3. 基于 UML 的監控軟件建模
機器人焊接監控系統是一個分布式的復雜人機信息系統。由于現場參數比較多，變化比較快， 因此系統必須要具有很強的實時性，該控制軟件要具有很強的信息處理能力，同時要具備分布性，并行性能力，才能滿足系統的性能要求。 UML 的建模能力比其它面向對象方法更強，不僅適合于一般系統的開發，更擅長于并行、分布式系統的建模，因而采用 UML 對監控軟件進行建模是一種有效的手段和方法。
應用 UML 開發應用系統基本框架來對機器人焊接生產線中監控軟件進行建模，首先進行需求分析，理解機器人焊接生產線監控系統所需要完成的功能及其軟件要達到的設計目標；其次進行靜態建模，用 UML 的靜態圖描述監控軟件的功能、類及其相互間的聯系；最后進行動態建模，用 UML 的動態圖描述 機器人焊接生產線監控軟件中對象之間的交互關系。
UML 作為一種優秀的建模語言，適用于軟件開發過程的需求、分析、設計、編碼測試等各個階段，下面將以初始分析階段為主，用 UML 對監控軟件開發進行建模。
3.1 理解需求
機器人焊接生產線參數監控系統是以參數來反映系統狀態并以直觀的方式表現出來，及時了解被監視對象的狀態和狀態的變化情況。其主要目標是為了達到減少生產線的處理時間，降低故障率，縮短故障排除時間，從而提高生產線的生產效率和效益，同時提高生產管理水平的目標。
生產線中需要監測的對象有：機器人、焊接控制器、工件傳輸線以及氣源、水源和電源。整個監控軟件主要有七部分組成。
(1) 權限管理模塊：權限管理模塊包括添加用戶、刪除用戶和密碼修改三部分，其中添加用戶和刪除用戶只能由管理員使用，其余用戶不能使用。當登錄成功后，用戶可使用密碼修改功能來更改自己的密碼。
(2) 系統設置界面模塊 ： 系統設置界面模塊主要包括 OPC 樹設置和參數樹設置兩部分。 OPC 樹設置 主要是為管理員了解并配置 PLC底層數據源中的數據，PLC的數據在第一次使用該系統時數據庫表里并沒有，需要管理員或編程人員將其導入數據庫中，并在界面上顯示。因為PLC的數據由OPC SCOUNT生成并保存在一個文本文件中，由于數據量比較大，若手工輸入到數據庫表中，不僅浪費時間，而且不能保證輸入的正確性，所以我們用導入文本文件的方式來保存數據到數據庫中。 參數樹設置可由人工添加、刪除、修改參數項及目錄項。參數樹中的參數項和目錄項可動態拖動，如參數自動選擇狀態原屬于外部條件目錄項，可以用鼠標選中自動選擇狀態參數項，按住鼠標左健將其拖到任何目錄下或其它參數旁均可，當然，目錄項也可像參數項一樣的托動，若拖動成功，則拖動的目錄項將與接收的目錄項同級。
(3)主界面模塊：主界面模塊是登錄成功后的默認界面，主要包括開機檢查、夾具信息、參數值查詢以及重要參數的實時監視等內容。開機檢查包括在生產線啟動前幾個參數指標的查詢。夾具信息是生產線上工位的夾具信息，分為夾緊和松開兩種信息，若工位上有工件，則在工件上顯示當前車型。參數值查詢是當用戶想查看單個參數或多參數的多個屬性時可以通過選擇參數樹上的參數來獲得。主界面上的大部分空間為重要參數的顯示。
(4)查詢與統計模塊：查詢與統計模塊包括歷史數據查詢、年月日報表以及故障統計，該模塊對生產管理與調度以及企業層領導了解生產線狀況起著重要的作用。
(5)輔助界面模塊：輔助界面模塊是為了用戶能夠更清晰的了解當前生產線的狀況而設置，主要包括連鎖、報警以及車型三個界面。
(6)機器人模塊：機器人模塊將每臺機器人單獨作為一個界面，包括了機器人的所有信息，還包括一個FTP客戶端，供管理員進行服務器和客戶端文件的上傳下載使用。
(7) 幫助模塊：幫助模塊主要是為了方便用戶使用監控軟件而設置的幫助信息。
3.2 靜態建模
根據上述需求，可以首先繪制出用例圖，如圖 2 所示，用例圖是站在用戶的角度上理解機器人焊接生產線參數監控系 統所要完成的功能；其次，根據用例圖，進行領域概念分析，可以找出監控控制軟件中概念性的類及它們之間的相互關系。如果類很多，還可從功能的角度建立邏輯包，繪制包圖。在分析階段用 UML 進行靜態建模時，建立用例圖、類圖就基本能夠描述系統，如果需要，也可建立包圖和對象圖。而構件圖和配置圖是在設計、實現階段所必需的。3.3 動態建模
建立好系統的靜態模型之后 ,開始進行系統的動態建模。對于動態模型，主要是建立系統的順序圖、協作圖和狀態圖。 圖 3 是管理員登錄使用時的順序框圖例子。首先管理員進入用戶的登錄窗口，經用戶合法性驗證后，進入系統主界面，然后進入系統配置模塊，進行相應的設置。如果不是管理員登錄，一般用戶是沒有設置權限的，一般用戶只有查詢和瀏覽的權限。提交查詢請求， 系統會把相關的信息顯示出來，并對生產量等情況生成報表供打印輸出
4. 結束語
通過以上的步驟,初步建立了機器人焊接生產線監控系統的需求模型,我們是先進行需求分析,再建立靜態模型和動態模型。該機器人焊接生產線參數監控系統的 最大的特點在于：能夠滿足用戶實時了解各參數值的要求，界面簡潔，操作簡單方便。采用 UML 對監控軟件進行建模，可以將復雜的監控系統用簡單明了的可視化圖形表示出來，對整個監控軟件的開發提供靈活、一致、易讀的表達，不僅可以解決監控軟件開發中不同領域人員之間難以互相交流理解的難題，為系統的分析、設計、維護及擴展提供了有利的條件，還可提高系統的可重用性和可維護性，具有廣泛的應用前景。
文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/
