基于SSH框架的智能工厂生产监控管理系统 - 源码深度解析

JavaJavaScriptSSH框架HTMLCSSMySQLJSP+Servlet
2026-02-204 浏览

文章摘要

本项目基于经典的SSH（Struts2 + Spring + Hibernate）框架技术栈，构建了一套面向智能工厂的生产监控管理系统。系统核心业务价值在于打通生产现场与管理层之间的信息壁垒，解决传统工厂依赖人工巡检、纸质记录带来的数据滞后、效率低下与错误率高的问题。通过实时采集产线设备状态、生产进...

在制造业数字化转型浪潮中，生产过程的透明化与智能化管理成为提升企业核心竞争力的关键。传统工厂依赖人工巡检、纸质记录的方式，不仅效率低下，且数据滞后、易出错，难以满足现代精益生产的要求。针对这一痛点，本文介绍的智能工厂可视化管控平台应运而生，该系统基于成熟的SSH技术架构，实现了对生产全流程的实时监控、数据分析与智能预警。

平台采用经典的三层架构设计，表现层使用Struts2框架处理前端请求与页面跳转，通过Action类实现请求分发；业务逻辑层由Spring框架的IoC容器统一管理Service组件，结合声明式事务管理确保业务操作的一致性；数据持久层则基于Hibernate实现对象关系映射，简化了数据库操作。这种分层架构使得系统具备良好的可维护性和扩展性。

数据库设计亮点分析

系统数据库设计紧密围绕生产监控的核心业务场景，以下重点分析两个核心表的结构设计：

  1. 生产工单表（production_orders） 该表记录了生产任务的完整生命周期信息，其DDL语句如下：
CREATE TABLE production_orders (
    order_id VARCHAR(32) PRIMARY KEY COMMENT '工单唯一标识',
    product_model VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '产品型号',
    planned_quantity INT NOT NULL COMMENT '计划产量',
    actual_quantity INT DEFAULT 0 COMMENT '实际产量',
    order_status ENUM('pending', 'in_progress', 'completed', 'paused') DEFAULT 'pending',
    start_time DATETIME COMMENT '开始时间',
    end_time DATETIME COMMENT '结束时间',
    workshop_id VARCHAR(32) COMMENT '所属车间',
    equipment_id VARCHAR(32) COMMENT '分配设备',
    quality_rate DECIMAL(5,2) DEFAULT 0.00 COMMENT '良品率',
    create_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    update_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

设计亮点体现在三个方面：首先，采用状态枚举字段明确工单生命周期，便于流程管控；其次，通过计划产量与实际产量的对比，实时计算生产效率；最后，良品率字段采用十进制精度，满足质量统计的精确要求。时间戳字段的自动更新机制确保了数据追踪的准确性。

  1. 设备状态监控表（equipment_monitoring） 该表实现了对生产设备的实时状态追踪：
CREATE TABLE equipment_monitoring (
    record_id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    equipment_id VARCHAR(32) NOT NULL COMMENT '设备编号',
    equipment_name VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '设备名称',
    running_status ENUM('running', 'idle', 'maintenance', 'fault') NOT NULL,
    current_speed DECIMAL(8,2) COMMENT '当前运行速度',
    temperature DECIMAL(6,2) COMMENT '设备温度',
    vibration_level DECIMAL(5,2) COMMENT '振动等级',
    power_consumption DECIMAL(10,2) COMMENT '能耗统计',
    alarm_level ENUM('normal', 'warning', 'critical') DEFAULT 'normal',
    alarm_description TEXT COMMENT '告警详情',
    monitor_time DATETIME NOT NULL COMMENT '监控时间点'
);

该表设计的创新之处在于将设备状态数字化：通过运行状态枚举实现设备利用率统计；温度、振动等多维度传感器数据的采集为预测性维护提供数据基础；三级告警机制确保异常情况的及时响应。自增主键结合时间戳的设计支持高频数据的高效写入与查询。

核心功能实现深度解析

  1. 实时生产监控看板 系统首页集成了多维度生产数据可视化看板，通过Struts2 Action接收前端请求，调用Spring Service层获取实时数据：
public class ProductionMonitorAction extends ActionSupport {
    private ProductionService productionService;
    private List<ProductionOrder> orderList;
    private EquipmentStatusSummary summary;
    
    public String execute() {
        // 获取进行中的工单列表
        orderList = productionService.getActiveOrders();
        // 获取设备状态汇总
        summary = productionService.getEquipmentSummary();
        return SUCCESS;
    }
    
    // Getter和Setter方法
    public void setProductionService(ProductionService productionService) {
        this.productionService = productionService;
    }
}

Spring Service层通过Hibernate实现复杂查询，统计各类状态设备的数量：

@Service
@Transactional
public class ProductionServiceImpl implements ProductionService {
    @Autowired
    private SessionFactory sessionFactory;
    
    public EquipmentStatusSummary getEquipmentSummary() {
        String hql = "SELECT e.runningStatus, COUNT(e) FROM EquipmentMonitoring e " +
                    "WHERE e.monitorTime >= :startTime GROUP BY e.runningStatus";
        
        Session session = sessionFactory.getCurrentSession();
        Query query = session.createQuery(hql);
        query.setParameter("startTime", getTodayStartTime());
        
        List<Object[]> results = query.list();
        return buildSummaryFromResults(results);
    }
}

生产监控看板

  1. 智能预警与告警处理 系统内置规则引擎，基于设备监控数据自动触发多级告警。Hibernate实体类定义了告警逻辑：
@Entity
@Table(name = "equipment_monitoring")
public class EquipmentMonitoring {
    private Long recordId;
    private String equipmentId;
    private String runningStatus;
    private BigDecimal temperature;
    private String alarmLevel;
    
    @PrePersist
    @PreUpdate
    public void checkAlarmConditions() {
        // 温度异常检测
        if (temperature != null && temperature.compareTo(new BigDecimal("80")) > 0) {
            setAlarmLevel("critical");
            setAlarmDescription("设备温度过高，存在安全隐患");
        }
        // 振动异常检测
        else if (vibrationLevel != null && vibrationLevel.compareTo(new BigDecimal("7.5")) > 0) {
            setAlarmLevel("warning");
            setAlarmDescription("设备振动异常，建议检查");
        } else {
            setAlarmLevel("normal");
            setAlarmDescription("");
        }
    }
    
    // Hibernate映射配置
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "record_id")
    public Long getRecordId() { return recordId; }
}

告警信息通过Struts2 Action推送到前端界面，确保管理人员第一时间获知异常情况。

  1. 生产质量管理模块 质量管理模块实现了从原材料入库到成品出库的全流程质量追踪。Spring Service层处理质量检测业务逻辑：
@Service
@Transactional
public class QualityManagementServiceImpl implements QualityManagementService {
    
    public QualityInspectionResult performInspection(String orderId, 
                                                   InspectionData data) {
        // 开始事务
        ProductionOrder order = getOrderById(orderId);
        
        // 执行质量检测逻辑
        boolean passed = checkQualityStandards(data);
        BigDecimal qualityRate = calculateQualityRate(order, data);
        
        // 更新工单质量指标
        order.setQualityRate(qualityRate);
        updateOrder(order);
        
        // 记录检测结果
        saveInspectionRecord(orderId, data, passed);
        
        return buildInspectionResult(passed, qualityRate);
    }
    
    private boolean checkQualityStandards(InspectionData data) {
        // 多维度质量指标校验
        return data.getDimensionError() < 0.1 && 
               data.getSurfaceQuality() >= 90 &&
               data.getPerformanceIndex() >= 95;
    }
}

质量管理界面

  1. 库存与物料管理 原材料库存管理采用实时更新机制，Hibernate实现库存数据的原子操作：
@Entity
@Table(name = "material_inventory")
public class MaterialInventory {
    private String materialId;
    private String materialName;
    private BigDecimal currentStock;
    private String unit;
    private BigDecimal minStockLevel;
    
    @Version
    private Long version;  // 乐观锁版本控制
    
    // 库存出入库操作方法
    public synchronized void updateStock(BigQuantity quantity, String operation) {
        if ("in".equals(operation)) {
            this.currentStock = this.currentStock.add(quantity);
        } else if ("out".equals(operation)) {
            if (this.currentStock.compareTo(quantity) < 0) {
                throw new InsufficientStockException("库存不足");
            }
            this.currentStock = this.currentStock.subtract(quantity);
        }
        checkStockAlert();
    }
    
    private void checkStockAlert() {
        if (currentStock.compareTo(minStockLevel) <= 0) {
            // 触发库存预警
            triggerLowStockAlert(this);
        }
    }
}

库存管理界面

实体模型设计与业务逻辑整合

系统通过Hibernate实体模型实现了业务对象与数据库表的精确映射。以生产工单实体为例：

@Entity
@Table(name = "production_orders")
public class ProductionOrder {
    private String orderId;
    private String productModel;
    private Integer plannedQuantity;
    private Integer actualQuantity;
    private String orderStatus;
    private Date startTime;
    private Date endTime;
    private BigDecimal qualityRate;
    
    // 与设备监控的一对多关系
    private Set<EquipmentMonitoring> equipmentRecords;
    
    // 计算生产效率的业务方法
    @Transient
    public BigDecimal getProductionEfficiency() {
        if (plannedQuantity == null || plannedQuantity == 0) {
            return BigDecimal.ZERO;
        }
        return new BigDecimal(actualQuantity)
                .divide(new BigDecimal(plannedQuantity), 2, RoundingMode.HALF_UP)
                .multiply(new BigDecimal(100));
    }
    
    // Hibernate关系映射
    @OneToMany(mappedBy = "productionOrder", cascade = CascadeType.ALL)
    public Set<EquipmentMonitoring> getEquipmentRecords() {
        return equipmentRecords;
    }
}

人员管理界面

系统安全与性能优化

在安全性方面，系统采用基于角色的访问控制（RBAC）模型，Struts2拦截器实现权限验证：

public class AuthorizationInterceptor extends AbstractInterceptor {
    public String intercept(ActionInvocation invocation) throws Exception {
        ActionContext context = invocation.getInvocationContext();
        HttpSession session = context.getSession();
        
        User user = (User) session.getAttribute("currentUser");
        if (user == null) {
            return "login";  // 跳转到登录页面
        }
        
        // 检查用户权限
        if (!hasPermission(user, invocation.getAction())) {
            return "unauthorized";  // 权限不足
        }
        
        return invocation.invoke();
    }
}

数据库连接池配置优化系统性能：

<bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource">
    <property name="driverClass" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
    <property name="jdbcUrl" value="jdbc:mysql://localhost:3306/smart_factory"/>
    <property name="user" value="root"/>
    <property name="password" value="123456"/>
    <property name="maxPoolSize" value="50"/>
    <property name="minPoolSize" value="5"/>
    <property name="initialPoolSize" value="10"/>
    <property name="maxIdleTime" value="300"/>
</bean>

未来优化方向

  1. 预测性维护功能扩展 基于设备历史运行数据构建机器学习模型，预测设备故障概率。可通过集成TensorFlow Serving实现异常检测算法，在Hibernate实体中增加预测结果字段，提前生成维护工单。

  2. 物联网数据集成增强 扩展设备数据采集接口，支持OPC UA、MQTT等工业协议。设计新的设备数据接收表，采用时序数据库优化高频传感器数据的存储与查询性能。

  3. 移动端应用开发 基于RESTful API架构开发移动APP，使用Spring MVC提供数据接口。Struts2 Action改造为支持JSON响应，实现生产数据的移动化监控。

  4. 能源管理系统集成 增加能耗监控模块，设计能源消耗实体模型，通过Hibernate实现多维度能耗分析。集成智能电表数据，实现能源使用效率的实时优化。

  5. 数字孪生可视化 采用WebGL技术构建3D车间可视化界面，通过WebSocket实现实时数据推送。扩展Hibernate实体包含设备三维坐标信息，支持虚拟工厂的精确映射。

该系统通过SSH框架的有机整合，构建了稳定可靠的生产监控体系。分层架构设计确保了系统的可维护性，而精细化的数据库设计与业务逻辑实现则满足了现代智能工厂对实时性、准确性的严格要求。随着后续功能的持续优化与扩展，平台将在制造业数字化转型中发挥更加重要的作用。

本文关键词
SSH框架智能工厂生产监控管理系统源码解析

上下篇

上一篇
没有更多文章
下一篇
没有更多文章