黃俊之?鄭蘋(píng)蘋(píng)

摘? 要：文章針對(duì)在車間生產(chǎn)完成的智能開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化質(zhì)量檢測(cè)的裝置，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于該檢測(cè)設(shè)備的軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)基于Windows10系統(tǒng)運(yùn)行，部署在基于Linux操作系統(tǒng)的服務(wù)器上，使用Eclipse的IDE開(kāi)發(fā)工具，釆用Java語(yǔ)言的Spring boot框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。主要設(shè)計(jì)了設(shè)備信息采集、設(shè)備檢測(cè)、檢測(cè)結(jié)果展示、數(shù)據(jù)分析和人機(jī)交互等模塊。用戶通過(guò)對(duì)出廠智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)信息的采集，有效確保出廠的智能開(kāi)關(guān)設(shè)備性能質(zhì)量合格，同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)分析，有效指導(dǎo)車間生產(chǎn)工作，助力企業(yè)提能增效。

關(guān)鍵詞：智能開(kāi)關(guān);質(zhì)量檢測(cè);檢測(cè)軟件;結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-4706（2022）02-0164-06

Abstract： Aiming at the device making automatic quality detection of intelligent switch produced in the workshop， this paper designs a software system applied to the detection equipment. The software system's operation is based on Windows 10 system， deployed on the server based on Linux operating system， developed by using Eclipse IDE development tool and Spring boot framework in Java language. The modules of equipment information collection， equipment testing， testing results display， data analysis and man-machine interaction are mainly designed.Through the collection of the intelligent switch detection information of leaving the factory， users can effectively ensure that the qualified performance and quality of the intelligent switch equipment of leaving the factory， and combined with data analysis， effectively guide the workshop production work， and help enterprises to improve energy and efficiency.

Keywords： intelligent switch; quality inspection; inspection software; structural system design

0? 引? 言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)電力資源的需求越來(lái)越大，使得中國(guó)電力發(fā)展速度世界矚目，但是我國(guó)已建立起來(lái)的電力網(wǎng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近幾年來(lái)用電量的不斷增長(zhǎng)，使得許多地區(qū)電量不夠用造成停電現(xiàn)象[1]。為了更加有效地利用電能、節(jié)省電能，當(dāng)前在許多家庭日常用電過(guò)程中安裝了智能開(kāi)關(guān)，從老百姓日常生活層面，推動(dòng)節(jié)約用電。

智能開(kāi)關(guān)是指利用控制板和電子元器件的組合及編程，以實(shí)現(xiàn)電路智能開(kāi)關(guān)控制的單元。由于這種控制方式簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，在許多家用電器和照明燈具的控制中被采用。智能開(kāi)關(guān)的重點(diǎn)是穩(wěn)定性好、傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)。智能開(kāi)關(guān)單獨(dú)使用專門(mén)的信號(hào)線，不受其他如電力線、無(wú)線電等輻射雜波干擾，產(chǎn)品操作穩(wěn)定性非常強(qiáng)。性能方面的穩(wěn)定將決定傳輸信號(hào)的速度和抗干擾能力[2]。智能開(kāi)關(guān)使用環(huán)境廣泛，主要應(yīng)用于家居智能化改造、辦公室智能化改造、工廠智能化改造、農(nóng)林漁牧智能化改造等項(xiàng)目[3]。

隨著智能開(kāi)關(guān)的普及，開(kāi)關(guān)質(zhì)量成為智能家居產(chǎn)品行業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題，產(chǎn)品易損耗、壽命短、穩(wěn)定性差等問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮，為了確保出廠產(chǎn)品的質(zhì)量合格、性能穩(wěn)定，許多廠家在生產(chǎn)線引入了開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)對(duì)出廠開(kāi)關(guān)產(chǎn)品工作指標(biāo)和性能進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。

智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“本系統(tǒng)”）主要針對(duì)智能開(kāi)關(guān)的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，設(shè)計(jì)了一款基于B/S結(jié)構(gòu)的信息化軟件系統(tǒng)，幫助生產(chǎn)廠家對(duì)即將出廠的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并將所有檢測(cè)的數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)中。通過(guò)對(duì)記錄數(shù)據(jù)的分析，一方面幫助廠家實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化篩選合格產(chǎn)品，剔除質(zhì)量不合格產(chǎn)品，并且有效指導(dǎo)生產(chǎn)，提升產(chǎn)品合格率;另一方面，依托系統(tǒng)中記錄的設(shè)備編碼數(shù)據(jù)，方便追溯，保護(hù)品牌。

1? 系統(tǒng)功能分析

智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過(guò)與質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的控制接口對(duì)接，實(shí)現(xiàn)在線、可視化、便捷性地對(duì)生產(chǎn)線上即將出廠的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行在線記錄，最終生成檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析報(bào)表。因此，軟件在功能設(shè)計(jì)層面主要分為三部分，一是對(duì)檢測(cè)的智能開(kāi)關(guān)進(jìn)行信息識(shí)別，并將設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄;二是在軟件中設(shè)置全流程自動(dòng)檢測(cè)程序，并根據(jù)流程控制程序通過(guò)檢測(cè)設(shè)備對(duì)開(kāi)關(guān)相關(guān)的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)記錄檢測(cè)報(bào)告;三是根據(jù)檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告以及數(shù)據(jù)分析報(bào)表。具體需求分析如下：

智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)設(shè)備是根據(jù)智能開(kāi)關(guān)性能指標(biāo)項(xiàng)對(duì)開(kāi)關(guān)面板進(jìn)行智能檢測(cè)的測(cè)試儀器，智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)設(shè)備能夠掃描設(shè)備面板上的編號(hào)條碼識(shí)別開(kāi)關(guān)的出廠編號(hào)，同時(shí)，通過(guò)設(shè)備的檢測(cè)接口與智能開(kāi)關(guān)的接口連接，模擬智能開(kāi)關(guān)運(yùn)行場(chǎng)景的各類環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量的檢測(cè)。智能開(kāi)關(guān)檢測(cè)設(shè)備是對(duì)即將出廠的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品性能指標(biāo)檢測(cè)的最終重要介質(zhì)，也是實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)核心功能的重要基礎(chǔ)。

結(jié)合實(shí)際需要，智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)主要由質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成，如圖1所示。

其中，質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的通斷性能檢測(cè)、過(guò)載保護(hù)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制檢測(cè)、信號(hào)指示燈檢測(cè);智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)軟件部分由設(shè)備列表、檢測(cè)管理、檢測(cè)報(bào)告、數(shù)據(jù)報(bào)表、系統(tǒng)管理等模塊組成。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行永久性存儲(chǔ)，用戶范圍限定在質(zhì)檢部門(mén)工作人員以及領(lǐng)導(dǎo)。

2? 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

針對(duì)智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)中檢測(cè)設(shè)備能力的分析，同時(shí)根據(jù)軟件功能需求、數(shù)據(jù)需求、使用范圍需求的綜合分析，結(jié)合在實(shí)際質(zhì)量檢測(cè)流程中操作環(huán)境的諸多影響因素的考慮，提出了智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程邏輯的設(shè)計(jì)，具體如圖2所示。

整個(gè)系統(tǒng)中，智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的性能質(zhì)量檢測(cè)工作主要依靠前端的檢測(cè)設(shè)備完成，檢測(cè)的流程邏輯通過(guò)系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行配置，性能質(zhì)量是否判定合格同樣通過(guò)系統(tǒng)軟件部分進(jìn)行設(shè)置。所有即將出廠的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。綜上，系統(tǒng)軟件部分具體由能組成如圖3所示。

由于軟件系統(tǒng)主要作用是通過(guò)對(duì)接智能開(kāi)關(guān)質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的控制接口，在線自動(dòng)獲取檢測(cè)設(shè)備對(duì)智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)控制，通過(guò)可交互式控制軟件的方式，幫助質(zhì)檢人員快速、精準(zhǔn)地把控產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果的參照，指導(dǎo)生產(chǎn)車間提升生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量合格率。由于本系統(tǒng)要面向不同的用戶、不同批次的產(chǎn)品以及大量數(shù)據(jù)內(nèi)容，在開(kāi)發(fā)語(yǔ)言上的選擇，并且需要充分考慮使用環(huán)境、性能、交互等方面的要求。基于此，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選擇使用Java進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并采用B/S架構(gòu)。Java是一門(mén)面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，其作為靜態(tài)面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的代表，極好地實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο罄碚摚试S程序員以優(yōu)雅的思維方式進(jìn)行復(fù)雜的編程[4]。Java具有簡(jiǎn)單性、面向?qū)ο?、分布式、健壯性、安全性、平臺(tái)獨(dú)立與可移植性、多線程、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)[5]。Java可以編寫(xiě)桌面應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序等[6]，同時(shí)，Java語(yǔ)言的蓬勃發(fā)展，誕生了諸多的開(kāi)發(fā)框架，極大的提升了基于Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的效率。本系統(tǒng)于采用B/S架構(gòu)，不管從性能、穩(wěn)定性，還是從跨平臺(tái)特性和安全需求上來(lái)講，Java相比較于其他語(yǔ)言，更適合本系統(tǒng)。

3? 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1? 設(shè)計(jì)說(shuō)明

本系統(tǒng)使用B/S結(jié)構(gòu)，用戶通過(guò)瀏覽器輸入系統(tǒng)訪問(wèn)地址，打開(kāi)如圖4所示的登錄頁(yè)面，用戶在登錄頁(yè)面輸入正確的用戶名、編號(hào)（系統(tǒng)特有的編號(hào)，與個(gè)人信息綁定）、密碼后，成功登錄后臺(tái)界面，使用對(duì)應(yīng)功能。

本系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊詳情如下文所述：

（1）系統(tǒng)首頁(yè)：用戶登錄系統(tǒng)后展示的第一個(gè)頁(yè)面，能夠充分展示當(dāng)前正在進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)的設(shè)備情況、檢測(cè)計(jì)劃及進(jìn)度情況。其主要包括列表頁(yè)和動(dòng)態(tài)大屏顯示頁(yè)面：

1）列表頁(yè)主要是當(dāng)前正在進(jìn)行檢測(cè)的綜合數(shù)據(jù)展示。

2）動(dòng)態(tài)大屏頁(yè)面主要是基于數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將整個(gè)系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析后，實(shí)時(shí)展示在滾動(dòng)大屏上，方便質(zhì)管部及企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)直觀的了解企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)及質(zhì)量控制情況。

（2）設(shè)備管理：質(zhì)檢部門(mén)下轄的所有質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備上所有的檢測(cè)產(chǎn)品都會(huì)逐一產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)備管理模塊主要是對(duì)檢測(cè)的產(chǎn)品信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。此模塊是實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)關(guān)自動(dòng)化質(zhì)檢的啟動(dòng)步驟。所有需要進(jìn)行出廠質(zhì)檢的設(shè)備，首先會(huì)通過(guò)檢測(cè)設(shè)備的掃碼自動(dòng)識(shí)別，將設(shè)備的編號(hào)、識(shí)別時(shí)間、操作標(biāo)記進(jìn)行記錄，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，后續(xù)所有的檢測(cè)過(guò)程中，每個(gè)智能開(kāi)關(guān)都對(duì)應(yīng)這里識(shí)別的唯一編號(hào)，所有的產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)按照編號(hào)一一進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

（3）檢測(cè)管理：所有智能開(kāi)關(guān)的具體檢測(cè)過(guò)程及結(jié)果性數(shù)據(jù)管理。主要包括三部分功能：

1）檢測(cè)配置：實(shí)現(xiàn)對(duì)所有檢測(cè)指標(biāo)項(xiàng)、檢測(cè)流程、檢測(cè)規(guī)則的參數(shù)配置，比如單項(xiàng)檢測(cè)重復(fù)的次數(shù)，延遲預(yù)警的閾值，產(chǎn)品合格需要滿足的條件等。

2）檢測(cè)記錄：將所有通過(guò)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，通過(guò)列表展示。

3）檢測(cè)詳情：每條檢測(cè)記錄對(duì)應(yīng)的詳細(xì)檢測(cè)數(shù)據(jù)，用戶可以直接調(diào)閱。

（4）檢測(cè)報(bào)告：系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)受到檢測(cè)的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品都會(huì)記錄其檢測(cè)數(shù)據(jù)，這些檢測(cè)數(shù)據(jù)可以生產(chǎn)單個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。此模塊包括報(bào)告列表和報(bào)告狀態(tài)兩個(gè)功能。

（5）數(shù)據(jù)報(bào)表：根據(jù)質(zhì)檢部門(mén)的需要和企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管控的需求，系統(tǒng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理和分析，形成數(shù)據(jù)分析報(bào)告及統(tǒng)計(jì)圖表展示功能。

（6）系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理系本系統(tǒng)基礎(chǔ)管理與運(yùn)維的必要功能。主要包括：

1）用戶管理：面向本系統(tǒng)的管理員提供，管理員在用戶管理中可以增加、刪除、修改用戶信息。

2）角色權(quán)限：針對(duì)不同的數(shù)據(jù)權(quán)限，可以賦予不同角色的用戶，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的權(quán)限控制。

3）系統(tǒng)日志：每個(gè)登錄系統(tǒng)的用戶在系統(tǒng)中做了哪些操作、用戶在什么地方登錄都會(huì)進(jìn)行記錄。

4）數(shù)據(jù)字典：常規(guī)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典管理，主要解決一些枚舉值動(dòng)態(tài)配置的問(wèn)題。

3.2? 系統(tǒng)首頁(yè)設(shè)計(jì)

如圖5所示，首頁(yè)會(huì)將當(dāng)前企業(yè)的質(zhì)檢任務(wù)、使用的之間設(shè)備、計(jì)劃?rùn)z測(cè)產(chǎn)品的數(shù)量、檢測(cè)情況、檢測(cè)負(fù)責(zé)人等數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，用戶可以點(diǎn)擊具體的之間批次，了解該批次下具體質(zhì)檢產(chǎn)品的執(zhí)行情況;同時(shí)，用戶還可以通過(guò)首頁(yè)的動(dòng)態(tài)大屏按鈕，進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化大屏頁(yè)面。

3.3? 設(shè)備管理模塊

所有的智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品通過(guò)流水線經(jīng)過(guò)檢測(cè)設(shè)備時(shí)，檢測(cè)設(shè)備首先會(huì)通過(guò)掃描識(shí)別印制在開(kāi)關(guān)面板上的條碼，讀取該設(shè)備的唯一編碼，如果讀取不到該編碼，則暫時(shí)判定為不合格產(chǎn)品，并轉(zhuǎn)由人工進(jìn)行檢測(cè);讀取到編碼的產(chǎn)品，檢測(cè)設(shè)備會(huì)通過(guò)機(jī)械臂抓取設(shè)備，將檢測(cè)通信線插入智能開(kāi)關(guān)的檢測(cè)接口，進(jìn)行后續(xù)的質(zhì)量檢測(cè)程序，設(shè)備管理模塊也會(huì)將每個(gè)進(jìn)行檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示在頁(yè)面上，便于質(zhì)檢人員實(shí)時(shí)了解當(dāng)前檢測(cè)進(jìn)度。用戶也可以批量導(dǎo)出質(zhì)檢設(shè)備的數(shù)據(jù)報(bào)表，對(duì)于有異常的記錄，用戶可進(jìn)入詳解界面查看具體的數(shù)據(jù)情況。如圖6所示。

3.4? 檢測(cè)管理模塊

檢測(cè)管理模塊界面如圖7所示，該模塊主要實(shí)現(xiàn)功能包括檢測(cè)配置設(shè)置、檢測(cè)記錄列表、檢測(cè)詳情。每一個(gè)在系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)的智能開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)會(huì)把每個(gè)指標(biāo)項(xiàng)、每一步檢測(cè)的詳細(xì)數(shù)據(jù)、檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，最終產(chǎn)品是否合格是根據(jù)在檢測(cè)配置中設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行判斷，當(dāng)滿足檢測(cè)配置規(guī)則時(shí)，才判定產(chǎn)品檢測(cè)合格。用戶可以在該模塊通過(guò)狀態(tài)或者編號(hào)范圍篩選一定范圍的檢測(cè)數(shù)據(jù)情況。

3.5? 檢測(cè)報(bào)告模塊

針對(duì)每個(gè)受檢測(cè)的產(chǎn)品，產(chǎn)品檢測(cè)合格后，系統(tǒng)會(huì)將所有的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總，用戶可以自主選擇生成檢測(cè)報(bào)告，該報(bào)告可以支持產(chǎn)品出廠的合格證制作以及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的編制生成。

3.6? 數(shù)據(jù)報(bào)表模塊

將系統(tǒng)中的設(shè)備信息、檢測(cè)信息進(jìn)行綜合，能夠計(jì)算出產(chǎn)品的合格率、不合格產(chǎn)品分布情況、檢測(cè)效率分布、車間生產(chǎn)效率趨勢(shì)等方面的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，為企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)資源配置決策提供較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參照。

3.7? 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理界面如圖10所示。

4? 結(jié)? 論

傳統(tǒng)的質(zhì)檢過(guò)程，需要安排更多的質(zhì)檢人員輪番排班，將檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)每次導(dǎo)出后都要進(jìn)行重新加工和整理，這樣的方式效率低的同時(shí)容易出錯(cuò)，并且人力成本、時(shí)間成本都偏高。本系統(tǒng)通過(guò)信息化的手段、方法和技巧，實(shí)現(xiàn)了智能開(kāi)關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中數(shù)據(jù)化與智能化，有效地提升效率、節(jié)省成本，并且依托數(shù)據(jù)的力量，促進(jìn)企業(yè)提能增效，提升企業(yè)的品牌質(zhì)量，這也是對(duì)“工業(yè)4.0”“中國(guó)智造”“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”等新潮流、新理念的有效踐行。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：黃俊之（1990—），男，漢族，浙江杭州人，本科，研究方向：智能制造。