基于Web的个性化专业定制系统研究与设计∗

徐 勇 宋 建 范德军

（1.华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心 广州 510640）

（2.华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室 广州 510640）

1 引言

随着“中国制造2025”战略的稳步实施，国内越来越多的制造业由信息自动化向智能化转变。其中“智能制造”的核心业务之一是使客户能够深度参与到产品定制环节中，充分满足客户对产品细节把控的需求；另一方面在物质生活水平不断提高的推动下，客户对家电产品个性化定制需求的欲望愈发强烈，于是大力发展产品的个性化定制已逐渐成为家电制造业的新常态［1～3］。

目前，国内众多家电制造企业如海尔、格力、长虹等，已先后推出线上家电定制业务，并取得良好的效果，但这种定制模式仅停留在“摆卖-选购”的层面上，也即家电定制的各部件组合是固定的，难以充分满足客户的个性化深度定制的需求，将阻碍企业市场的拓展。同时，绝大多数的线上家电平台仅以图片、文字说明作为客户了解产品的入口，这在一定程度上限制了客户对定制产品内部细节的认识与了解。此外，企业线上家电定制系统在承载相关业务时，其业务与企业内部ERP系统普遍存在异构数据安全同步困难的问题，对企业数据的安全管理造成了阻碍［4］。

课题的研究目标是根据合作企业家电产品智能制造项目建设的需要，为海外代理商等专业客户提供个性化定制服务。本文研发一种可交互产品模型的个性化定制系统，其中在线浏览定制产品三维模型充分满足了海外代理商深度参与定制的专业需求。此外系统实现了定制产品的可维护性管理以及异构数据安全同步的功能，便于产品的更新、拓展，提升了“智能制造”中信息数据安全同步的效率，为企业拓展海外市场提供了有力支持。

2 系统设计方案

2.1 系统总体设计

本系统采用三层B/S 的网络架构，由用户层、业务逻辑层和数据层组成。系统的总体设计如图1所示。

用户层是系统的对象，客户和后台管理员可以通过浏览器端与服务器端的系统程序进行交互。客户访问系统的个性化定制程序，管理员访问系统的后台信息管理程序，服务器接收访问请求，并作出响应，浏览器解析由服务器发送过来的响应程序，然后将信息可视化的展示在浏览器页面上。

业务逻辑层是系统的关键，由服务器端的Java程序实现，主要包含三维模型展示模块与动态页面模块。动态网页模块中个性化定制程序指的是客户登录、注册、产品信息展示、部件选型、三维模型展示以及订单提交等业务，其中确定部件选型后后，将定制方案发送给三维展示模块处理，启动利用SolidWorks 开发自动组装程序，生成的三维模型再通过eDrawings 显示在浏览器上，后台管理程序主要是产品部件信息更新，文件上传，订单管理等业务。

数据层是系统的基础，其中包含异构数据同步模块。定制系统的数据库采用MySQL，以关系数据表的形式存储着客户的个人信息、产品部件信息，订单信息、部件报价信息等；企业ERP 系统是SQL server 数据库，由于不同的数据库系统间存在异构问题，会造成数据无法共享，增加了数据交互的时间成本，所以采用SyncNavigator作为异构数据库同步软件，实现MySQL 与企业ERP 系统的数据进行同步。

图1 系统总体设计图

2.2 系统功能设计

该家电定制与三维展示系统包括三大模块，动态页面模块是系统的功能实现，三维模型展示模块与异构数据库同步模块提供功能支持。系统的功能实现分为两大部分，客户个性化定制的实现和后台信息管理的实现，前者功能包括：客户登录注册、家电部件信息查看、定制选取、查看定制产品的三维模型、个人信息管理、搜索、提交订单、订单查询；后者功能包括：管理员登录、产品部件信息管理、客户信息管理、订单信息管理。系统功能模块图如图2所示。

图2 系统功能模块图

3 关键技术及系统实现

3.1 动态网页技术

网页编程技术分为静态网页与动态网页，两者的差别在于能否与后台数据库交互，故现在的网页编程技术一般指的是动态网页，能实现动态网页编程的主要有JSP技术、PHP技术以及ASP技术［5～6］。

JSP 技术主要是通过HTML 代码以及内嵌的Java代码实现，在前端请求JSP页面资源，服务器响应并进行编译，将结果返回至前端。PHP技术用途广泛，支持众多数据库，由于PHP 脚本与HTML 相互兼容性强，从而页面控制能力好，但是安全性不高。ASP技术基于.NET平台，有强大的后台处理能力，具备快速开发的特点，但是安全性与稳定性存在一定问题。

结合系统开发的安全性与稳定性的需求，选用JSP作为开发动态网页的技术之一，由于JSP中HTML代码与Java脚本并未解耦，会影响开发效率，最终采用Java Web 技术的MVC 的设计思想［7～8］，将动态网页开发解耦成三部分，分别为JavaBean技术负责的模型层（Model）、JSP技术负责的页面层（View）和Servlet负责的控制层（Control），即动态网页技术采用JSP、JavaBean、Servlet 的Java Web 的技术架构。

本系统选择MySQL 作为数据库，其中个性化定制页面程序与后台信息管理页面程序均采用Java Web 技术进行开发，整个动态网页程序运行在Tomcat 应用服务器，以实现客户、管理人员通过浏览器访问系统。

3.2 产品三维模型在线展示技术

SolidWorks 是广泛应用的三维软件，它为用户提供基于“部件对象模式COM”技术和“对象链接和嵌入OLE”自动化技术的应用编程接口，如果支持COM 和OLE 的编程语言，那么都可以对其进行二次开发［9］。常用的二次开发语言有VB.NET、C++、Delphi 等，本系统采用VB.NET 对SolidWorks 2012 进行二次开发，对客户选取的产品部件进行自动组装。

三维模型在线展示需要用到Web3D 技术，主流 的Web3D 技 术 有VRML、Viewpoint、eDrawings等［10～12］。其中VRML 为虚拟现实建模技术，浏览器内安装插件BS Contact VRML 后，在页面内可以在线显示三维模型，并具备可交互性。Viewpoint 是一种基于XML 语言架构的虚拟现实技术，具备逼真的渲染引擎以及友好的交互能力，模型文件压缩比是现有技术中最高的，在浏览器页面显示领域具有很大的优势。eDrawings 是SolidWorks 公司的一款查看三维模型的软件，具有方便快捷的特点，能够以插件形式安装在浏览器中；将三维模型保存为.EASM 格式是有效压缩模型文件的方式，eDrawings 在浏览器环境下，支持对.EASM 格式文件的显示并且有出色的交互功能，综合考虑，本系统选择采用eDrawings 技术，将三维模型在浏览器页面展示。具体页面展示步骤如下：

1）客户在完成部件定制选取后，点击“生成三维模型”按钮，将选取的部件方案提交至服务器中的Servlet程序进行处理。

2）Servlet获取选取的部件方案，将定制方案以IO 数据流的方式写入记事本中，以TXT 格式保存，并启动云服务器中的可执行程序。

3）服务器端可执行程序启动后，在VPN 建立公网通信的前提下，与主机A中的侦听可执行程序建立连接；建立连接后，云服务器端可执行程序将TXT定制方案发送至主机A。

4）侦听可执行程序在获取TXT 格式的定制方案后，启动SolidWorks 零部件自动组装的二次开发程序，根据定制方案中所选的部件，完成定制产品组装，并以.EASM格式保存三维模型文件。

5）侦听可执行程序将定制产品的三维模型发送至云服务器的Tomcat子文件夹中。

6）在三维模型显示的jsp页面中添加＜object＞＜/object＞标签，标签内添加模型文件的URL；在安装好eDrawings插件后，客户跳转至下一页面时，也就实现了三维模型在页面的展示，同时由于eDrawings 插件的特性，客户可在页面上对定制产品的模型进行可交互的操作。

3.3 异构数据库同步技术

异构数据库是指具有不同数据类型的两种数据库，存储同一种数据在不同数据库中有多种表示方法，关系型数据库中的Oracle、Sql Server、MySQL，三者均存在异构问题；例如在Sql Server 数据库中存储整型数据是用int 类型，然而Oracle 数据库存储整型数据是用number 类型，所以这种异构问题阻碍了数据库之间的数据同步。

针对异构数据安全同步问题，主要有基于XML 数据的WebService 技术、JMS 技术以及利用第三 方 软 件 进 行 同 步［13～16］。WebService 技 术 采 用SOAP作为传输协议，可以穿透防火墙，并可在不同语言和平台间相互通信；JMS技术则是SUN 公司提出的Java 中间消息规范，属于异步处理，数据以消息的形式在两异构数据库之间发送或监听；第三方软件主要是有Kettle、SyncNavigator，Kettle 适用有数据的清洗以及异构数据的相互转换，但由于软件稳定性较差，对数据的同步造成一定隐患。

SyncNavigator 是一款适用于SQL Server 与MySQL数据库同步的软件，首先在软件中建立两条同步连接，从SQL Server 至MySQL，以及从MySQL至SQL Server；然后选定需要同步的表并添加代码“SETFOREIGN_KEY_CHECKS=0”，用于解除表与表之间的外键约束；最后设置异构数据库同步的计划调度安排，即每天24 点开始自动完成数据双向同步操作。

4 实现案例

课题以合作企业的电视产品为系统的定制对象，分别选取电视的各部件进行定制；其中部件分类有液晶、底座、外观套件、主板、配件等，不同部件分类有多种规格，各种规格以平面二维图展示，给客户一个直观的认知，已成功登录的客户可以点击“详情”来查看具体信息，并对各部件分类进行选取。此外，客户可通过页面内eDrawings 插件的下载链接完成安装操作。专业定制页面如图3所示。

图3 专业定制页面

客户完成所有部件的选取操作后，提交定制方案，服务器将处理结果跳转至三维模型展示页面，页面内左侧为3D 模型窗口，窗口内具备平移、旋转、缩放、透视等基本交互功能，右侧为客户定制选取的部件信息。三维模型展示页面如图4所示。

图4 三维模型展示页面

管理员登录后台信息管理平台，对客户的信息、部件规格信息、部件分类信息、订单信息、系统管理员信息灯进行管理。后台信息管理页面如图5所示。

图5 后台信息管理页面

5 结语

该个性化专业定制系统作为“智能制造”的核心环节之一，充分满足了海外客户对产品进行个性化和深度参与定制的要求。系统主要包含了客户在线个性化定制、定制产品三维模型在线浏览、后台信息管理以及异构数据库同步。客户通过浏览器方便快捷的访问本系统，不同部件进行分类定制选取的方式最大化的满足了客户的个性化需求，部件平面图的展示也降低了客户选取的难度；将定制的家电产品以三维模型状态在页面展示，提高了海外代理客户对产品的空间认知度与信赖感；后台信息管理为系统的可维护性提供了有力的保障，同时异构数据库同步的实现也为快速、安全、稳定同步数据提供了新的方式。通过本系统的应用，能最终提高企业在市场内的综合竞争力。