钢铁企业可视化管理系统中动画模拟的设计与实现

郝璞玉，冯玉芬，葛卫军，赵光峰

（唐山师范学院 数学与信息科学系，河北 唐山 063000）

可视化管理是指利用信息技术系统，让管理者有效掌握企业信息，实现管理的透明化与可视化，使管理效果可以渗透到企业人力资源、供应链、客户管理等各个环节[1-3]。

钢铁企业可视化管理是通过利用炼焦、炼铁、炼钢、轧钢、冷轧、能源动力、原料库存、成品和半成品库存、质量检验等生产过程中的相关信息，实现订单跟踪和对订单外部条件的有效监控，结合生产计划对各生产工序中的主体设备运行状态、成品/半成品库存数据、质量检验数据进行数据整合，实现对生产过程和生产结果的可视化跟踪管理，从而实现钢铁企业全过程成本的集中有效地管控，大大提升企业的整体管理水平和创效能力[4-5]。

本文研究了动画模拟功能模块的设计和实现技术，提出采用 Flash技术设计动画界面，可在生成调度室大屏全屏显示，或在客户端显示器上显示动画画面，采用客户端与服务器端以HTTP协议进行数据交换技术，数据来源可视化管理系统中的相关动画数据表，最终实现实时显示炼铁、炼钢、轧钢等生产主体设备的运行状态，查询显示主体设备的运行参数；实时显示原料车辆、成品车辆进出厂情况；实时显示主要物料库存情况等功能。这种技术的使用不仅达到动画界面漂亮美观，数据真实可靠的效果，更为后期设备的增添，功能的扩充提供了便利。

1 研究背景和系统设计目标

目前，钢铁企业内部现有系统多种多样，但是它们没有能很好地协同工作。主要的管理系统有 PLC（Programmable Logic Controller）生产控制系统、EDNA（Enterprise Distributed Network Architecture）能源管理系统、进出厂计量系统、厂内倒运计量系统、火车磅计量系统、辊道磅计量系统、轧钢线MES（Manufacturing Execution System）、ERP（Enterprise Resource Planning）系统采集数据。可视化管理系统的目标是科学地整合这些已有的系统资源，让这些系统成为可视化系统的数据提供者，通过数据采集的方式把数据定时采集到可视化系统中，供给数据表示模块使用，其中一部分数据提供给动画功能模块。数据在各个系统中的流向如图1所示。

图1 可视化管理系统中数据流向图

2 研究背景和系统设计目标

数据库结构设计的好坏会直接影响管理信息系统的执行效率，好的数据库结构设计会减少数据冗余，减少数据存储量，提高数据的完整性和一致性，提高系统的响应速度[6,7]。基于以上原则，动画数据库的数据库结构设计如下，它主要包括为动画及动作提供动作参数的动画参数表（Anima_Param），为动画参数表提供设备分类的动画参数分类表（Anima_Param_class），为动画提供当前动作状态的动画当前状态表（Anima_state）和为动画提供动作参数的动画动作表（Anima_actions）。

动画参数分类是根据钢铁企业的整个工作流程划分了多个分类，例如对于原料进厂和原料倒运、烧结机运行状态，成品库和销售；根据对动画画面的控制功能又可把动画参数分为两类，即动作控制参数类和状态参数类。状态参数就是指这些数据是动画画面上需要显示数据，比如显示当前库存状态，包括显示成品库板材钢质、库存板材钢质块数、库存板材钢质重量、库存板材总块数、库存总重量。控制参数是用来控制动画实例的动作。如果当前在出厂磅上有成品车辆出厂，则动画画面发货车辆就会有出厂动作，如果当前有钢板在冷床上加工，那么动画页面上就能显示钢板进冷床的画面，这些动画的动作就由动作控制参数类来控制的。但是如果想在发货车辆上能显示该车的车牌号、钢材种类、钢材规格、钢板块数、货品净量、货品合同号和客户名称等信息，在进入冷床的钢板上显示，这块钢板是为哪个客户生产的，该产品的合同号是多少，显然这些数据又是状态参数。因此，动画页面需要通过动画数据库中几个数据表结合共同实现动画模拟效果。

图2为动画数据模型的E-R图，反应了动画数据表之间的关系。

图2 动画数据表E-R图

3 在Asp.Net运行环境下Flash动画与数据库的通信

3.1 Flash动画与数据库实现通信原理

在ActionScript中Loadvars类用于实现应用程序和服务器之间传输变量，它的load方法是从指定的URL地址载入变量，send方法是从一个Loadvars对象中提交变量到指定的URL，那么sendAndload方法则是从一个LoadVars对象提交变量到指定的URL，并且下载服务器端应答到指定对象[8,9]。

本动画环境中设备动作数据需要从动画数据表取得，故应设计一个去访问数据库页面，组织动画动作所需的一些数据作为驱动动画的变量，然后动画显示页面去该页面载入这些变量。显示设备运行状态时，也同样需要去访问数据库页面加载变量，从而让设备状态信息显示在动画页面上，这个访问数据库的页面是动画控制页面。图3为动画显示页面、数据处理页面和数据库三者之间的数据通信原理图。

图3 Flash页面与数据库通信原理图

3.2 动作控制和设备运行参数协议

服务器端返回一个采用UTF-8格式的字符串。字符串的形式类似网页请求参数的形式：即以&符隔开的“变量名=值”的形式。

每一行数据为用制表符（ ）分隔的三项内容。第一项是动画对象的名称，第二项是对动画对象的控制方式，第三项是控制参数。

当用户单击某个主体设备时 Flash动画以如下形式向服务器请求设备运行参数：

AnimaControl.Aspx?qCode=aaa&p1=bbb...&p99=zzz。

图4 动画控制数据处理算法流程图

图5 动画页面

3.3 Flash动画中脚本的实现

Flash动画通过每3秒钟访问一次AnimaControl.Aspx以获取设备动作数据。Flash动画载入 AnimaControl.aspx页面产生的数据，然后用ActionScrip进行解析，根据主体设备名、动作编号、设备动作、属性值或开始播放或停止播放帧来控制画面的动态效果。图4为数据处理流程图，图5为动画页面效果。

4 结论

研究了钢铁企业可视化管理系统数据呈现方式中的一种数据展示方式——动画模拟。研究成果在实际应用中的验证结果表明，系统稳定、数据准确、运行速度快，真正实现了钢铁企业内部信息的可视化管理。

[1] 魏广科.基于.net的企业人力资源管理系统研究[J].计算机工程与设计,2007,28(11):2682-2685.

[2] 李堂辉.冯陈雷.论企业可视化管理的内涵与实现[J].山东社会科学,2006,30(11):38-40.

[3] 程新喜.可视化管理及其在F公司的运用[D].硕士论文,指定教师许志端,厦门大学,2008:8-34

[4] 唐颖,林凤彩.发展唐山钢铁产业的战略分析[J].中国集团经济,2011,33(11):59-60.

[5] Ji Yingbo.Analysis and optimization schedule for tunnel engineering based on information management and visual simulation[J].Journal of Convergence Information Technology, 2011, 6(5):175-182.

[6] 孙莉,李树刚,陶莹,陈华斌.基于 B/S模式的质量管理信息系统设计与实现[J].上海交通大学学报,2010,44(S1):175-177.

[7] 伍守意.Flash项目于数据库通信的研究——基于ASP.NET技术[J].电脑知识与技术,2010,6(26):7383-7389.

[8] 王田,宋文强,肖嵛.基于ASP的Flash与Access数据库数据通讯的实现[J].重庆工学院学报(自然科学),2009,23(4):122-123.

[9] Adobe 公司.Adobe Flash CSS ActionScript 3.0中文版经典教程[M].北京:人民邮电出版社,2010:100-180.