計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的分層技術(shù)在金屬加工中的應(yīng)用

張偉東，丁久榮

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

在金屬加工領(lǐng)域，不論是金屬表面加工還是內(nèi)部加工，其最終目的都是使金屬器件達(dá)到工件的高密度需求。從這一點(diǎn)來講，工件的仿真設(shè)計(jì)到生產(chǎn)加工管理的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開自動化與信息化的結(jié)合。而金屬加工作為各行業(yè)中首批進(jìn)入自動化生產(chǎn)的行業(yè)，在機(jī)械化生產(chǎn)極大提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，如何深化金屬加工領(lǐng)域的信息化建設(shè)，成為相關(guān)研究的熱議話題。從金屬加工領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)來看，分層技術(shù)能夠較好的幫助相關(guān)企業(yè)進(jìn)行軟件開發(fā)，進(jìn)而保證計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 分層技術(shù)概述

在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)領(lǐng)域，分層技術(shù)是一種較為重要的技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是將不同的問題的解決方案分置于相對應(yīng)的層次上，保證層次的差異性，并將不同的層次密封至某一個(gè)系統(tǒng)之中。從某種意義上來講，分層技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與物理學(xué)領(lǐng)域的綜合。一般認(rèn)為，分層技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①分層技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上保證軟件的擴(kuò)展性；②分層技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高開發(fā)的效率，縮短軟件開發(fā)所需的時(shí)間；③分層技術(shù)為接口的無縫對接提供了重要的實(shí)現(xiàn)渠道。以擴(kuò)展性為例，基于分層技術(shù)提供的擴(kuò)展性特點(diǎn)，相關(guān)的開發(fā)人員在進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)可對整個(gè)開發(fā)任務(wù)進(jìn)行合理分解，如按照實(shí)現(xiàn)的功能的差異劃分為不同的層次，這在軟件的開發(fā)、改造或者更新等活動中，具有較為顯著的優(yōu)勢，能夠明顯控制時(shí)間成本與人力成本。

2 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的分層技術(shù)在金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）三層技術(shù)的應(yīng)用。三層技術(shù)是雙層技術(shù)的一種發(fā)展與延伸，其層級可劃分為表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）與數(shù)據(jù)訪問層（DAL）。在金屬加工領(lǐng)域，UI層旨在獲取相關(guān)管理者對金屬加工生產(chǎn)管理等的需求；獲取相應(yīng)的需求信息后，UI層需要將需求信息直接傳輸至BLL層；而BLL層在接收到相關(guān)信息后，即對這些內(nèi)容進(jìn)行分析與信息處理，在確保信息形式與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)形成某種特定的匹配關(guān)系后，將其發(fā)送至DAL層；DAL層在獲取相應(yīng)的信息后，即調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)獲得與用戶的需求向匹配的信息后，即進(jìn)行用戶需求反饋信息的回傳，沿BLL→UI的方向，將相應(yīng)的反饋信息返回至用戶端。上述過程是一個(gè)較為完整的信息反饋過程，與之前使用的雙層技術(shù)相比，三層技術(shù)的應(yīng)用，能夠明顯減輕相應(yīng)層次在數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)分析方面的壓力，并提高工作的效率。

從金屬加工的生產(chǎn)管理來看，在全機(jī)械化生產(chǎn)帶動企業(yè)生產(chǎn)加工效率的提升的同時(shí)，生產(chǎn)狀況的把控成為制約生產(chǎn)效率進(jìn)一步提速的重要因素。受此影響，金屬加工實(shí)踐活動中，一線工人往往只能在同一批次產(chǎn)品產(chǎn)出完成后，借助繁瑣的質(zhì)檢工作，才能發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)活動中存在的問題，此種生產(chǎn)把控模式，不僅嚴(yán)重影響了金屬加工的效率，還可能給企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。就高精度生產(chǎn)的實(shí)際需求來看，MES系統(tǒng)監(jiān)控、管理金屬加工的生產(chǎn)流程取得了一定的效果，借助對金屬加工各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)的獲取與反饋，綜合評估生產(chǎn)線實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況，能夠較好的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題。在MES系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用中，此類計(jì)算機(jī)軟件在及時(shí)糾正生產(chǎn)線問題、避免更多經(jīng)濟(jì)損失等方面發(fā)揮的優(yōu)勢，逐漸引起了相關(guān)加工企業(yè)的高度重視，此類系統(tǒng)軟件的開發(fā)也得到了相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注。就計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)而言，從不同的層次對MES系統(tǒng)等軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行劃分，如各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的獲取，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，并將各項(xiàng)任務(wù)劃入相應(yīng)的層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件的開發(fā)。在軟件開發(fā)階段，針對金屬加工各類設(shè)備運(yùn)行狀況的評估是整個(gè)分層技術(shù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一，一方面，設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測需要以獲取準(zhǔn)確的技術(shù)為基礎(chǔ)，需要相應(yīng)的軟件系統(tǒng)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)以及既往統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，對設(shè)備的實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行綜合性評估；另一方面，設(shè)備運(yùn)行狀況的有效監(jiān)測與生產(chǎn)實(shí)踐中金屬加工的效率、質(zhì)量之間有著較為密切的關(guān)聯(lián)，提高系統(tǒng)評估結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，具有較為重要的意義。此外，在近年來的研究與實(shí)踐中，金屬加工的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與相關(guān)信息的存儲逐漸演變?yōu)槠髽I(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動的科學(xué)模擬的重要理論依據(jù)與數(shù)據(jù)參考，其存儲的實(shí)際要求，也給DAL層的實(shí)現(xiàn)提出了新的挑戰(zhàn)。

在三層體系中，數(shù)據(jù)訪問間的接口實(shí)現(xiàn)，主要依靠DAL層提供的功能來完成。開發(fā)實(shí)踐中，借助抽象方法獲取的IDAL模塊相對獨(dú)立，不需要依賴某個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫。換言之，此種開發(fā)策略對數(shù)據(jù)庫的遷移有著較為看顯著的優(yōu)勢，這對金屬加工領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用而言，無疑具有較大的積極影響。此外，DALFactory模塊可對DAL對象進(jìn)行科學(xué)管理，進(jìn)而保證BLL的訪問。但在三層體系的實(shí)踐應(yīng)用中，也存在一些問題，如層間的通信與交互問題，在構(gòu)建系統(tǒng)框架時(shí)，遠(yuǎn)程訪問技術(shù)的選用也具有較為重要的意義。

（2）四層技術(shù)的應(yīng)用。在三層技術(shù)不能滿足金屬加工領(lǐng)域計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的實(shí)際需求的大背景下，四層技術(shù)的應(yīng)用逐漸得到重視。從概念上來講，四層技術(shù)是在三層技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加封裝層而獲得的一種新體系。與三層技術(shù)相比，四層技術(shù)在應(yīng)用方面充分體現(xiàn)了Web技術(shù)的先進(jìn)性。在處理任務(wù)不多，但處理過程相對復(fù)雜的任務(wù)中，Web層能夠直接將相關(guān)的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)層，進(jìn)而簡化整個(gè)問題的處理與反饋過程；而在處理任務(wù)較多的情況下，Web層也可將相關(guān)的需求信息發(fā)送至BLL，經(jīng)信息的處理與分析后，再返回至數(shù)據(jù)層。從四層技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐來看，此種技術(shù)較好的滿足了包括金屬加工領(lǐng)域在內(nèi)的一些工業(yè)領(lǐng)域的軟件開發(fā)需求，能夠根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，合理調(diào)整其處理問題、反饋信息的策略，進(jìn)而提高工作效率，保證生產(chǎn)活動的順利進(jìn)行。

（3）五層技術(shù)的應(yīng)用。與四層技術(shù)相比，五層技術(shù)的主要特點(diǎn)是將原有層次結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)層劃分為資源層（Storage）與集成層（數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器）兩個(gè)層次，此種分層策略在解決DAL層工作負(fù)擔(dān)與壓力方面，具有一定的優(yōu)勢與價(jià)值。從現(xiàn)階段五層技術(shù)在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的應(yīng)用來看，其應(yīng)用范圍仍然較為有限。在五層技術(shù)的運(yùn)作過程中，需求信息仍由客戶層提供，借助SLB將需求信息傳送至HTTP服務(wù)器（位于Web層），應(yīng)用層（位于業(yè)務(wù)層）負(fù)責(zé)相關(guān)信息的獲取，而數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器則實(shí)現(xiàn)信息的接收，最終實(shí)現(xiàn)完整的信息傳遞。五層技術(shù)在金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用仍然存在較多需要解決的問題與需要完善的環(huán)節(jié)，故在此不對其應(yīng)用進(jìn)行敘述。

3 結(jié)語

在金屬加工相關(guān)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)中，工業(yè)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的特殊性以及用戶實(shí)際需求的具體特征，都給軟件開發(fā)工作提出了較高的要求與挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段的研究與實(shí)踐中，圍繞軟件開發(fā)的新需求與新挑戰(zhàn)，作為軟件開發(fā)的重要輔助工具——“分層技術(shù)”也實(shí)現(xiàn)了其新“發(fā)展”。基于此，相關(guān)的開發(fā)人員應(yīng)當(dāng)對此類計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)進(jìn)行不斷細(xì)化，借助分層技術(shù)的應(yīng)用，保證軟件開發(fā)的效率，縮短軟件開發(fā)的時(shí)間，控制軟件開發(fā)的成本，同時(shí)確保最終獲得的計(jì)算機(jī)軟件能夠滿足用戶群體的實(shí)際需求。