【毕业学位论文】（Word原稿）汽车产品配置中心系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 汽车产品配置中心系统的设计与实现 二一年十月 姓 名：陈继良 学 号： 1121170001 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：张晨曦 副指导教师：刘依 二一三年三月 A in 2013 1121170001 汽车产品配置中心系统的设计与实现 陈继良 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 同济大学 硕士学位论文 摘要 摘要 众所周知，如今汽车制造厂商为了满足 当前市场各种需求，都会同时推出多种型号、多种配置的汽车产品，然而产品的多元化，不仅复杂了配置信息的管理，而且还增加了不少 本设计采用 构一个汽车产品配置中心系统，它能对各车型配置以及据不同的车型信息，通过特定的计算方式找到不同车型下适合该车型使用的 方便指导车辆的计划排产与制造。 汽车产品配置中心系统完全依照软件生命周期法则，从始至终贯彻“业务主导设计”的原则，采取理论结合实践的方法，依次经过业务需求分析、系统总体架构、功能设计与模块划分 、各模块的详细设计以及数据库设计等主要软件生命周期设计阶段。 本文首先先简单介绍了 汽车产品配置中心系统设计与开发的意义及可行性，然后对系统使用的 0着重点给出了系统的需求分析与当前汽车工程业务上的详解，之后从各模块功能实现、数据库设计深入介绍该系统的设计思想。本系统 主要实现以下几个功能模块：（ 1） 数据创建和维护模块（ 创建 建 建 建 2）配置管理模块（ 创建 建关联在 建市场特征包、创建整车物料号；（ 3）多视图 看 看 点控制。 汽车产品配置中心系统是上汽集团 统的精简版本， 统已经在上汽集团正式使用数年，基本解决了产品多元化的车型在搭建配置与 便了工程用户工作的同时，也有效地提高了整车打散的准确率。 关键词： 汽车工程 产品配置 0g s we in to of be to a of a of is of a be as as OM on be of to OM to of in of to of to of of of of of a of 2EE we on of is of to of is to 1)to C;(2) an 3)OM of to to f is a of a of of in to OM 20g 同济大学 硕士学位论文 目录 目录 第 1章 绪 论 . 11 . 11 内研究现状 . 11 . 12 . 12 . 13 第 2章 系统架构及相关开发技术与工具 . 14 统总体架构设计 . 14 统架构设计目标 . 14 统架构设计业务需求 . 14 统架构介绍 . 15 用框架方案简介 . 16 关开发技 术与工具 . 16 业分布式应用开发标准 . 16 型关系数据库 0g. 18 第 3章 汽车工程业务分析与系统需求分析 . 20 车工程业务分析 . 20 车产品配置中心系统业务总览 . 20 车产品配置中心系统业务划分 . 21 车产品配置中心的产品配置 . 22 车产品配置中心 . 24 统需求分析 . 28 Y（产品、车型年）创建流程 . 28 Y 发布流程 . 29 增 程 错误 !未定义书签。 增 . 30 布 . 31 建基本车型流程 . 31 布基本车型流程 . 错误 !未定义书签。 建整车配置流程 . 错误 !未定义书签。 布整车配置流程 . 错误 !未定义书签。 建流程 . 错误 !未定义书签。 建流程 . 错误 !未定义书签。 建流程 . 错误 !未定义书签。 C 创建流程 . 错误 !未定义书签。 同济大学 硕士学位论文 目录 点创建流程 . 错误 !未定义书签。 第 4章 系统的设计 . 39 体架构 . 39 构设计目标和约束 . 39 体架构视图与系统架构介绍 . 39 能设计与模块划分 . 40 统各个模块的详细设计 . 41 据创建与维护模块时序图 . 41 置管理模块时序图 . 42 视图 . 6 据库设计 . 43 据库的选择 . 43 据库表名的命名规范 . 错误 !未定义书签。 4 据库表字段命名规范 . 45 统主要模块 . 45 据库表 . 52 据表之间的关系 . 57 第 5章 系统的实现 . 58 能模块的实现 . 58 . 58 . 60 . 62 C . 64 . 66 . 69 . 72 . 75 . 76 第六章 总结 . 1 致谢 . 1 参考文献 . 1 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 1 第 1 章 绪论 第 1 章 绪 论 目研究背景 近几年，国民经 济的迅猛发展促进了汽车行业的快速崛起，品种各异的汽车已经逐渐走入众多家庭与企业。由于汽车的需求量不断提升，汽车工程的配置发布、排产制造便成了车厂端急需解决的事情。为了满足现代市场的各种不同需求，主机厂不得不多样化车型配置，不同配置的车型与各类零件之间的匹配关系也随之复杂化，这就相应增加了工程制造人员工作中的难度。那么如何简化工作人员的工作以及提高他们的工作效率呢？汽车产品配置中心就成了必不可少的工程应用工具。 纵观当今汽车工程领域，还有相当一部分企业停留在一单一车的模式下，所谓的一单一车，就是销售接到客户需 求的订单后将该车型的所有 息全部列出，拼凑成一辆整车后进行生产制造，其优势就是灵活性较大，适合特改车，劣势则非常明显，对于大批量生产制造的基本车型每次排产都需要重新列出一张大降低了整车厂制造的效率，有了汽车产品配置中心，彻底优化了一单一车的生产模式，只要根据不同车型的配置，自动打散到相应使用的 常利于基型车的排产与制造。 由此可以看出市场需求与信息技术的提升引发了汽车工程制造业对产品配置需求的极大渴望。这种趋势为开发汽车产品配置中心带来了一系列的机遇与挑战，比如如何在排产制造高 速增长的条件下，保持或提高一定的生产率来满足市场的需求。 内研究现状 纵观当今国内汽车市场，需求量大已经成了不争的事实。而我国相对落后的汽车工业一时无法满足这种大批量需求。据了解，在过去 20 年的时间里，外资品牌汽车为了先入为主，率先抢占中国市场，进口汽车如洪水般涌入我国市场。借此机会，为了发展与提高中国汽车制造能力和技术水平，我国汽车工业开始走上与国外汽车企业合作、引进消化外国先进技术的发展道路，从进口零部件的组装开始，逐步提高自身生产率，将国有化生产慢慢替代进口化生产。 经过二三十年的锤炼与打造 ，到现在为止中国汽车工业的汽车开发能力已初步具有一定的水平和经验，从设计到总装，都能依靠自身力量进行整体开发与装配，虽说还没有达到国外的成熟水平，但在新产品开发阶段，国内主要汽车生产同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 企业主要还是承担把合资公司的车型本土化的工作，从量变到质变，经过一定时间的积累，国内汽车制造企业对外国产品逐步有了相应的了解与熟悉，并通过合作开发等项目锻炼，基本达到了对产品进行独立设计与开发的水平。由此可以看出，中国汽车行业想要有进一步的发展与改进，必须从国外吸收设计、开发、排产、制造等各方面的先进知识与技术水平。 就工程方 面而言，又由于配置与 其客观原因在于汽车制造业本身的行业特性与所面临的业务环境的挑战所致，就拿一个实例来说：国内市场产品多样性需求的增长导致了汽车平台、车型配置和 产制造技术虽能加快制造进度，但无法在零部件设计阶段给予足够帮助，而且产量上去了，对物流和库存消化都带来了不小的压力。此外国内激烈的竞争市场要求汽车制造企业的研发与制造在质量、时间和成本三要素上不断提升，因而对配置与 理也提出了更为严苛的要求。 题研究目的 本课题研 究主要目的是以上海汽车项目为基本，结合当前汽车工程制造现状，深入研究汽车零件结构、配置关系如何结合实际业务有效的应用，运用当前先进的软件项目开发管理方式，使用成熟的 发程序语言，从而使得软件设计本身具有通用性与便捷性。该系统 能对汽车制造前期对不同车型配置、 计划排产与制造提供了不小的便利，通过特定的计算方式找到相应车型下所有使用的 文主要研究内容 根据目前汽车工程业务发展特点，参照一些成功的汽车工程软件系统的设计与实现方法，并结合本人在汽车工程领域 的一些工作经验，采取以工程实际应用为目标设计思路进行课题的主要研究。 本课题设计采用 架，以 为开发环境，并采用 0现一个汽车产品配置中心系统。 本课题主要是设计和实现一个基于 整车打散系统，主要研究内容包括： （ 1） 汽车工程的业务需求调研分析。在设计系统前，业务需求调研分析是必修课，首先需要知道用户大致想要一个什么样的系统，能帮助用户解决目前哪些业务问题。汽车产品配置中心系统主要帮助业务部门实现了 理、配置同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 管理以及整车打散功能。 （ 2）完成汽车 产品配置中心系统的总体设计：根据业务需求分析，主要将系统分为三大模块，数据创建与维护模块，也就是所谓的 主要用于创建 ，包括创建零件信息等）；配置管理模块，主要用于创建配置数据，包括一辆整车下的所有配置信息； 多视图 程 造 大部分组成，主要是根据产品车型年以及车型配置等条件拉出一辆整车的 单，实现整车打散 。 （ 3）完成汽车产品配置中心系统的详细设计和数据库设计。详细设计主要是对三大模块下的功能进行细分与开发，数据创建与维护模块下主要包含创建建 能、创建 建 置管理模块下主要包含 创建产品、车型年功能、创建特征族与特征功能、创建主车型与次车型功能、创建市场特征包功能、创建整车物料号功能；多视图 块下主要包含查看看 点控制功能。对于数据库设计，主要还是确立关系对象以及数据库表的设计与开发。 （ 4）进行了汽车产品配置中心系统的开发与测试，初步实现了 的搭建功能、车辆特征的可配置功能以 及 文的组织结构 本课题贯彻“业务主导设计”的原则，采取理论结合实践的方法。以实际工程配置业务为基本，从现实业务出发，充分利用当前技术，结合当前汽车工程配置的难点，深入了解工程用户使用系统的根本需求，设计并实现一个有价值的汽车产品配置中心。 本文组织结构如下： 第 1章为绪论，主要介绍了项目研究背景、国内外现状、课题的研究意义和本文的主要研究内容。 第 2章为系统架构及相关开发技术与工具，主要介绍设计开发汽车产品配置中心使用到的开发工具与技术。 第 3章为汽车工程业务简介 与系统需求分析，主要介绍汽车工程业务简介与使用系统的需求分析以及实效收益。 第 4章为系统详细设计与功能模块设计，主要分为总体架构、功能设计与模块划分、各模块详细设计以及数据库设计。 第 5章为对设计工作和论文撰写进行了总结与致谢。 第 2 章 系统架构及相关开发技术与工具 第 2 章 系统架构及相关开发技术与工具 统总体架构设计 统架构设计目标 汽车产品配置中心系统架构设计目标为：建立可持续改进发展，可不断扩充，灵活使用的系统架构； 理：提供基于 放的 理的功能 、配置解析；建立企业级变更管理系统，提供对企业级更改和制造更改的管理平台框架 。 统架构设计业务需求 汽车产品配置中心系统实现的主要业务功能可大致分为四大类： 1. 数据创建和维护模块 数据创建和维护模块统称 ，主要用于创建 括创建零件信息等。 该功能模块具有功能有： 创建 建零件基础信息，包括零件号、零件名称、图纸号等； 创建 of 级总成件也就是所谓的 零件 用于车型的什么地方，多少用量，以及适合哪些车型等； 创建 述零件父子结果，挂在 创建 束符，它能把人为识别的描述配置信息转换成系统能识别字符串，每条 上都需要 示该 多视图 程 造 件主数据）三大部分组成，主要是根据产品、车型年以及车型配置等条件拉出一辆整车的 单，完成整车打散。 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 该模块具 有功能有： 程 息查看，仅用于工程审核，可存未成熟或者已成熟的零件及 果是已成熟的零件与 会自动流入 造 息查看，主要用于生产制造，待工程审核完毕后的成熟零件才会下放至 件主数据查看，保存未成熟和成熟的所有下放 点信息，也就是 进入制造 车型的配置，引入 征族）与 征）的概念，车的颜色是一个 红色、蓝色、白色等具体颜色就是它的 者是从属关系，每一种车型都下挂有一定数量的特征族，所有特征族的总和拼成了一种类型的车。 该模块具有功能有： 创建 品）、 型年） 创建关联在 征族）、 征族下的具体特征）； 创建市场特征包； 创建整车物料号； 该系统也是一个新建数据向工程 线是 该模块具有功能有 ： 数据下放（数据从 数据应用（数据从临时表正式应用进 统架构介绍 根据 汽车产品配置中心系统 的业务需求并结合企业现有的 境和规范，系统架构被逻辑上大致分为以下四个层次： 用户层：用户层提供系统用户访问系统的界面，从物理上来说和系统服务器同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 集群分隔到不同的网段，用户使用自己的浏览器客户端访问系统，浏览器为.0 上版本。 供系统用户访问 汽车产品配置中心 系统的请求转发，并能够侦测后台应用服务器的可用 情况。 应用层：应用服务是整个系统服务的核心，所有面向最终用户提供的服务都是在该服务器上完成的。由于 汽车产品配置中心 系统绝大部分为动态内容，为了简化系统架构，系统采用 为应用服务器，同时提供静态和动态内容的访问。 数据层：数据层将提供系统所有的数据服务，包括数据库服务、文件 /附件管理服务。数据库服务器为整个系统提供管理结构化数据的存储、管理和访问服务，整个 汽车产品配置中心 系统所有的应用数据都存放在数据库中，系统将采用互为热备的 0 用框架方案简介 汽车产品配置中心系统应用框架技术实现方式采用支持传统的 构的过 示层（ V）采用 要依据和考虑如下： 目前从业务的角度看，汽车产品配置中心系统具有的功能都可以发实现，方便扩展，可以满足未来业务发展的需要， 为业界最成熟和被广泛应用的 合做为汽车产 品配置中心系统的基础框架，而且业务逻辑单元不依赖于特定的技术架构，有利于投资保护； 从结构化数据存取角度来看， 经成为 O/R 事实标准，经过了大量项目验证和广泛的使用，不仅成熟稳定，而且易于未来的维护的系统扩展。 使用 展现层方式不仅提供了丰富的用户体验方式，而且程序员可以采用类似 C/S 应用开发界面的模式，从而将界面模块化，从而减小未来的维护工作。 关开发技术与工具 业分布式应用开发标准 2一种编程语 言，而是一个标准中间件的体系结构，也是一个为企业分布式应用的开发提供的标准。 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 在 现前，不同开发商开发的产品之间兼容性问题始终是令企业最为头疼的问题，而且各产品的移植性比较差，企业很难在不同开发商的产品头上实现互操作。当 现后，这个问题就迎刃而解了，不但为兼容性问题另辟蹊径，而且同时也规范了分布式多层体系结构的应用开发。 最典型的 构的应用程序初步分为三层：用户层、应用层、信息层，如下图所示： 图 2构 从上图可以看出， 用户层可以是网页浏览器或者是应用程 序，应用层代表着系统中的各种应用服务，包括那些表示逻辑与业务逻辑，这些逻辑依靠 支持与实现。 组件与容器是 有的 件的运行环境则称为容器。 件和 件分别是 组件，而 2容器。 框架技术目前可分为三大块，分别是：组件、服务、通信。组件技术结构如下图所示 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 图 件技术结构图 除了组件技术外， 器提供了便于编程的各种服务技术，这些技术是编程人员平时用通常方法难以实现的，现在这些服务已经由容器实现，比如说连接框架、安全服务、数据事务、数据连接、部署服务、命名服务等，所以 通信技术方面， 议实现组件与客户端服务器的远程国际通信，而且 分布式程序平台，也可以 制实现程序组件在不同操作系统上的通信。 综上所述，我们不难看出企业使用 系结构开发系统的优点： 1、 高灵活性，移植互操作性强 有了 用系统可以部署在不同的应用服务器上，这表示企业现在不会再拘泥于单一的开发平台。 2、企业信息的轻松集成 一批标准全部容纳入自身体系下，大大简化了企业的信息系统整合工作。 型关系数据库 0g 众所周知， 据库是目前世界范围内性能最为优异的数据库系统之一，市场占有率也相对其他产品更高，始终在数据库领域处于领先地位，因此非常适合于数据量较大的 汽车产品配置中心系统。 随着计算机技术、 特别是网络技术的迅速发展，数据库技术也取得了长足的发展，对数据库的使用方式提出了不同的要求。除了客户 /服务器（ C/S）系统结构外，还出现了浏览器 /服务器（ B/S）结构以及分布式数据库系统结构， 汽车产品配置中心系统采用的便是 服务器系统结构。 基于 品和标准出现，使得 术为先导的 到了迅速发展，信息在 交换的与发布都需要后台数据库的参与。使用 过 接数据库，应用 发，形成了动态网页的 实际主题。 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 图 如上图所示，系统用户通过客户端 览器登录系统，准备对系统内数据进行操作，由于客户计算机上并没有加载程序代码，所有的代码都存储于 果用户需要对系统内部进行操作，则需通过网络发送 务器请求，然后 务器将用户请求传达至后台 据库服务器，经过数据库服务器处理的数据则以 第 3 章 汽车工程业务分析与系统需求分析 第 3章 汽车工程业务分析与系统需求分析 车工程业务分析 车产品配置中心系统业务总览 图 车产品配置中心系统业务总览图 从上图可以看出汽车产品配置中心系统中数据的大致流向，下面先介绍这些工程信息中的几个业务基本概念。 产品定义表：是面向工程设计的，是 汽车产品配置中心系统 配置管理的源头。 汽车产品配置中心系统中的 产品配置模块，主要存放与组合各种配置信息。 零件清单：是各种 源头， 也是根据零件的设计、供货状态编制的面向生产、制造的工程主零件清单。 汽车产品配置中心系统中 面向制造的产品 块，主要用于创建 据，仅包含了零件和使用条件，无法进行 打散（由 。 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 表示零件本身的属性，包含数模信息、图纸信息等。 F 表示某条上线零件（一级件）的 述零件的用量、安装位置、配置代码等信息。 F 表示某条父子关系的 述零件结构关系，子零件在相对父零件的数量等信息。 汽车产品配置中心系统中的 工程 上图可以看出， 程 可称得上是 产品配置的结合体，可支持基于 不支持单车 打散是汽车产品配置中心系统的核心，后面会详细介绍） 汽车产品配置中心系统中的 制造 体现工厂、零件的工段、工位信息的 支持单车 单车 辆整车下所有的 就是生产一辆整车所需要 的全部物料清单。 后 于本文不涉及售后 此只是略提一下。 上述图中，方形模块都是属于汽车产品配置中心系统中的核心模块，圆形图标只是表示数据。由此我们可以得出，配置工程师将配置信息录入 息录入进 过系统整合，将配置信息与 终流入 过特殊计算从而实现整车打散，便于制造生产。 车产品配置中心系统业务划分 从业务上来划分，汽车产品配置中心系统可大致分为两大模块：产品配置模块 （ 块是配置基础数据管理平台 建立可持续发展的、可扩展的、灵活的配置基础数据管理系统架构；建立统一、高效的配置基础数据维护平台。 块是特征值规则生成及校验的法器 提供特征值规则生成及校验功能；创建可读性较强，含义较明确的特征值表达式书写规则。 块整车配置数据生成及有效性检查的有利工具 创建整车配置数据；根据用户定义的特征值互斥、并存规则对用户创建的整车配置数据进行有效性校验。 块是配置数据发布中心 发布配置数据到下游接口模块 及其他同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 第三方系统中。 提供高效的零件主数据创建功能，支持不同数据模型的零件创建； 理模块包括 据创建 提供灵活高效的 铺及树状创建及管理功能，并且加入批量数据的维护功能，增加工程师的工作效率； 理模块包括 成及校验 创建可读性较强，含义明确的零件使用约束表达式 (写规则，提供 写排序及 成校验功能，为 确打散提供算法依据； 理模块包括 据发布 发布 据到下游接口模块及其他第三方系统中。 车产品配置中心的产品配置 表 整车结构 备注 1 备注 2 品 型年 2012 义主 前 3个主特征） 轻型客车：车辆用途、轴距、车身高度（共 12 个义主 后 4个主特征） 轻型客车：车辆细分类型、发动机型号、变速器、左右舵 +侧门形式（左舵 44个，右舵 12 个） 场特征包 基于 建，定义次特征，将次特征进行选择打包 整车物料号 由 接基于 创建 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 图 第一位产品线：采用 L，表示轻型客车 第二位车辆用途：分为 别用字符 6、 9、 5表示。 第三位轴距：分为长轴、短轴，分别用 L、 第四位车身高度：分为高、中、低顶，分别用 H、 M、 第五位预留 位：用字母 特定含义。 第六位预留位：用字母 无特定含义。 图 举个列子： 为 6126是辆 轴低顶标准版、 885档手动、左驾 +右侧移门、 10座（前双）、基本配置、未定义颜色客车。 注： 0位是 6位为市场特征包 同济大学 硕士学位论文 汽车产品配置中心系统的设计与实现 征族） 什