卷煙設備數字化輔助維修工具的探索與實踐

曹興強

摘要：通過將數字化維修理念引入設備維修工作中，形成一個高度智能化的技術管理平臺。本次研究從滿足設備維修的需求出發，以圖紙、文檔為著手點，運用多維復合信息查詢技術，將與設備相關的各種圖紙資料、軟件備份、備件信息、狀態信息等要素系統地融合在一起，形成完整的信息共享平臺，更加方便、高效的指導煙機設備維修工作。

Abstract： By introducing the concept of digital maintenance into equipment maintenance， a technology management platform with high intelligent is formed. From meeting the needs of equipment maintenance， this paper takes drawings and documents as starting point， uses multidimensional composite information query technology to systematically fuse the various related drawings and equipment information， software backup， spare parts information， information status and other elements in together， form a complete information sharing platform， so as to more commodiously and efficiently guide the machine equipment maintenance work.

關鍵詞：數字化輔助維修工具；煙機設備；維修

Key words： digital auxiliary maintenance tool；cigarette equipment；maintenance

中圖分類號：TF576.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）05-0160-03

0 引言

目前在煙機設備設計制造環節已經有成熟的數字化應用，逐步實現了從設計到制造全過程的數字化。部分卷煙機械設備出廠時，已能向用戶提供符合前三階段特征的ETM（電子技術手冊）。但受限于歷史原因，特別是從紙質化圖紙到數字化制造的過渡期，各個歷史時期積累了各自不同的大量類型的圖紙及技術資料，受各方面條件限制，短期內老舊機型已不可能從制造廠家獲得新的ETM。雖然第5類IETM已經提出概念，但較低級別的電子技術手冊目前仍然有著各自的應用價值，特別是4類以下的電子手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優勢。本次研究既以4類以下的電子技術手冊為目標，著重研究其在煙機設備維修工作中的實際應用。

1 軟件系統功能介紹

1.1 實時查看圖紙信息

支持實時查看更新的文檔信息，完成對維修信息的檢索查看，通過樹型圖與組合關鍵詞進行操作。列表內容包括文件名、文件大小、日期、文件格式，如果是超大pdf提供下載地址，對于Pdf文檔支持按頁碼查詢檢索，對于word、excel、ppt提供下載地址，視頻格式的打開視頻播放器查看。

1.2 多格式文件支持

本系統支持AVI；MP4；MKV等視頻格式，對于這些格式的支持可以達到和本應用的無縫結合。AVI是Windows上的視頻格式，在Android上是不支持的，項目組通過增加相關Android上的解碼器，可對此格式在Android上完美支持。這就增加了Android和PC之間的視頻格式通用性，方便視頻文件的管理和查看。

本系統支持PPT；Word；Excel；PDF，圖片等文件格式。對于這些格式可以在本應用內實現無縫支持。這對于資料文檔的管理和查看提供了便利性。

1.3 自由屬性擴展

本系統提供了圖文資料、維修管理、零配件等模塊自由屬性的擴展，擴展個數不超過10個。并提供了自由屬性的更改和刪除，以及添加功能，滿足用戶不同需求，方便用戶對自由屬性的管理。

使用了jquery的第三方插件datatable，提供了友好的頁面展示。服務器應用程序業務處理采用Spring框架，屏蔽掉傳統的業務與界面嚴重耦合的的缺點，例如：屬性只能添加，不能刪除；或者只能添加，不能修改等缺陷，實現了較為完善的屬性擴展，在一定的程度上真正實現了“自由”擴展。

1.4 樹形目錄管理

資料的管理脫離不了目錄，傳統的目錄管理雜亂無章。本系統的目錄管理采用了jquery的第三方插件Ztree。zTree是一個依靠jQuery實現的多功能“樹插件”。優異的性能、靈活的配置、多種功能的組合是zTree最大優點。Ztree優異的性能擺脫了傳統目錄管理方面需要較長等待時間的缺點。靈活的配置，使得實現方式脫離內容，克服了傳統的目錄管理方式頁面嚴重依賴于內容的缺陷，不會因為內容的更改而對程序進行大規模的改動。多種功能的組合使得本系統的目錄管理界面簡潔大方，而功能方面不會有任何損失。

1.5 多級權限管理

本系統的權限管理采用了樹形架構。這種方式的優點主要體現一下幾個方面：①界面清晰，簡潔。樹形結構符合人類傳統的思維方式，結構一目了然。②功能完善。傳統的權限管理，因為各種原因，往往局限于一級目錄的管理，不能夠做到更為深入和細化。嚴重影響效率，也達不到真正的管理效果。而多級權限管理的方式能夠更為深入和細化，實現真正意義上的權限管理。

2 軟件系統架構

2.1 系統架構概況

本系統的運行過程中，涉及到4個部分，數據庫、服務器應用程序、平板設備以及客戶機瀏覽器。

數據庫主要負責數據的存儲管理。

服務器應用程序位于數據庫與客戶端之間，對于數據庫來說，服務器應用程序對數據庫中的數據進行修改和保存。對于客戶端來說，服務器應用程序就像一個數據提供者，根據客戶端的需要，對數據進行組織，并返回給客戶端。這里的客戶端可以是平板設備，也可以是客戶機上的瀏覽器。

2.2 數據庫

數據庫采用了POSTGRES。它具有以下幾個特點：

2.2.1 功能特點

POSTGRES提供了目前最豐富的數據類型支持，例如IP類型和幾何類型，這點部分商業數據庫也不具備。其次，POSTGRES是唯一一種自由軟件的數據庫管理系統，具有數據完整性檢查、多版本并行控制系統、子查詢、支持事務等特性，是一個全功能的自由軟件數據庫。

2.2.2 技術特點

POSTGRES采用的是一個客戶端對應一個服務器端守護進程的模式，即C/S（client/server）結構，該模式的原理是客戶端將查詢請求發給守護進程，守護進程對其進行分析并生成規劃樹，然后進行數據檢索處理，最后將結果格式化并輸送到客戶端。通常數據庫服務器都會采用統一的客戶端C接口，如此便于客戶端程序的編寫。很多客戶端接口都來自這個C接口，比如C/C++，Tcl，Perl，Python，JDBC，ODBC，ESQL等，并且POSTGRES對接口的兼容性很強，基本上所有類型的數據庫客戶端接口都支持。

2.3 WEB端技術說明

2.3.1 應用程序框架

系統使用最新的SSH框架，版本是Struts2+Spring3.0 +Hibernate3.0。Struts作為系統的整體基礎架構，負責MVC的分離，在Struts框架的模型部分，控制業務跳轉，利用Hibernate框架對持久層提供支持。Spring具有兩方面的功能，一是負責查找、定位、創建和管理對象及對象之間的依賴關系，這時其是一個輕量級的IoC容器；二是保證Struts和Hibernate正常運行。（圖2）

由SSH構建系統的基本業務流程是：

①在表示層中，首先利用JSP頁面實現交互界面，進行傳送請求（Request）和接收響應（Response），之后依據配置文件（struts-config.xml）Struts把ActionServlet接收到的Request委派給相應的Action處理。

②在業務層中，管理服務組件的Spring IoC容器負責向Action提供業務模型（Model）組件和該組件的協作對象數據處理（DAO）組件完成業務邏輯，并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統性能和保證數據的完整性。

③在持久層中，則依賴于Hibernate的對象化映射和數據庫交互，處理DAO組件請求的數據，并返回處理結果。

2.3.2 表示層strut2特性

Struts實際上是MVC的一種實現，它將JSP標記和Servlet結合起來了，因此Struts不僅具備MVC的各項特性，還對其進行了創新和改造，使得Struts的視圖層更加富有變化。此外，為使Struts的系統更加清晰，還在其內安裝了頁面導航功能。如此只需一個配置文件，就可以將整個系統的各個部分聯系起來，還給后期的維護提供了便利性。

2.3.3 業務層Spring3特性

本系統的服務層采用了Spring開源框架。框架的主要優勢之一是分層架構，分層架構允許使用者選擇使用哪一個組件，同時為J2EE應用程序開發提供集成的框架。

①系統具有更好的遷移性和靈活性。

②系統具有更好的可維護性。

③系統冗余代碼減少，更加干凈，簡潔，易于維護，同時占用較少的空間，獲得更高的性能。

2.3.4 持久層Hibernate3特性

Hibernate是一個開放源代碼的對象關系映射框架，它對JDBC進行了非常輕量級的對象封裝。不僅可以被應用在Java的客戶端程序和Servlet/JSP的Web中，還能夠被應用在EJB的J2EE架構中，實現數據的持久化。

利用上述開發模型，可將視圖、控制器與模型進行完全的分離，不僅如此，還能夠實現業務邏輯層與持久層的分離。如此一來，由于隨著數據庫的變化，前端并不會受到影響，且模型層的改動很小，系統的可復用性得到了很好的發展，此外，由于不同層之間耦合度小，更加有益于團隊工作的開展，有效提高了開發效率。

2.4 PAD端技術說明

2.4.1 技術規劃

PAD端技術規劃上采用C/S架構，分為數據平臺、業務應用平臺和WEB服務平臺，如圖5表示。

PAD端的開發是基于Android完成的。Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統，主要使用于移動設備，如智能手機和平板電腦。

系統設計從高層到低層分別是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層和Linux內核層。在本系統中我們進一步把應用程序的實現邏輯拆分成三種特殊的實現：

①Activity：帶顯示與交互能力的部分；

②Service：不帶顯示與交互能力的部分；

③Content Provider：在功能交互之外，提供數據交互能力的部分。

2.4.2 應用程序框架

系統可以完全訪問核心應用程序所使用的API框架。該應用程序的架構設計簡化了組件的重用；任何一個應用程序都可以發布它的功能塊并且任何其它的應用程序都可以使用其所發布的功能塊，遵循框架的安全性。同樣，該應用程序重用機制也使用戶可以方便的替換程序組件。

隱藏在每個應用后面的是一系列的服務和系統，其中包括：

豐富而又可擴展的視圖（Views），可以用來構建應用程序，它包括列表（Lists），網格（Grids），文本框（Text boxes），按鈕（Buttons），甚至可嵌入的web瀏覽器。

內容提供器（Content Providers）使得應用程序可以訪問另一個應用程序的數據（如聯系人數據庫），或者共享它們自己的數據。

資源管理器（Resource Manager）提供非代碼資源的訪問，如本地字符串，圖形，和布局文件（Layout files ）。

通知管理器（Notification Manager）使得應用程序可以在狀態欄中顯示自定義的提示信息。

活動管理器（Activity Manager）用來管理應用程序生命周期并提供常用的導航回退功能。

3 效果評價

本次研發設計了一套適用于煙草行業特點的設備維修輔助工具。本系統可實現跨平臺應用，支持現場終端、手持終端顯示，支持有線、無線網絡通訊，常用數據離線緩存模式，更加適應于工業現場強干擾環境。其中在煙機設備維修中的應用，工作效率提升達到50%以上，查閱圖紙的時間縮短70%，故障診斷符合率達到90%以上，對煙機設備正常運行提供了有效保障。

4 結語

本次研究資料收集范圍以卷接包及附屬設備為關注重點，覆蓋公司目前各主力設備，已收集資料可直接使用，減少了后期用戶的前期投入，推廣應用更加便捷。由于煙機設備維修技術信息的特殊性，在制絲、咀棒等專賣設備維護工作中有很高的推廣利用價值。

參考文獻：

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