（机械电子工程专业论文）产品检验管理系统的关键技术研究与实现.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 i 摘 要 随着企业信息化应用的深入，为了实现对产品质量更好地管理和控制，将产品检验 环节集成到企业的信息系统中是当代制造企业的必然选择。建立产品检验管理系统，其 目的是对检验过程和检验数据进行电子化管理，并为其他子系统如 erp、pdm 等提供 重要的质量数据，从而实现企业范围内质量信息的共享与交流。 首先，根据企业调研工作结果，分析了产品检验管理系统的用户需求，总结了该系 统的应具备的特点及要实现的功能，建立了产品检验管理系统的体系结构。 根据企业实现检验过程电子化管理的要求，建立了面向产品检验生命周期的产品检 验管理系统， 并将产品检验生命周期分为若干检验状态。 阐述了过程检验和入库/验收检 验两个阶段的特点及工作过程，通过过程定义和消息机制实现电子化过程；研究了权限 控制的基本要素及原则，结合系统的实际特点和企业对安全管理的严格要求，引入了基 于角色和对象状态的权限控制方法，并深入阐述了该权限控制的基本过程和实现途径。 根据企业实现检验数据电子化管理的要求，分析了企业检验数据的种类及组成表现 形式，根据 bom在企业中的重要作用，提出了基于 bom的产品检验数据组织的方法， 实现了基于产品结构树的产品证明书等关键质量数据的组织与管理。简要讨论了系统与 其他子系统如 erp、pdm 的集成。 在上述理论研究成果的基础上，开发出了产品检验管理软件系统，该系统目前已在 某军工企业正式上线使用，收到了良好的应用效果，本文介绍了部分功能的运行实例。 最后对本文的研究成果进行了总结，展望了下一步的研究方向。 关键词：产品检验 检验过程 权限控制 检验数据管理 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ii abstract along with the in- depth application of enterprise information systems, it is necessary for contemporary manufacturing enterprises to bring the product inspection into the information system to achieve better management and control of product quality. the purpose of establishing the product inspection management system (pims) is to carry on the electronic management of inspection process and data, and to provide the important quality data for information systems such as erp and pdm, thus to achieve integration and information sharing between the enterprise information systems. firstly, according to the results of investigation, the feature and the functions of the product inspection management system were summarized after analyzing the company s demands. the architecture of pims was put forward and established. according to the requirements of realizing the electronic management of inspection process, the pims based on the product inspection lifecycle was established and the lifecycle was divided into several inspection states. the feature and workflow of process inspection and storage/acceptance inspection were explained and the electronic process was realized through the process definition and message mechanism. the elements and principles of access control were researched. an access control model based on object status and roles was introduced, by combining the feature of the system and the strict requirements of secure management. the basic steps and realizing approach of this access control model was thoroughly explained. according to the requirements of carrying on the electronic management of inspection data, after the analysis of the type and composition of inspection data, the bom- based inspection data management approach was put forward due to the important role of bom in the enterprise. the specific organization and management of product certificate based on product structure was explained. the integration with other information systems such as erp and pdm was discussed. on the basis of the theories discussed above, the product inspection management system is developed. the system has been used in a military company and received a good effect. some examples of functional operation are illustrated. finally, a conclusion is drawn and further research is pointed out. key words: product inspection, inspection process, access control, inspection data management 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我 所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名： 祝生华 日期： 2007 年 1 月 31 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：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和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保 存和汇编本学位论文。 保密，在_年解密后适用本授权数。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：祝生华 指导教师签名： 朱海平 日期： 2007 年 1 月 31 日 日期： 2007 年 2 月 1 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪 论 1.1 课题来源、目的与意义 1.1.1 课题来源 某国防军工企业产品检验管理系统项目。 1.1.2 课题目的 本课题研究的目的是为该军工企业开发出产品检验管理系统，实现检验流程和检验 数据的电子化管理，并针对特定型号产品和特定部门进行应用示范，为以后的推广使用 奠定良好的基础。 1.1.3 课题意义 当今质量管理的重点已经转移到投产前各个阶段，诸如设计、采购、生产前的准备 等阶段，但检验在质量体系中是不可少的。检验的目的不仅仅是判断产品是否合格，而 更重要的是通过检验得来的数据通过汇总、统计、分析、计算，可以得到许多有用的图 表和分析结果，帮助企业了解产品质量现状，做出正确的质量决策。 通过开发出产品检验管理系统并逐步扩展到完整的质量管理系统， 可以实现： (1) 对 企业质量检验活动的各种形式的原始质量检验记录、数据进行收集、整理、存储和传输， 以便向管理者及时、全面、准确提供所需要的各类质量检验信息；(2) 对各种具体的质 量检验活动做出合理的策划和安排，根据不同的管理层次的要求提供相应的信息，以提 高质量检验管理的效率；(3) 对企业质量检验活动的整体策划、各部门各过程及各要素 的策划执行，进行监控和检查，根据差异进行调整，以达到预期的质量检验目标，并根 据质量检验管理中的历史数据，对各过程的未来质量检验情况进行预测，从而减少企业 的生产成本，为企业创造更多的利益。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 过程管理 过程(process)1，是将输入转换为输出的一组彼此相关的资源和活动，其中输出是 过程增殖转换的结果。 过程管理的概念最早来源于 20 世纪 80 年代的 ibm 公司为了提高企业经营操作能 力而进行的整体质量管理，melan2把过程管理定义成是一种通过对一系列动作或业务 行为的直接实施或操作来分析这一业务过程本质的方法。下面从理论研究和应用实施两 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 方面进行阐述。 (1) 过程管理的理论研究 过程管理在理论研究方面的内容主要侧重于过程描述和过程控制。 甘特图(gant chart)方法、关键路径法(cpm, critical path method)和计划评审技术 (pert, program evaluation and review technology)都是比较传统的进行科学的过程管 理的计划模型，这些方法用来对过程进行静态的分析和规划；设计结构矩阵(dsm, design structure matrix)方法用于设计过程的规划和任务分解， 通过任务之间关系矩阵分 解，可以对耦合任务进行割裂和重新规划；过程重构技术和理论在经营过程管理上有着 厂泛的应用，产品设计过程的重构是实现产品设计过程管理优化的有效方法。 通常，甘特图用一段水平线段表示不同任务的工作阶段，线段的起点和终点分别表 示任务的开始时间和完成时间。甘特图可以动态表示每个任务在项目中的当前进度以及 项目的总体开发进展情况，它的缺点是不能够表示多个活动之间的反复耦合逻辑关系， 不能支持活动的迭代和循环1。 计划评审技术和关键路径法是采用活动网络图来对一个项目从开始到结束过程的 任务进行描述，主要是通过描述产品开发过程任务和活动的执行顺序来估计整个开发过 程的完成时间， 并对开发过程做出相应的调整， 对活动过程的描述能力并不强。 simmons l f3提出了对cpm 和 pert建立的活动模型进行动态仿真的方式来提高项目管理的灵 活性。 ingalls4等人研究了用pert图进行资源调度的问题， 并将定性仿真图应用到pert 的调度问题中。 设计结构矩阵(dsm)是一个使用广泛的任务规划和过程设计方法，也是用来进行过 程建模和分析的一个重要手段。browning5对设计结构矩阵的四种应用进行了详细的回 顾和说明，并对今后的发展方向进行了分析。董明6等人则提出了一种基于模糊设计结 构矩阵的并行设计规划方法，并应用于蜗杆传动制造过程。熊光愣7等人则将设计结构 矩阵、遗传算法和专家系统有机结合起来，使 pdm 系统能够智能地分析产品开发过程。 过程重构技术8用于产品设计过程管理，对于管理层来说可以实现设计项目的过程 管理的柔性。合理的任务粒度设计是对设计过程进行重构和优化的关键，关于任务粒度 设计的研究在工作流系统设计中研究比较多，在协同设计过程管理方面研究较多的是关 于项目任务的分解问题。常用的过程重组方法是通过基于 dsm 的算法识别藕合任务， 对复杂设计过程的活动进行划分，以达到设计过程的优化和重组9,10。也有通过任务的 合并来优化过程模型，减少任务之间的延时，从而减少整个流程的等待时间11。 (2) 过程管理系统的应用实施 工作流技术、pdm 技术、项目管理技术都是进行过程管理的主要使能技术，这些 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 技术的研究都不是互相独立的，而是相互联系，彼此交融的。工作流技术本身就是为了 实现过程管理，主要体现在过程的控制和信息传递上。而 pdm 与项目管理中会用到过 程管理，很多 pdm 和项目管理系统都有工作流管理的功能。目前很多关于协同设计系 统环境的构建中，都将工作流作为协同设计系统集成体系的一部分，开发了一些基于工 作流的协同设计过程和生产过程管理系统12。 过程管理实现过程中可能会用到数据库技术与 agent 技术。数据库技术是开发任何 一个信息系统的基础，目前产品设计日趋于分布式环境，在这种情况下，分布式数据库 技术的研究成为过程管理的一个首要问题，如关于基于 xml 的异构数据集成方法研究 是目前解决异构数据交互的方法之一。 agent 技术是一种人工智能技术，它可作为一个独立自主的计算实体，用来处理事 先无法预知、动态变化的信息处理问题，在协同设计研究领域中被广泛用于设计过程的 冲突协商和协同管理。曹键、张友良等人提出一种基于 agent 的结构灵活、适应性强的 产品并行开发过程管理系统13,14。李德敏等人针对多 agent 处理环境下为了提高工作效 率，给出了一个协同管理 agent 的协同工作模型并给出了基于任务管理的决策算法15。 过程管理在应用实施方面的另一个重要研究方向是关于过程管理系统框架的构建 和并行工程环境下应用系统的集成。 在并行工程环境下， 如何将这些系统有机结合起来， 实现并优化过程管理系统是应用实施领域的一个热点也是难点。 kocourek16分析了设计 过程特点，构建了基于设计规划功能的过程管理框架和系统原型。陈先鹏17等人将过程 管理按项目管理、流程管理和产品数据分成不同层次，并以此构建了过程管理模型。 另外，关于基于网络的过程管理的研究越来越多，网络协同管理成为过程管理研究 的一个重要方面，基于 web 的层次化管理思想也正在成为网络化环境下针对产品设计 过程管理研究的一种新的趋势18。 钱亚东19等人对网络环境下的协同设计过程进行了研 究和分析，构建了网络化协同设计过程管理方法的层次结构，并给出了每一层次相应的 体系结构。zhao20等人比较详细地分析了 web service 技术对过程管理的影响，并阐述 了将 web 服务和过程管理两者结合起来的一些新的研究方向。林贵校21等人则从过程 管理系统的功能出发，提出了基于公共对象请求代理结构 corba 规范的过程管理结构 框架，实现了分布式计算环境下的异构应用系统间的信息交换和共享。 目前，以协同设计为主导的产品开发过程管理的研究己经成为计算机集成制造领域 研究的一个重要方面，在这方面相关的研究中，国内比较著名的研究学者有：清华大学 的吴澄、范玉顺、熊光愣、史美林，南京理工大学的张友良，西安交通大学的谢友柏， 同济大学的张曙等，另外，北京航空航天大学、 中科院计算技术研究所、华中科技大学、 山东大学、浙江大学 cad try string deptname = ; preparedstatement pstmt = pimsession.conn.preparestatement(sql); pstmt.setstring(1, itemno); resultset rset = pstmt.executequery(); /得到产品编号的责任检验员 if (rset.next() deptname = rset.getstring(1); rset.close(); pstmt.close(); /判断是否责任生产部门 if (pimsession.getsession().getdepartment().equalsignorecase(deptname) return create; catch (sqlexception ex) joptionpane.showmessagedialog(null, 权限错误); return forbid; public static final int forbid = - 1; public static final int create = 0; public static final int browse = 1; public static final int edit = 2; public static final int sign = 3; public static final int recreate = 4; public static final int reedit = 5; public static final int resign = 6; public static final int testorsign = 7; 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 31 4 检验数据组织及系统集成 4.1 引言 检验数据的组成复杂，其在系统中的合理组织关系到系统开发的工作量及用户是否 使用方便；另外，检验数据不仅在该系统中使用，在企业信息化建设中，其它信息系统 也可能用到检验数据，所以系统间的集成是需要解决的。本章将讨论检验数据的组织以 及系统之间的集成。 4.2 检验数据分类 质量数据指的是企业生产检验活动中所有与质量管理有关的信息。质量数据覆盖了 产品寿命循环的各个阶段，按照质量数据产生的方式和来源，质量数据可以分为静态质 量数据和动态质量数据两类。 (1) 静态质量数据 静态数据指的是一些描述性信息，其数据量与时间的变化相对无关，不随时间的增 加而增加，但与实体的增减变化有关，随业务流程的改变而改变。静态数据属于经常查 看、使用，但很少修改的数据，通过一次录入，存储于全局数据库中，达到全局共享， “终身”使用。它包括各种档案数据(人实体数据、物实体数据)、参数数据、编码数据 等，如检验人员资料、生产人员资料、质检设备资料及产品检测规程和方法等。 (2) 动态质量数据 动态数据的数据种类和数据量都是随时间的增加而不断变化的。大部分动态质量数 据都来源于产品加工过程中，随产品工序的累加而不断生成和增加，主要包括现场采集 的质量检验数据、检验人员对工序是否合格的判断数据、工序不合格所产生的不合格状 况数据、零件报废数据、故障发生数据和故障处理数据等。除了具有质量数据的共同特 征外，动态质量数据还具有分散性、随机性、复杂多样性等特征51。 检验数据是指在检验过程中产生的质量数据， 主要是上述的动态质量数据， 如图4.1 所示，包括测试数据记录、测试结果判断、质量问题记录、质量问题处理结果等以及相 应的静态质量数据如产品配套表、测试环境和测试设备、测试指标等。这些数据通过产 品履历书、产品证明书、检验申请单、故障控制单、质量反馈单、例外放行单等文档的 形式呈现给用户。 产品证明书作为企业记录产品入库/验收检验时的质量文件，它是产品检验、测试、 工作、维护、交接等情况的记录，随产品流转，是产品检查和接收的依据。产品交付后 的质量情况及工作情况均应及时、准确记录于产品证明书，并由相关负责人员签署。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 32 产品履历书主要记录完整的产品生产过程，包括操作过程、检验过程，是质量追溯 的重要依据； 检验申请单是在进行过程检验或入库/验收检验时生产人员提交给责任检验 员的申请单，其中记录产品型号、需要检验的产品数量等信息，用来追溯责任人员，由 于产品可能需要复检或返修，因此每个产品可以有多个检验申请单；故障控制单和质量 反馈单是记录产品在加工或入库/验收检验时出现的故障质量问题并通过其反映出来， 包 括故障现象、处理办法等，管理人员可以通过查询获得产品的质量问题并进行改进；例 外放行单是在由于测试设备或其它因素暂时无法进行检验时，先交付给客户或进入下一 道工序的情况下产生的，它记录了此次放行的产品代号、产品型号、申请时间及放行原 因等信息，而且在具备相应条件后，仍需要回厂检验。 检验 数据 例外放行单故障处理单检验申请单产品履历书产品证明书 . 图4.1 检验数据组成图 4.3 基于 bom 的产品检验数据组织 4.3.1 基于 bom 的产品检验数据组织 基于bom的产品检验数据组织是以产品bom为检验数据的来源，将分散在企业相 关部门中的检验数据协调起来，实现以产品bom为导向的检验数据的完整、系统、有效 的组织。 基于bom的产品检验数据组织中，检验bom指以产品bom中的产品结构配置关系 为数据源头，在继承产品bom的属性和方法的同时，依据质量检验管理的规范和准则， 对一些过程和方法进行重载，并增加新的有关质量检验的属性和方法所衍生的用于质量 管理的bom体系。 如图4.2所示，以产品结构树为核心，组织检验数据。包括的内容有：根据产品检验 标志等规范产生产品结构树， 并与特定的检验设备和检验员、 生产人员等用户关联起来； 根据不同的产品以及产品证明书、产品履历书等模板一一对应；工序过程树根据产品生 产过程产生；在所有的数据都编辑完成之后，可以对相应的检验数据根据产品结构树进 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 33 行查询统计的工作，以制定相应的策略改善质量。 bom(产品结构树) 检验设备 产品证明书 数据统计 汇总 检验标准 用户信息 工序过程树 产品履历书 质量反馈单 图4.2 基于 bom的产品检验数据组织 4.3.2 基于 bom 的产品检验数据组织的特征 bom描述的是产品与零部件的组成关系， 即产品结构和配置。 本文所讲的检验bom 是一种新的bom形式，是在继承产品bom中的产品结构和配置关系的基础上，增加过 程检验和入库/验收检验产生的检验数据。检验bom中产品组成中的各零部件基本质量 检验数据，包括检验员资料、检验设备资料、检验品质规范、关键工序属性、产品检验 规程和方法等；生产过程中所生成的检验数据，包括现场采集的检验数据、检验人员对 工序过程检验的判断数据、工序不合格所产生的不合格状况数据、零件报废数据、故障 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 34 发生数据、故障处理记录、检验设备使用和报废记录等。检验bom的结构和内容随产品 bom 的变化而动态变化，是产品bom的继承和延伸。在系统中，入库/验收检验数据 和过程检验数据是检验bom 的重要组成部分，而基于bom的入库/验收检验和过程检 验，也应以检验bom中的自制件的工序质量要求为标准和依据。 与传统的检验信息管理相比较，检验bom以产品bom为数据源头，不再独立、分 散地看待检验，而是把检验作为产品的一种属性，把检验信息作为产品信息的一部分， 以质量控制为根本目的，实现产品生命周期内检验信息与产品信息有序地无缝集成，使 得产品形成过程中的各种检验数据得以完整、有效、准确地收集和组织。作为一种管理 模式和方法，它不仅实现了企业检验管理的横向集成，即产品生命周期内的检验管理的 过程集成，而且实现了在纵向上，即企业决策层、管理层、执行层间由上而下和由下而 上的检验信息集成。因此在不同的阶段，检验管理和检验控制工作的方式方法、处理的 信息类型和数量都有很大的区别，也因此决定了检验bom具有下列特点： (1) 检验信息收集的完整性 检验bom不仅可以收集各职能部门的相关原始检验信息， 而且可以完整收集企业内 部所有检验活动中不断产生的新的过程检验信息，除此之外，因为其在整个生命周期内 所具有的闭环特性，使得企业外部的检验信息也能被收集反馈到企业内部，完成检验信 息环正向和逆向以产品为导向的顺畅流通，并通过这种连续不断、周而复始的流动过程 实现产品生命周期内所有检验信息的完整收集。 (2) 检验信息分类的准确性 对检验信息的完整提取是准确分类、处理、分析和共享这些信息的前提和关键，但 是由于获取的检验信息具有分散性和与相关部门的依托性等特征，因此必须对这些分散 的、特性各异的检验信息采用统一的分类规则和表达方法，以职能部门分类的各个检验 bom可以较好的分类管理分散的质量信息，以保证这些分散检验信息可以正确、及时地 被处理和利用。 (3) 检验信息的高度集成性 检验bom应该是既封闭又开放的，它自身形成了封闭而且完整的检验信息环，但对 整个信息系统而言，只有与产品其它信息实现较好的沟通和集成，保证数据共享的实时 性、一致性和开放性，才可能将检验管理渗透与融合到企业活动的每个环节。因此检验 bom应是面向对象的，并以产品为导向而构建的，使得检验信息被有效并有序地与产品 信息集成在一起。 (4) 检验信息的客户引导性 客户是产品的最终需求者，是质量的感受者，只有以客户引导的检验信息才可能敏 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 35 捷地反映不断变化的顾客和市场需求。 检验bom除了以产品为导向外，更是以客户需求 为引导的，它可以将客户需求细化分解到每一个零部件或是每一个可执行的措施或活动 上，最大程度的以客户需求或期望控制质量，实现产品的“个性化质量”。 (5) 为检验数据统计提供数据源 由于基bom的产品检验数据管理对检验信息进行了准确分类、处理、分析，并在整 个企业范围内实现了检验数据的共享和一致性控制，因此能够为检验数据的统计提供完 整的数据信息和便于统计的数据结构。 4.3.3 检验数据格式定制与编辑 企业的检验数据根据检验对象的不同，主要通过产品证明书和产品履历书来进行组 织与管理，其它一些质量指标可以通过数据库预选定义，或者通过模板定制保存到数据 库中，这些在检验之前都可以完成。下面主要阐述产品证明书的组织并通过其进行数据 管理。 产品证明书在企业中是以excel文件存在的，由各种不同的数据表组合而成，每个 sheet代表一张数据表，具体的可以分为产品配套表、产品建议测试记录、测试仪器清单 等数据以及封面封底等固定格式， 图4.3所示为一产品的产品证明书组成。 不同型号的产 品，所要进行的检验也不同，不同的客户对产品质量的要求也不同，所以，不同型号产 品的产品证明书也不同。在系统实现中利用产品结构树的特点，每个产品的产品证明书 以树的形式实现， 对产品证明书进行分割处理，保存到数据库中。 先对每个表进行编辑， 然后在需要汇总输出的时候利用产品结构树将其联系起来。 封 面 产品证明书 产 品 配 套 表 产 品 检 验 测 试 记 录 表 测 试 仪 器 清 单 通 电 时 间 记 录 表 交 接 记 录 表 产 品 标 定 记 录 表 软 件 升 级 记 录 表 运 输 记 录 表 状 态 更 改 记 录 表 存 放 记 录 表 特 殊 记 载 表 装 置 参 数 稳 定 期 考 核 表 封 底 . 图4.3 产品证明书组成图 (1) 定义产品结构树及工序过程树 产品是以产品结构树及工序过程树进行组织的，因此在检验之前，系统管理员必须 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 36 预先定义产品的产品结构树，并保存在数据库中，以后更改产品结构通过修改产品结构 并更新数据库来达到。每个用户在登录系统时，系统进行初始化就是根据读取权限控制 中用户对应产品的产品结构树来产生对应的界面。 通过定义产品结构树及工序过程树，不仅可以得到产品结构，而且可以在定义的同 时为产品指定责任检验员及其它可以浏览的用户等，实现权限控制。 产品结构树和工序过程树的数据结构定义如图4.4、图4.5所示。每一个产品有多种 工艺规程类型，其中任意一种工艺规程由若干工序构成，关键工序需填写检查项目、图 片和操作视频；某些工序还可能由若干工步组成。 父物料号 子物料号 层号 子物料数量 顺序号 部门代码 是否关重件 产品结构树 产品物料号 产品名称 规格 产品代码 阶段标记 物料分类 图号 产品属性表 n m 图4.4 产品结构树 产品物料号 工艺规程类型 工序号 工艺文件编号 工序名称 工序内容 检查项目 视频 图片 文字说明 工序表 产品物料号 工艺规程类型 工序号 工步号 工艺文件编号 工步名称 工步内容 工步表 产品物料号 产品名称 规格 产品代码 阶段标记 物料分类 图号 产品属性表 1m1n 图4.5 工序过程树 (2) 定制产品证明书模板 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 37 图4.6 产品证明书模板(部分) 图4.6是产品证明书的部分模板。 从图中可以看出，模板的格式非常复杂而且格式十 分不规范，不同的检验项目的模板不同，不同的产品的模板也不同，因此需要提供产品 证明书模板的定制功能。另外，还需要满足输入特殊的符号、特殊的数学操作和统计的 功能以及控制访问权限。而采用excel对模板进行定制，因为其强大的功能，可以很好的 满足需求。在定制模板时，可以利用excel中对数据表的保护功能对模板进行保护，使其 不被错误地修改。其中，每个sheet对应一张不同的数据表，并在数据库中以字段进行存 储。 产品证明书模板中的内容通过格式定义界面输入保存并与数据库中的字段相对应， 在系统运行后可以通过其对产品证明书模板进行修改。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 38 图4.7 格式定义界面 图4.7所示的格式定义界面是通过java swing实现的对话框，对话框主面板由jtable 类实现。jtable中的行与数据库中产品证明书模板对应的数据表中的字段数相同。列包 含字段名、默认值、可编辑、sheet名称、行、列和可选值。其中，字段名与数据库中相 对应，不同的产品证明书模板显示的字段名不同；默认值是在模板定义时所已经固定或 者具有初始值；可编辑是为了加强产品证明书的安全性；后三项与产品证明书模板excel 文件的sheet名称及行列号相对应，使编辑产品证明书时输入或导入的测试结果与excel 一一对应。可选值的作用是在产品证明书编辑界面中提供复选框，供检验人员选择。产 品证明书模板的格式定义好之后， 数据库中表中的字段与证明书模板的excel文件便对应 起来。 通过格式定义界面输入的格式信息在数据库中以xml字符串的形式存储。 下面是一 个xml格式字符串的示例： 在xml格式字符串中，d代表默认值(default value)，e代表是否可编辑(editable)，s 代表sheet名称，c代表sheet的列(column)，r代表sheet的行(row)，o代表可选值(optional value)。 最后修改xml配置文件就可以生成产品证明书的模板。 (3) 产品证明书编辑 产品证明书中的数据全部存放在数据库中，不仅作为整体存储在数据库中，而且按 照数据之间的逻辑关系分割成多张数据表，比如产品配套表、测试仪器表、测试记录表 等等，责任检验员在编辑产品证明书是采用并行控制的，可以从产品证明书树中任意选 取其中一张或多张数据表进行填写。此外，产品证明书也作为一个整体(blob字段类型) 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 39 存放在数据库中，这样，在打开产品证明书文件时，将执行如下操作： 将blob数据导出到硬盘文件夹中，生成一个excel类型的产品证明书文件； 检查产品证明书中的数据是否发生变化，如果发生了变化，就更新excel文件中 的数据显示，保证excel文件和数据库中数据的一致性，如果没发生变化，则不做任何操 作； 关闭excel文件时，将excel文件重新导入到数据库的blob字段中，更新原来的老 数据。 为了减少输入数据是重复的人工操作，系统提供导入功能，从固定格式将测试数据 导入到对应的数据表中，以提高效率。系统可以进行数据合格与否的自动判断，不合格 的数据用红色标出。 4.4 产品检验管理系统与其他系统的集成 为了满足企业实现从产品设计到销售的整个生命周期的信息化管理，通过开放接 口，实现与 pdm 系统、capp 系统、erp/mrpii 系统等信息系统的集成，从而涵盖了 从产品设计研发、工艺设计、检验到采购销售的整个流程。为了更好地将企业整个生命 周期的数据集成起来，提出如图 4.8 所示的集成框架，系统与 pdm、capp 系统、 erp/mrpii 系统进行集成主要是通过产品结构树实现。 erp/ mrpii系统 接 口 2 接口1 产品检验管理系统 物料主文件 物料号、产品 名称、类型等 工艺规程中间文 件 (工艺过程卡和 工序卡) 工艺规程更改通 知单 (工艺过程卡更 改和工序卡更 改) 产品结构树文件 父物料号、子 物料号、数量 等 pdm 系统 质量统计报表 检验数据 capp 系统 接 口 3 图4.8 系统集成框架 4.4.1 系统与 pdm 的集成 如前所述，bom 是制造企业核心的基础数据，是产品数字化定义的重要内容，是 联系技术和生产经营管理的纽带。 在产品全生命周期的不同阶段， 面对不同的生产部门， 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 40 存在多种不同意义和用途的 bom 视图，主要有设计 bom、工艺 bom、制造 bom、 成本 bom、采购 bom，销售 bom等。本文中将产品检验管理系统中的 bom命名为 检验 bom。 在 pdm 系统中主要通过设计 bom 来反映整个产品的设计结构，以此来对整个产 品生命周期的数据进行组织、任务安排、文件管理等。 通过建立检验 bom与设计 bom 的映射关系，可以保证这些 bom数据的完整性、正确性和一致性，从而实现产品检验 管理系统与 pdm 系统之间的集成。 pdm 中的 bom line 数据保存在数据库中后，需遍历数据表读取使用。 通过对其遍 历，获得产品检验管理系统需要的 bom数据。遍历的大致原理如下：逐行遍历数据表， 读取 parentid和 id，采用“由顶至底”或者“由底至顶”的方法构建树。 “由顶至底” 是从第一条记录开始，每次先查找到一个 parentid，然后查找该 parentid的 id，作为其 子节点，依次递归，直到 id 为空为止。如果 parentid为 null，则将该 id 设为树的根节 点。 “由底至顶”则是每次先查找一个 id，并得到其 parentid，然后去树结构中查找该 parentid，若存在，则将该 id 作为子节点放在该 parentid节点下；若不存在，则新建一 个 parentid节点，并将该 id 节点放在该 parentid节点；若该 parentid为 null，则将该 id 设为根节点。例如“由顶至底”的递归遍历程序逻辑如下： void recursionofbomline(记录，结点) 记录集 = 读数据表(select * from bomline where parentid=+记录.id); while (记录集不为空) 当前记录 = 记录集.下一条记录; 当前结点 = 创建结点(当前记录.获取字段(id); 结点.添加(当前结点); recursionofbomline(当前记录，当前结点); /递归调用 /其它操作 4.4.2 系统与 capp、erp/mrpii 的集成 产品检验管理系统通过车间的数字化检测设备采集检验数据，经过处理后导入到系 统后进行编辑保存，从而实现检验数据的电子化。检验数据保存后，通过系统提供的接 口，可以与 pdm、capp 系统、erp/mrpii 进行集成并共享数据。集成实现了系统从 pdm 系统中获得产品结构数据和产品属性数据，从 capp 系统中获得检验要求，从 erp/mrpii 系统获得生产状态，将质量统计结果传给 erp/mrpii 系统等功能。从而使 其他人员也可以用到检验数据，提高了数据的共用性。另外，客户也可以通过系统的查 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 41 询统计功能对检验测试数据进行查询统计。 目前 erp/mrpii 系统中物料记录的整理已有一定基础，并且随着系统的正式运行， 这些数据会日趋准确、完整，通过开发与 erp/mrpii 系统的接口，实现将 erp/mrpii 系统导出的物料主文件导入本系统中来；厂内工艺人员在 capp 系统中编写工艺文件， 工序过程管理中产生的产品履历书中的生产过程跟踪卡以及工序过程树的生成主要提 取这部分数据，通过开发两者之间的接口直接读取这部分数据可以减少基础数据的维护 工作同时可保证数据的一致性。接口 2 主要实现两方面的工作：(1)将 capp 导出的工艺 规程中间文件(工艺过程卡和工序卡)导入到本系统中来；(2)如果 capp 的工艺发生了更 改，则由 capp 生成并导出更改通知单，详细告知发生更改的地方，本系统读取更改通 知单，对工艺规程进行手工调整，从而维持和 capp 数据的一致性。 4.5 本章小结 本章通过分析检验数据的种类及其组成形式，结合质量信息管理的方法，提出基于 bom的检验数据组织的方法并分析其特征，以及通过bom这一企业重要的数据源来实 现产品证明书的组织及管理，最后阐述了系统与其它信息系统如pdm、capp、 erp/mrpii之间的集成。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 42 5 系统实现与应用实例 5.1 引言 结合企业检验的具体情况，开发了产品检验管理系统。目前，该系统已经上线，并 取得很好的效果，帮助企业实现了检验信息的电子化管理以及检验流程的电子化。本章 介绍基于上述章节的理论开发的产品检验管理系统的功能、检验流程以及部分界面。 5.2 企业应用实例 5.2.1 系统登录界面 如图5.1所示为系统登录界面，凡是要用该系统的用户都必须定义相应的用户，然后 通过用户登录系统。如果该用户离职或不再负责该产品的话，管理员可以通过用户定义 界面中的有效标志修改用户的状态。从图中可以看出，系统主要分为产品检验管理及系 统维护，各包含不同的几个模块，如“我的导航器”、“任务箱”等，实现产品检验过 程以及产品检验数据的组织与管理；系统维护模块主要是对企业组织及人员进行定义， 以及一些基础数据进行初始化，包括产品结构树的定义、产品证明书模板的定制等。 图5.1 系统登录界面 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 43 5.2.2 检验过程管理实例 以入库/验收检验为例说明检验过程。 (1) 生产人员登录系统新建产品编号，如图5.2所示。 图5.2 新建产品编号 (2) 通过任务箱发送检验申请单提交检验部门检验，并发送消息，如图5.3所示。 图5.3 提交检验 (3) 检验申请单包括产品编号、检验数量、责任检验员等内容，在提交申请的同时 可以通过邮件或消息通知负责人员，在其登录系统是通过如图5.4所示对话框提示。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 44 图5.4 消息提示对话框 (4) 检验部门同意并回复后，责任检验员便可以通过右键菜单创建产品证明书，如 图5.5所示，通过从数据库中读取模板信息生成产品证明书。 图5.5 创建产品证明书 (5) 在创建完产品证明书之后，责任检验员点击通过图5.5所示右键菜单，此时子菜 单也变为“编辑产品证明书” ，如图5.6所示，选择要编辑的数据表，可以多选打开。 图5.6 选择产品证明书编辑项目 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 45 (6) 如图5.7所示，可以对测试项目进行编辑。在检验进行过程中编辑产品证明书， 输入检验数据，并进行合格性判断。 图5.7 产品证明书编辑界面 5.2.3 权限控制实例 图5.8 权限控制界面 如图5.8所示权限控制界面，左图为当对象处于“提交厂检中”状态时，责任检验员 选择产品编号后的右键菜单，此时其可以创建产品证明书，当且仅当对象处于“提交厂 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 46 检中”状态时才能创建产品证明书。在其它对象状态时，只有责任检验员集中的检验员 用户、客户代表、对应产品的生产人员及被分配浏览权限的用户可以浏览产品证明书， 如右图所示，而只有责任检验员可以编辑产品证明书。 5.2.4 产品证明书的组织和数据管理 图5.9 基于产品结构树的产品证明书管理 如图5.9所示，在我的导航器界面中，左上角窗口按照“产品型号产品代号部件 代号”的形式来管理产品结构树，选中任一个产品代号或部件代号，在左下角窗口将列 出该产品代号对应的所有产品编号，产品编号按照时间(年月)来组织，这样就方便了 管理和检索。每一个产品编号到达“厂检中”的状态以后，将会创建产品证明书，通过 产品编号能快速打开该产品证明书。 产品证明书中的数据全部存放在数据库中，并按