种模式也 逐渐暴露出许多问题【2 6 1 ，主要体现为以下几点： 开发成本较高，c s 结构对客户端软硬件要求较高：尤其是软件的不断升级，对 硬件要求不断提高，增加了整个系统的成本1 27 。 移植困难，不同开发工具开发的应用程序，一般来说互不兼容，不能搬到其它 平台上运行。 不同客户机安装不同的子系统软件，用户界面风格不一，使用繁杂，不利于推 广使用。 由于每个客户机都安装了相应的应用程序，所以维护复杂，升级麻烦。 1 0 第二章系统开发相关技术 2 1 2b s 模式 b s 模式是将c s 模式的结构与w e b 技术密切结合而形成的三层( 或多层) 体系 结构。本质上b s 是一种改进的c s 结构，是一种由传统的c s 结构发展而来的三层 c s 结构在w e b 上应用的特例。 ( 1 ) b s 模式结构特点 随着i n t e m e t 的飞速发展，软件系统的体系结构跨入了一个新阶段，即浏览器j j & 务 器结构( 简称b s 模式) 。b s 模式是一种以w e b 技术为基础的新型管理信息系统平台 模式【2 8 1 。把传统c s 模式中的服务器部分分解为一个数据库服务器与一个或多个应用服 务器( w e b 服务器) ，就构成了一个三层结构的客户服务器体系。第一层客户机是用户 与整个系统的接口。客户的应用程序精简到用一个通用的浏览器软件，如微软公司的ie 等。浏览器将h t m l 代码转化成图文并茂的网页。网页还具备一定的交互功能，允许 用户在网页提供的申请表上输入信息提交给后台，并提出处理请求。这个后台就是第二 层的w e b 服务器。第二层w e b 服务器将启动相应的进程来响应这一请求，并动态生成 一串h t m l 代码，其中嵌入处理的结果，返回给客户机的浏览器。如果客户机提交的 请求包括数据的存取，w e b 服务器还需与数据库服务器协同完成这一处理工作，w e b 服务器将这个请求转化为s q l 语句，并交给数据库服务器；数据库服务器得到请求后， 验证s o l 语句的合法性，并进行数据处理，然后将处理后的结果返回给w e b 服务器； w e b 服务器动态生成h t m l 文档，转发给客户端浏览器以w e b 页面形式显示。第三层 数据库服务器的任务是负责协调不同的w e b 服务器发出的请求，管理数据库【批3 1 1 。其 体系结构如下图2 4 所示。 ，r、，、 h 1 v r p 请求 s q l 语句 w e b 数 浏 服 据 览 务 库 服 器h t m l 响应 器 查询结果 务 一 器 、j l 图2 4b s 体系结构【2 9 1 f i g 2 4b r o w s e r s e r v e rs t r u c t u r e b s 模式最大特点是：用户可以通过w w w 浏览器去访问i n t e r n e t 上的文本、数据、 等信息，这些信息都是由许许多多的w e b 服务器产生的，而每一个w e b 服务器又可以 大连交通人学t 学硕十学何论文 通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。客户端除 了w w w 浏览器，一般无须任何用户程序，只需从w e b 服务器上下载程序到本地来执 行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由w e b 服务器交给数据库服务器来解 释执行，并返回给w e b 服务器，w e b 服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多 多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上 建立自己的i n t r a n e t 。 b s 模式的优点 具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。 业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。 维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。 开发简单，共享性强 2 1 3b s 模式与c s 模式的结合 ( 1 ) b s 相对于c s 模式的优势 维护和升级方式简单。目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，c s 系统的各 部分模块中有一部分改变，就要关联到其它模块的变动，使系统升级成本比较大。b s 与c s 处理模式相比，则大大简化了客户端，只要客户端机器能上网就可以。对于b s 而言，开发、维护等几乎所有工作也都集中在服务器端，当企业对网络应用进行升级时， 只需更新服务器端的软件就可以，这减轻了异地用户系统维护与升级的成本。如果客户 端的软件系统升级比较频繁，那么b s 架构的产品优势明显所有的升级操作只需要 针对服务器进行。 系统的性能 在系统的性能方面，b s 占有优势的是其异地浏览和信息采集的灵活性。任何时间、 任何地点、任何系统，只要可以使用浏览器上网，就可以使用b s 系统的终端。不过， 采用b s 结构，客户端只能完成浏览、查询、数据输入等简单功能，绝大部分工作由服 务器承担，这使得服务器的负担很重。采用c s 结构时，客户端和服务器端都能够处理 任务，这虽然对客户机的要求较高，但因此可以减轻服务器的压力。而且，由于客户端 使用浏览器，使得网上发布的信息必须是以h t m l 格式为主，其它格式文件多半是以 附件的形式存放。而h t m l 格式文件( 也就是w e b 页面) 不便于编辑修改，给文件管 理带来了许多不便。比如说很多人每天上“新浪”网，只要安装了浏览器就可以了，并 不需要了解“新浪”的服务器用的是什么操作系统，而事实上大部分网站确实没有使用 w i n d o w s 操作系统，但用户的电脑本身安装的大部分是w i n d o w s 操作系统。 第二章系统开发相关技术 系统的开发 c s 结构是建立在中间件产品基础之上的，要求应用开发者自己去处理事务管理、 消息队列、数据的复制和同步、通信安全等系统级的问题。这对应用开发者提出了较高 的要求，而且迫使应用开发者投入很多精力来解决应用程序以外的问题。这使得应用程 序的维护、移植和互操作变得复杂。如果客户端是在不同的操作系统上，c s 结构的软 件需要开发不同版本的客户端软件。但是，与b s 结构相比，c s 技术发展历史更为“悠 久 。从技术成熟度及软件设计、开发人员的掌握水平来看，c s 技术应是更成熟、更 可靠的。 ( 2 ) b s 模式与c s 模式长期共存 b s 模式与c s 模式虽各具优点，但是单独采用某一种都将受其自身弱点的限制。 c s 模式主要应用于以局域网为基础的环境下，它受到地域的限制。而b s 模式通过 i n t e m e t 进行通信，克服了地域的限制，但是它不能够进行联机事务处理，并且在处理 大量数据的情况下，速度较慢。从目前的开发技术来看，b r o w s e r 端作为信息收集源， 特别是在进行大规模数据录入时，还不能完全取代c l i e n t 端的应用程序，而在这方面， c l i e n t 端各种开发工具的功能较强也较灵活。 此外，在传统的c s 下己经积累了大量的应用和信息，例如各类数据库和各种格式 的文件，要想使这些资源顺利过渡至b s 架构下应用，需要相当复杂的转化，所要耗费 的巨大人力、财力和物力是可想而知的。b s 模式对于信息发布很适用，但对于在线事 务处理应用等尚有实质性困难。目前b s 模式所依赖的i n t e r n e t 网络运行还不够稳定， 不能完全保障系统可靠运行，而采