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(南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210016)

Java再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

劉延軍，薛建彬，廉鵬飛

(南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210016)

再制造技術(shù)正越來(lái)越多地被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。針對(duì)大型設(shè)備再制造工程中的服務(wù)信息化問(wèn)題，區(qū)別于傳統(tǒng)的制造信息化系統(tǒng)，提出了基于Java的再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)。分析了再制造服務(wù)的流程，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主要功能模塊，并對(duì)基于Java的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)能夠滿足再制造系統(tǒng)的信息管理需要。

再制造；服務(wù)信息管理系統(tǒng)；Java

0 引言

如今企業(yè)為了提高經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)成本進(jìn)行壓縮。在減少生產(chǎn)設(shè)備的投資方面，企業(yè)也相當(dāng)重視。針對(duì)大型設(shè)備，企業(yè)可以通過(guò)對(duì)舊設(shè)備中的損壞元件進(jìn)行再制造，這樣可以節(jié)約很多資金。再制造可以使蘊(yùn)含在舊設(shè)備中的價(jià)值得到最大化的開(kāi)發(fā)利用，緩解了資源短缺和資源浪費(fèi)之間的矛盾。生產(chǎn)設(shè)備超過(guò)使用期限后，容易出現(xiàn)故障。如大型設(shè)備中的齒輪，長(zhǎng)期的工作使其磨損比較嚴(yán)重，會(huì)影響其使用精度，然而對(duì)于全套設(shè)備更換是不必要的。因此，可以通過(guò)對(duì)設(shè)備中的關(guān)鍵零件進(jìn)行再制造，從而延長(zhǎng)使用壽命，避免了設(shè)備的整套更換。同樣，對(duì)于大型設(shè)備制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，這也是企業(yè)未來(lái)一個(gè)投入的方向。由此可見(jiàn)，再制造技術(shù)對(duì)于設(shè)備制造企業(yè)和設(shè)備使用企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以同時(shí)達(dá)到一個(gè)互利互惠的效果。另外，再制造使得傳統(tǒng)的產(chǎn)品壽命周期延長(zhǎng)為制造、使用、報(bào)廢、再制造、再使用及再報(bào)廢。當(dāng)前針對(duì)大型設(shè)備的再制造系統(tǒng)的信息管理研究比較少。針對(duì)解決再制造系統(tǒng)信息管理方面的問(wèn)題，提出了再制造系統(tǒng)服務(wù)信息管理的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

歐美等國(guó)家的再制造是在其原型產(chǎn)品制造工業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，目前，主要以尺寸修理法為主，但是這種再制造模式存在三個(gè)方面的問(wèn)題,一是舊件再制造率低，節(jié)能節(jié)材效果差；二是難以提升再制造產(chǎn)品性能；三是加工量比較大，環(huán)保效果不好[1]。美國(guó)卡特彼勒公司先后在美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、墨西哥和中國(guó)等國(guó)家建立起了20個(gè)再制造工廠，年產(chǎn)約2×106kg再制造產(chǎn)品，6.4×107kg產(chǎn)品被再制造或再利用，填埋物幾乎為零[2]。意大利達(dá)涅利冶金設(shè)備有限公司也在中國(guó)開(kāi)始冶金設(shè)備的再制造工作。

對(duì)于國(guó)內(nèi)再制造情況，由徐濱士院士率先提出再制造工程問(wèn)題，國(guó)內(nèi)再制造工程雖然起步較晚，但勢(shì)頭較好，目前已經(jīng)成為世界上最重要的再制造中心之一，而且在基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用方面已經(jīng)走在了世界的前列。湖南瀏陽(yáng)制造產(chǎn)業(yè)基地始建于2003年3月，產(chǎn)業(yè)體系已初步建立，形成了以工程機(jī)械、汽車零部件為主導(dǎo)的再制造產(chǎn)業(yè)基地。寧鄉(xiāng)再制造產(chǎn)業(yè)基地將重點(diǎn)發(fā)展工程機(jī)械再制造、汽車零部件再制造、白色家電再制造和器械再制造[3]。同樣，在江蘇的張家港市也成立了再制造產(chǎn)業(yè)園，其面積達(dá)到3.2平方公里，主要圍繞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器再制造、輪胎翻新、工程機(jī)械零部件再制造、軌道交通設(shè)備再制造、冶金軋輥、電機(jī)、激光打印機(jī)、硒鼓和服務(wù)器等再制造[4]。對(duì)于這么大范圍的零部件再制造問(wèn)題，據(jù)文獻(xiàn)資料，區(qū)別于傳統(tǒng)制造服務(wù)信息管理的再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)尚未公開(kāi)發(fā)表。因此，將引入再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。

2 再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)的研究

再制造系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)，主要區(qū)別在于,一是毛坯的初始狀態(tài)不同,制造的毛坯或零件初始狀況相對(duì)均質(zhì)、單一、清潔，而再制造的毛坯都是經(jīng)過(guò)使用并可能存在因磨損、腐蝕而導(dǎo)致的表面失效，因疲憊導(dǎo)致殘余應(yīng)力和內(nèi)部裂紋，因震動(dòng)沖擊導(dǎo)致的零件變形，因復(fù)雜工況導(dǎo)致的零件污垢去除困難等問(wèn)題;二是加工對(duì)象不同,制造是針對(duì)同一批量化的經(jīng)過(guò)鑄鍛焊的毛坯材料或零件進(jìn)行加工，而再制造使用的是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用而報(bào)廢的各種成形零件;三是質(zhì)量控制手段不同,制造產(chǎn)品的零件壽命評(píng)估和質(zhì)量控制已趨成熟，而再制造產(chǎn)品的毛坯損傷、失效情況復(fù)雜多樣，殘余應(yīng)力、內(nèi)部裂紋和疲憊層存在導(dǎo)致壽命評(píng)估與使用周期復(fù)雜難測(cè)，對(duì)于再制造后的零件質(zhì)量控制較為困難;四是加工工藝不同,產(chǎn)品制造的過(guò)程易于操控，適合規(guī)模化的生產(chǎn)，而再制造是在保持廢舊零(部)件材質(zhì)和外形基本不變的條件下，采用高技術(shù)恢復(fù)原產(chǎn)品的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到或超過(guò)原產(chǎn)品的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)原產(chǎn)品的功能恢復(fù)，同時(shí)也采用正規(guī)化、規(guī)模化的加工手段。因此,加工工藝較為復(fù)雜。

主要服務(wù)流程如圖1所示。再制造服務(wù)流程要建立在這4個(gè)區(qū)別之上，由于再制造的毛坯件都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的報(bào)廢件，所以，服務(wù)流程應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)分析，即服務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)并檢測(cè)損傷部件，鑒定損傷等級(jí)，然后將鑒定結(jié)果反饋到系統(tǒng)。此外，還應(yīng)包含現(xiàn)場(chǎng)安裝服務(wù)，即損傷部件再制造完成后，交由專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)安裝。

圖1 再制造服務(wù)流程

3 再制造信息管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

基于再制造服務(wù)流程的分析，系統(tǒng)由系統(tǒng)功能模塊、售出設(shè)備管理模塊、服務(wù)信息管理模塊和客戶權(quán)限管理模塊4個(gè)功能模塊組成。

3.1 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊的作用是分配各用戶的角色即權(quán)限，還可以進(jìn)行信息通告，其基本功能如下：

a.當(dāng)客戶需要修改自己個(gè)人重要信息時(shí)，可以通過(guò)系統(tǒng)管理員更改。

b.系統(tǒng)管理員可以設(shè)定各登錄用戶的權(quán)限，權(quán)限不同所掌握的功能模塊也就不一樣。

c.可以添加企業(yè)的最新信息公告，能夠讓用戶實(shí)時(shí)查看，起到宣傳企業(yè)信息的作用。

3.2 售出設(shè)備管理模塊

售出設(shè)備管理模塊的作用是管理所售出的大型設(shè)備，其基本功能如下：

a.當(dāng)售出設(shè)備超出使用期限或快要到期限，系統(tǒng)模塊會(huì)自動(dòng)將該設(shè)備編號(hào)，客戶信息和產(chǎn)品信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。以等待再制造人員查看并與客戶聯(lián)系。

b.可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備銷售狀態(tài)和庫(kù)存量，以及設(shè)備所需部件的列單表。

c.能自動(dòng)生成再制造協(xié)議。

d.查看服務(wù)人員和客戶的設(shè)備反饋信息。

3.3 服務(wù)信息管理模塊

當(dāng)和客戶聯(lián)系確定客戶設(shè)備的確發(fā)生故障，需要更換或再制造其中的某些部件時(shí)，設(shè)備制造企業(yè)要派出工作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，需要進(jìn)行再制造部件的跟蹤。服務(wù)信息管理模塊主要功能如下：

a.現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，實(shí)時(shí)查看設(shè)備的故障等，并實(shí)時(shí)記錄。

b.每個(gè)達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的服務(wù)人員需記錄自己的服務(wù)過(guò)程，包括到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間，查找故障和損壞部件的方式，檢測(cè)所得的數(shù)據(jù)。

c.現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員要詳細(xì)的記錄需要換件和再制造部件的列表。

d.對(duì)于取回的再制造部件分配負(fù)責(zé)人員并進(jìn)行跟蹤。

3.4 客戶權(quán)限管理模塊

客戶權(quán)限管理模塊可以讓用戶完善自身在系統(tǒng)中的信息，并可以查看企業(yè)方面給出的最新信息，客戶可以實(shí)時(shí)查看自己再制造部件的進(jìn)度。其主要功能如下：

a.對(duì)于公司的最新通告，可以實(shí)時(shí)查詢。同時(shí)系統(tǒng)使用者可以添加新的消息。

b.客戶可以以可視化的界面查看自己再制造部件的進(jìn)度，以及再制造該設(shè)備的負(fù)責(zé)人信息。

c.客戶可以修改自己的個(gè)人基本信息，也可以實(shí)時(shí)注冊(cè)個(gè)人信息。

d.客戶可以實(shí)時(shí)地和服務(wù)人員在線交流。

e.客戶可以評(píng)價(jià)本次的再制造服務(wù)，也可以對(duì)于設(shè)備的改善提供一些經(jīng)驗(yàn)。

f.角色分配。再制造系統(tǒng)管理員可以給不同的用戶分配不同的角色。

4 基于Java的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

由于瀏覽器/服務(wù)器B/S(browser/server)架構(gòu)具有分布性，業(yè)務(wù)擴(kuò)展簡(jiǎn)單方便，共享性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，如圖2所示。這樣用戶使用瀏覽器可以方便的連接Internet，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行查看和修改。用戶通過(guò)瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求，Web服務(wù)器接收到訪問(wèn)JSP網(wǎng)頁(yè)請(qǐng)求時(shí)，首先，將JSP轉(zhuǎn)換為Servlet文件，Servlet文件經(jīng)過(guò)編譯后處理用戶請(qǐng)求，可以通過(guò)使用JavaBean技術(shù)負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)交互；最后，將處理的結(jié)果以HTML的格式返回給客戶。通過(guò)防火墻可以更好地保證數(shù)據(jù)傳送的安全性[5]。

圖2 系統(tǒng)B/S 結(jié)構(gòu)模型

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用SQL Server 2000建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，采用JDBC(Java data base connectivity)連接[6]。建立起基本的數(shù)據(jù)表，建表時(shí)考慮了主鍵關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)中所建的表都是通過(guò)主鍵和外鍵關(guān)聯(lián)的，都是在第3范式的基礎(chǔ)上。如客戶信息表(用來(lái)儲(chǔ)存客戶信息的表)，其部分字段和結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 客戶信息表的結(jié)構(gòu)及部分字段

數(shù)據(jù)庫(kù)的主要數(shù)據(jù)表如下：

基礎(chǔ)信息類表包括Customers(客戶信息)、Users(系統(tǒng)用戶信息)、Suppliers(供應(yīng)商信息)、Components(組件信息)和Principals(再制造各組件負(fù)責(zé)人信息)等。

功能類表包括功能分配表(不同的角色擁有不同的權(quán)限，例如客戶只能查詢信息不能更改信息，而再制造經(jīng)理可以更改、查詢等)。

輔助信息表包括Destroy_rank(損壞等級(jí)信息)，Refurbishments(再制造組件匯總表)。

5 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采取模型-視圖-控制器(MVC)設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)三者的分離，這樣便于開(kāi)發(fā)。界面顯示部分運(yùn)用JSP技術(shù)，對(duì)于界面?zhèn)鱽?lái)的相關(guān)信息的處理工作交給相應(yīng)的Servlet解決，其主界面涵蓋4個(gè)功能模塊的鏈接，分別為系統(tǒng)功能模塊，售出設(shè)備管理模塊，服務(wù)信息管理模塊和客戶信息管理模塊。

設(shè)備管理功能模塊包括查看超期設(shè)備、設(shè)備組件列表和生產(chǎn)再制造協(xié)議，對(duì)于表格里面的數(shù)據(jù)所用的關(guān)鍵技術(shù)就是先建立一個(gè)對(duì)象(Java bean)，使其包含再制造件的屬性，然后，從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置該對(duì)象模型的屬性，最后，將其放入ArrayList對(duì)象中，在控制器層處理這些工作，在視圖層將ArrayList對(duì)象取出并逐個(gè)顯示。

系統(tǒng)的不同功能模塊都有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一般操作，所以系統(tǒng)將一般的方法抽取出來(lái)，建立單獨(dú)的基礎(chǔ)類，不同的功能模塊都繼承此基礎(chǔ)類，這樣可以方便的節(jié)約代碼空間，而且看起來(lái)很直觀，方便日后添加對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的功能。

客戶如果想了解自己再制造部件的最新情況，可以在客戶信息管理模塊的再制造件追蹤功能中輸入相應(yīng)的型號(hào)信息進(jìn)行查詢，在這里可以查看到再制造件目前狀態(tài)。

客戶可以查看到已完成的再制造件信息，可以查看部件基本信息、損傷等級(jí)和損傷詳情等。然后，派遣專業(yè)的安裝人員現(xiàn)場(chǎng)安裝，安裝完成后并實(shí)際運(yùn)行，運(yùn)行成功后，客戶要針對(duì)此次合作評(píng)價(jià)，可以提一些改善措施。最后,客戶需要履行協(xié)議，支付余款。

6 結(jié)束語(yǔ)

再制造信息服務(wù)系統(tǒng)是基于企業(yè)的一般項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)之上，由于傳統(tǒng)制造管理系統(tǒng)現(xiàn)有的模塊技術(shù)不能完全滿足再制造信息管理要求，所以本文區(qū)別于傳統(tǒng)制造的一般功能結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了再制造信息服務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，通過(guò)實(shí)際部署運(yùn)行，驗(yàn)證了該再制造服務(wù)信息管理系統(tǒng)的可行性。另外，開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)可以擴(kuò)充傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)的部分功能，更好地適應(yīng)企業(yè)的制造管理需求。

[1] Xu Binshi,Zhu Sheng.Advanced remanufacturing technologies based on nano-surface engineering[C]//Proc.3rd Int.Conf on Advances in Production Eng,2004.35-43.

[2] 龐建陽(yáng).再制造產(chǎn)業(yè)園(張家港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā))[EB/OL].http://www.zjg.gov.cn.2010-11-19.

[3] 劉向陽(yáng).湖南再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題與對(duì)策分析[J].企業(yè)家天地，2012(11)：13-14.

[4] 賈澤輝.卡特彼勒的再制造之路[J].建筑機(jī)械化，2009(08)：26-28.

[5] 張志鋒.Java Web技術(shù)整合應(yīng)用與項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[6] 李丹.SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理與開(kāi)發(fā)實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

Development of an Information Management System for Remanufacturing Large Scale Equipments With Java

LIUYanjun，XUEJianbin，LIANPengfei

(School of Mechanical and Electrical,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China)

Remanufacturing technology is increasingly applied to the actual production.This paper aims at the large equipment service information problem in remanufacturing engineering,and puts forward the development of a remanufacturing service information management system with Java.The basic process of remanufacturing services are analyzed,the main functional modules of the system are designed,and the key technologies related to Java system are analyzed.Through running,the result shows that the system can meet the requirements of general information management for remanufacturing systems.

remanufacturing;information management system;Java

2014-08-12

TP3

A

1001-2257(2014)11-0077-04

劉延軍(1990-),男,江蘇鹽城人,碩士研究生,研究方向?yàn)闄C(jī)械電子工程和再制造技術(shù);薛建彬(1970-),男,江蘇張家港人,副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械電子工程。