《计算机文化基础一体化教程》-毕业论文素材

石家庄邮电职业技术学院毕业设计基于RPA的账户余额查询机器人2021届计算机系专业计算机信息管理（邮政信息技术方向）班级邮政信息1801学号31802100110姓名房瑜辉指导教师张昱完成日期2020年11月27日

石家庄邮电职业技术学院毕业设计任务书姓名房瑜辉学号31802100110专业计算机信息管理（邮政信息技术方向）班级邮政信息1801毕业设计题目基于RPA的账户余额查询机器人指导教师姓名张昱职称或职务副教授工作单位计算机系一设计内容 基于RPA技术，自动实现pc端登陆网银账户、查询余额、汇总至excel表功能。二基本要求 完成项目内容，通过需求分析、总体设计、详细设计、运行测试，完成案例整体流程，并设计适当的容错机制处理和Try异常处理，使流程设计更加规范。三重点研究问题RPA技术是什么，特点和优势，项目设计关键问题，整体流程设计构思，容错设计，Try异常处理。四主要设计方法艺赛旗iS-RPA主要参考文献、资料：[1]人民邮电出版社，Python编程：从入门到实践，[英]埃里克·马瑟斯著[2]明日科技，Python项目开发案例，吉林，吉林大学，2014[3]陈虎,孙彦从.财务机器人——RPA的财务应用.财务与会计，2019（16）:57-62[4]全文举.电力企业基于RPA技术助力财务智能化应用实践.电信科学,2020（1）:139-143计划进度： 毕业设计要求在2020年11月下旬完成，2020年12月28日后答辩，进度安排。 2019年11月8日~11月10日下达任务书，搜集资料，确定制作工具和设计的整体架构。 2019年11月11日~11月20日制作案例，完善内容和特效。 2019年12月21日~11月25日形成论文初稿，并在初稿的基础上进一步完善，毕业论文定稿。 2019年12月26日~11月27日准备毕业设计答辩。指导教师签字：年月日

石家庄邮电职业技术学院毕业设计评定书姓名房瑜辉学号31802100110专业计算机信息管理（邮政信息技术方向）班级邮政信息1801毕业设计题目基于RPA的账户余额查询机器人指导教师评语：指导教师建议成绩(60％)指导教师签字：年月日答辩小组建议成绩(40％)组长签字：年月日答辩委员会最后审定成绩主任签字：年月日备注

摘要本次设计主要运用RPA技术实现了工商银行网银账户余额的查询，论文首先对RPA技术的背景，概念，特性进行了研究和介绍；其次，研究分析了工商银行账户网银余额查询项目，列出项目的需求分析、流程设计、框架结构，并确定所要实现的功能及采用的技术，例如网站获取、热键输入、获取文本、鼠标拾取、信息输入、循环判断、流程任务等；并进行了容错机制的设计和Try异常情况的处理，然后，对运行案例设计了完整的流程结构并测试运行，列出了流程上传及下发的过程步骤；最后，对所做RPA案例进行了总结分析。另外，本文还介绍了关于RPA技术各个功能的实现的过程。将模块赋予逻辑结构，最后实现整个流程所要呈现的结果。关键词：机器人流程自动化RPAPython余额查询容错设计

1绪论本次毕业设计是基于RPA的账户余额查询机器人，主要运用RPA技术设计并实施工商银行网银账户余额的查询，RPA技术一方面作为一个虚拟机器人简化计算机操作的繁琐步骤，一定程度上的解放了人们的双手而且节约了许多边角时间，它值得探索并学习，另一方面作为学生，必须要不断汲取新知识充实武装自己，在学习的同时更要不断探索新知识。1.1RPA技术背景机器人流程自动化技术可以承担很多人们工作的职能，可以把人们从阅读、处理重复无用的信息中拯救出来，并把精力用到其他更复杂的工作当中。【1】本文通过设计研究机器人流程自动化在个人金融领域的应用，选用RPA流程自动化技术，并设计具体案例实施，编写代码研究可操作的实施路径，为自动化技术的应用提供可行性参考。1.2RPA技术现状在2019年全球权威的技术研究和分析公司Gartner发布的《HypeCycleforICTinChina》报告(2020年中国ICT技术成熟度曲线报告)中,数据显示RPA技术正处于热潮阶段，增幅速度较快,如图1-1所示：图1-12019ICT技术成熟度曲线图1.3RPA技术简介RPA中文意为“机器人流程自动化”，是指通过自动化软件模拟和学习人类日常的工作，帮助人们完成日常生活中需要反复重复的流程。【2】RPA技术可以看作是Excel里的宏文件，将需求写到宏里面，即可实现所要达到的目的，并且RPA处理反复性信息时更为灵活和便捷。RPA是一种软件技术，也就是说RPA中所谓的“机器人”，并不是指有物理形态、物理实体的那些机器人，区别于工厂中的机器手臂、自动设备、家里的扫地机器人，说到底它就是计算机中的程序代码，所以RPA也被称作软件机器人（SoftwareRobot），把运行在RPA中的机器人称作Bot。RPA更是一种智能化软件，通过模拟并增强人类与计算机的交互过程，实现工作流程中的自动化。机器人的作用是代替人工在用户界面完成高重复，标准化，规则明确，大批量的日常事务操作【3】，与一般软件或程序的区别在于普通程序被动地由业务人员操作，而机器人则可代替人工主动操作其他软件。1.4RPA技术特性与优势RPA技术相对于人工有着非常明显的优势，针对本文案例账户余额查询，主要体现为以下几点：（1）效率高：和人相比，RPA查询账户余额的处理速度更快，是人工的2-3倍，在对数据的处理中，甚至可以达到人工处理的3-5倍。（2）成本低：RPA实施成本低，维护成本取决于运行环境和开发成本，整体成本要远低于人工成本。（3）质量高：RPA严格按照程序设定的既定规则执行，准确度为100%，人工输入账户密码时有可能会出现差错，可能会误点击相关的钓鱼网站，误输入相关的信息等，RPA可以完美的避免这些错误。（4）合规性有保障：RPA的行为审计，双录系统，终端录屏，日志记录功能保障全过程记录，留痕，为机器人使用者提供完整的流程记录，保证了账户余额查询的合规性，并降低了流程化的风险。（5）态度优：和实际人工操作相比，RPA可以7*24小时不间断工作，可以发送查询结果至指定邮箱，想查就查。1.5RPA开发平台的介绍本文设计的案例——账户余额自动查询机器人，为方便直观的查看和设计研究，选用了国内RPA领域最受欢迎的软件之——iS-RPA作为开发平台进行流程的设计和研究。iS-RPA(i-SearchRoboticProcessAutomation)是艺赛旗公司的RPA产品，采用python开发引擎，拥有强大的控件录制功能、丰富的SDK能力和更私密的数据安全措施，iS-RPA以其轻量、高效、快速的特质跨出了"机器做事"的阶段，步入"替代人做事"的新领域。【4】1.5.1RPA产品技术框架iS-RPA软件产品由RPA集成开发环境、RPA服务器端和RPA客户端三个部分组成。如图1-2所示。图1-2产品框架图RPA集成开发环境，负责提供便捷的方法和界面，是程序实现的设计端。RPA服务器端，负责将工作任务分配给每一个机器人，并负责对工作过程的监督、管理和控制。RPA客户端，部署与执行具体任务的计算机终端中，可以是实体机器也可以是虚拟化环境，与具体执行的业务及流程进行交互。1.5.2涉及技术OCR图片识别通常可以利用Tesserocr模块，将图片中内容识别出来并转换为text并输出，Tesserocr是Python的一个OCR识别库，是对Tesseract做的一层PythonAPT封装。在网商银行项目中，利用OCR循环识别验证码，对登录界面随机跳出的（4位数字及字母）验证码进行逐一识别，并将其填入到相应的单元格中，登录页面后运用流程模块对个人账户进行模块查询。在整个流程设计中，每个流程模块和程序的运行操作都基于Python代码，可以通过编辑函数和编译查看该流程的源代码。2利用RPA技术的账户余额查询2.1项目开发周期图2-1项目开发周期图本文涉及到的案例“基于RPA的账户余额查询机器人”项目，设计开发大体分为，需求分析，总体设计，详细设计和整体运行四个步骤，项目开发周期图如图2-1所示。2.2项目实现目标项目案例最终实现利用RPA技术对工商银行账户余额的自动查询。通过输入账号密码等进行登录，选定指定范围日期进行查询，拾取数据，对数据进行处理并发送至指定邮箱等一系列的流程自动化操作，进行自动化落地的探索和研究。3需求分析3.1RPA需求场景筛选基于RPA规则明确，重复性高，跨平台和系统工作的三个规则，结合本案例账户余额查询，对众多的网银系统进行场景筛选，如图3-1所示。图3-1网银场景展示最终选定了以工商银行网银作为网银账户余额查询的业务开发场景，工商银行网银无论是从登录，页面的拾取，亦或是数据的处理，都较好的符合了RPA的三大规则：（1）工商银行的登录处理流程有明确的规则，账号密码，验证码都明确的处于页面上便于拾取的位置，逻辑流程合理；指定范围内的日期进行交易明细的查询，数据的查询展示和可拾取性都基于一定规则内，便于流程化的设计。（2）重复性高，登录网银并查询余额的操作是经常性的行为，发生多次，业务量大，便于创造更高的价值。（3）跨平台和系统工作，流程的运行涉及到了多端并发处理，B/S端的多个网址，MicrosoftOfficeExcel跨文件的处理，和邮件的发送。3.2功能需求本项目案例有登录网银，数据检索，处理数据，发送邮件等四大功能，每项功能有若干项子功能。登录网银：eq\o\ac(○,1)自动输入账号，密码。eq\o\ac(○,2)循环输入验证码并判断输入是否符合规定。eq\o\ac(○,3)判断是否登录成功。数据检索：eq\o\ac(○,1)自动点击查找交易明细。eq\o\ac(○,2)能获取指定日期的交易明细。eq\o\ac(○,3)数据导出。eq\o\ac(○,4)获取账户主的姓名信息。数据处理：eq\o\ac(○,1)数据读取。eq\o\ac(○,2)数据备份。eq\o\ac(○,3)基础数据表管理（筛选，去重）。eq\o\ac(○,4)合并数据表管理（合并，排序）。发送邮件：eq\o\ac(○,1)第三方登录授权码处理。eq\o\ac(○,2)邮件内容处理。eq\o\ac(○,3)邮件发送处理。3.3性能需求本项目因为涉及到金融领域个人财务管理的隐私性，为防止对信息资料和管理程序的恶意破坏，要求有较为可靠的安全性能，要求稳定，安全，便捷，易于管理和操作。整体流程运行时间：不超过60s。流程之间的反应时间，不超过6s。流程异常的反应时间，不超过10s。方便用户使用，具有较高的用户友好性。具有较强的可维护性和回溯性。3.4环境需求3.4.1硬件方面内存4G以上，CPU双核3.0GHZ以上，本地存储50G。3.4.2软件方面操作系统：Windows7SP1版本以上（也支持WindowsServer），64位。浏览器：IE8.0及以上版本，chrome和Firefox需要安装插件使用。Excel：office2007及以上版本，WPS尽量安装较新版本。Java：支持1.6、1.7、1.8版本。3.4.3使用方面熟悉iS-RPA的基础操作，熟悉Python编程的基础知识，具备一定的Try异常处理和容错处理相关技能。3.5其他需求能对故障进行快速定位和处理，能对发生异常的环节进行快速的终止运行或处理，每一个环节都要有风险控制和一定的容错机制处理。4总体设计基于RPA的账户余额查询项目总体结构图如图4-1所示。图4-1账户余额查询总体结构图本项目案例采用结构化布局的方法，根据需求功能模块进行流程拆解设计，以主流程为全体流程运行窗口，以子流程为拆分功能模块运行，尽可能使每个大的功能模块可独立运行，以便功能测试验证及调试，相关流程如图4-2~图4-6所示。图4-2流程拆解展示图4-3主流程画布展示图4-4登录子流程画布展示图4-5数据检索子流程画布展示图4-6发送邮件子流程画布展示5详细设计5.1子流程（登录网银）设计说明5.1.1流程描述“登录网银”是工行网银余额查询的一个基础模块，也是整体流程处理中不可或缺的一部分，主要实现网银账户的自动登录。自动进入登录页面（/），网商登陆界面如图5-1所示----鼠标点击需要填入内容的文本框，将账号和密码文本分别填入到登录界面所对应的文本框内，利用OCR识别出验证码并填入到相应的文本框内----鼠标点击登录，登陆后界面如图5-2所示。图5-1登录页面前展示图5-2登录页面后展示5.1.2流程设计（1）自动输入网银账号，密码。首先，用【网站】控件打开工行官网的网址；其次，用【鼠标点击】控件，使光标定位于账号文本框处，用【模拟按键】组件模拟真实的键盘操作传入参数输入账号；随后，再次使用【鼠标点击】组件使光标定位于密码框处，并用专用的输入网银密码组件【控件输入】用密码变量的形式进行工商银行网银密码的输入，流程设计如图5-3所示。（2）验证码的循环识别及输入。验证码的识别主要运用了OCR技术，OCR识别验证码主要识别带有背景颜色的字母数字类型且长度为4位的验证码，识别图片并转换成文本，再对获取到的文本进行处理，判断后输入。iS-RPA的OCR技术调用的是百度内置的API接口，因此需要获得接口apikey和secretKey值才可以进行调用，且OCR识别存在一定的容错性，不能确保100%识别正确的字符，所以需要运用while循环进行多次识别。图5-3账户密码流程设计展示【鼠标点击】验证码图片，每点击一次进行一次图片的刷新，以确保每次识别时都是和上一次不重复的验证码，【截图】获取验证码图片，返回图片路径后，用【获取OCR文本】OCR技术进行图文的识别转换，如图5-4，因为验证码是这种形式，识别出来可能会带有空格或者其他不可见字符的形式出现，因此获取到初始的验证码后首先对验证码进行“replace去空”操作，把处理后的值储存到变量中，进行IF判断是否进行输入，如图5-5，如果判断len长度是四位，则进行验证码的输入，点击登录按钮进行登录，并break终止whileTrue循环，进行下一步流程，如果长度不是四位，则用消息框提示“位数不正确”，进行下一次的重新识别判断，直到验证码位数判断是四位为止。程序设计如图5-6所示。图5-4OCR技术图5-5IF判断图5-6循环识别流程设计展示5.1.3Try异常处理OCR识别验证码并对数据进行处理后，只能根据位数是否正确对识别转换处理的验证码进行低层次的筛选，不能确保识别的验证码100%正确，同时也不能确保100%登录成功，因此，本环节对是否登录成功设计了Try异常处理流程。【While循环】和【Try异常】相结合，根据登录成功页面后与之前页面元素区域性的不同，来判断是否正常登录；如图5-7，图5-8，在点击登录按钮之后，会执行Try异常begin后的语句：对正常登录之后跳转的页面的账户头像位置进行鼠标点击；设置鼠标点击的次数为0，是利用【鼠标点击】组件的特性来进行判断，如果登录成功，则一定会点到头像这个位置，而设置点击次数为0，又不会对整体流程产生影响，并且鼠标点击不到也不会抛出错误，终止程序的运行，如果在5s内点击不到头像位置，则执行except语句，异常的处理，重新拾取验证码进行判断输入和点击登录，直到循环到能成功登录为止，最终finally语句都会弹出一个消息框，已正常登录。设计流程如图5-9所示。图5-7登录前页面图5-8登录后页面图5-9Try异常流程设计展示5.2子流程（数据检索）设计说明5.2.1流程描述“数据检索”是工行网银余额查询的一个关键模块，也是整体流程处理中不可或缺的一部分，主要实现鼠标点击进入详细的交易明细页面，选择指定的日期范围进行交易明细的查询，拾取数据并导出至Excel，再对数据文件进行处理，和对原有文件的并发处理操作，追加合并数据，去重，排序，设置格式等等，最终形成一份可供浏览的Excel交易明细文件。5.2.2流程设计（1）数据查找。登录成功后，【鼠标移动】到菜单栏位置，经过多次鼠标移动定位到明细查询处，点击进入交易明细页面，如图5-10所示。图5-10进入交易明细页面图5-11数据查找流程设计展示鉴于多次执行流程需要生成多个数据文件，本流程选用时间戳stamp进行数据文件的动态命名，以确保每次查询时生成的文件不一致，同时保留一定的历史查询记录，方便回溯查看。首先获取当前的系统日期和时间，精确到秒，再把时间格式替换为统一的字符串格式，保留到变量TDataFName中。引入python第三方os库，进行文件名和路径的完整拼接。拼接成功后以此创建一个空Excel文件。图5-12数据文件生成鼠标点击选定指定日期范围，一周内，进行查询，对查询出来的数据进行Web表格的拾取，以DataFrame类型的数据导出至创建的Excel表中，如图5-13所示。图5-13Web数据导出Excel图5-14文件名称生成流程设计（2）数据处理。对按时间生成的数据表进行数据处理，删除多余的G列数据，随后再次读取此文件和历次生成最终的Data文件数据，进行数据的追加，把这次生成的日期时间数据表的数据append追加到上次运行生成的最终文件Data数据表的最后，再进行去除重复数据的操作，按时间进行降序排列，导出至Data文件中，设置表头和最后余额的格式，最终保存Data数据文件，这就是最后生成的可查看的数据文件，如图5-15所示。图5-15数据文件页面展示图5-16数据处理流程设计展示5.3子流程（发送邮件）设计说明5.3.1流程描述“发送邮件”是工行网银余额查询的最后一个模块，也是整体流程处理中不可或缺的一部分，是为了方便用户查看而设计的流程。主要实现对上一个“数据检索”子流程生成的最终Data数据文件进行邮箱的发送操作，可发送至指定用户的邮箱，便于用户随时随地的查看余额明细。5.3.2流程设计利用【发送邮件】组件进行邮件的发送，获取到QQ邮箱第三方登录的授权码，服务器，窗口和正确的ssl之后，可用传参的方式对发送者，接收者，标题，正文和附件进行信息填写。邮箱发送个性化的针对不同账户主的信息进行了邮件正文的填写，运用了全局变量accoutname，在Search子流程中获取账户主的名称信息，并保存至全局变量accoutname中，在执行发送邮件子流程时便可调用全局变量进行姓名与其他字符串的拼接，以达到个性化发送邮件的需求，如图5-17~图5-18所示，发送邮件后的效果如图5-19所示，数据以附件的形式保存。。图5-17获取名称信息图5-18发送邮件细节展示图5-19发送成功页面展示在邮件发送成功后会弹出两个消息框，如图5-20，会显示发送成功和整体运行结束的提示，如图5-20~图5-22所示-。图5-20消息框代码图5-21运行结束消息框提示图5-22发送邮件流程设计6整体运行设计以主流程为全体流程运行窗口，以子流程为拆分功能模块运行，在main中按照登录，数据检索，发送邮件三个子流程的顺序依次连接，在主流程中运行程序，同时也在子流程中进行拆分运行，如图6-1。图6-1主流程展示工商银行的网银余额查询流程总体完成了自动登录，数据的查找与处理，发送邮件三个大功能，涉及到OCR技术，OS的自动化操作，Excel的自动化处理和发送邮件等多种跨系统和应用的操作技术，整体为全自动化操作，在节约了时间的同时又增加了效益。6.1容错机制处理（1）窗口标题和网址容错。窗口标题和网址的容错设计（为了准确激活指定窗口），窗口标题和网址在每次打开后都会进行变化，这会对流程的整体执行产生影响，甚至会因检测不到而抛出错误，如图6-2。图6-2网址容错处理前后对此，本流程对所有类似的情形做了容错处理，找到属性值一栏，保留其Sub（包含方式）每次拾取中相同的部分，把窗口标题后面变化的部分删除，留下前面不变的部分；网址把后面变化部分用通配符“*”替代即可。（2）流程时间优化处理。每执行一个组件都需要等待一定时间，合理的对等待时间进行分配从而整体优化程序运行时间是十分合理的。根据PC运行环境的不同，合适的调整对打开网址，跳转网址的等待时长，适当的增加或缩短，对单个组件设置合适的前置延时或后置延时，在【截图】组件后让它适当的等待500ms，以防止因为截图过快导致出现图片重复。在【模拟按键】组件输入文本时，适当的根据文本的长度来控制它的后置延时，以保证输入文本的完整性。（3）鼠标容错。在运用【鼠标点击】定位光标时，往往所要拾取的元素在网页中是动态变化的，不便拾取，因此在拾取中往往选择与所需元素临近的固定不变的页面元素来进行鼠标的偏移，以获取到所需的页面元素，如图6-3，光标要定位于账号和密码的文本框，拾取左侧固定不变的小图标，进行X轴的正向偏移50px，每次点击验证码图片进行刷新，则只需拾取上侧的“忘记密码”，然后进行Y轴的正向偏移30px，以确保可以100%拾取到所需的页面元素。图6-3鼠标偏移具体实现页面（4）查找路径容错。元素定位失败，可能是因为查找路径有误或发生变化，针对查找路径或会发生变化的，在下拉选项中任意选择一个固定不变的selector属性来定位元素即可，查找路径是定位于页面中的css样式，所以选择一个固定不变的css样式作为固定查找路径的选择。（5）路径迁移容错。为了防止在不同PC设备上的路径不同而导致路径迁移，本项目设计了路径的容错，运用了相对路径的设计思路。选取iS-RPA设计器文件中都会存在的code目录，用相对路径的思路，获取code目录在PC机上的路径，再进行路径和文件名的拼接，便可以在code目录下生成项目中需要的数据文件，防止了因设备的改变，流程不能运行而抛出的异常错误，如图6-4。图6-4路径拼接代码6.2RPA流程任务6.2.1设计器流程导出首先，打开设计器，点击导出按钮，将已做完的流程导出到本地如图6-5所示；然后打开控制台，进入我的界面，将已保存的本地流程添加到流程管理，并根据实际情况添加描述，详情如图6-６所示。图6-5流程导出图图6-6流程管理图6.2.2上传及下发流程上传：进入控制台我的界面，可以上传任务到任务管理界面，将该任务发送至终端，通过配置其终端，可以调试该任务的执行时间、执行次数、执行时长、所属部门等，如图6-6所示。下发：下发任务到机器人平台，可监控管理任务的执行，如图6-7所示。图6-7上传和下发任务图6.3软件测试该项目着重几个重点流程功能，从局部到整体，并与UAT测试相结合的方式来进行软件测试。测试主要包含结构是否完整，功能是否完善，是否运行流畅和是否有一定的风险管控等等。图6-8UAT测试流程图6.3.1对登录子流程的测试为保证能正常登录工商银行网银，先前对子流程进行了容错机制的处理和Try异常处理，现对登录子流程进行测试。测试验证码是否可以循环输入，在不输入账号密码的情况下运行验证码功能模块，测试验证码是否可以多次循环识别输入，是否存在着流程的连贯性。通过测试后，验证码可以循环多次的识别输入，并循环至能正确登录成功为止。这得益于容错机制处理的合理性。测试登录是否成功，利用【鼠标点击】组件，css拾取登录成功后的不同的组件，测试是否有更优的选择方案，通过测试后，发现拾取登录成功后头像框的位置是最优的解决方案。图6-9鼠标点击组件代码对子流程的运行时间进行测试和优化，对单个组件进行逐个运行，测试前置延时，后置延时和等待时长是否合理，这取决于不同设备的配置高低和网络的延时情况，根据不同PC机的情况设计最优的运行时间方案，根据本项目运行的PC机，整体测试为流程运行时长不超过30s。6.3.2对数据处理子流程的测试图6-10延时属性展示数据处理子流程包含了数据的检索，和对数据文件的处理，测试主要包括数据文件导出至Excel数据表时数据是否正确，数据文件追加合并后数据是否短缺等等。对数据处理子流程进行拆解运行，对进行数据处理的每一个或者几个组件，例如追加，去重等操作进行断点测试，并实时进行数据的比对，以保障数据的正确性。图6-11数据处理代码展示7总结本次毕业设计所做的是关于RPA技术的网银余额查询机器人。RPA作为一种比较前卫的智能技术，值得学习和研究，它可以提高人们的工作效率，接触这门技术是有必要的。在毕业设计的过程中，从