基于云計算的超級BOM設計與實現

魏映婷 倪靜

摘 要：信息時代，及時掌握企業內部制造資源信息情況尤為重要。根據管理信息系統（MIS）設計方法，以云計算為基礎，結合JavaWeb技術，對超級BOM系統進行了系統性分析，利用系統開發理論、虛擬化技術，結合E-R圖和數據庫設計模型，搭建了超級BOM系統云架構平臺，設計了一個基于云計算的超級BOM系統。基于云計算的超級BOM系統開發，幫助企業實現了基本的BOM管理功能，縮短了產品BOM的設計周期，從而提高了企業競爭力。

關鍵詞：云計算；超級BOM；云平臺；虛擬化

DOI：10.11907/rjdk.172604

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2018）004-0135-03

Abstract：At present， the society has entered the era of information technology， cloud computing and big data. Information is more important for manufacturing enterprises. According to the design method of management information system （MIS）， based on cloud computing and JavaWeb technology， this paper makes a systematic analysis of the super BOM system. Using the system development theory virtualization technology， we combined E-R chart with database to design a model to build a cloud platform super BOM system. The application layer of the system is designed in detail， and a super BOM system based on cloud computing is designed. Super BOM system based on Cloud Computing not only helps enterprises to improve the management of BOM， but also can shorten the design cycle. Therefore it improves the competitive power of enterprises.

Key Words：cloud computing； super BOM； cloud platform； virtualization

0 引言

市場、競爭對手和商業環境快速變化，信息的獲取對企業越來越重要，企業組織結構正在向扁平化方向發展[1]，云計算[2]幫助企業運作變得更快、更好、更經濟。

隨著信息技術的迅速發展，信息科學和計算科學在物料管理中的作用受到管理部門重視[3]。物料管理系統（Bill of Material， BOM），采用計算機技術幫助企業管理生產，使計算機能夠讀取和存儲企業制造的產品結構數據及涉及的物料資料。基于云計算的超級BOM系統開發不僅延續了相關人員的工作習慣，而且實現了BOM信息的共享，保證了數據的一致性和準確性。

1 超級BOM系統分析

1.1 超級BOM基礎編碼庫構建

為了適應信息化系統之間的集成和數據處理，使物料編碼更加科學、完整，物料編碼設計不僅要從整體角度考慮，還要在物料編碼規則、物料屬性這些方面對編碼進行詳細設計[4]。

為了保障超級BOM[5]對供應鏈各流程的普遍適用性，結合物料編碼原則，本文系統以物料屬性為基礎[6]，制定如圖1所示的編碼規則。

1.2 物料結構層次分析

本系統采用混合式BOM，以表1最后一行數據為例，其層次碼為3.1L，表示該零件是在該產品的第3層第1個物料，并且該物料為最底層物料。該BOM表具備一對多的自反關系，對于單層式BOM存儲結構進行了改進。該存儲結構優點：可以查詢產品的所有零部件層次和組成結構，通過遞歸算法查詢生成一個自上而下完整的產品或部件的層次結構樹，對零部件可直接或間接進行正向或反向查詢[7]，可快速地查詢某零部件所屬產品和在該產品下的數量等。

1.3 物料查詢方法

物料查找方法分為兩類：一類是父項零件滿足特定的物料特點，子項零件也跟著滿足。另一類是父項零件滿足特定的物料特點，子項零件卻不滿足。根據這兩類的區別制定如下算法[8]：

SetElement表示一個零件集合，SetRelation表示一個父子關系集合，ElmentFeature表示一個零件滿足所需零件特點的集合，SetlRule表示一個按照規則推理的關系集合。

FindingElement（SetF，SetElement，SetReation，ElementFeature，SetRule）

{Num=1；ResultSetE.Num=l； （ResultSetE是將要返回的滿足條件的零件集合）

While Num<=SetElement.Num do

{SetEl=FindingFather （SetRlation，SetElement.Element[Num]）；

（求第Num個零件的所有父項零件集合）

SetF1=FindingFeature （SetE1，ElementFeature）；

（求第Num個零件及其父項零件需要直接滿足的集合，這個集合即第Num個零件必須直接滿足的所有滿足需要的零件特點的集合）

SetF= FindingFeature （SetRule. SetF1）；

（第Num個零件所需滿足的所有需要的零件特點的集合）

If CheckContain（SetF1，SetF）=true then

（如果第Num個零件滿足需要，則放入集合ResultSetE中）

ResultSetElement[ResultSetE.Num]=SetElement.Element[Num]；

ResultSetNum++；

Num++；}

Return ResultSetE；}

2 超級BOM系統平臺

2.1 超級BOM系統云平臺技術基礎

一個成功的超級BOM系統在技術上要具備3個條件：①有良好的硬件環境，如計算機及配套的外部設備、網絡連接設備、網絡線路等；②有適合超級BOM的軟件環境支撐，包括操作系統軟件、數據庫管理軟件、BOM系統軟件等；③有高素質的技術人員環境[9]。

2.2 超級BOM云平臺架構

云計算與超級BOM系統相結合進行超級BOM系統的云平臺建設，設計理念是基于面向服務的體系架構（SOA），對物料信息發布、存儲集中管理，實現物料信息資源開放共享的目的。體系架構自下而上分為物理層、平臺層、資源整合層、應用層和訪問層5層。

要想使云計算運用到超級BOM系統中，首先必須建立一個共享云平臺構架，這5個層面是構建云平臺的基礎，各層之間緊密結合，互相聯系，共同建立起超級BOM系統云平臺架構，然后在此架構的基礎上才可以通過各種途徑將云計算應用到超級BOM系統，使其成為一個完整的系統。

3 系統設計

3.1 云計算超級BOM系統結構

云計算提供一種統一的BOM管理平臺，包括服務器、存儲設備和網絡設備，以及為云計算產業提供的咨詢服務，用戶可根據需要對BOM系統進行模塊化定制，并且只需要在客戶端進行數據、流程處理即可。對于后續的系統升級、擴展，云計算平臺都進行統一管理，大大降低了系統二次開發 [10]。

3.2 系統總體設計

通過云計算技術結構體系的分析，運用Eclipse、JavaWeb技術、Sqlserver數據庫技術等進行詳細設計，系統功能結構如圖2所示。

3.3 系統數據模型設計

本系統采用數據庫群對數據進行存儲管理，根據對物料結構層次的分析，得到圖3的E-R圖。產品管理部門在添加產品時要設置產品屬于何類別；設計部門在設計產品結構時，產品包含多個零部件，多個零部件組成一個產品，零部件會形成零部件層次結構，同時需要記錄設計變更中的修改記錄；工藝部門在設計產品工藝時，需要為產品、零部件制定工藝，工藝則形成相應的工藝結構；其它相關部門在數據匯總時，可以選擇對零部件或工藝進行匯總；產品設計過程中需要記錄修改。平臺管理員需要配置具有不同角色、權限的用戶。

4 系統實現及運行分析

4.1 系統部分功能實現

基于云計算的超級BOM系統基于B/S結構模式，企業用戶需要根據平臺管理員給定的網址和賬號登錄系統。在產品錄入階段，需要將產品工藝信息用Word或Excel按照一定格式設計好，然后批量導入系統。

4.2 系統運行分析

系統整合了4個4核、8G內存的刀片式服務器，利用Hadoop技術構建了一個虛擬資源池進行性能測試。測試時，將其中一個服務器作為主節點，其余3個服務器作為從節點，分別用不同節點數的服務器對資源池中的數據進行檢索計算。測試時分別利用不同節點數查詢10 000個物料和20 000個物料，并將其查詢時間與應用云計算之前查詢的20 000個物料查詢時間相比較，測試結果如圖4所示。

測試結果中，查詢10 000個物料時，采用4個集群節點比采用單個節點快了95%左右，查詢20 000個物料時則快了103%，在應用云計算之前，系統查詢20 000個物料需要0.9s，在應用云計算之后采用4個集群節點時查詢時間則降到了0.46s。測試結果表明，隨著集群節點的增加，物料的查詢速度會加快，且查詢物料量越多效果越明顯。因此，應用云計算可以大幅度降低物料的查詢時間。

5 結語

本文通過對云計算技術結構體系等內容的分析，根據云計算設計思想和理論對超級BOM系統進行了相關的技術、業務分析。結合超級BOM理論思想，分析了混合BOM的結構以及超級BOM系統云平臺的技術基礎，并將虛擬化技術應用到云平臺，構建了一個用于超級BOM系統的云平臺整體架構。結合云計算技術、Eclipse、JavaWeb技術、Sqlserver數據庫技術等，詳細設計了超級BOM系統云平臺。

參考文獻：

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（責任編輯：杜能鋼）