葉 娟

(廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 廣州學(xué)院，廣州 510640)

0 引言

制造業(yè)的核心將是制造模式的創(chuàng)新，可視化制造作為一種新興制造模式，已經(jīng)受到越來(lái)越多的制造企業(yè)的青睞?？梢暬夹g(shù)是利用全新獨(dú)特的信息表達(dá)方法，利用直觀的人機(jī)交互界面，解決大數(shù)據(jù)和大模型的邏輯問(wèn)題，從而可以滿足客戶個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求，提供大數(shù)量級(jí)別的協(xié)同設(shè)計(jì)。在這種形勢(shì)下，二維設(shè)計(jì)制造模式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代多樣化的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的需求，而全新的三維制作模式給農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。隨著生產(chǎn)管理和技術(shù)的創(chuàng)新，利用Web應(yīng)用設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)信息的實(shí)時(shí)發(fā)布，使瀏覽器界面具有設(shè)計(jì)制造信息可視化功能，對(duì)于提高農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量具有重要的意義。

1 農(nóng)機(jī)數(shù)字可視化設(shè)計(jì)制造信息發(fā)布系統(tǒng)

在我國(guó)，農(nóng)機(jī)數(shù)字可視化制造技術(shù)發(fā)展較晚，但是這幾年發(fā)展速度較快，農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)為農(nóng)機(jī)可視化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了較高的效率、質(zhì)量和效益，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。但是，農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)和農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造結(jié)合使用的研究還很少，隨著現(xiàn)代可視化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，包括幾何信息和非幾何信息的可視化，其基本設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

圖1 基于農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)的可視化設(shè)計(jì)制造Fig.1 The visual design and manufacture based on agricultural

information system

利用農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)可以發(fā)布農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造的幾何信息和非幾何信息，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的幾何信息表征了主要設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和數(shù)據(jù)，而非幾何信息是幾何信息的有效補(bǔ)充。在產(chǎn)品的加工屬性中，非幾何信息的數(shù)據(jù)管理也非常重要，如制造的類別、產(chǎn)品的狀態(tài)及物理特征等，這些信息的發(fā)布和可視化顯示給農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造人員帶來(lái)了極大的便利。

為了使信息發(fā)布系統(tǒng)針對(duì)企業(yè)的每個(gè)設(shè)計(jì)制造部門，需要建立各個(gè)部門和企業(yè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型，如圖2所示。單元數(shù)據(jù)庫(kù)支持設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程，設(shè)計(jì)制造完成后，數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，可以將設(shè)計(jì)制造信息通過(guò)單元數(shù)據(jù)庫(kù)匯總發(fā)布在企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用JSF組件和Web應(yīng)用發(fā)布到農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造人員的協(xié)同合作。在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造完成后，利用信息系統(tǒng)將完整的農(nóng)機(jī)信息發(fā)布，為設(shè)計(jì)制造人員提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

圖2 單元數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系Fig.2 Relationship between unit data and enterprise database

2 基于JSF和Web應(yīng)用的農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)

農(nóng)機(jī)信息的發(fā)布主要是為農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)可視化服務(wù)的，在農(nóng)機(jī)的整個(gè)設(shè)計(jì)制造周期內(nèi)，企業(yè)可以實(shí)時(shí)將設(shè)計(jì)信息發(fā)布到企業(yè)內(nèi)部Web應(yīng)用程序和瀏覽器系統(tǒng)中，供設(shè)計(jì)人員實(shí)時(shí)參考。利用JSF技術(shù)，將農(nóng)機(jī)信息發(fā)布Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)成多功能頁(yè)面，主要包括農(nóng)機(jī)信息后臺(tái)發(fā)布、信息填報(bào)、審核用戶管理和登錄等。農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)的組件如圖3所示。

農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)的Web應(yīng)用程序需要由應(yīng)用服務(wù)器保存，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理需要專門的數(shù)據(jù)服務(wù)器，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將客戶端和服務(wù)器相連，系統(tǒng)配置如圖4所示。

為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)的功能，建立了功能管理的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括管理者的信息、農(nóng)機(jī)信息的類別、農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造和工藝信息以及各部門的表，下面詳細(xì)介紹信息類別，如表1所示。

信息類別主要分為3種類別，包括字段名稱、字段類型、含義和是否為空。其中，字段名稱有3個(gè)，分別是Id、Name和Jibie；字段類型為Int、Varchar(30)、Varchar(20)；欄目的含義為身份識(shí)別。欄目名稱和欄目級(jí)別，通過(guò)類別表可以將農(nóng)機(jī)信息進(jìn)行歸類處理，方便農(nóng)機(jī)信息的發(fā)布和管理(見表2)，更便于農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員使用。

圖3 農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)組件圖Fig.3 The system component diagram of agricultural information dissemination

圖4 JSF服務(wù)組件系統(tǒng)配置圖Fig.4 The configuration diagram of JSF service component system表1 農(nóng)機(jī)信息分類表 Table 1 The agricultural information classification

字段名稱字段類型是否為空含義IdInt否身份識(shí)別NameVarchar(30)否欄目名稱JibieVarchar(20)否欄目級(jí)別

表2 農(nóng)機(jī)信息發(fā)布表Table 2 The release of agricultural information table

農(nóng)機(jī)信息的發(fā)布需要依賴于多用戶和多線程的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)是首選，基于客戶農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)個(gè)性化需求，采用一個(gè)服務(wù)器和多個(gè)用戶程序，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和可視化設(shè)計(jì)。但是，如果要合理地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分流處理，主要包括對(duì)信息的流動(dòng)、傳遞、處理及存儲(chǔ)等的分析，解決數(shù)據(jù)在流通過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。

如圖5所示，可視化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析通過(guò)分層數(shù)據(jù)流圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)信息包含存儲(chǔ)功能，可以保存發(fā)布信息的ID和名稱，Web應(yīng)用程序和瀏覽器之間通過(guò)JSF組件實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交流，借助該系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖可以架構(gòu)可視化數(shù)據(jù)服務(wù)器的各種硬件和軟件需求設(shè)備。

圖5 農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)可視化系統(tǒng)數(shù)據(jù)流Fig.5 The data flow of visualization system for agricultural machinery design

3 農(nóng)機(jī)數(shù)學(xué)化信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果測(cè)試

農(nóng)機(jī)數(shù)學(xué)化信息發(fā)布系統(tǒng)的表現(xiàn)層主要采用JSF技術(shù)，在設(shè)計(jì)信息發(fā)布頁(yè)面時(shí)采用了大量的JSF組件。當(dāng)用戶在瀏覽農(nóng)機(jī)可視化發(fā)布系統(tǒng)的界面時(shí)，點(diǎn)擊某一個(gè)按鈕就相當(dāng)于觸發(fā)了一次事件，并發(fā)送JSF組件請(qǐng)求；JSF通過(guò)Bean針對(duì)事件調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用，最后返回頁(yè)面信息。JSF和Bean的主要邏輯關(guān)系如表3所示。

表3 表現(xiàn)層頁(yè)面內(nèi)容和BackingbeanTable 3 Presentation layer page content and Backingbean

JSF服務(wù)組件建立在Servlet技術(shù)上的Web應(yīng)用程序框架，通過(guò)web.xml部署描述文件進(jìn)行配置，每個(gè)JSF請(qǐng)求通過(guò)FacesServlet控制Web應(yīng)用程序運(yùn)作整個(gè)流程。

圖6為采用信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)布的車輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化示意圖。基于組件的多層次和分布式特點(diǎn)，該系統(tǒng)可以將很多農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)案例緊密的結(jié)合在一起，形成集成應(yīng)用軟件，農(nóng)機(jī)優(yōu)化結(jié)構(gòu)還可以附帶車輪的實(shí)驗(yàn)信息。

圖6 車輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化部位示意圖Fig.6 The sketch diagram of wheel structure optimization

如圖7所示，在發(fā)布車輪優(yōu)化設(shè)計(jì)信息后，可以附帶車輪實(shí)驗(yàn)信息，給設(shè)計(jì)人員提供更加全方位的設(shè)計(jì)信息，從而減少由于數(shù)據(jù)信息不足而降低設(shè)計(jì)效率的問(wèn)題，并減少因?yàn)椴殚嗁Y料而浪費(fèi)的時(shí)間。

如圖8所示，基于JSF多組件和Web應(yīng)用程序，還可以在農(nóng)機(jī)信息發(fā)布瀏覽器中得到可視化的農(nóng)機(jī)三維設(shè)計(jì)效果圖，這能夠給設(shè)計(jì)人員提供更多的信息和更個(gè)性化的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，從而提高農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

圖7 車輪實(shí)驗(yàn)信息發(fā)布Fig.7 Wheel experiment information release

圖8 Web三維可視化效果圖Fig.8 Web 3D visualization renderings

4 結(jié)論

基于JSF組件的Web應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，從理論和實(shí)踐相結(jié)合的角度，設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)信息發(fā)布系統(tǒng)，并最終取得了農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)參考的Web三維可視化效果，掌握運(yùn)用,取得了初步成果。由于多層系統(tǒng)的日趨完善，采用良好的架構(gòu)和面向?qū)ο蟮姆椒▽?duì)信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在快速開發(fā)工具的支持下，信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)速度越來(lái)越快，也越來(lái)越簡(jiǎn)單。但是，由于本研究還處于初始階段，在今后的研究中還需要進(jìn)一步完善可視化設(shè)計(jì)開發(fā)，加快框架與開發(fā)工具的結(jié)合，從而能獲得更好的農(nóng)機(jī)信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)效果。

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