制造信息系統(tǒng)關(guān)于軟件接口及其二次開發(fā)的實現(xiàn)及應(yīng)用

摘要：隨著當(dāng)代科技的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)更新?lián)Q代的速度在不斷加快。同樣針對制造行業(yè)而言，新型制造信息系統(tǒng)已被諸多企業(yè)集成應(yīng)用。不僅能夠為企業(yè)的生產(chǎn)制造提供相應(yīng)的信息準(zhǔn)備，同樣能夠?qū)⒏黝愋畔嵤┯行д?，?gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的信息處理模塊，籌備完整、科學(xué)的信息數(shù)據(jù)庫，在很大程度上提升了產(chǎn)品的潛在創(chuàng)新價值，同時也能夠提高企業(yè)的核心競爭力。本文首先介紹了制造信息系統(tǒng)的內(nèi)涵與其標(biāo)準(zhǔn)化意義，然后提出了基于軟件接口的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化模型的構(gòu)建，并且介紹了二次開發(fā)的實現(xiàn)及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軟件接口；二次開發(fā)；制造信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.7

制造信息系統(tǒng)屬于多功能、復(fù)雜的功能性系統(tǒng)之一，它主要是由多樣化的軟件系統(tǒng)及各種相應(yīng)的開發(fā)平臺所集成的信息系統(tǒng)。其中不僅涵蓋動態(tài)的數(shù)據(jù)信息，同樣包括靜態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前所開發(fā)的制造信息系統(tǒng)多存在著可移植性較差、重復(fù)開發(fā)及開發(fā)浪費等問題，不同程度地影響了制造系統(tǒng)運行的性能，同時會導(dǎo)致資源的重度浪費。近幾年來，隨著標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的迅速發(fā)展，它的開發(fā)在制造信息系統(tǒng)工程的改造與重建中起到了重要的作用，當(dāng)前已有部分企業(yè)將該項技術(shù)予以開發(fā)利用，有效提升了其系統(tǒng)開發(fā)的水平。以下主要以標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)為視角，介紹基于軟件接口的制造系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化意義及結(jié)構(gòu)。

1 制造信息系統(tǒng)內(nèi)涵和定義

1.1 制造信息系統(tǒng)的特點

針對制造信息系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)特點是具有特殊性的，包括信息流以及組織模式層面等，且這些層面也具有一定的類似性。以制造信息系統(tǒng)為例，其相似性較為明顯，即標(biāo)準(zhǔn)不一的相似性：具體結(jié)構(gòu)與整體的類似、部分與部分的相似等等，若該系統(tǒng)層次較多，那么每一個層次之間的標(biāo)準(zhǔn)都有類似。而由于制造信息系統(tǒng)具有其自身特性，如其主要是用于管理相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的管理及生產(chǎn)運作的綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以改系統(tǒng)的模塊功能作為劃分條件，可以將制造信息系統(tǒng)分為各個功能性的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)可以分為不同的分系統(tǒng)，以企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)為例，便可將其劃分為一級經(jīng)營子系統(tǒng)、一級財務(wù)管理分系統(tǒng)等。同樣每個一級系統(tǒng)同時可以下分為二級、三級系統(tǒng)。

1.2 將系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的必要性

實現(xiàn)制造信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)建造不僅能夠規(guī)避傳統(tǒng)制造信息系統(tǒng)集成性較差且移植性較弱的缺陷，同時能夠最大限度地減少系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)的幾率，通過提供標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部資源配置，提升制造系統(tǒng)的兼容性及其開放性，從整體上提升系統(tǒng)使用的功能性。

2 基于軟件接口的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化模型的構(gòu)建

2.1 制造信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化概述

制造信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化主要是指以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的思想導(dǎo)向，作為制造系統(tǒng)功能運行的前提基礎(chǔ)，通過轉(zhuǎn)變系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用、執(zhí)行軟件之間的作用關(guān)系，進(jìn)而實現(xiàn)其邏輯關(guān)系的重建，將軟件接口作為重要的銜接媒介，來實施應(yīng)用、執(zhí)行軟件兩者之間的有效互聯(lián)，最大限度優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部的資源配置，促使整個系統(tǒng)成為重復(fù)利用程度高的標(biāo)準(zhǔn)化功能性系統(tǒng)。

2.2 制造信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的模型構(gòu)建

為解決傳統(tǒng)制造信息系統(tǒng)集成性、移植性較差的問題，筆者基于軟件接口的視角研究了新型制造信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模型結(jié)構(gòu)，具體的結(jié)構(gòu)內(nèi)容如下：

（1）制造信息系統(tǒng)的分類

制造信息系統(tǒng)主要分為兩大類：第一，應(yīng)用系統(tǒng)，第二，支撐系統(tǒng)。其中應(yīng)用系統(tǒng)有三大組成部分，即分系統(tǒng)輔助：工程設(shè)計分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)、生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)；而支撐系統(tǒng)有兩大組成部分：數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)。

（2）應(yīng)用系統(tǒng)的主要內(nèi)容

生產(chǎn)經(jīng)營管理分系統(tǒng)的組成部分有：經(jīng)營計劃、財務(wù)成本、生產(chǎn)管理、物料管理、質(zhì)量和人事管理等方面；工程設(shè)計分系統(tǒng)的組成部分有：工程分析、工裝設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)控編程等方面；制造自動化分系統(tǒng)的組成部分有：單元調(diào)度系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)、工作站系統(tǒng)等。

制造信息系統(tǒng)中經(jīng)營管理、工程設(shè)計、自動化等系統(tǒng)又統(tǒng)稱為具體的應(yīng)用性系統(tǒng)。而其網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則為制造系統(tǒng)的主要支撐系統(tǒng)。同時為合理規(guī)劃制造信息系統(tǒng)的應(yīng)用效率，可以將其分為兩個大的部分，即執(zhí)行軟件、應(yīng)用軟件部分。其執(zhí)行軟件主要功能便是為保障應(yīng)用軟件的正常運行而提供對應(yīng)性的服務(wù)。應(yīng)用軟件則是完成系統(tǒng)功能，實現(xiàn)其承擔(dān)使命的主要工作。因此，高一級的系統(tǒng)必須作為相對低一級系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，而下級系統(tǒng)則為上級系統(tǒng)提供對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)，因而，在制造系統(tǒng)中的最高層的管理系統(tǒng)應(yīng)為應(yīng)用軟件，而各子系統(tǒng)、分系統(tǒng)則應(yīng)為執(zhí)行型軟件。

因此可知，在標(biāo)準(zhǔn)化的制造信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，軟件接口是用于聯(lián)系應(yīng)用、執(zhí)行軟件的關(guān)鍵媒介，系統(tǒng)中的軟件接口不僅能夠?qū)崿F(xiàn)將應(yīng)用命令提供于執(zhí)行軟件中，同時能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的單元處理與通訊信息互通，提高整個系統(tǒng)內(nèi)部的集成性。基于應(yīng)用軟件的視角，軟件接口屬于一種較為高級的計算機語言描述標(biāo)準(zhǔn)?；趫?zhí)行軟件的視角而言，軟件接口主要是用于具體參數(shù)的定義及其入口的適應(yīng)性調(diào)度?？傊?，在該系統(tǒng)中，軟件接口是提高制造信息系統(tǒng)的集成性與移植性的關(guān)鍵。因此，不同的企業(yè)可以從其實際情況出發(fā)，在標(biāo)準(zhǔn)化制造信息系統(tǒng)開發(fā)的過程中，通過調(diào)整具體參數(shù)來實現(xiàn)模塊功能性的適用型轉(zhuǎn)變，以做到最大限度地滿足企業(yè)生產(chǎn)制造的具體要求，提升軟件的使用效率。

3 軟件接口的具體模式、流程

3.1 軟件接口具體內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)化的制造信息管理系統(tǒng)中軟件接口的定義描述的主要內(nèi)容包括其接口功能性的具體描述，接口的實際運行的硬件、軟件環(huán)境，接口定義所需采取的計算機描述語言及其實現(xiàn)語言描述功能的對應(yīng)性工具，能夠配合系統(tǒng)運行的接口語言工具，接口的整體定義方式，測試接口的主要現(xiàn)實案例等。通常針對制造行業(yè)所采取的以對象作為基礎(chǔ)的軟件接口的定義語言主要包括MIDL、IDL等。

3.2 具體測試內(nèi)容

對軟件接口進(jìn)行測試有其自身的重要性和要求，主要是為了確保其接口具備標(biāo)準(zhǔn)化的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運行的目的，通過測試軟件接口，能夠評價、預(yù)估其使用功能是否能夠滿足系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化要求。一般可以將軟件接口的測試分為實時測試與對象測試兩個內(nèi)容：

（1）實時測試主要內(nèi)容

實時測試通常是基于測試的具體對象所供應(yīng)的文本資料的審查、核實，進(jìn)而對測試運行的具體環(huán)境進(jìn)行確認(rèn)。首先需要核實其測試的具體對象所供應(yīng)的文檔、資料確實符合標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)定義及其具備規(guī)范化的語言格式。其次，同時據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的定義標(biāo)準(zhǔn)、測試對象提出的測試的主要聲明，核對軟件接口的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，判定其組織結(jié)構(gòu)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步確認(rèn)軟件接口的完整性。此外，還需以測試對象的聲明作為基礎(chǔ)，同時以其他具有差異性的接口語言作為后備測試的標(biāo)準(zhǔn)，來對具體用例實施檢測，確認(rèn)用例能夠滿足測試對象的認(rèn)可。若出現(xiàn)異常，且需立即記錄備案，并將其詳細(xì)紀(jì)錄于對應(yīng)的測試報告中。

（2）測試對象主要內(nèi)容

測試對象主要則是根據(jù)申請測試方所提供的內(nèi)容來實施具體測試的代表性過程。首先需要確保軟件接口的定義能夠滿足開發(fā)要求。其次，保障軟件開放性接口信息數(shù)據(jù)的完整性，測試者可以依據(jù)軟件開放接口信息組織的具體結(jié)構(gòu)來判定數(shù)據(jù)信息的開放程度。再次，需確保軟件接口的水命能夠滿足測試聲明的具體要求，并符合具體的測試標(biāo)準(zhǔn)范圍。

3.3 軟件接口的實際應(yīng)用

一個基于JAVA的UG二次開發(fā)實例：三維設(shè)計軟件UG一直具備有兼容性較強的接口NXOpen，針對于JAVA語言也有特定的NXOpen for java技術(shù)，該開發(fā)接口位于Journal層，操作原則與其他技術(shù)類似，具備標(biāo)稱語言基礎(chǔ)的學(xué)者，能夠利用編程語言輕松地編制出屬于自己的二次開發(fā)程序，諸如添加菜單、操作模型等操作都能實現(xiàn)。編制的程序想要運行，一般需要在文件菜單欄、執(zhí)行工具項上準(zhǔn)確選中UG/Open項。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對傳統(tǒng)制造信息系統(tǒng)集成性差、可移植性較弱、資源利用重復(fù)浪費等缺陷，本文研究了基于軟件接口的制造信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模型構(gòu)建，介紹了軟件接口的具體描述方法，并概述了具體的測試方法及步驟?？傊?，通過構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的制造信息系統(tǒng)，實施合理、科學(xué)性較強的系統(tǒng)開發(fā)，能夠有效提升制造信息系統(tǒng)的集成性及其可移植性，并能夠縮減企業(yè)內(nèi)部在制造信息集成領(lǐng)域投入的具體成本，縮減系統(tǒng)構(gòu)建的實踐，同時減少軟件系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部資源的利用率，進(jìn)而有效提升企業(yè)內(nèi)部制造信息系統(tǒng)的功能性。

參考文獻(xiàn)：

[1]何威，張世杰，曹喜濱.基于軟件接口的衛(wèi)星多領(lǐng)域建模與仿真研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2011（01）.

[2]沙曉東.基于軟件接口的制造信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].機械工程師，2011（04）.

[3]鄭榮茂.基于NGGPS制造特征信息統(tǒng)一機理與實現(xiàn)方法[D].華南理工大學(xué)，2010.

[4]鄭林江.基于智能對象的混流裝配線敏捷生產(chǎn)管理技術(shù)研究[D].重慶大學(xué)，2010.

[5]朱琪.IC制造的信息安全風(fēng)險管理模型研究及實施應(yīng)用[D].復(fù)旦大學(xué)，2010.

[6]司徒渝.基于創(chuàng)新體系的德陽裝備制造業(yè)生產(chǎn)性服務(wù)型信息化平臺研究[D].西南交通大學(xué)，2012.

[7]方輝，譚建榮，譚穎.基于Web的制造信息主動推薦服務(wù)研究[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2008（11）.

作者簡介：方曉晗（1979.04-），男，福建漳州人，在職研究生，研究方向：軟件工程。

作者單位：同濟(jì)大學(xué)，上海 200092