面向国家标准内容的印刷检测管理系统设计.pdf

收稿日期:2023-02-25通讯作者:杨文杰第 31 卷 第 6 期Vol.31 No.6北 京 印 刷 学 院 学 报Journal of Beijing Institute of Graphic Communication2023 年 6 月Jun.2023面向国家标准内容的印刷检测管理系统设计左学斌1,李 芯2,刘浩红2,李 青2,陈修洁1,杨文杰1(1.北京印刷学院 印刷与包装工程学院,北京 102600;2.北京印刷学院 检验检测中心,北京 102699)摘 要:为了解决印刷检测中心生产效率低下问题,并提高信息化管理水平,本文针对以往印刷检测管理的不足,设计实现了面向国家标准内容的印刷检测管理系统。该系统采用浏览器/服务器(B/S)架构的开发模式,运用 Java、Vue、Go 等主流技术进行系统设计,其中 Java 用于实现后端数据的业务逻辑以及与数据库的交互,Vue实现前端的客户操作与系统之间的交互,Go 实现读取检测设备接口返回的数据,并采用 MySQL 数据库进行数据存储。经测试,该系统的性能良好,实现了对印刷检测的全面管理,有效提高了印刷检测的工作效率。用信息化系统代替传统的纸笔记账或审批,是印刷检测管理的必然趋势,将推动印刷检测向智能化发展。关键词:印刷检测;管理系统;国家标准;Java中图分类号:TP311.1文献标识码:A文章编号:1004-8626(2023)06-0001-06 绿色化、信息化、智能化是印刷包装行业的发展趋势。1但在小批量、多品种、个性化需求为主的印刷企业生产中,存在工艺材料多样、机械自动化程度不同、印刷标准不统一等问题,这使得印刷品的质量参差不齐。2为保证印刷品质量,推动印刷生产绿色化的发展,国家和印刷相关行业建立了印刷机、印刷品、印刷原料的一系列标准,3-4并建立相应的印刷检测机构,进行市场化运行,对印刷进行多维度的检测。印刷生产的关联因素很多,印刷机、印刷品、印刷原料等,其检测项目、工具、参数、标准都不同,5-7以及印刷企业对检测的重视程度不够,这使得我国印刷检测的发展滞后。目前市场上还没有成熟的印刷检测管理系统,一些检测机构对印刷品、原料、机械的检测过程仍是采用原始的仪器检测、手工记录的方式,不仅耗时耗力,而且容易受时间和空间的限制,检测过程不能实时被查看,且检测管理效率低下。8因此开展印刷检测管理的研究,建立完善的检测管理系统,对减少人工失误,提高检测效率,推进印刷的标准化、绿色化发展等都具有重要的现实意义。印刷检测管理系统面向社会开放,基于互联网可远程操作和系统管理,数据和检测报告皆具有法律效力,因此系统的安全性和数据的保密性至关重要。安全管理部分采用 Spring Security 和 Shiro 双安全通道模式。9-10Shiro 主要控制网络层面的安全,它能非常清晰地认证、授权以及管理会话;Spring Security 主要控制数据层面的安全,在权限控制、密码加密等方面有着很不错的表现。11为了使数据在各个框架中互相传输更加安全,RSA 加密算法对信息进行加密行之有效,12RSA 加密算法技术较其他算法技术的优势在于其兼容性比较广,能适应各种不同的框架,且不会产生冲突。13考虑多用户并发操作、提高系统性能以及减少 IO操作也是系统设计时应考虑的问题。系统采用Redis 缓存数据库,将数据保存在内存中,不仅解决了 CPU 和内存的压力,加快了读取速度,更易于进行较大数据的处理,大大减轻了后端数据库的请求压力。14在系统开发过程中,前端采用 Vue 框架进行组件化开发,15大大减少了代码的编写量,缩短了开发工期。后端采用 Java 系列技术和框架,其基于对象化、模块化的设计便于系统维护和升级。在功能方面,检测企业从申请检测到检测报告输出,应体现印刷检测过程的规范化、流程化和信息化。即企业申请检测印刷品,生成相应的检测业务合同,下达检测任务至检测车间,车间中的检测设备利用接口把检测结果直接导入本系统中,再依据国家标准生成检测报告。所有的工作都按照严格的流程完成,避开了人工记录的缺点。16同时,系统还应详细地记录检测日志信息,便于管理员汇总和统计分析,进而有效实现远程的监测管理。1 需求分析1.1 主要功能模块分析针对印刷品、印刷原料、印刷机械的检测,实现从申请检测到生成检测报告整个过程的信息管理,并将系统运行过程中所产生的信息存储到数据库中。系统实现的主要功能包括:标准管理:检测的标准维护,包括检测标准及标准明细的新增、维护、查询。合同管理:印刷检测合同的新增、审核、查询以及合同所涉及的样品和项目查询等。任务管理:为合同生成对应的任务单,实现任务单的新增、审核、计划、下达等。检测管理:根据检测标准实现检测,对检测结果进行维护、审核、批准以及查询,检测报告输出等。根据系统功能需求分析,印刷检测系统用例图设计如图 1 所示。图 1 印刷检测系统用例图 (1)针对不同的检测样品,在创建订单时,自动加载到标准管理中该订单样品所对应的检测标准,避免用户二次操作,极大提高了工作效率。(2)用户新增印刷质量检测订单,管理员审核通过后生成订单的合同,合同中包括检测的样品以及受检样品相关信息。同时通过系统实时了解印刷检测的情况。(3)针对每份合同中的样品,生成对应的任务单,一份合同可对应多个任务单。而后将每种样品的检测任务分配至对应的检测车间,一个车间只负责检测一种样品。(4)完成检测后,检测设备通过 TCP/IP 协议,将检测结果导入系统中,车间检查结果无误后,将检测结果上传。通过合同编号可查询对应的检测报告,各企业可根据自身需要进行打印或在线浏览。检测过程中产生的合同、任务单以及检测报告等均有记录,用户和管理员可根据需要进行查询。1.2 数据库分析印刷检测管理系统最基本的功能是将检测过程流程化,免除繁琐的手工记录。而数据库是建立印刷检测管理系统的基础,它承担着数据的存储和管理任务。17良好的数据库设计可以提高系统的访问效率,降低存储资源的浪费。根据本系统数据的特点和关系,数据库表的结构以及关系如图 2所示。2 系统实现2.1 系统实现技术系统使用浏览器/服务器(B/S)结构,18通过Web 浏览器进行页面访问,大多数事务逻辑在服务器端实现,前端只实现极少数业务逻辑。系统开发过程中,使用 Java 语言在 IDEA 平台上开发,采用关系型数据库 MySQL 存储系统数据,其体积小、速度快且成本低。它将数据保存在不同的表中,可以快速处理拥有上千万条数据的记录表。192北 京 印 刷 学 院 学 报2023 年2.2 检测业务流程实现印刷检测管理系统主要用于各企业委托检测公司进行印刷检测,包括从申请检测到最终检测报告输出。企业(即客户)创建合同,合同内容包括客户号、检测样品类别、检测类别以及其他委托检测信息;然后管理员进行合同审核,同意检测后,生成对应合同的任务单,任务单包括合同编号、样品类别以及检验类别(委托检验)。每份合同可以检测多种样品,因此可有多个任务单;随后根据任务单将检测任务分发至对应样品检测的车间,车间检测完成后利用接口将检测结果上传至系统。印刷检测功能模块流程如图 3 所示。图 2 印刷检测管理实体 E-R 图图 3 印刷检测功能模块流程2.3 印刷检测模块的调用过程本系统以 Java+Node.js 为底层开发语言,运行容器为 Tomcat+Nginx 双例模式环境,开发平台软件为 IDEA(后端)、WebStorm(前端),后端主体框架采用 SpringBoot 技术,前端主体框架采用 Vue 技术,其中样式主体框架采用 ElemenUI 技术。并采用缓存级数据库 Redis 和主数据库 MySQL。本节以检测管理模块为例说明具体实现过程,其他模块与该模块类似。检测管理模块部分实现的类图如图 4 所示。(1)Interaction 是用户与系统的交互组件。包括两部分:Template(模板)与 Dom(节点)的映射和双向绑定,Life Cycle Hooks 函数触发生命全周期。在交互组件中,Life Cycle Hooks 函数动态加载Template 模板中的 JS 算法,并把相关的结果返回值映射到 Dom 节点中,使系统及时快速且稳定地3第 6 期左学斌,李 芯,刘浩红,等:面向国家标准内容的印刷检测管理系统设计图 4 检测管理模块实现类图显示各类信息。用户此时通过 http/https 请求向服务端发送操作指令。(2)网络安全 Shiro 框架主要包括 Subject(对象主体)、Security Manager(安全管理 器)以 及Realm(安全数据源)。在 Shiro 框架中,Security Manager 起到关键且决定性的作用,Subject 会把任意的外部请求封装成客体类型数据,然后由 Secur-ity Manager 过滤筛查,最后把符合的请求伴随着浏览器端的 Token 一起封装到 Realm 中。此时 Shiro就会获取 RSA 的公钥部分,向数据安全部分传送数据。网络安全使用 Token+公钥请求的方式向数据安全发送指令。(3)数据安全部分是 RSA 双层链路加密技术,主要包括快速幂取模算法、公钥与私钥安全分配以及非对称加密技术。在RSA 中,快速幂取模可以更好地使私钥部分保证其原子性和不可复制性,极大提高了数据传输的安全可信度。同层传输由 RSA 通过 Token+私钥请求向 Spring Security 共模安全模组发送指令,Spring Security 共模安全模组包括身份验证过滤链和访问控制过滤链。当安全框架验证请求为合法请求时,用 Token+私钥换取唯一临时访问权限 TAAI,随后进入 Redis 缓存数据库。(4)Redis 缓存数据库的主要作用:当页面请求到达服务端时,首先会在 Redis 中寻找相应结果,若 Redis 中存在,则直接返回,否则继续向下级(即业务层)发送请求。本系统加入 Redis 缓存数据库,可以极大地降低系统与数据的交互,提高用户的感知体验,同时减少用户的不必要等待时间,降低服务器的交互频率。Redis 中包括当前登录用户基础信息(Current User Account)、当前登录用户操作权限(Current User Permission)以及当前登录用户业务逻辑(Current User Business)。(5)业务层包括 Controller、Service、Implement以及 Mapper 四个部分。Controller 用来捕获前端请求指令,并把指令分为四个方向:create(创建数据)、update(更新数据)、delete(删除数据)以及query(查询数据)。Controller 向接口 Service 发送请求,该接口中主要包括四种方法:create service(创建接口)、update service(更新接口)、delete service(删除接口)以及 query service(查询接口)。从 Service 接口向 Implement 发送指令,Implement实现接口的所有方法。由 Implement 向 Mapper 发送与数据库交互指令,分别请求数据库中插入、删除、更新等方法。(6)本系统的检测结果并非手工录入,而是检测设备通过指定接口,利用 TCP/IP 协议向系统中发送检测结果数据,这大大减少了工作量,降低了错误率,增加了系统的可信度。用户通过本系统与检测公司进行交互,用户页面如图 5 所示,检测模块设计实现的主要界面如图6 所示,通过数据口导入检测结果,并根据国家标准对检测结果进行合格性、可用性判断等。根据检测结果,输出最终的检测报告,检测报告页面如图 7 所示。4北 京 印 刷 学 院 学 报2023 年图 5 用户页面图 6 检测录入信息界面图图 7 检测报告页面3 结语本文针对传统印刷检测过程中信息管理劳动强度大、实时性差、效率低等问题,从企业的印刷质量检测需求出发,基于 Java+Vue 等技术,设计并开发了印刷