覃頻頻，欒光燦，楊春蘭，陸夏萍

QIN Pin-pin, LUAN Guang-can, YANG Chun-lan, LU Xia-ping

（廣西大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南寧 530004）

0 引言

作為“工程機(jī)械零部件再制造云服務(wù)平臺(tái)”的重要組成部分，工程機(jī)械零部件再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)（Remanufacturing Technology Integrated Information System，RTS）對(duì)再制造企業(yè)主要有三個(gè)方面的實(shí)用意義：第一，完善和歸整了技術(shù)資料庫(kù)，實(shí)現(xiàn)再制造技術(shù)資源的高度共享；第二，建立失效分析和修復(fù)案例庫(kù)，為后續(xù)的再制造提供技術(shù)指導(dǎo)；第三，利用計(jì)算機(jī)模擬業(yè)內(nèi)專家的失效分析和修復(fù)推理思維并建立推理機(jī)制。RTS對(duì)工程機(jī)械零部件再制造有積極的應(yīng)用價(jià)值，可以全面實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械零部件再制造提供輔助決策支持[1～4]。

1 RTS系統(tǒng)分析

一個(gè)完整的信息系統(tǒng)必須包含系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)主要部分。系統(tǒng)需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的必要前提[5]。采取實(shí)地發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷和個(gè)別訪談的方式對(duì)RTS系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，了解目標(biāo)用戶的需要，最終歸納出用戶對(duì)系統(tǒng)的七大需求：功能需求、邏輯需求、運(yùn)行需求、性能需求、安全性需求、易用性需求和界面需求。

1.1 RTS系統(tǒng)的功能需求

工程機(jī)械零部件再制造的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括：預(yù)清洗、拆卸、清洗、舊件評(píng)估、失效分析和修復(fù)、出廠試驗(yàn)，RTS系統(tǒng)從每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)著手來(lái)逐個(gè)分析系統(tǒng)的功能需求。RTS系統(tǒng)的UML用例圖如圖1所示。

1）清洗拆卸模塊。主要為用戶提供零部件的清洗工藝、拆卸工藝和對(duì)應(yīng)的清洗拆卸示意圖等信息。

2）舊件評(píng)估模塊。從技術(shù)性評(píng)估、經(jīng)濟(jì)性評(píng)估兩個(gè)方面評(píng)價(jià)零部件的可再制造性。

3）失效分析和修復(fù)模塊。采用RBR和CBR兩種推理方法，RBR方法包括失效分析推理和失效分析庫(kù)管理，CBR方法包括案例推理和案例庫(kù)管理。

（1）失效分析。失效分析采用五級(jí)層次故障樹(shù)分析法，即依次選擇零部件類(lèi)別、零部件名稱、失效/故障部位、失效/故障現(xiàn)象、典型特征，由此得出對(duì)應(yīng)的失效原因和修復(fù)措施，并附上失效/故障示意圖。

（2）案例推理。案例推理的方法同失效分析方法。

（3）失效分析和修復(fù)庫(kù)管理和案例庫(kù)管理可用來(lái)對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化管理，即同一種結(jié)果的不同呈現(xiàn)方式。

（4）檢索。失效分析庫(kù)和案例庫(kù)檢索均包含單項(xiàng)檢索和組合檢索，單項(xiàng)檢索即為單個(gè)字段的檢索，組合檢索即為多個(gè)字段的檢索。失效分析單項(xiàng)檢索是零部件類(lèi)別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象、修復(fù)措施四個(gè)字段的“或”關(guān)系檢索；失效分析組合檢索是零部件類(lèi)別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象三個(gè)字段的“與”關(guān)系檢索；案例庫(kù)單項(xiàng)檢索是零部件類(lèi)別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象、修復(fù)措施、案例ID、案例描述、案例起止時(shí)間七個(gè)字段“或”關(guān)系檢索；案例庫(kù)組合檢索是零部件類(lèi)別、零部件名稱、失效/故障現(xiàn)象三個(gè)字段“與”關(guān)系檢索。

圖1 系統(tǒng)功能需求分析UML用例圖

4）試驗(yàn)?zāi)K。該模塊是再制造技術(shù)環(huán)節(jié)的最后一步，是對(duì)再制造零件的質(zhì)量控制，決定著客戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度。其主要包括檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)設(shè)備。

5）用戶管理模塊。該模塊是對(duì)用戶以及用戶的權(quán)限進(jìn)行管理，設(shè)置管理員、普通用戶的操作權(quán)限。

6）數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。數(shù)據(jù)可導(dǎo)出到各類(lèi)辦公軟件中，并自動(dòng)生成A4格式打印報(bào)表。

1.2 RTS系統(tǒng)的邏輯需求

為實(shí)現(xiàn)以上需求功能，需要一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)做數(shù)據(jù)支撐。用戶管理模塊需要包含用戶表、角色表；清洗拆卸模塊需要包含清洗拆卸表；舊件評(píng)估模塊需要包含評(píng)估主表、評(píng)估從表、評(píng)估從表2、評(píng)價(jià)等級(jí)表；失效分析和修復(fù)模塊需要包含失效分析目錄名稱表、失效分析和修復(fù)表、案例庫(kù)目錄名稱表、案例庫(kù)表、修復(fù)成效表；出廠試驗(yàn)?zāi)K包含出廠試驗(yàn)主表、出廠試驗(yàn)從表。系統(tǒng)頂層和中層復(fù)合數(shù)據(jù)流圖如圖2所示。

2 RTS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 RTS系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

在以上需求分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)，主要包括：清洗拆卸模塊、舊件評(píng)估模塊、失效分析和修復(fù)模塊、試驗(yàn)?zāi)K、用戶管理模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊。各模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2 RTS系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)

某工程機(jī)械零部件再制造企業(yè)組織架構(gòu)包括技術(shù)支持部、質(zhì)量部、市場(chǎng)部3個(gè)部門(mén)和1個(gè)再制造工廠。根據(jù)各自的職能和現(xiàn)行業(yè)務(wù)流程，制定了圖4所示的業(yè)務(wù)流程圖。采用業(yè)務(wù)流程建模與標(biāo)注BPMN方法來(lái)描述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯[6]。

圖2 系統(tǒng)邏輯需求分析數(shù)據(jù)流圖

圖3 系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)

2.3 RTS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.3.1 RTS系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)主要包括概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)三大過(guò)程，采用E-R圖來(lái)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì)，圖5即為案例庫(kù)模塊的E-R圖[7]。

2.3.2 RTS系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)

根據(jù)圖2，數(shù)據(jù)庫(kù)共需清洗拆卸表等13個(gè)數(shù)據(jù)表；由概念設(shè)計(jì)可知，數(shù)據(jù)庫(kù)共需零部件名稱等96個(gè)字段。如表1所述即為出廠試驗(yàn)的數(shù)據(jù)表模型。

圖4 系統(tǒng)的BPMN業(yè)務(wù)邏輯結(jié)構(gòu)

圖5 案例庫(kù)模塊E-R圖

2.3.3 RTS系統(tǒng)的物理設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選擇最新的SQL Server 2012作為數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其安裝在Windows Server 2012的服務(wù)器上，配備3.2GHz四核CPU、8GB內(nèi)存，數(shù)據(jù)庫(kù)采取SQL Server和Windows雙重身份驗(yàn)證模式。

3 RTS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 RTS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

采用了Visual Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中擅長(zhǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的LightSwitch作為開(kāi)發(fā)工具，以Visual Basic作為編程語(yǔ)言，遵循表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)層三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式，系統(tǒng)的失效分析推理子模塊效果如圖6[8]所示。

圖6 失效分析推理子模塊效果圖

表1 出廠試驗(yàn)主表

3.2 RTS系統(tǒng)的部署

采用三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行部署。根據(jù)系統(tǒng)需求分析，目標(biāo)用戶在Windows桌面和Web瀏覽器中都能運(yùn)行應(yīng)用程序，因此RTS系統(tǒng)采取雙向部署，即把系統(tǒng)同時(shí)部署在桌面客戶端（胖客戶端）和Web客戶端（瘦客戶端）上[9]。

4 結(jié)論

在某工程機(jī)械再制造企業(yè)的“工程機(jī)械零部件再制造云服務(wù)平臺(tái)”上建立了再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)。完成了基于三層應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)模式下的再制造技術(shù)綜合信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)為工程機(jī)械零部件再制造技術(shù)提供輔助決策支持，實(shí)現(xiàn)了再制造技術(shù)信息共享，真正使再制造步入了信息化和網(wǎng)絡(luò)化道路。

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