1　引言
對于產(chǎn)品遠程協(xié)同設(shè)計,國外的研究與應(yīng)用比較早,國內(nèi)主要集中在通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ實現(xiàn)產(chǎn)品的信息發(fā)布和文件傳輸,而對于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遠程協(xié)同設(shè)計的理論和應(yīng)用研究,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,近年來得到了許多專家學(xué)者的關(guān)注,其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的計算模式也正由傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器（Ｃ/Ｓ）模式轉(zhuǎn)向基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ/Ｉｎｔｒａｎｅｔ的三層瀏覽/服務(wù)器（Ｂ/Ｓ）模式轉(zhuǎn)變。作者采用的動態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁ＡＳＰ技術(shù),以管殼式換熱器設(shè)計為例,建立其基于Ｂ/Ｓ模式的遠程設(shè)計系統(tǒng),為進一步探索化工機械產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)設(shè)計服務(wù)中心積累經(jīng)驗。

2　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
目前,基于Ｗｅｂ技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要有:Ｃ/Ｓ,Ｂ/Ｓ兩種模式。由于Ｃ/Ｓ模式是一種典型的二層結(jié)構(gòu),通過消息傳遞機制進行對話,客戶向服務(wù)器發(fā)出請求,服務(wù)器進行相應(yīng)的處理后將結(jié)果返回給客戶?？蛻舳诵枰僮飨到y(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、客戶機軟件、應(yīng)用軟件等好幾層軟件,而在服務(wù)器端則是單純的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。這種模式具有性和交互性強、網(wǎng)絡(luò)通訊量低以及速度快等優(yōu)點,但存在著客戶機負擔重、移植困難、系統(tǒng)維護復(fù)雜、升級麻煩和用戶界面風(fēng)格不一等缺點。Ｂ/Ｓ模式具有三層邏輯結(jié)構(gòu),是Ｃ/Ｓ模式的一種擴展。Ｂ/Ｓ模式簡化了客戶端軟件,只需裝上瀏覽器作為客戶端應(yīng)用的運行平臺,把原來在客戶機一側(cè)的應(yīng)用程序模塊放到Ｗｅｂ服務(wù)器上單獨組成一層,從而大大減輕了客戶機的壓力,把負荷均衡地分配給了Ｗｅｂ服務(wù)器。用戶使用瀏覽器上網(wǎng),向Ｗｅｂ服務(wù)器發(fā)送請求,查詢數(shù)據(jù)庫,執(zhí)行應(yīng)用程序并將結(jié)果信息組織成超文本標記語言頁面發(fā)送給用戶。這種模式克服了Ｃ/Ｓ二層結(jié)構(gòu)負荷不均勻的弊端,具有易于維護和升級、用戶界面具備一致性和友好性、操作使用方便、應(yīng)用程序開發(fā)與管理成本低等優(yōu)點,是目前開發(fā)產(chǎn)品遠程協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)的*網(wǎng)絡(luò)計算模式,其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。




3　系統(tǒng)配置和開發(fā)工具
3 1　硬件設(shè)計
服務(wù)器端選擇微機作為服務(wù)器或選用各種服務(wù)器?？蛻舳诉x擇中檔以上微機,能運行ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ5.0以上瀏覽器。

3 2　軟件設(shè)計
服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)選取Ｗｉｎｄｏｗｓ2000Ｓｅｒｖｅｒ或ＷｉｎｄｏｗｓＮＴＳｅｒｖｅｒ4.0,客戶端網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)選擇Ｗｉｎｄｏｗｓ2000,Ｗｅｂ服務(wù)器軟件選用ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ平臺上執(zhí)行效率*的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ信息服務(wù)器ＩＩＳ,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選取基于結(jié)構(gòu)化查詢語言ＳＱＬ和多線程的關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ2000,客戶端瀏覽器選擇ＩＥ5.0。

3 3　網(wǎng)頁開發(fā)工具
考慮開發(fā)效率、系統(tǒng)性能和系統(tǒng)可擴展性等要求,選用微軟公司的Ｆｒｏｎｔｐａｇｅ2000和ＶｉｓｕａｌｉｎｔｅｒＤｅｖ6.0可視化網(wǎng)頁制作工具進行開發(fā)。

4　系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
4 1　活動服務(wù)器頁（ＡＳＰ）技術(shù)
活動服務(wù)器頁（簡稱ＡＳＰ）技術(shù)是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司推出的基于ＩＩＳ服務(wù)器的新一代動態(tài)Ｗｅｂ開發(fā)方案,代表了微軟開發(fā)技術(shù)的一個新發(fā)展,利用它可以開發(fā)出動態(tài)、交互、高性能的Ｗｅｂ服務(wù)器應(yīng)用程序,且能較容易實現(xiàn)復(fù)雜的Ｗｅｂ擴展功能。ＡＳＰ允許存儲他們的ＨＴＭＬ代碼和單個文件的腳本代碼,并且支持Ｖｂｓｃｒｉｐｔ或ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ。應(yīng)用ＡＳＰ方法,瀏覽器可以觸發(fā)服務(wù)器上的一個ＡＳＰ文件,執(zhí)行它的腳本,處理任何特殊的ＨＴＭＬ占位符,然后將ＨＴＭＬ頁面返回給瀏覽器,同時Ｗｅｂ服務(wù)器必須運行ＡＳＰ,ＡＳＰ文件必須駐留在具有執(zhí)行腳本許可的虛擬目錄之中心。另外,采用ＡＳＰ技術(shù)可以構(gòu)造功能完善的Ｗｅｂ數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。在ＡＳＰ中內(nèi)置了多個功能強大的ＡｃｔｉｖｅＸ服務(wù)器組件,其中數(shù)據(jù)庫訪問組件ＡＤＯ用來執(zhí)行訪問數(shù)據(jù)庫操作。使用ＡＤＯ的對象可以建立和管理數(shù)據(jù)庫的連接,從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器要求和獲取數(shù)據(jù),并執(zhí)行更新、刪除以及添加數(shù)據(jù)等操作。在開發(fā)過程中需要大量應(yīng)用Ｒｅｑｕｅｓｔ對象、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ對象、Ｓｅｒｖｅｒ?qū)ο蠛停樱澹螅螅椋铮顚ο?Ｒｅｑｕｅｓｔ對象和Ｒｅ ｓｐｏｎｓｅ對象主要實現(xiàn)Ｗｅｂ服務(wù)器與瀏覽器之間的信息交換,Ｓｅｒｖｅｒ?qū)ο笾饕糜冢粒模蠑?shù)據(jù)庫的訪問,Ｓｅｓｓｉｏｎ對象主要是用來保存一些重要信息,比如用戶權(quán)限代碼和產(chǎn)品ＩＤ等,便于不同的頁面使用。

4 2?。桑睿簦澹颍睿澹舴?wù)器編程接口（ＩＳＡＰＩ）技術(shù)
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ信息服務(wù)器（ＩＩＳ）是當今ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ平臺上執(zhí)行效率*的Ｗｅｂ服務(wù)器,對于復(fù)雜的應(yīng)用程序,ＩＩＳ提供了功能強大的應(yīng)用框架。應(yīng)用ＩＳＡＰＩ,可以應(yīng)用于編寫服務(wù)器端的應(yīng)用程序,Ｗｅｂ用戶可通過填寫ＨＴＭＬ表單或單擊Ｗｅｂ節(jié)點上ＨＴＭＬ頁面中的鏈接來激活該應(yīng)用程序。遠程應(yīng)用程序可以獲取用戶提供的信息,并且用這些可編程的信息作任何事情,然后返回ＨＴＭＬ頁面中的結(jié)果或傳遞數(shù)據(jù)庫中的信息。ＩＳＡＰＩ包括兩大特征,一個是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服務(wù)器應(yīng)用程序（ＩＳＡ）;一個是ＩＳＡＰＩ過濾器。ＩＳＡ主要使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的動態(tài)鏈接庫服務(wù)于用戶請求,比通用網(wǎng)關(guān)接口（ＣＧＩ）靈活性更大,功能性更強,并且服務(wù)器運行時應(yīng)用程序已裝入內(nèi)存,每次請求時并不需要啟動單獨的進程,系統(tǒng)直接從內(nèi)存調(diào)用它,從而明顯減少了系統(tǒng)開銷。ＩＳＡＰＩ過濾器直接放在服務(wù)器的內(nèi)存和配置文件中,時刻監(jiān)聽服務(wù)器的請求,能夠修改服務(wù)器的核心程序,是服務(wù)器的直接擴充,此外,還可以實現(xiàn)身份驗證、加密、解密、實時站點流量分析等功能。

4 3　人機界面交互技術(shù)
ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ是一種通用的、基于原型的、面向?qū)ο蟮哪_本語言,它無須編譯,*由用戶端解釋執(zhí)行,且可以方便地操縱各種瀏覽器的對象,為Ｗｅ頁面設(shè)計人員提供了極大的靈活性和控制手段。采用ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ語言可以提高客戶端用戶界面的友好性以及人機信息交換的效率,從而提高系統(tǒng)的交互性。這種系統(tǒng)交互性功能的實現(xiàn)都是基于驅(qū)動的,系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用了ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ提供的超級鏈接（如單擊鏈接Ｃｌｉｃｋ）、瀏覽器（如用戶提交表單Ｓｕｂｍｉｔ）和界面（如文本框控件獲得焦點Ｆｏｃｕｓ和失去焦點Ｂｌｕｒ）來顯示不同的頁面或以對話框（ａｌｅｒｔ函數(shù)和ｃｏｎｆｉｒｍ函數(shù)）的形式及時提示用戶操作過程中的錯誤,為用戶創(chuàng)建了一系列富于交互性的動態(tài)Ｗｅｂ頁面。

5　遠程協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)
5 1　管殼式換熱器對象分析與設(shè)計
采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)分析和設(shè)計管殼式換熱器有利于分析和理解該換熱器的工作原理、組成結(jié)構(gòu)及設(shè)計過程的本質(zhì),建立系統(tǒng)的對象類層次結(jié)構(gòu)圖功能類型圖以及狀態(tài)圖。根據(jù)對象類的封裝性、繼承性與多態(tài)性的特點,將管殼式換熱器工藝設(shè)計與機械設(shè)計計算中涉及到的各種實體及其計算方法分別進行類的封裝,根據(jù)系統(tǒng)輸入的各種參數(shù)通過消息機制由相應(yīng)的類進行各種計算、數(shù)據(jù)信息的保存等等。其中各種類采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言ＶＣ6 0++來實現(xiàn),換熱器的各種零部件結(jié)構(gòu)采用ＵＧＩＩ軟件進行三維造型。將工藝計算、機械設(shè)計計算以及三維造型過程進行類的封裝有利于通過ＩＳＡＰＩ接口進行調(diào)用。

5 2　系統(tǒng)實現(xiàn)
客戶主要通過ＩＥ瀏覽器從異地來運行,服務(wù)器端的Ｗｅｂ服務(wù)器可以提供靜態(tài)網(wǎng)頁、ＡＳＰ頁面和調(diào)用應(yīng)用程序的ＩＳＡＰＩ服務(wù)器擴展接口,服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要提供數(shù)據(jù)管理。其中:靜態(tài)網(wǎng)頁采用ＭＳＶＦｒｏｎｔＰａｇｅ2000開發(fā),主要提供以下一些功能:（1）管殼式換熱器遠程設(shè)計系統(tǒng)功能介紹;（2）各種換熱器類型的選擇（包括固定管板式、浮頭式,Ｕ形管板式等等）;（3）設(shè)計所需的各種已知條件參數(shù)的輸入,包括工作壓力、工作溫度、物料名稱（管程和殼程）、換熱面積、推薦材料等等;（4）數(shù)據(jù)信息的顯示;包括管殼式換熱器各種已知參數(shù)數(shù)據(jù)和中間計算結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示;（5）各種零部件的三維圖形以ＶＲＭＬ的形式在虛擬現(xiàn)實瀏覽器中進行顯示。其次,ＡＳＰ頁利用腳本處理功能來處理客戶的各種輸入?yún)?shù)以及各種中間計算結(jié)果,提交到Ｗｅｂ服務(wù)器,由ＩＳＡＰＩ程序進行相應(yīng)的計算,主要包括:（1）管子數(shù)及管子排列方式的確定;（2）筒體直徑的確定;（3）筒體和封頭的壁厚計算;（4）換熱器水壓試驗及強度校核;（5）容器法蘭的選用;（6）管板尺寸的確定;（7）管子拉脫力的計算;（8）膨脹節(jié)的確定;（9）折流板設(shè)計;（10）開孔補強;（11）支座;（12）零部件三維尺寸造型計算等。此外,由于遠程協(xié)同設(shè)計的組織結(jié)構(gòu)靈活性大,且設(shè)計小組成員跨地區(qū)、跨部門、跨學(xué)科,因此,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)難以適應(yīng)協(xié)同設(shè)計過程中信息交互的需要,必須采用Ｗｅｂ數(shù)據(jù)庫技術(shù)提供一個通用的數(shù)據(jù)交換接口,實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)源的透明訪問。Ｗｅｂ數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要解決兩個問題:（1）提供根據(jù)ＧＢ151—《鋼制管殼式換熱器》設(shè)計標準設(shè)計管殼式換熱器時需要查詢的各種表格和曲線圖數(shù)據(jù)信息供查詢;（2）管殼式換熱器工藝計算和機械設(shè)計時的各種已知參數(shù)和中間計算結(jié)果數(shù)據(jù)信息的保存和查詢。

6　結(jié)論
利用動態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁（ＡＳＰ）技術(shù)和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服務(wù)器編程接口（ＩＳＡＰＩ）技術(shù),開發(fā)了一套基于Ｂ/Ｓ模式的三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器遠程設(shè)計系統(tǒng),該系統(tǒng)操作簡單,實用性強,使用方便,為建立化工機械產(chǎn)品網(wǎng)上設(shè)計服務(wù)中心積累了經(jīng)驗。