一、引言
在制造业中，平面排版套料是提高材料利用率、降低生产成本的关键环节。传统的套料系统大多采用 B/S（浏览器 / 服务器）架构，用户通过浏览器访问系统进行排版和生成 NC 代码。
然而，B/S 架构在实际使用中存在一些局限性：依赖网络连接、数据存储在云端、离线使用不便、文件管理分散等。对于车间现场的工程师来说，他们更需要一个离线可用、数据本地化、操作便捷的桌面应用。
本文将介绍我们如何将一个成熟的 B/S 套料系统（Nesty）转换为 Electron 桌面单机应用，分享其中的技术架构、核心功能、关键实现和开发经验。
二、系统概述
Nesty是一款专业的平面排版套料系统，主要功能包括：
- 智能排版：自动套排并优化零件在板材上的排列，提高材料利用率
- NC 编排：生成数控机床可识别的标准 G 代码
- 任务管理：创建、跟踪和管理排版任务
- 数据备份：排版数据的一键备份和恢复，确保数据安全
- 中英文双语：支持中文和英文界面
技术架构：
三、核心功能介绍
3.1 平面排版套料算法
套料算法是系统的核心。系统采用了现代流行的启发式算法，结合零件的形状、尺寸和优先级，自动优化排列方式。支持规则或异形零件的多品种多批次混合排版，大幅度的提升传统套排模式的材料利用率，为企业运营降低成本做贡献。
3.2 NC 编排和导出
自动套料排版完成后，可以让系统自动生成标准 NC 代码，并支持手动调整切割顺序、引线位置和切割参数。导出的G代码可应用于等离子、激光、水刀等数控机床。
3.3 任务管理和数据备份
所有任务数据存储在本机 SQLite 数据库中，支持一键备份和恢复。备份文件包含数据库和附件（DXF文件、结果图片等），确保数据完整性。
四、关键技术实现
4.1 Electron 桌面应用架构
系统使用 Electron 将 Vue 前端和 FastAPI 后端打包为桌面应用。后端通过 PyInstaller 打包为独立的 Python 可执行文件，前端通过 Vite 构建为静态文件，由主进程启动后端服务并加载前端页面。
架构亮点：
- 跨域解决方案：主进程通过 session.webRequest 注入凭据，避免 CORS 问题
- 安全隔离：contextIsolation 启用，preload 脚本暴露受控 API
- 窗口管理：自绘标题栏、状态栏，丰富的工具栏组件
4.2 自动更新机制
自动更新是桌面应用的关键功能。系统实现了基于安全签名验证的更新机制：
- 更新清单包含版本号、安装包 URL、SHA256 哈希和 数字签名
- 客户端内置公钥，下载前先验证签名和哈希，确保安装包未被篡改
4.3 本机数据安全和备份恢复
数据安全是企业应用的底线。系统采用了同点快照和原子切换的备份恢复策略：
- 备份时暂停新写入，确保数据库和附件来自同一时间点
- 恢复时先解包到暂存目录，校验完整性后再切换
- 持久化切换标记，崩溃后重启可自动恢复或回滚
五、开发经验和踩坑
5.1 B/S 到桌面版转换的挑战
从 B/S 转换为桌面版并非简单的 "套壳"。我们遇到了很多挑战：
- 跨域问题：前端和后端在不同端口，需要通过主进程注入凭据解决
- 文件下载：浏览器的下载逻辑在桌面版中需要改为主进程保存文件
- 窗口管理：无边框窗口的拖动、最大化、最小化需要自定义实现
- 自动更新：NSIS 安装包的签名验证、失败回滚、启动看门等
5.2 测试驱动开发的重要性
在开发过程中，我们深刻体会到测试驱动开发的重要性。每修改一个功能，都要编写对应的测试用例，确保修改不会破坏现有功能。
测试体系：
- 后端测试：pytest 单元测试，覆盖套料算法、API 接口
- 前端测试：Vitest 组件测试，覆盖 UI 组件和交互
- Electron 测试：node --test 主进程测试，覆盖窗口管理、自动更新
- 打包测试：smoke test，验证打包后的应用能正常启动和运行
5.3 打包和发布的经验
打包和发布是桌面应用开发的最后一环，也是最容易踩坑的一环。我们总结了一些经验：
- 使用 ELECTRON_OVERRIDE_DIST_PATH 环境变量复用已下载的 Electron 二进制，避免网络超时
- NSIS 安装包使用 oneClick=false，允许用户选择安装目录
- 自动更新的签名清单必须离线保管私钥，公钥内置在应用中
- 打包前必须运行所有测试，确保没有破坏现有功能
六、总结和展望
本文介绍了我们如何将一个成熟的 B/S 套料系统转换为 Electron 桌面单机应用。通过采用 Vue 3 + FastAPI + Electron 的技术架构，实现了离线可用、数据本地化、操作便捷的桌面应用。
未来，我们计划：
- 优化套料算法，进一步提高材料利用率
- 支持更多数控机床的 NC 代码格式
- 探索 AI 辅助排版，提高智能化水平
