基于條形碼技術(shù)的ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的開發(fā)

基于條形碼技術(shù)的ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的開發(fā)條形碼是迄今為止最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),具有輸入速度快、出錯(cuò)率低等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于商業(yè)、制造業(yè)、物流業(yè)等領(lǐng)域。將此技術(shù)應(yīng)用到ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中,可以跟蹤產(chǎn)品的加工生產(chǎn)情況,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、全程化、信息化管理。引言ES109是東方地球物理公司主持研發(fā)的地震數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)。為了保證ES109地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)生產(chǎn)的有序進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、全程化、信息化管理，保證從單板調(diào)試、站體組裝，到系統(tǒng)測(cè)試，再到電路單板及故障站體的維修管理，各個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試過(guò)程和結(jié)果都能自動(dòng)記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，做到各個(gè)部件及產(chǎn)品質(zhì)量可跟蹤和追溯，我們開發(fā)了ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)在材料入庫(kù)、材料出庫(kù)、單板調(diào)試、站體組裝、站體測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)，采用了條形碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。每個(gè)材料在入庫(kù)前都賦予一個(gè)唯一的條形碼。生產(chǎn)線上的工作人員通過(guò)條碼掃描器對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、跟蹤和查詢。管理人員也可以實(shí)時(shí)查詢產(chǎn)品的加工、調(diào)試、測(cè)試過(guò)程及質(zhì)量控制情況。1條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)是把計(jì)算機(jī)所需的數(shù)據(jù)用一種條形碼來(lái)表示，然后將條形碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)閱讀的數(shù)據(jù)。作為一門系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，條形碼技術(shù)的基礎(chǔ)是成熟的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，它集編碼、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和處理于一體，被用來(lái)做物品檢索、資料查詢、生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視等。在計(jì)算機(jī)管理的各個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、物資管理、辦公自動(dòng)化等方面都得到了廣泛應(yīng)用。條形碼由寬度不同、反射率不同的黑條(簡(jiǎn)稱條)和白條(簡(jiǎn)稱空)，按照一定的編碼規(guī)則編制成的，用以表達(dá)一組數(shù)字或字母符號(hào)的圖形標(biāo)識(shí)符。即條形碼是一組粗細(xì)不同，按照一定的規(guī)則安排間距的平行線條圖形。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條和白條組成的。條形碼是迄今為止最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。條形碼技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)輸入速度快，出錯(cuò)率低相比鍵盤輸入，條形碼輸入數(shù)據(jù)的速度是鍵盤輸入的5倍。一般情況下，利用鍵盤輸入數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率為三百分之一，利用光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)輸入數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率為萬(wàn)分之一，而采用條形碼技術(shù)輸入數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率小于百萬(wàn)分之一。(2)采集信息量大利用一維條形碼一次能采集幾十位字符的信息，二維條形碼能夠攜帶數(shù)千個(gè)字符的信息，還可包括圖形或漢字，并具有一定的自動(dòng)糾錯(cuò)能力。(3)操作簡(jiǎn)便，易于制作條形碼標(biāo)識(shí)既可作為一種識(shí)別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識(shí)別設(shè)備組成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化識(shí)別，還可和其他控制設(shè)備連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。條形碼標(biāo)簽易于制作，對(duì)設(shè)備和材料沒(méi)有特殊要求。識(shí)別設(shè)備操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作人員不需要進(jìn)行專門培訓(xùn)。點(diǎn)擊圖片查看大圖圖1ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的架構(gòu)2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2．1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)采用B／S架構(gòu)，即瀏覽器／服務(wù)器模式，用戶工作界面通過(guò)IE瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器(Server)端實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端(Browser)實(shí)現(xiàn)。這樣大大簡(jiǎn)化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量。系統(tǒng)采用條形碼技術(shù)，每個(gè)計(jì)算機(jī)終端配備條形碼掃描器，對(duì)于需要移動(dòng)作業(yè)的崗位，配備便攜式數(shù)據(jù)采集器。在ES109生產(chǎn)加工的工程中，用戶通過(guò)掃描單板和站體條形碼，獲取產(chǎn)品信息，并將調(diào)試、測(cè)試、裝配等信息實(shí)時(shí)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中。ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的架構(gòu)見圖1所示。2．2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)信息采集系統(tǒng)要完成的功能以及企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的具體要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程信息和輔助信息的全面管理，系統(tǒng)被分為材料管理、單板管理、站體管理、質(zhì)量控制、產(chǎn)品編碼與工序管理等模塊。其中單板管理和站體管理是核心。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)見圖2所示。2．2．1材料管理模塊材料管理模塊主要是對(duì)各種板件、光纜、大線、站體外板等原材料進(jìn)行入庫(kù)、出庫(kù)登記以及庫(kù)存查詢。原材料入庫(kù)之前，在每個(gè)產(chǎn)品上粘貼條形碼標(biāo)簽。材料入庫(kù)和出庫(kù)時(shí)掃描每個(gè)材料的條形碼即可將其錄人系統(tǒng)中。2．2．2單板管理模塊單板管理模塊主要包括單板調(diào)試、單板故障缺陷登記、單板維修等功能。單板調(diào)試根據(jù)各種板件的調(diào)試工序卡要求，記錄存儲(chǔ)每個(gè)板件的調(diào)試過(guò)程。進(jìn)行單板調(diào)試操作時(shí)，用戶只需要掃描板號(hào)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)板號(hào)的前三位從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號(hào)以及相應(yīng)的工序流程。每種單板會(huì)有多個(gè)調(diào)試工序，每個(gè)工序可由不同的人員來(lái)進(jìn)行調(diào)試，并輸入相應(yīng)的調(diào)試信息。如果調(diào)試通不過(guò)，可以直接在單板調(diào)試頁(yè)面填寫故障缺陷報(bào)告單。單板維修人員只需要掃描單板上的條形碼，就可以獲取單板的故障缺陷信息，然后有針對(duì)性地進(jìn)行維修，并將維修信息錄入系統(tǒng)。2．2．3站體管理模塊站體管理模塊主要包括站體裝配、單站測(cè)試、系統(tǒng)級(jí)測(cè)試、系統(tǒng)集成測(cè)試、站體故障缺陷報(bào)告登記、站體維修等功能。站體裝配時(shí)，首先掃描站體的條形碼，系統(tǒng)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取站體的名稱及型號(hào)。然后掃描組成每個(gè)站體的單板上的條形碼，將站體的組裝信息錄入系統(tǒng)。2．2．4產(chǎn)品編碼與工序管理模塊產(chǎn)品編碼是標(biāo)識(shí)產(chǎn)品種類的唯一性，每個(gè)產(chǎn)品的條形碼的前三位就是產(chǎn)品的編碼。例如，如果A01表示采集站主控板，那么所有粘貼在采集站主控板上的條形碼都以A01開頭。系統(tǒng)在單板調(diào)試、站體裝配、站體測(cè)試時(shí)讀取其條碼前三位就可以獲取產(chǎn)品的名稱和型號(hào)。每種產(chǎn)品的測(cè)試工序是不一樣的，并且每種產(chǎn)品的測(cè)試工序經(jīng)常會(huì)發(fā)生變動(dòng)。為了提高系統(tǒng)的靈活行和易用性，系統(tǒng)提供用戶自定義工序的接口。用戶可以根據(jù)實(shí)際工作需要添加、編輯、刪除每種產(chǎn)品的測(cè)試或者調(diào)試工序流程。2．3網(wǎng)絡(luò)布設(shè)為了保證ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)安全。我們采用內(nèi)外網(wǎng)分離的模式，為此系統(tǒng)布設(shè)了獨(dú)立的局域網(wǎng)。因?yàn)樯a(chǎn)線的所有操作員和設(shè)備都在一個(gè)面積約為3600m的開闊廠房里，適于布設(shè)無(wú)線局域網(wǎng)。為了使用戶終端計(jì)算機(jī)更靈活地?cái)[放，精簡(jiǎn)不必要的網(wǎng)絡(luò)布線，局域網(wǎng)共使用4臺(tái)無(wú)線路由器并采用WDs(wirelessDistributionSystem)無(wú)線分布式技術(shù)連接。在工作區(qū)域中心位置安放主路由器，其余3臺(tái)路由器均勻分布在主路由器四周，在主路由器無(wú)線覆蓋范圍內(nèi)，4臺(tái)路由器及終端計(jì)算機(jī)可互相訪問(wèn)而無(wú)需使用任何有線網(wǎng)絡(luò)。使用WDS技術(shù)能夠極大地?cái)U(kuò)展無(wú)線覆蓋范圍，終端計(jì)算機(jī)在此范圍內(nèi)，任意選擇信號(hào)最好的進(jìn)行連接即可。為了提高系統(tǒng)服務(wù)器的傳輸帶寬，服務(wù)器特使用了一根有線網(wǎng)絡(luò)連接主路由器(圖1)。點(diǎn)擊圖片查看大圖圖2ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)2．4系統(tǒng)硬件配置ES109生產(chǎn)線的硬件部分由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、終端計(jì)算機(jī)、條碼掃描器和便攜式數(shù)據(jù)采集器組成。(1)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為了便于服務(wù)器的安全存放和管理，選用機(jī)架式服務(wù)器。可以將服務(wù)器主機(jī)、UPS、顯示器統(tǒng)一放到機(jī)柜里。本項(xiàng)目選用Dell公司的PowerEdgeR410機(jī)架式服務(wù)器，此服務(wù)器采用英特爾至強(qiáng)E5503處理器，運(yùn)行速度快、性能穩(wěn)定。為了保證/zixun/系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，選用RAID5磁盤陣列來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。RAID5是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案。RAID5不對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上。當(dāng)RAID5的某個(gè)磁盤數(shù)據(jù)損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息即可恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。(2)終端計(jì)算機(jī)為了節(jié)約工作臺(tái)的操作空間，采用一體臺(tái)式機(jī)作為終端計(jì)算機(jī)。一體臺(tái)式機(jī)是將顯示器和主機(jī)集成在一起的，只需一根電源線就可完成所有連接，可以節(jié)省大量的桌面空間。一體臺(tái)式機(jī)的尺寸為472mmX70mmX356mm，也就是說(shuō)最厚處僅70mm。(3)條碼掃描器每個(gè)終端計(jì)算機(jī)配備一個(gè)條碼掃描器，本系統(tǒng)選用的是摩托羅拉公司的SymbolLS1203型號(hào)的條碼掃描器。LS1203可以讀取所有標(biāo)準(zhǔn)的一維條形碼，最大掃描距離為20．32cm。(4)便攜式數(shù)據(jù)采集器本系統(tǒng)選用摩托羅拉公司的MC5590數(shù)據(jù)采集器。此數(shù)據(jù)采集器將移動(dòng)計(jì)算機(jī)、條形碼掃描器等功能組合到一起，具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它可以直接與服務(wù)器進(jìn)行連接，隨時(shí)隨地采集和傳送數(shù)據(jù)。3關(guān)鍵技術(shù)3．1數(shù)據(jù)庫(kù)分頁(yè)技術(shù)為了提高數(shù)據(jù)的查詢速度，通常采用數(shù)據(jù)分頁(yè)的方法。經(jīng)典的數(shù)據(jù)分頁(yè)方法是ADO記錄集分頁(yè)法，也就是利用ADO自帶的分頁(yè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)分頁(yè)。這種分頁(yè)方法是把數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的數(shù)據(jù)都讀取到客戶端，然后在客戶端進(jìn)行分頁(yè)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)量小時(shí)，這種方法是可行的。但是數(shù)據(jù)量特別大時(shí)，這種方法就很難滿足系統(tǒng)的要求。因?yàn)楹Ａ繑?shù)據(jù)一次到達(dá)客戶端，很容易使程序進(jìn)入漫長(zhǎng)的等待甚至死機(jī)。這時(shí)就需要一種更高效的數(shù)據(jù)分頁(yè)方法，即數(shù)據(jù)庫(kù)分頁(yè)。數(shù)據(jù)庫(kù)分頁(yè)就是在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行分頁(yè)處理，從源頭減少數(shù)據(jù)處理量。到達(dá)客戶端的數(shù)據(jù)僅僅是當(dāng)前頁(yè)面中的數(shù)據(jù)，而不是滿足條件的所有數(shù)據(jù)。ES109生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)查詢頁(yè)面都采用了數(shù)據(jù)庫(kù)分頁(yè)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)的方法是，在SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)里，編寫存儲(chǔ)過(guò)程，在程序里直接對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)行參數(shù)傳遞，獲取需要的數(shù)據(jù)。3．2AJAX技術(shù)本系統(tǒng)在多個(gè)地方使用了AJAX(AsynchronousJavaScriptandXML)技術(shù)。AJAX是多種技術(shù)的綜合，它使瀏覽器可以為用戶提供更為自然的瀏覽體驗(yàn)。在AJAX之前，Web站點(diǎn)強(qiáng)制用戶進(jìn)入提交一等待一重新顯示范例，用戶的動(dòng)作總是與服務(wù)器的“思考時(shí)間”同步。AJAX提供與服務(wù)器異步通信的能力，從而使用戶從請(qǐng)求一響應(yīng)的循環(huán)中解脫出來(lái)，使Web站點(diǎn)看起來(lái)是即時(shí)響應(yīng)的。3．3MD5加密技術(shù)系統(tǒng)采用MD5加密技術(shù)，當(dāng)用戶登錄時(shí)，系統(tǒng)把用戶輸入的密碼計(jì)算成MD5值，然后再與保存在文件系統(tǒng)中的MD5值進(jìn)行比較，進(jìn)而確定輸入的密碼是否正確。通過(guò)這樣