基于Web的個性化專業定制系統研究與設計?

徐 勇 宋 建 范德軍

（1.華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心 廣州 510640）

（2.華南理工大學聚合物成型加工工程教育部重點實驗室 廣州 510640）

1 引言

隨著“中國制造2025”戰略的穩步實施，國內越來越多的制造業由信息自動化向智能化轉變。其中“智能制造”的核心業務之一是使客戶能夠深度參與到產品定制環節中，充分滿足客戶對產品細節把控的需求；另一方面在物質生活水平不斷提高的推動下，客戶對家電產品個性化定制需求的欲望愈發強烈，于是大力發展產品的個性化定制已逐漸成為家電制造業的新常態［1～3］。

目前，國內眾多家電制造企業如海爾、格力、長虹等，已先后推出線上家電定制業務，并取得良好的效果，但這種定制模式僅停留在“擺賣-選購”的層面上，也即家電定制的各部件組合是固定的，難以充分滿足客戶的個性化深度定制的需求，將阻礙企業市場的拓展。同時，絕大多數的線上家電平臺僅以圖片、文字說明作為客戶了解產品的入口，這在一定程度上限制了客戶對定制產品內部細節的認識與了解。此外，企業線上家電定制系統在承載相關業務時，其業務與企業內部ERP系統普遍存在異構數據安全同步困難的問題，對企業數據的安全管理造成了阻礙［4］。

課題的研究目標是根據合作企業家電產品智能制造項目建設的需要，為海外代理商等專業客戶提供個性化定制服務。本文研發一種可交互產品模型的個性化定制系統，其中在線瀏覽定制產品三維模型充分滿足了海外代理商深度參與定制的專業需求。此外系統實現了定制產品的可維護性管理以及異構數據安全同步的功能，便于產品的更新、拓展，提升了“智能制造”中信息數據安全同步的效率，為企業拓展海外市場提供了有力支持。

2 系統設計方案

2.1 系統總體設計

本系統采用三層B/S 的網絡架構，由用戶層、業務邏輯層和數據層組成。系統的總體設計如圖1所示。

用戶層是系統的對象，客戶和后臺管理員可以通過瀏覽器端與服務器端的系統程序進行交互。客戶訪問系統的個性化定制程序，管理員訪問系統的后臺信息管理程序，服務器接收訪問請求，并作出響應，瀏覽器解析由服務器發送過來的響應程序，然后將信息可視化的展示在瀏覽器頁面上。

業務邏輯層是系統的關鍵，由服務器端的Java程序實現，主要包含三維模型展示模塊與動態頁面模塊。動態網頁模塊中個性化定制程序指的是客戶登錄、注冊、產品信息展示、部件選型、三維模型展示以及訂單提交等業務，其中確定部件選型后后，將定制方案發送給三維展示模塊處理，啟動利用SolidWorks 開發自動組裝程序，生成的三維模型再通過eDrawings 顯示在瀏覽器上，后臺管理程序主要是產品部件信息更新，文件上傳，訂單管理等業務。

數據層是系統的基礎，其中包含異構數據同步模塊。定制系統的數據庫采用MySQL，以關系數據表的形式存儲著客戶的個人信息、產品部件信息，訂單信息、部件報價信息等；企業ERP 系統是SQL server 數據庫，由于不同的數據庫系統間存在異構問題，會造成數據無法共享，增加了數據交互的時間成本，所以采用SyncNavigator作為異構數據庫同步軟件，實現MySQL 與企業ERP 系統的數據進行同步。

圖1 系統總體設計圖

2.2 系統功能設計

該家電定制與三維展示系統包括三大模塊，動態頁面模塊是系統的功能實現，三維模型展示模塊與異構數據庫同步模塊提供功能支持。系統的功能實現分為兩大部分，客戶個性化定制的實現和后臺信息管理的實現，前者功能包括：客戶登錄注冊、家電部件信息查看、定制選取、查看定制產品的三維模型、個人信息管理、搜索、提交訂單、訂單查詢；后者功能包括：管理員登錄、產品部件信息管理、客戶信息管理、訂單信息管理。系統功能模塊圖如圖2所示。

圖2 系統功能模塊圖

3 關鍵技術及系統實現

3.1 動態網頁技術

網頁編程技術分為靜態網頁與動態網頁，兩者的差別在于能否與后臺數據庫交互，故現在的網頁編程技術一般指的是動態網頁，能實現動態網頁編程的主要有JSP技術、PHP技術以及ASP技術［5～6］。

JSP 技術主要是通過HTML 代碼以及內嵌的Java代碼實現，在前端請求JSP頁面資源，服務器響應并進行編譯，將結果返回至前端。PHP技術用途廣泛，支持眾多數據庫，由于PHP 腳本與HTML 相互兼容性強，從而頁面控制能力好，但是安全性不高。ASP技術基于.NET平臺，有強大的后臺處理能力，具備快速開發的特點，但是安全性與穩定性存在一定問題。

結合系統開發的安全性與穩定性的需求，選用JSP作為開發動態網頁的技術之一，由于JSP中HTML代碼與Java腳本并未解耦，會影響開發效率，最終采用Java Web 技術的MVC 的設計思想［7～8］，將動態網頁開發解耦成三部分，分別為JavaBean技術負責的模型層（Model）、JSP技術負責的頁面層（View）和Servlet負責的控制層（Control），即動態網頁技術采用JSP、JavaBean、Servlet 的Java Web 的技術架構。

本系統選擇MySQL 作為數據庫，其中個性化定制頁面程序與后臺信息管理頁面程序均采用Java Web 技術進行開發，整個動態網頁程序運行在Tomcat 應用服務器，以實現客戶、管理人員通過瀏覽器訪問系統。

3.2 產品三維模型在線展示技術

SolidWorks 是廣泛應用的三維軟件，它為用戶提供基于“部件對象模式COM”技術和“對象鏈接和嵌入OLE”自動化技術的應用編程接口，如果支持COM 和OLE 的編程語言，那么都可以對其進行二次開發［9］。常用的二次開發語言有VB.NET、C++、Delphi 等，本系統采用VB.NET 對SolidWorks 2012 進行二次開發，對客戶選取的產品部件進行自動組裝。

三維模型在線展示需要用到Web3D 技術，主流 的Web3D 技 術 有VRML、Viewpoint、eDrawings等［10～12］。其中VRML 為虛擬現實建模技術，瀏覽器內安裝插件BS Contact VRML 后，在頁面內可以在線顯示三維模型，并具備可交互性。Viewpoint 是一種基于XML 語言架構的虛擬現實技術，具備逼真的渲染引擎以及友好的交互能力，模型文件壓縮比是現有技術中最高的，在瀏覽器頁面顯示領域具有很大的優勢。eDrawings 是SolidWorks 公司的一款查看三維模型的軟件，具有方便快捷的特點，能夠以插件形式安裝在瀏覽器中；將三維模型保存為.EASM 格式是有效壓縮模型文件的方式，eDrawings 在瀏覽器環境下，支持對.EASM 格式文件的顯示并且有出色的交互功能，綜合考慮，本系統選擇采用eDrawings 技術，將三維模型在瀏覽器頁面展示。具體頁面展示步驟如下：

1）客戶在完成部件定制選取后，點擊“生成三維模型”按鈕，將選取的部件方案提交至服務器中的Servlet程序進行處理。

2）Servlet獲取選取的部件方案，將定制方案以IO 數據流的方式寫入記事本中，以TXT 格式保存，并啟動云服務器中的可執行程序。

3）服務器端可執行程序啟動后，在VPN 建立公網通信的前提下，與主機A中的偵聽可執行程序建立連接；建立連接后，云服務器端可執行程序將TXT定制方案發送至主機A。

4）偵聽可執行程序在獲取TXT 格式的定制方案后，啟動SolidWorks 零部件自動組裝的二次開發程序，根據定制方案中所選的部件，完成定制產品組裝，并以.EASM格式保存三維模型文件。

5）偵聽可執行程序將定制產品的三維模型發送至云服務器的Tomcat子文件夾中。

6）在三維模型顯示的jsp頁面中添加＜object＞＜/object＞標簽，標簽內添加模型文件的URL；在安裝好eDrawings插件后，客戶跳轉至下一頁面時，也就實現了三維模型在頁面的展示，同時由于eDrawings 插件的特性，客戶可在頁面上對定制產品的模型進行可交互的操作。

3.3 異構數據庫同步技術

異構數據庫是指具有不同數據類型的兩種數據庫，存儲同一種數據在不同數據庫中有多種表示方法，關系型數據庫中的Oracle、Sql Server、MySQL，三者均存在異構問題；例如在Sql Server 數據庫中存儲整型數據是用int 類型，然而Oracle 數據庫存儲整型數據是用number 類型，所以這種異構問題阻礙了數據庫之間的數據同步。

針對異構數據安全同步問題，主要有基于XML 數據的WebService 技術、JMS 技術以及利用第三 方 軟 件 進 行 同 步［13～16］。WebService 技 術 采 用SOAP作為傳輸協議，可以穿透防火墻，并可在不同語言和平臺間相互通信；JMS技術則是SUN 公司提出的Java 中間消息規范，屬于異步處理，數據以消息的形式在兩異構數據庫之間發送或監聽；第三方軟件主要是有Kettle、SyncNavigator，Kettle 適用有數據的清洗以及異構數據的相互轉換，但由于軟件穩定性較差，對數據的同步造成一定隱患。

SyncNavigator 是一款適用于SQL Server 與MySQL數據庫同步的軟件，首先在軟件中建立兩條同步連接，從SQL Server 至MySQL，以及從MySQL至SQL Server；然后選定需要同步的表并添加代碼“SETFOREIGN_KEY_CHECKS=0”，用于解除表與表之間的外鍵約束；最后設置異構數據庫同步的計劃調度安排，即每天24 點開始自動完成數據雙向同步操作。

4 實現案例

課題以合作企業的電視產品為系統的定制對象，分別選取電視的各部件進行定制；其中部件分類有液晶、底座、外觀套件、主板、配件等，不同部件分類有多種規格，各種規格以平面二維圖展示，給客戶一個直觀的認知，已成功登錄的客戶可以點擊“詳情”來查看具體信息，并對各部件分類進行選取。此外，客戶可通過頁面內eDrawings 插件的下載鏈接完成安裝操作。專業定制頁面如圖3所示。

圖3 專業定制頁面

客戶完成所有部件的選取操作后，提交定制方案，服務器將處理結果跳轉至三維模型展示頁面，頁面內左側為3D 模型窗口，窗口內具備平移、旋轉、縮放、透視等基本交互功能，右側為客戶定制選取的部件信息。三維模型展示頁面如圖4所示。

圖4 三維模型展示頁面

管理員登錄后臺信息管理平臺，對客戶的信息、部件規格信息、部件分類信息、訂單信息、系統管理員信息燈進行管理。后臺信息管理頁面如圖5所示。

圖5 后臺信息管理頁面

5 結語

該個性化專業定制系統作為“智能制造”的核心環節之一，充分滿足了海外客戶對產品進行個性化和深度參與定制的要求。系統主要包含了客戶在線個性化定制、定制產品三維模型在線瀏覽、后臺信息管理以及異構數據庫同步?？蛻敉ㄟ^瀏覽器方便快捷的訪問本系統，不同部件進行分類定制選取的方式最大化的滿足了客戶的個性化需求，部件平面圖的展示也降低了客戶選取的難度；將定制的家電產品以三維模型狀態在頁面展示，提高了海外代理客戶對產品的空間認知度與信賴感；后臺信息管理為系統的可維護性提供了有力的保障，同時異構數據庫同步的實現也為快速、安全、穩定同步數據提供了新的方式。通過本系統的應用，能最終提高企業在市場內的綜合競爭力。