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生产预警系统设计毕业论文第1章 绪论1.1 课题背景改革开放以来，我国从计划经济逐步转变为社会主义市场经济，国有企业在管理上存在着诸多的不适应1。从市场经济下企业面临的严峻形势看，对企业采用信息技术和管理技术先进的MRPII、ERP等来提高技术创新能力和市场竞争能力是十分必要的。MRPII也正是在这样的国情和背景下转变为企业在信息化建设中的需求，从单纯计算机技术的推广应用行为转变为以提高企业市场竞争力为目标的企业行为2。国有企业充分认识并实施MRPII是具有深远意义的。制造业是中国国民经济最重要的支柱产业之一。在世界经济全球化的冲击下，中国制造业面临着更大的国内市场的激烈竞争，因而只有采用先进的制造技术、强化产品创新能力、充分利用计算机信息化技术，才能提高制造企业的核心竞争力。在现代MRPII、JIT、ERP等先进的管理理念下，库存管理在制造企业中扮演了越来越重要的角色。库存管理与供应链上的采购、销售、生产、商务等各环节有着紧密联系。高效的库存管理，能够迅速准确地掌握各种物资的收发存情况，保持最佳的存贮状态，对保证生产的顺利进行和减少库存浪费具有重要意义3。本人所在工作单位是一家大型的国有制造型企业，生产的最终产品是经过多道机械加工过程的零件组装而成。该企业每年承担着大量的生产任务，其中部分任务是根据合同，按照年度计划方式组织生产的，另外一部分则完全由市场订单方式组织生产，其经营、采购、制造等全部过程按照产品划分给各自相对独立的子公司进行管理。当前企业正在进行信息化建设，以前传统的管理方式对企业的发展起到约束作用。根据企业信息化建设的规划和原则，企业亟需使用一套能够满足企业当前制造管理和今后发展所需要的信息化系统。在该企业生产制造的过程中，一方面是生产计划管理，一方面是车间的库房管理。目前企业中虽采用了生产计划管理系统，但车间生产过程依然采用手工记账的方式，对整个生产过程无法进行监控和预警。如何有效地把库房管理和生产计划管理结合起来进行生产预警，对生产进行实时监控，保证计划的按时完成成为该制造企业目前的迫切需求。1.2 课题目的及意义 本课题针对该制造企业生产预警管理的需求，结合当前企业生产计划管理和库房管理的思想以及软件技术知识在企业生产管理中的应用现状，拟达到如下两个研究工作目标：其一是车间库房的管理和转中间工序的管理，实现毛坯和成品的进出库管理、库房台帐管理、库房日报管理和转中间工序管理，保证进出库明确、台帐清楚。提供退修管理、废品管理、在制品丢失管理、配套查询等一些辅助功能；其二是实现生产预警，对生产计划执行情况、生产状况、生产完成情况查询和监控，确保工作的按期完成。因此，根据企业的实际情况，生产预警系统包括几个方面的内容：1、车间管理模块：实现车间库房入出库、库存（包括毛坯、成品和总装成品仓库）、转中间工序的管理、监控、跟踪、统计等功能。实现从毛坯的车间机加制造、中间流转到最后产出整个生产过程的数据不出现断点。2、生产预警模块：调用生产计划管理系统的接口，结合库房信息，对生产进行实时监控，发布生产预警。根据该企业的生产管理体制特性，生产管理信息系统由四个部分组成：供生产制造部业务人员使用的生产制造部生产管理信息子系统、供生产分厂使用的分厂级生产管理信息子系统、供分厂生产车间使用的车间级生产管理信息子系统、供相关生产负责人使用的生产信息查询子系统。论文中所研究的生产预警系统是生产管理信息系统中的车间级生产管理信息子系统的生产预警，如图1-1所示。图1-1 生产管理信息系统总体功能结构图企业信息化不仅是增强企业市场竞争的客观需要，实现管理创新的重要途径，也是解决企业管理中突出问题的有效措施。对于制造型企业来说，车间是物流和信息流的交汇地，也是经济效益的物化点。所以，在车间建立计算机管理信息系统，实现车间信息的数字化管理，消灭信息孤岛现象，显得尤为重要。建立适合于制造业的生产预警系统的方法有多种选择，可以通过企业自己的研究力量进行自主开发，可以通过直接购买方式获取，也可以通过与科研院所或者高校合作共同开发。这三种方法各有利弊，各个企业可结合自身的特点进行选择。本文立足于企业与高校的合作开发，结合本人工作单位的生产经营情况，将MRPII原理应用于车间级生产管理系统方面进行了初步研究，应用J2EE技术为企业量身设计开发一套使用简单，价格便宜，运行稳定，满足当前该企业现实生产过程的管理系统。由于J2EE平台采用了基于组件化，标准化开发的分布式应用模型，并为这些组件定义了一套完整的服务集合，从而简化了开发易扩展、易伸缩的企业应用的复杂性，大大降低了应用系统的开发和维护成本，缩短了软件的开发周期。4。1.3 国内外MRPII/ERP发展现状1.3.1 MRPII/ERP概念美国Gartner Group公司在1990年初提出了企业资源计划Enterprise Resource Planning(MRPII/ERP)的概念5。Gartner Group提出的概念中描述了下一代制造业务系统和制造资源计划软件(MRP II)。它将包括客户/服务器的架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。除了已有的标准功能，它还包括其他特性，如：流程运行管理，以及定期的报表等。特别是，MRPII/ERP采用的基础技术将同时提升用户所使用的软件和硬件的独立性，更易于升级。MRPII/ERP的关键在于所有用户能对其运用量体裁衣，自然更易于使用。Gartner Group提出的这个概念，其实质是在MRP II(Manufacturing Resource Planning制造资源计划)基础上进一步发展从而形成了面向供应链(Supply Chain)的管理思想。企业信息化的实质是将企业的制造过程、物料流动、事务处理、现金流动、用户交互等业务流程数字化。通过各种信息系统网络，处理产生新的信息资源，提供给不同层次的人员洞悉、观察各类动态业务信息，以便做出有利于生产要素组合优化的决策，使企业资源合理配置优化，以使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境求得最大的经济效益。建立MRPII/ERP系统的主要目的是为了提高企业在日益全球化的市场中占据有利的地位。它贯彻了市场为导向的现代管理原则，在降低生产成本、缩短生产周期、改善客户服务等方面将会给企业带来明显的效益。MRPII/ERP系统的实施将促成规范化管理，对产品质量会起到一定的保证作用。MRPII/ERP作为一种制造业的管理信息系统，它的中心思想是管理信息的集成，在战略上要把信息集成的范围扩大到销售和供应两个市场。其所依据的两项最基本的概念就是供应链和信息集成6。1.3.2 MRPII/ERP的发展 国外发展现状MRPII的发展过程经历了MRP、闭环MRP、MRPII和ERP 4个阶段。50年代中期，计算机的商业化应用开辟了企业管理信息处理的新纪元。对于各式各样的库存模型进行研究，1960年计算机首次在库存管理中获得应用，1965年美国JA奥里克博士提出独立需求和相关需求的概念，并明确提出订货点法只适用于独立需求项目。基于这一理论，美国出现了一种新的库存与计划控制方法MRP(计算机辅助编制的物料需求计划Material Requirement Planning) ，从而可以达到减少库存费用与提高库存服务水平二者之间的矛盾。MRP即初级计算化的订货方法，旨在完成物料需求计算，进而确定关于生产上所需各种原材料和零部件的订货事项，当一个存储项目在数量与时间方面与其它存储项目的需求无关，仅取决于市场或用户需求时，称之为“独立需求”。 MRP它回答了四个方面的问题：（1）生产什么，（2）需要用到什么，（3）已经有了什么，（4）还缺什么，什么时候订货，这是任何制造业都无法回避的问题7。其逻辑图如1-2所示。需求信息、预测、合同主生产计划MRP物料单库存信息建议计划、采购、加工图1-2 MRP的逻辑图70年代初在美国生产与库存管理协会(APICS )的推动下，美国掀起了一个采用信息MRP系统的热潮，使实施MRP系统的企业达到数千家。随着信息处理技术的飞速发展和企业管理方法的不断改进，MRP的使用趋于完善，考虑到了生产能力、在制品、库存等反馈信息，最终形成MRP发展为闭环，即闭环式MRP系统(闭环物料需求计划Closed Loop MRP)。闭环MRP是指把生产能力需求计划，车间作业计划，采购作业计划等几个环节纳入MRP，把已经有的子系统有机地结合起来，统一了生产计划方面的各子系统，在执行过程中加强了计划执行阶段的信息反馈和监控，通过信息反馈的纽带将它们连成一个可以自我调整平衡的整体。其逻辑图如1-3所示。NRSMRPCRP可行否执行CRP执行MRP库存信息物料单YNRS-主生产计划 CRP-能力需求计划图1-3 闭环MRP的逻辑关系图80年代初，计算机技术飞速发展，在原闭环的基础上，由于企业经营决策、中短期计划管理和车间作业计划执行，使计算机辅助管理系统的功能更加广泛和全面，把生产、库存、采购、销售、财务、成本等子系统都联系起来，发展成为一个覆盖了企业生产经营管理各方面的管理信息系统，即MRPII（制造资源计划Manufacturing Resources Planning）。这一科学管理的成果已在美国等工业发达国家得到了广泛的应用并取得了显著的经济效益8。当前在美国开发与销售MRPII商品软件的厂商已近200家。如美国SSA公司的BPICS软件，SID公司的MFG/PRO，惠普公司的MM/PM，ASK公司的MANMAN，MSA公司的MSA，ORACLE公司的Manufacturing和Financials，EMS公司的EMS，IBM公司的MAPICS；法国布尔公司的IMS7；德国EPP公司的INTEPS，UNISYS公司的MTMS等。MRPII区别于物料需求计划MRP的主要差别在于增加了对资金的计划与控制。它对整个企业的生产资源（物料、设备、产品)、市场资源（销售市场、供应市场)、财政资源（资金来源与支出)和工程资源（产品结构和工艺路线的设计与工程设计变更)编制全面计划并进行优化控制和管理，把企业中的产、供、销、人、财、物等各种生产经营活动形成一个有机的整体，构成一个闭环反馈系统，在企业有限资源条件下，能使企业获得最大的经济效益。其逻辑图如1-4所示。经营计划生产计划主生产计划MRP能力需求计划可行否执行能力计划执行物料计划反馈信息图1-4 MRPII的逻辑关系图N反馈信息Y20世纪90年代初，随着信息时代的到来，现代企业向国际化发展的管理模式，也代表了当前集成化管理软件系统的思想理论。美国加特公司率先提出了新的概念企业资源计划，简称ERP（Enterprise Resources Planning）。它更加面向市场、面向经营、面向销售、能够对市场快速响应，并将供应链管理功能包含了进来，强调了供应商、制造商与分销商之间新的伙伴关系。对于企业的业务流程，通过工作流化实现企业的人员、财务、制造与分销之间的集成，支持企业工程的重组。ERP更多地强调财务，拥有网上的企业财务管理体系，这使得价值管理概念得以实施，资金流与物流、信息流更加有机地结合。在生产制造计划中，ERP支持多种生产方式（离散制造、连续流程制造等）的管理模式等。目前，ERP的概念及系统还在完善之中，ERP还在不断地吸收先进的管理思想和理念。 国内发展现状 20世纪80年代初期，我国机械行业率先开始推行MRPII管理信息系统。早期引进软件的企业是沈阳第一机床厂，它以中德科技合作的形式，引进德国工程师协会提供的INTEPS软件，实施以MRP为中心的计算机辅助生产管理系统。这个项目的一期工程作为“六五”国家科技攻关成果通过鉴定，第二期工程企业又进行了大规模扩充，形成以MRPII为中心较全面的企业管理系统。沈阳鼓风机厂引进IBM公司的COPICS软件，经过消化吸收，开发适应本厂条件的MRPII软件，沈阳鼓风机厂因此而成为国家863工程自动化技术领域CIMS主题第一批重点应用工厂之一。国内企业在实施CIMS系统（含MRP II)过程中获得国际好评的首先是北京第一机床厂，该厂1995年先后获得总部设在美国的制造工程师学会（SME)的“工收领先奖”和联合国工收发展组织（UNIDO)的“工业发展奖”。 20世纪80年代以来，国外几家著名的计算机公司，如IBM、HP、DEC、CDC、 WANG等，都结合销售计算机产品推出各种版本的MRPII软件。进入90年代，又有不少国外的软件公司在我国设立了独资公司、代表处，有的通过代理商直接销售商品软件。比较有代表性的主要有：SSA、Forth shift、EMS 、Qad、SAP、CA、JDE、D&B等十余家。看到我国企业对MRPII软件日益增长的需求，不少国外计算机公司的经营策略己转为：只要采用计算机公司的硬件设备，什么软件都可以支持9。国内开发的MRPII商品的软件，首推机械工业部北京自动化研究软件中心（利玛信息技术公司)开发的CAPMS软件包。北京开思、上海启明、天津中北、西安交大博通资讯等软件公司也都相继推出商品化软件等。联想集团、华为集团、深圳中国集装箱进出日公司等国内大中型企业，在引进国外软件的基础上，结合自身经验，也开发使用商品软件，并取得一定的成效。国家863/CIMS主题开发的CIMS/MRPII应用软件也开始在企业中试行。大部分企业实施的步骤为：调研购买软硬件培训基础数据准备及实施四个阶段。从MRPII运行状况来看，其中运行得最好的是库存管理模块，原因是库存与其它部门间的相互影响较小。其次，物料单、销售、采购及财务统计模块也在部分企业中得到应用，但成本管理及预测，人力成本、设备等资源管理基本上没有涉及到。MRPII的软件管理进入中国已近30年，引进该系统的企业已近千家。目前，我国采用各种软件推行MRPII或MRP系统的企业数目增长很快，但是真正实现MRPII系统的企业毕竟是少数。这是因为改革开放后，我国的企业经营机制由生产型向生产经营型转变，目前又处于市场经济体制转变的过程中，改革是一个相当长的过程，因此，制造业中有很多情况与MRPII系统的应用条件和假设相矛盾。传统的生产模式与MRPII存在着很大的差异，见表1-1所示。表1-1 传统生产模式与MRPII的主要差异表功能MRPII系统我国传统管理模式确定生产产品追求利润最大化，以销售收入确定最佳产品组合，有准确的主生产计划表，以销定产根据国家计划和细长需求决定产品组合，追求产值指标，以产定销确定生产率经营计划以及生产计划、主生产计划的协调，使生产均衡性高，与生产能力相符产品生产前松后紧，加班加点，随机性大，产品质量、配套率低确定需要生产能力需求计划严格生产能力供需不平衡，设备购置多执行能力需求计划是实现生产计划的保证是企业价值的创造阶段较少考虑市场需求，以完成任务为主反馈信息每日都有输入输出报告，实时跟踪严重滞后，无法实现动态调查除此之外，企业内部还存在其他一些因素，制约了MRPII作用的充分发挥：1、企业领导对什么是MRPII系统了解不够深入，简单认为MRPII的实施只是局部技术改造，而非企业管理思想、模式的一场大变革。因此往往出现项目组织和人选不当，不能有效地进行企业管理改革，不能克服传统管理思想和模式的阻力，阻碍了系统实施；2、企业对应用MRPII系统的紧迫性、重要性认识有待进一步加强。对市场观念、时间观念、质量管理、成本意识、信息意识等方面的认识不足。因此延误时机，不利于提高企业在国内外市场的竞争力；3、对于企业的真正需求不了解，缺乏规范有效的数据，导致不能选用适用的MRPII系统。作为一种管理信息系统，MRPII要进行大量的数据处理，而数据处理的准确性、及时性和完整性是计算机辅助企业管理的最基本要求。但由于外部环境的不确定因素很多，在企业内部的生产作业、在制品定额和原材料采购等环节的控制决策又要有人来完成，难以得到准确有效的基础数据，这直接形响到MRPII的实施效果；4、目前国内缺乏既有权威又富有实践经验的管理咨询机构为企业的MRPII项目服务。MRPII的实施是要把先进的信息技术与管理技术相结合，由于在开发与实施的过程中缺乏科学的方法，对于MRPII的应用范围没有注意，最终导致了不必要的浪费。中国的制造业要走向世界，参与国际竞争，势必要提高企业管理和技术的水平，但目前我国制造业普遍存在管理基础薄弱的现象.难以适应当今经济发展的需要，实施MRPII可以改善生产经营，使企业的人、财(物)、技术得到充分的发挥和利用，从而产生良好的社会效益和经济效益。1.3.3 MRPII/ERP的管理思想企业资源的流动与转移反映了企业的运作情况，因此对企业资源的计划管理就会关系到企业的全局，企业的资源从大体上分为物流、信息流和资金流。MRPII/ERP的基本思想就是将企业的业务流程看作是一条供应商、企业主体、分销网络以及客户等各个环节紧密联接的供应链，企业内部又划分成几个相互协同工作的支持子系统，如财务、市场营销、生产制造、质量控制、服务维护、工程技术等，还包括对竞争对手的监视管理。企业同供应商、销售代理和客户的关系已不再是简单的业务往来关系，而是利益共享的合作伙伴关系。MRPII/ERP的核心管理思想是实现对整个供应链的有效管理。是对供应链上的所有环节进行有效的管理，如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务管理、投资管理、经营风险管理、决策管理、获利分析、人事管理、实验室管理、项目管理等。它从管理范围的深度上为企业提供了更丰富的功能和工具，可以实现全球范围内的多工厂、多地点的跨国经营合作。MRPII/ERP所包含的管理思想是非常广泛和深刻的，这些先进的管理思想之所以能够实现，又同信息技术的发展和应用分不开。MRPII/ERP不仅面向供需链，体现精益生产、敏捷制造、同步工程、事先计划与事中控制的精神，而且必然要结合全面质量管理（TQM）以保证质量和客户满意度，结合准时制生产（JIT)以消除一切无效劳动与浪费，降低库存和缩短交货期；它还要结合约束理论，TOC(Theory of Constraint)是优化生产技术OPT的发展来定义供需链上的瓶颈环节，消除制约因素来扩大企业供需链的有效产出。随着信息技术和现代管理思想的发展，MRPII/ERP的内容还会不断扩展10。业务流程重组BPR（Business Process Reengineering)理论于1993年首先由美国著名大师原麻省理工学院教授迈克尔.哈默（Michael Hammer)提出来的，随即成为席卷欧美等国家的管理革命浪潮。美国的一些大公司如IBM、柯达、通用汽车、福特汽车、XEROX和AT&T等纷纷推行BPR，试图利用它发展壮大自己。实践证明，这些大企业实施BPR以后，取得了巨大成功，企业界把它视为一场工业技术革命。近年来，随着市场竞争的不断加剧和新技术革命的迅速发展，形成了全球化市场。在全球化市场中，全球经济一体化的趋势日益增强，三种因素（即顾客（Customer)、变革（Change)和竞争（Competition)，又称为3C因素），己经成为当前影响企业经济发展的一股重要力量。在这种因素的影响下，企业为了寻求持续的增长，势必借助新的商业规则，这就是业务流程重组。对企业的业务流程进行根本性（fundamental)的思考和由下而上（radical)彻底性的再设计，从而获得可以用诸如成本、质量、服务、速度等方面的业绩来衡量的戏剧性（dramatic)的成就。业务流程重组中，一切“重组”工作都是围绕业务流程展开的。“业务流程”是指共同为顾客创造价值链，竞争不是发生在企业与企业之间，而是发生在企业各自的价值链之间；只有对价值链的各个环节业务流程实行有效管理的企业，才有可能真正获得市场上的竞争优势。随着业务流程重组在国外的兴起和传入我国，越来越多有创新意识的企业在开始应用BPR对其自身业务流程进行重组，有的在咨询公司的帮助下实施了BPR，但是并未如国外企业的业务流程重组一样的成功。随后另一些企业尝试将ERP项目和BPR项目合二为一，这不仅丰富了ERP的实施内容，而且考虑到企业客户的多样性、竞争状况不断加剧，适时地进行BPR，即使企业的业务流程适应新的需要，又减小了实施ERP的工作难度，可谓一箭双雕。但是ERP项目的实施周期一般较短，一般在十八个月左右，要在这么短的时问内既实施ERP又实施BPR，将企业过时的管理手段和管理方法在这么短的时间内顺利实施，其实现难度可想而知11。正因为ERP和BPR相结合的项目实施的难度非常大，一旦将两者成功的结合进而成功的实施，那么该企业也就构筑了别的企业难以逾越的进入壁垒，建立起别人不能轻易模仿的属于自己的竞争优势。1.4 论文结构本论文共六章，主要包括以下几个方面：第一章：绪论。主要介绍项目的背景，介绍了生产预警系统所运用的MRPII理论在国内外的发展状况及其实际意义。第二章：生产预警系统主要技术概述。主要介绍了生产预警系统这一模块所用的主要Web框架和技术。第三章：生产预警系统需求分析。主要介绍了企业的生产性质及管理现状，针对需求分析指出系统要解决的问题，明确生产预警系统的功能。第四章：生产预警系统系统设计。主要介绍了生产预警系统的整体设计框架，各子模块及其相互关系。 第五章：生产预警系统的实现。主要叙述了车间管理子系统的整体结构，及其各子模块的类关系图。 第六章：结论。总结了毕业设计阶段所完成的工作以及进一步要完成的任务。第2章 生产预警系统主要技术概述2.1 系统开发环境网络环境：系统运行在企业内部局域网上，网络采用TCP/IP体系结构及协议栈。客户机硬件及操作系统：客户机采用Win98/NT/2000/XP操作系统；客户端浏览器采用Microsoft Internet Explorer 6.0或以上版本。应用服务器：Linux Server/Windows Server操作系统；数据库服务器：IBM P570，UNIX（AIX）操作系统；应用服务器软件：BEA Web Logic Server V9.2；数据库服务器软件： Oracle 10g；程序设计语言：Java，JSP及相关技术；系统框架：基于B/S系统结构。2.2 J2EE技术概述 系统平台是指系统开发与运行的软硬件环境。因此，系统平台的选择对管理信息系统的实现及性能的优劣至关重要。根据对系统的分析及开发团队的实际情况，在综合考虑各种数据库及开发工具的基础上，决定采用J2EE作为系统的开发平台。J2EE( Java2 platform, Enterprise Edition)是美国Sun公司推出的一种全新概念的模型，与传统的互联网应用程序模型相比有着不可比拟的优势。J2EE是多层、分布式、基于组件的企业级应用模型。技术的基础是Java 2平台，不但有J2SE平台的所有功能，同时还提供了对EJB, Servlet, JSP, XML等技术的全面支持。J2EE本身并不是产品，它制定了一套完整的创建企业应用的技术和规范，用户可以根据自己的需要自由选择J2EE规范的产品。使用J2EE技术能使我们快速建立企业应用系统。J2EE的目标是提供一个基于Java语言的服务器端应用结构，支持平台独立、可移植、多用户、安全和标准的企业级应用。这给与开发者更多的选择创建企业应用的平台，它继承了Java语言平台独立的特点，结合了组件技术，为企业多层分布式应用提供了一套完整的轻量级的解决方案12。J2EE系统是分步式的系统，所以基于J2EE结构的系统可能被部署到分布式的环境中，运行在多个JAVA虚拟机（Web容器、Applet容器、应用服务器上等等）上 。J2EE平台提供了一种基于组件的方法，这样对于车间生产管理系统的开发，能够降低成本并且加快应用程序的开发和设计。基于J2EE技术，采用三层架构和面向接口的设计思想，实现层与层之间的松耦合，层内部的高内聚，从而保持系统的高度可维护性和可扩展性。1、J2EE本身并不是产品，它继承了JAVA语言平台独立的特点，是一套全然不同于传统应用开发的技术架构。2、J2EE制定了一套完整的创建企业应用的技术和规范，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间存在良好的兼容性。3、J2EE平台定义了多种角色，包括J2EE产品提供商、应用组件提供商、应用程序装配商、部署商、系统管理员、工具提供商、设计用户界面和搜索引擎、设计基于Web的应用程序、模型、视图和控制器架构。4、J2EE平台提供了多层的分布式的应用模型、组件、重用、一致化的安全模型以及灵活的事务控制。开发者不必考虑分布式事务处理、自动容错等其它关键功能的实现，只需专注于业务逻辑的实现，并根据自己的需求自由选择J2EE规范的产品。大大加快了开发者的开发速度，同时为企业多层分布式应用提供了一套完整的轻量级的解决方案。5、J2EE技术有可移植性、安全性与再用价值。J2EE的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。因此设计合理的基于J2EE程序只需开发一次就可部署到各种平台13。J2EE提供了一个多层次的分布式应用模型和一系列开发技术规范。多层次分布式应用模型是指根据功能把应用逻辑分成多个层次，每个层次支持相应的服务器和组件，组件在分布式服务器的组件容器中运行（如Servlet组件在Servlet容器上运行，EJB组件在EJB容器上运行)，容器间通过相关的协议进行通讯，实现组件间的相互调用。遵从这个规范的开发者将得到行业的广泛支持，使企业级应用的开发变得简单、快速。J2EE规范定义了以下四个层次。l Client Tier客户端层一般为浏览器或其他应用。客户层普遍地支持HTTP协议，也称客户代理。客户端层用来实现企业级应用系统的操作界面和显示层。另外，某些客户端程序也可实现业务逻辑。可分为基于Web的和非基于Web的客户端两种情况。基于Web的情况主要作为企业Web服务器的浏览器。非基于Web的客户层则是独立的应用程序，可以完成瘦客户机无法完成的任务。l Web层为企业提供Web服务。包括企业信息发布等。Web层由Web组件组成。J2EE Web组件包括JSP页面和Servlets。Web层也可以包括一些JavaBean。Web层主要用来处理客户请求，调用相应的逻辑块，并把结果以动态网页的形式返回到客户端。l Business Tier业务层业务层也叫EJB层或应用层，它由EJB服务器和EJB组件组成。一般情况下许多开发商把Web服务器和EJB服务器产品结合在一起发布，称为应用服务器。EJB层用来实现企业级信息系统的业务逻辑。这是企业级应用的核心，由运行在业务层中的EJB来处理。一个Bean从客户端接收数据、处理，然后把数据送到企业信息系统层存储起来。同样，一个Bean也可以从企业信息系统取出数据，发送到客户端程序。业务层中的EJB要运行在容器中，容器解决了底层的问题，如事务处理、生命周期、状态管理、多线程安全管理、资源池等。l Enterprise Information System Tier企业信息系统层企业信息系统包含企业内传统信息系统如库存管理等，特点是有数据库系统的支持。处理企业系统软件，包括企业基础系统、数据库系统及其他遗留的系统。J2EE将来的版本支持连接架构（Connector Architecture)。它是连接J2EE平台和企业信息系统层的标准API。业务层和Web层共同组成了三层J2EE应用的中间层，其他两层是客户端层和存储层或企业信息系统层。2.3 SSH（Struts 、Spring 、Hibernate）开发技术2.3.1 Struts概览Struts是一个基于Sun J2EE平台的MVC框架14。 Struts的MVC模型MVC设计模式是Model-View-Controller的缩写，即模型-视图-控制器模式，是一种常用的设计模式。MVC 减弱了业务逻辑接口和数据接口之间的耦合，以及让视图层更富于变化。Struts 是MVC的一种实现，它将 Servlet和 JSP 标记（属于 J2EE 规范）用作实现的一部分，是构建Web应用的一项非常有用的技术15。Struts继承了MVC的各项特性，并根据J2EE的特点，做了相应的变化与扩展。Struts框架可分为以下四个主要部分，其中三个和MVC模式紧密相关，如图2-1所示。图 21 Struts的MVC模型图1.模型(Model)：即程序将要实现的业务逻辑，是整个MVC模型的核心，采用面向对象的方法，将应用领域中的对象抽象为应用程序对象，包含完成任务所需要的所有行为、数据记忆对象的状态等。Model组件通常表现为业务对象或者物理后端系统。用于从数据库或者远程系统中存取信息，这些信息将用来显示给用户。它隐藏存取这些信息的实现细节。在只使用Servlet容器建立的应用程序中，Model组件大概是一个简单的Java Bean，为那些在数据库中维护信息的JDBC逻辑提供一个业务视点。应用程序的其他部分与Model组件进行交互来读写信息，只有Model组件同数据库进行交互。2.视图（View）：是模型在屏幕上的表现形式，负责用户界面的生成。在MVC中，View组件的作用集中在创建向用户显示表示层。对于使用HTTP请求/响应模型Web应用，View组件基本上总是响应相关联的组件。它对控制器一无所知。当更改模型时，视图应得到通知。3.控制(Controller)：定义了用户界面对用户输入的响应方式，负责模型与视图之间的协调工作。Controller组件导引所有的Action。无论何时，当用户提交表单，都将由Controller来处理。如果用户请求其他的页面、Controller来决定向它显示的内容。Controller组件同时从Model组件收集数据，以使View组件内容进行显示。控制器对用户的输入做出反应。它创建并设置模型16。三者之间的关系，如图2-2所示。 图2-2 MVC三个组成部分图4一堆用来做XML文件解析的工具包，Struts是用XML来描述如何自动产生一些JavaBean的属性的，此外Struts还利用XML来描述在国际化应用中的用户提示信息的(这样一来就实现了应用系统的多语言支持)。MVC模式基本的实现过程为: 1.控制器(如Java中的main程序入口)新建模型； 2.控制器新建一个或多个视图对象，并将它们与模型相关联；3.控制器改变模型的状态；4.当模型的状态改变时，模型将会自动刷新与之相关的视图。 Struts开发过程Struts把Servlet、JSP、自定义标签和信息资源(message resources)整合到一个统一的框架中，开发人员利用其进行开发时不用再自己编码实现全套MVC模式，极大地节省了时间，所以说Struts是一个非常不错的应用框架。从大量的Struts应用中，可总结出如下比较有效的开发步骤：1、明确应用需求；2、由用户输入和获取数据的角度出发，明确和设计出每一个用户界面；3、确定用户界面的进入路径；4、由应用逻辑信息确定动作映射表(ActionMapping)；5、由设计完成的用户界面开发其所用到的类和应用函数；6、用户界面中的数据信息开发ActionForm和相应的数据校验方法；7、ActionMapping中将会被调用相应的Action或转到相应的JSP页面；8、开发商业应用逻辑，就是相应的JavaBean、EJB或其它组件；9、开发由ActionMapping定义的系统工作流程完成对应的JSP页面；10、完成系统配置文件：struts-config.xml和web.xml；11、编译/测试/发布。2.3.2 Hibernate对象关系映射框架Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲地使用对象编程思维来操纵数据库。 Hibernate可以应用在任何使用JDBC的场合，既可以在Java的客户端程序使用，也可以在Servlet/JSP的Web应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate可以在应用EJB的J2EE架构中取代CMP，完成数据持久化的任务。2.3.3 Spring轻量级框架Spring 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架。简单来说，Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。应用Spring框架能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。2.3.4 Struts + Spring + Hibernate整合开发SSH 集成框架完全符合J2EE 设计标准，支持多种主机类型、多操作系统、多数据库。同时生成的页面和组件代码符合J2EE 标准，开发人员可以开发出更强大的更具特色的应用系统。SSH 架构分为表现层、业务逻辑层、持久层、域模块层，结构如图2-3 所示。图2-3 SSH系统构架图SSH 集成框架实现了层结构设计的技术要求，使每一层的功能和职责定义非常清楚，通过接口在层之间进行通信，可大大提高开发速度，增强系统的健壮性和稳定性，提高系统的可维护性和可拓展性。具体包括：(1)表现层管理用户的请求和响应；提供一个控制器将调用委托到业务层进行处理； 将来自于其他层的例外处理纳入到 Struts Action 中；组装可以在视图中表现的模型对象；执行 UI 校验。(2)业务层处理应用的业务逻辑和业务校验；允许与其他层进行交互的接口；管理业务级对象之间的依赖性；从表现层暴露上下文给业务层以获得业务服务；管理从业务层到表现层的实现。(3)持久层实现对象的映射关系，Hibernate 是通过称为 HQL 的OO 查询语言，或者使用更有表现能力的规则API；存储、更新和删除存储在数据库中的信息。第3章 生产预警系统需求分析课题研究中所涉及的企业的车间生产组织和管理运行机制具有一般车间的典型特征，又涉及到与企业其他车间的协作、配套等协同作业关系。因此，针对目前正处在信息化建设中的企业，开发出一套适合于该企业生产车间级的信息管理系统软件，并将其应用与实践是十分重要的。生产预警系统结合车间管理子系统和已有的生产计划管理系统，对生产过程进行监控，指导生产的顺利进行。生产预警系统需求分析的主要内容是企业的生产性质及管理现状、用户需求、性能需求，并指出系统要解决的问题等，以便为新系统的设计做准备。需求分析的最终目的是明确生产预警系统功能，规划系统开发，确定开发任务、开发人员和开发时间，计划安排开发进度，便于项目管理人员和系统应用客户参与和监督系统开发过程，用合适的时间开发出合格的系统产品。3.1 企业车间生产管理的特点课题研究中所涉及的企业是一制造企业，该企业按合同和订单组织生产，所以其车间的生产管理有其自身很鲜明的特点：1、从产品结构和工艺特点看，其生产类型属于离散式产品生产。将原材料加工成零件，经部件组装和总体组装成为成品；2、按产品产量和同种产品重复程度分类，其生产类型属于多品种小批量生产(成批生产)。产品品种较多，各种产品产量多少不等，重复生产同种产品有一定时间间隔，加工能力、工装设备有部分专门化，加工工艺路线非全部固定化，零部件加工过程非全部流水式，加工时间较长。因此，多品种、小批量、离散式生产是该企业的主要生产方式。多品种小批量生产的特征是：l 生产品种多样。产品品种繁多，而批量与交货期又各不相同；l 生产过程复杂。从材料加工成产品的工艺路线复杂；l 生产能力的适应性不高。由于品种不一，需要量不等，导致生产设备能力的过剩或不足，只能通过加班或多班运转来加以调节；l 订单规模的多变性。由于订货规格、数量、交货期等变化大，往往因此更改设计，出现紧急任务或发生外购件(材料、零件、外加工件)交货不准时等意外情况；l 生产计划的困难性。因为订货规格不一，造成产品设计和生产过程多变，物流复杂，因此要实现工艺计划和进度计划的最优化并非易事；为有效地组织多品种小批量生产，必须从概念、计划、实施、控制、组织等多方面进行创新。生产管理流程尤为重要，特别是对生产计划的编排，瓶颈工序的能力平衡，生产过程及生产成本的控制等都要求更加科学合理。3.2 企业车间生产管理存在的问题课题研究中所涉及的企业是以生产军工用品和民用产品为主的大型企业，车间是企业的生产重地。企业的生产车间任务量大、重，并对产品要求高，要求能够快速响应客户订单，跟踪订单的生产进度，同时要保证产品的高质量，并能按时交付产品。如果在生产的过程中，生产计划有改动，系统要能进行及时的调整。因此车间的生产管理是一个关键问题。除了协调不同部门、人员、设备、物料、工具等资源外，车间还需要管理好外购厂家，才能充分达到最好的质量、准时的交货日期和最低的成本的目的17。目前，多品种、小批量、离散式生产是该公司的主要生产方式，因此车间存在的问题有：1、由于没有建立基本的生产管理信息系统，因此生产信息分散，很难实现加工车间与其它职能部门的信息共享。且企业部门间信息处理与传递的载体是纸张，效率低，需要花费大量的人力、物力来完成信息的组织、处理、存储以及查询、检索，同时，也降低了对客户需求的响应速度。2、在生产计划调度管理的手段上，仍然停留在人工管理阶段。多件小批量订货生产类型，品种多、零部件繁杂、工艺路线复杂，有时还需要根据客户需求定制，这使得生产计划相当复杂。而这类企业受计划经济影响较大，管理模式相对落后，常常依据经验人工管理。手工作业的经验数据精确度低，工作量大，效率低，极易造成设备负荷的不均衡与增加设备的空闲时间，同时由于人为因素对生产影响较大，增加了生产的随机性。故急需采用先进的计划及调度技术来提高生产计划的准确可行性及调度的适时有效。3、整个生产管理系统缺乏准确及时的现场信息采集，缺乏反馈机制。生产过程中，由于计划层、控制层的脱节，上层计划部门不能实时掌握车间计划执行情况、在制品情况、物料到位情况及设备状况等，一旦出现问题，需要很长时间才能发现，造成大量浪费，有时甚至影响了交货期。在生产计划调度与控制过程中缺乏完整实时的现场信息，不能及时根据实际生产情况的变化进行重调度或者修订生产计划，如设备故障、紧急任务、交货期提前等。实际生产进度滞后于计划进度时也不能及时发现问题并解决，导致交货期被延误。4、缺乏物料跟踪管理，不能准确及时提供库存情况和在制品情况。制造单元对零件的加工顺序安排较随意，生产借用情况普遍，导致库存混乱，加工进度又不明确，极易产生漏/缺件影响总装，还容易造成同一零部件重复生产，造成库存的积压及资金的占用浪费。管理层要了解在制品情况只能靠分厂调度员下工作现场实地察看，效率很低。根据这些临时了解的信息来进行调度，也会使调度工作缺乏统筹考虑，也影响到厂级计划的编制和车间的生产协调。由上述分析可以看出，企业的生产管理层次较多，管理的手段也非计算机化，在生产管理工作中由于缺少制度化、程序化、标准化，导致企业生产决策缓慢，生产效率低下。所以企业为了适应经济发展的需要，提升企业在市场中的竞争力，目前的这种生产管理状况必须要改变。企业需要采用科学的管理手段和方法来提高生产管理水平，推进企业信息化的进程。3.3 企业对生产预警系统的要求结合企业的现有物质和技术条件，开发出来的生产预警系统应该能够利用企业己有的软硬件条件，建立集中、统一、准确的车间经营数据，使企业的生产信息能够准确、迅速、畅通地得到处理，为各级管理人员经营决策和日常处理提供可靠数据，实现计算机辅助生产管理以提高企业的信息化水平。这个系统的具体要求可以归纳为以下几点：(1)信息资源网络共享实现技术信息资源网络共享，改变过去管理数据混乱的现象，促使数据规范一致、全面具体。加快信息传递，及时准确地实现数据查询、维护等功能。为库存管理、车间管理等分系统提供有利的技术资料依据。(2)功能模块设置合理、功能全面严格按照面向对象的设计原则进行功能设计，使开发出来的管理系统功能与数据在各个层次上保持一致性和完整性，易于系统的维护、升级、扩展。(3)系统运行安全、稳定、可靠系统运行的稳定性、信息资料的安全决定整个系统的成败。本系统应支持多用户操作；数据库的设计合理，以减少数据冗余，提高用户访问速度；能够从网络方面限定特定IP的访问，具有一定的防病毒功能。(4)系统具有分级功能，各级人员依据权限不同进行不同的操作在对用户基本信息定义的过程中，规定不同的权限，普通用户权限最低，仅仅具有查询、打印技术数据的功能；管理员享有最高的权限，可以执行人员信息、部门信息等的维护操作。(5)界面友好，操作简单、具有容错功能系统的用户运行界面应当合乎用户操作习惯，方便操作，尽可能从设计方面减少用户发生错误的几率。同时，对于常用的符号、数据、应当设置辅助输入功能以减少用户的重复劳动。另外系统还应当具有容错功能，当用户发生错误时，系统可以加以提示或自动更正错误。要有详尽的帮助文档，这样当用户遇到疑问时可以通过查询帮助文档解决问题。3.4 生产预警系统的功能分析车间现有生产管理模式己不适应日益激烈的市场竞争要求。为了适应现代化的发展形势，实现企业发展的战略目标，增强车间对市场波动的承受能力，提高生产效率，企业必须通过对车间的信息化管理，进一步完善企业信息化管理进程，提高整个企业在市场经济条件下的竞争力。只有这样，才能最大限度地减少管理缺陷，减少无谓的消耗18。生产预警系统作为MRPII的拓展和补充，应与MRPII的环境保持一致，另外，也要考虑车间现阶段的实际情况，尽量利用现有的资源，尽量不要投入太多资金而开发出能解决现有车间生产管理中存在的种种问题。在对企业车间深入调研后，针对生产车间的特点结合各生产车间库房业务处理的不同，将生产预警系统细分为两个部分：1、车间生产管理模块；2、生产预警模块。3.4.1 车间管理模块功能分析车间管理模块