（系统工程专业论文）设备管理数据仓库系统研究.pdf

哈尔滨理工大学工学硕十学位论文 r e s e a r c ho nd a t aw a r e h o u s es y s t e mf o r e q u i p m e n tm a n a g e m e n t a b s t r a c t e q u i p m e n tm a n a g e m e n t ，a sa ni m p o r t a n tp a r to fe n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，h a s a l r e a d yb e e nap r o b l e mc o n c e r n e db ya l le n t e r p r i s e s n o wm a n ye n t e r p r i s e sh a v e s e tu pe q m p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ，b u tw i t ht h ee n t e r p r i s e sd e v e l o p i n ga n d t h e i r p r o d u c t i o n si n c r e a s i n g ，e q u i p m e n t sc a nb e h i g h e r ，l a g e ra n dm o r e c o m p l i c a t e d t h e r ea r em o r ea n dm o r ed a t aa n di n f o r m a t i o nw h i c he x c h a n g e w i t ho t h e r d e p a r t m e n t s m o r ef r e q u e n t l y , s u c ha sd a t aa b o u tp u r c h a s i n g ， i n v e n t o r y , f i n a n c e ，c u s t o m e r s ，s t a i f , p r o d u c i n g ，a n ds oo n i n t e r a c t i v er e l a t i o n s h i p b e c o m e sm o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d ，s oi n c r e a s i n gd a t ac a n n o ts a t i s 句t h en e e d o fe q u i p m e n tm a n a g e m e n ta n dd e c i s i o n m a k i n g t h ea p p l i c a t i o nf o re q u i p m e n t d a t ao fm a n a g e r sh a sb e e n d e v e l o p e df r o md a t at h e m s e l v e st og e ti n c l u s i v e k n o w l e d g ef r o mag r e a td e a lo fd a t a t oc o l l e c t ，p a c ku p ，i n d u c e ，a n de x t r a c tt h e u s e f u le q u i p m e n ti n f o r m a t i o nn e e d e di sak i n do f h e a v yj o b ，s ot h i si o bc a n tb e a c c o m p l i s h e db yas i n g l eo n eo ras i m p l es y s t e m t h e r e f o r e ，an e ws y s t e mi s r e c o m m e n d e de x i g e n t l yf o re q u i p m e n tm a n a g e m e n td e p a r t m e n t ，w h i c hs u p p o r t s d a t a a n a l y s i sa n dd e c i s i o nm a k i n g t h i sn e ws y s t e mc a ns u p p l ym u c hm o r e c o l n p r e h e n s i v ea t t dh i s t o r i c a li n f o r m a t i o nw h i c hd e s c r i b e st h et o t a lp r o c e s so f e q u i p m e n tm a n a g e m e n t t h ep a p e r f i r s t l ys u m m a r i z e st h er e l a t i v et h e o r i e so fe q u i p m e n tm a n a g e m e n t a n dd a t aw a r e h o u s e ；a n a l y z e sd o m e s t i ca n di n t e m a t i o n a lr e s e a r c ha c t u a l i t ya b o u t e q m p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ；a n a l y z e st h ea p p l i c a t i o no fd a t aw a r e h o u s eo n e q m p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ；a n dt h e ns u m m a r i z e st h em e r i ta n ds h o r t c o m i n g s o ft h ee q m p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e me x i s t e d b a s e do nt h ea b o v er e s e a r c h ，t h i s p a p e rp u t sf o r w a r dt h en e c e s s a r i l yo ft h er e s e a r c ho nd a t aw a r e h o u s ef o r e q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m t h e p a p e r u t i l i z e s s p i r a ld e v e l o p m e n tm e t h o db a s e do nb u s i n e s s i i - 哈尔滨理工大学t 学硕士学位论文 d i m e n s i o n a ll i f e c y c l et o d e v e l o p d a t aw a r e h o u s e s y s t e m f o r e q u i p m e n t m a n a g e m e n t t h ed e m a n dr e l a t e dt oe q u i p m e n tm a n a g e m e n tw i l lb ei n v e s t i g a t e d a n da n a l y z e df i r s t l y a n dt h e n ，m u l t i d i m e n s i o n a ld a t am o d e la n ds n o w f l a k e s c h e m af o rd a t aw a r e h o u s ea r ec o n s t r u c t e d a f t e re x t r a c t i n g ，t r a n s a c t i n ga n ds o o n ，d a t aw i l lb el o a d e dd o w ni nw a r e h o u s ef r o md a t a b a s e sb ym i c r o s o f ts q l s e r v e r2 0 0 0 w ec a nr e s o r tt om u l t i - d i m e n s i o ni n f o r m a t i o na n a l y s i sa n dd e e p d a t am i n i n gb yt e c h n o l o g yo fo l a pt os e t t l et h ep r o b l e m se x i s t e di ne q u i p m e n t m a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dt h e nm a k ed e c i s i o na n a l y z e r s o b t a i nt h en e e d e d i n f o r m a t i o nf l e x i b l ya n dr a p i d l ya c c o r d i n gt ot h e i rd e m a n d w h a t sm o r e ，t h e u s e ro fs y s t e mc a ng e tr e l a t e dd a t ao fe q u i p m e n tm a n a g e m e n tt oi m p r o v et h e m a n a g e m e n tq u a l i t ya n dr e a l t i m ee f f i c i e n c y f i n a l l y , t h ep a p e rs e l e c t sac a s es t u d yo f h a r b i ne l e c t r i cm a c h i n e r yc o ，l t d t h ee q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e mm e n t i o n e da b o v ei sv e r i f i e dt os a t i s f yt h e d y n a m i cr e q u i r e m e n to fv a r i o u sd e c i s i o nm a k i n g ，m a k ee f f i c i e n c yo fe q u i p m e n t m a n a g e m e n ti m p r o v e d ，a n dm a t c ht h ee x p e c t a t i o n k e y w o r d s d a t aw a r e h o u s e ，e q u i p m e n t m a n a g e m e n t ，b u s i n e s sd i m e n s i o n a l l i f e c y c l e ，s p i r a l i i i 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文设备管理数据仓库系统研 究，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行 研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已 发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：诤瞪平日期：2 ( ) 谬年d 弓月p 夕日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 设备管理数据仓库系统研究系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位 期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大 学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔 滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提 交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内 容。 作者签名：御移乎 导师签名：二移j ；n 毛 年解密后适用授权书。 日期： j o 够年谚月0 7 日 日期：圳扩年皓月日 哈尔滨理丁大学工学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题背景和研究意义 企业在面对国内和国际市场激烈的竞争时，追求利润最大化是企业生产经 营的目标，除了以优异的产品质量占据较大的市场分额以外，降低成本，挖潜 增效，提高企业设备管理水平也日益成为提高经济效率的关键。尤其是大型的 生产企业，由于设备管理跟不上而造成的直接和间接的经济损失相当可观。 就如何降低生产成本、提高产品品质以及提高设备的生产效率成为企业改革的 动力与企业经济增长的关键。随着生产全球化，生产设备及生产技术水平的差 异越来越小，为了保持长足的竞争力，企业迫切需要从优化生产和企业管理两 个方面着手，提高生产效率和设备可用率，优化资源配置。无疑，“以信息化 推进企业现代化”将是实现这一目标的有效手段之一。 设备是指企业生产设备的价值管理和设备的全生命周期的管理，以设备为 研究对象，追求设备综合效率与寿命周期费用的经济性，应用一系列理论、方 法，通过一系列技术、经济、组织措施，对设备的物质运动和价值运动进行全 过程的科学管理。对企业来说，设备管理是企业管理的重要组成部分瞻1 。设备 无论从企业资产的占有率上，还是从管理工作的内容上，以及企业市场竞争能 力的体现上，它都占有相当大的比重和十分重要的位置。设备状况的良好深切 影响着企业生产的产能、品质以及生产效率等，管好用好设备，提高设备管理 水平对促进企业进步与发展有着十分重要的意义，开发先进的设备管理系统是 企业在竞争日益激烈的市场环境下生存的关键。 随着我国市场经济的发展，设备管理作为企业管理的一个重要方面已成为 企业共同关注的问题。目前许多企业都已建立了设备管理系统，但随着企业、 生产的发展，设备向着高速化、大型化、复杂化方向发展，数据信息越来越 多，与其他部门管理数据交互频繁采购数据、库存数据、财务数据、客户 数据、员工数据、生产数据等，相互关系也越来越复杂，数据量的单纯增加并 不能满足设备管理、决策需求：管理者对设备数据的应用已经从单纯的数据本 身发展到对大量数据内所包含的隐含知识的索取，问题在于从大量的数据中收 集、整理、归纳和提炼所需要的有用设备信息是一件十分繁重的任务，并不是 依靠一个人或一个简单系统所能完成的。 哈尔滨理工大学t 学硕士学位论文 设备管理系统运行以后，数据虽多，但对高层管理人员来说，能够得到的 仅仅是设备当前运作状态的作业数据和浅层次的现象信息，而他们更多的需要 了解综合的、历史的、反映设备管理全过程的信息，对若干数据的分析，以发 现有助于决策的趋势和模式，如对设备维修数据分析，能快速提出有效的维修 决策；再者由于市场竞争越来越激烈，留给企业上层决策者的决策时间越来越 少，而决策空间却越来越大。 按照数据处理的观点，设备管理系统是联机事物处理系统，是完成业务功 能作业的，设备管理系统的计划和控制过程结束，有大量的过程数据留存在系 统内；从数据利用的观点看，设备管理系统存留的数据除了简单查询、浏览之 外，很少被利用，留存在设备管理系统中的数据就像没有被充分利用的副产 品，而迅速增长的数据量还成为系统的沉重负担；从数据的全生命周期来看， 设备管理系统里的数据记载着企业设备的生命轨迹和隐含着的“脉相”，但是 设备管理系统并没有手段来识别它。因此企业对设备管理系统对巨大投资只回 收了一部分。设备管理系统积累的数据形如一座未曾开发的金矿，而设备管理 系统本身没有发掘的手段，从而成为设备管理系统的一大遗憾。 基于上述分析，以支持决策查询为导向的数据仓库( d a t aw a r e h o u s e ，d w ) 应运而生。本文将利用数据仓库技术来组织设备管理系统中已经积累的大量的 业务数据，建立设备管理数据仓库系统，用户可以从各种不同的角度进行信息 分析和深层次的信息挖掘，实现对设备管理数据灵活的、具体的、可视化的统 计与分析，通过表、图、曲线等表现形式，实现直观的数据操作、灵活的分析 功能、可视化的结果表达，让决策者更容易解读数据，为企业生产系统做出最 佳决策，为企业谋最大的利益，此即奉文的研究目的。 总而言之，建市设备管理数据仓库系统的日的就是利用现自的生产和管理 数据进行分析指导与优化，为生产经营提供决策支持，提高企业设备管理的经 济效益。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 设备管理系统国外发展现状研究 国外企业非常注重成本，实现利润最大化，是企业的终极目标，到目前已 经比较成熟。英 e n g i c a 公司的q 4 4 = 产管理系统诞生于1 9 7 8 年，早期为d o s 版 本，经过2 0 年的不断完善与发展日趋成熟。现该系统以m i c r o s o f t 操作系统为 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 平台，具有较高的兼容性。该软件为一通用管理系统，可适用于各种企业的生 产管理，用户可以根据该软件提供的功能进行具体设置，使之适用于本企业的 管理，该系统主要包括“策划维修管理”与“物资管理”两大子系统，强调备 件管理与生产管理有效结合，对设备的运行管理及保养管理相对弱化。 m a r i m o 公司是一家专门从事设备维修管理软件开发的公司，目前在中国 有多家分公司及办事处。m a x i m o 设备维护管理系统包括工作单管理、定检 管理、库存管理、设备维修管理、采购管理、缺陷管理、劳力管理、资源管 理、系统设置、日程管理、系统工具、客户化应用等功能模块，功能可谓繁 多，但设备运行管理也是系统的薄弱环节。 d a t a s t r e a m 公司的m p 2 设备维修管理系统提供了“世界领先的检修解决方 案 ( 该公司语) ，其特点为：使用m i c r o s o f to d b c 驱动o r a c l e 数据库，对于报 告和程序可以使用临时表存储数据；能够制定新的数据表和字段，然后应用在 表单格式下，可以对记录进行拷贝、粘贴操作，在局域网上单点安装后多客户 使用，实现两层、多点安全管理等。系统模块包括：资产管理子系统、预算管 理子系统、设备维修管理子系统、库存管理子系统、员工管理子系统、采购管 理子系统、计划管理子系统、预测维修管理子系统、任务管理子系统、工单管 理子系统、缺陷管理子系统等口4 1 。 加拿大的s e n e r g y 系统包括设备管理( e q u i p m e n t ) 、供应商管理( s u p p l i e r ) 、 维护管理( m a i n t e n a n c e ) ，备品库存管理( i n v e n t o r y ) 、采购单管理( p u r c h a s e o r d e r ) 以及维修预算管理( b u d g e t e x p e n s e s ) 6 大模块。能够与现有的财务、销 售等系统实现数据的共享；通过预防性与计划性维护，减少停产时间，让生产 设备保持高度可运转状态；控制设备维修预算，降低维修成本，紧密结合设备 与零配件隶属关系，减少备件库存及备件成本：提高采购效率，提高计划能力 水平，更有效地配置生产设备、人员和其他资源。 1 2 2 设备管理系统国内发展现状研究 国内的设备管理信息系统功能，仍然停留在对设备的基本信息和台帐的统 计和管理上。这主要由于企业生产过程自动化水平、计算机技术在设备中的应 用水平不高，计算机信息系统在设备管理中应用不普遍造成。绝大多数企业不 具有在线监测诊断系统，少数企业只在关键、复杂、投资巨大的设备采用，而 对于多数设备，还是采用人工点检的方式。国内很多有实力的企业，引进许多 技术先进、自动化程度高的生产设备，但有相当一部分使用不是很好，故障率 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 较高，维护成本不降反升。这与国内生产企业的设备自动化集成水平相对较 低，无在线监测诊断系统支持有关，只是单台套设备自动化水平高，没有协调 集成系统。 目前国内设备管理系统的研究、开发主要是处在设备自身方面的管理，缺 少加强与其它运行管理方面的对接。管理模式基本上是基于传统单机版模式的 基础上开发研究出来的，观念比较陈旧，主要处理企业设备的台帐管理和资产 折旧，很少考虑设备运行过程中的信息共享、反馈和跟踪管理，仅限于设备管 理部门的资产管理员一人使用。设备管理系统的共享性、通用性不够。一个开 发好的设备管理仅局限于某一方面设备的使用和管理，基本上是一个单独的体 系，难于用在其它方面。如一个电厂的设备管理系统，对于机床制造行业是不 可用的。 近年来国内己有多家专业软件开发公司开发不少设备信息管理系统。如北 京“神州精益 开发基于e r p 系统的设备信息管理子系统，功能比较齐全，但 系统偏向于设备生产加工特性和生产计划的管理；江苏常州德力科怡软件有限 公司开发的科怡企业设备管理软件系统单机版s b g lv e r 3 0 ( 单机版) ，系统由 五大模块组成：固定资产、动态管理、备件管理、综合查询、系统管理，系统 具有操作简单，功能实用的特点，缺点是只能一人或多人在一台计算机上运 行，没有网络环境，不能适应企业网络化、无纸化办公的需求；金蝶财务软件 固定资产( 设备) 管理子模块则是以资产为主线的管理，无法满足真正意义上的 设备管理的需求；北京市瑞智通科技有限责任公司研发的e a m s 通用资产管理 系统，集资产日常管理维护、辅助决策、报表自动统计等功能为一体的资产管 理解决方案，功能较为齐全，但其适用对象是银行、机场、铁路等，不适用于 机械制造企业的设备管理：广州正泰商业数据有限公司的“e 时代设备管理计 算机系统”，软件功能比较齐全，但其适用对象是连续加工生产型企业的设备 管理，如电厂、汽车厂、石化厂等。 1 2 3 数据仓库在设备管理系统中的应用 从大量的事务型数据库中抽取数据，进行清理、转换并为决策目标把数据 聚合在一种特殊的存储格式中的数据仓库技术，已成为信息处理技术的发展趋 势。人们尝试对数据库中的数据进行再加工，形成一个综合的、面向分析的环 境，以更好的支持决策分析，从而形成数据仓库技术晦6 1 。 2 0 世纪8 0 年代中期，“数据仓库之父”w i l l i a m h 1 n m o n 在其建立数据仓 哈尔滨理t 大学工学硕十学位论文 库一书中定义了数据仓库的概念，随后又给出了更为精确的定义：数据仓库 是在企业管理和决策中面向主题的、集成的、与时问相关的、不可修改的数据 集合n 1 。与其他数据库应用不同的是，数据仓库不是软件产品或应用程序，它 是系统体系结构( d a t aw a r e h o u s es y s t e m ，d w s ) 随1 。 就目前而言，国内应用数据仓库的企业，还主要集中在少数国有大中型企 业，主要领域有：电信、银行、邮政、保险、石化等睁1 引。这些行业有各自的 特点：比如企业规模较大，或者是全国联网运行程度较高，企业由于身处国家 经济命脉，原来信息化工作、计算机管理工作就做得比较好，数据积累有较长 的年限，已经积累的数据量也比较大，生产经营客观上也要求从历史数据中发 掘出可以指导下一步战略调整以及产品质量提高和改进的信息。所以，它们的 数据仓库的应用工作走在了前面。相对于其它部门，国内设备管理信息化建设 进程相对滞后，一些企业基于信息共享、信息资源开发和提高效率的目的，建 立了各自的设备管理信息系统，而实施数据仓库应用系统的比较少，但在设备 管理系统数据仓库研究方面，许多专家学者进行了大量研究工作，如： 沈轶、郭慧爽等n 吼1 6 1 比较了操作数据库系统与数据仓库的区别，提出了企 业设备管理系统数据仓库的体系结构，建立了企业设备管理系统数据仓库的星 型模型和逻辑模型，并设计了数据装载接口，实现了数据导入和导出、数据分 析、数据分类、聚类、关联分析等功能。 周序生、单光先等n7 1 8 1 将数据仓库和数据挖掘应用于设备状态检修中，说 明了数据仓库的实施原则，探讨了数据仓库在包装机械故障诊断技术中的应用 方法，建立了包装机械设备运行状况的数据仓库模型，并对其进行数据挖掘和 结果分析。 陈文林、张青、李凡、姜澄、张峰、罗晓强等n 铲2 3 1 建立了基于数据仓库与 数据挖掘的设备管理决策支持系统，提出了设备管理系统数据仓库的体系结 构，建立了数据仓库化的决策模型，设计了系统的功能模块图和数据仓库架构 图，分析了设备管理决策支持系统中数据挖掘的作用和特点，探讨了利用数据 库复制技术实现数据仓库化的决策支持系统的方法，并给出了一种实现小型数 据库复制成大型数据库的流程图。 孙娜、吴立增、苑津莎等乜引介绍了电力设备数据仓库的设计和实现方法并 分析和探讨了多维数据库设计、联机分析处理、d i s c o v e r e r 数据分析。 从上述可知，数据仓库技术在设备管理领域的应用，尚处于理论研究和实 践探索阶段。对于具体的设备管理系统数据仓库建设中的关键问题如数据采集 问题、数据仓库设计、用户对信息需求的灵活多变以及数据分析技术问题等的 哈尔滨理t 大学工学硕七学位论文 研究少见报道。数据仓库是一个数据共享的系统，不同层面的人从中得到的信 息会是不一样的。但目前中国企业没有建立起一个管理机制来推动数据的共 享，不论是对人的能力、企业的组织制度还是数据质量都没有一个连续的管理 机制，要在这样的基础之上建立好用的数据分析是非常困难的。 。 虽然数据仓库技术还需要不断完善，但是其能带来的巨大经济效益，使它 的发展前景不可限量。数据仓库应用所能够带来的巨大效益也必将刺激中国数 据仓库市场的发展。有了的原始数据的积累，若插上决策分析的翅膀，必可使 得当今的企业如虎添翼，成为企业获得竞争优势的有力武器。总之，中国的数 据仓库市场将前景广阔，充满无限商机心乱2 引。 1 3 主要研究内容及技术路线 1 3 1 课题来源 本研究课题来源：黑龙江省社会科学基金项目( 0 6 d 0 7 0 ) ；黑龙江省海外学 人科研项目( 1 0 5 3 h q 0 0 4 ) ；黑龙江省科技厅国际科技合作项目( w c 0 3 11 6 ) 。 1 3 2 主要研究内容 本文在对设备、设备管理、数据仓库等理论进行研究的基础上，建立了设 备管理数据仓库系统，主要是将数据仓库的思想与方法应用到企业设备管理过 程中，目的是以数据仓库为数据基础，以数据挖掘为手段，解决在设备管理过 程中表现出来的数据处理困难，为企业生产做出最佳决策提供了支持，也为其 他部门提供构建数据仓库的参考模犁。 本文的主要研究内容： 1 针对企业设备管理需求，对系统数据库分析，设计设备管理系统中与没 备决策相关的数据库表格，作为构建设备管理数据仓库系统的基础。 2 建立设备管理数据仓库系统模型从设箭管理系统数据库中抽取相关的 数据，构建设备管理数据仓库系统相关多维度数据模型，解决决策者快速查询 设备相关数据的基本需求。 3 采用m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 开发设备管理数据仓库系统，以作为企 业其他管理部门建立数据仓库时的参考。 4 通过数据仓库及在线分析处理( o l a p ) 技术，构建设备管理w e b 数据仓 哈尔滨理t 大学工学硕士学位论文 库，决策者可通过w e b 依其需求弹性且快速地查询设备相关数据，以提升决 策质量及时效。 1 3 3 技术路线 本文技术路线如下图1 1 所示： 设备管理相关 文献国内外研 系统项目规划 o 蕊、融 究与分析 系统需求分析 7 飞礴 系统 主题确定 w e b 实现 测试 论文 体系结构设计 uu 和研究 设备管理相关 逻辑模型设计 实施 成果 文献国内外研 究与分析物理模型 ru b r ： ；，兀及 分析 维护 e t l 设计 - f- 1 圈_ 1 l _ 理论研究阶段 系统开发阶段 系统应用阶段 论文总结 图1 1 技术路线 f i g 1 - 1t e c h n i c a lr o u t e 哈尔滨理工大学工学硕十学位论文 第2 章基于业务维生命周期法的系统分析 数据仓库作为一个信息传递系统，目的是为了解决用户问题和向用户提供 战略信息。本章根据业务维生命周期模型，对系统进行需求分析，了解用户需 求。数据仓库系统的需求分析方法不同与事务处理系统，数据仓库系统由于是 建立在操作型系统之上的数据处理系统，因而需从数据本身以及数据获取的模 式、转换的方法、用户关心的业务维度等几个角度进行需求调研和分析。另 外，用户需求也不同于事务处理系统，在系统的建设初期就能够描述的比较清 楚，数据仓库系统的需求调研更多是采用迭代的方式进行。 2 1 基于业务维生命周期的螺旋式方法 数据仓库的实施是一个复杂的系统工程，需要一套完善的方法作为指导。 k i m b a l l 豫7 1 提出了一套数据仓库项目的生命周期模型，称为业务维生命周期模型 ( b u s i n e s sd i m e n s i o n a ll i f e c y c l e ) ，如图2 1 所示。 业 叫技攀h 鬻卜务 百 需 叫部署r - 1 增 理卜+求 屯强数搿计r j 定 义 一姗秽h 应黟卜 l璺里竺翌l 图2 - 1 业务维生命周期模型 f i g 2 - 1t h em o d e lo fb u s i n e s sd i m e n s i o n a ll i f e c y c l e 业务维生命周期模型从项目计划开始到系统维护与成长阶段，总共有1 2 个阶段，而项目管理步骤贯穿整个生命周期，其主要的工作是管理项目的进 行。业务维生命周期模型和传统生命周期法一样也要经历软件计划、需求分析 和定义、软件设计、软件实现、软件测试、软件运行和维护这6 个阶段，但业 务维生命周期有着优越于其他开发方法的特点： 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 1 在规划阶段，建立一系列有效的措施保证项目的质量，如评估项目准备 情况、划分项目范围和投资合理性证明等。 2 业务维生命周期法分析需求的方法不同于大多数传统方法所采用懂得数 据驱动需求分析法，而采用业务驱动需求分析法。根据用户业务需求确定数据 仓库可以获得什么数据、数据的组织方式以及数据的更新频率，能更好理解、 满足用户需求。 3 业务维生命周期在初期也严格定义了一些业务需求，但不同于传统业务 生命周期的是，数据仓库的业务需求处于动态变化之中，而业务维生命周期能 提供合理的数据接口，弹性解决不断增长的用户需求。 4 业务维生命周期法并没有反映项目的绝对完成期限，关注的是各项活动 的先后顺序和并发性，而不是完成期限。 5 业务维生命周期法从管理角度，对系统的开发进行全程监控管理。项目 管理确保了业务维生命周期各项活动处于正常和同步状态。项目管理活动在整 个生命周期过程中都会发生，这些活动集中体现为监控项目状态、跟踪各种问 题，以及为了保持项目进行的变化控制等。 虽然业务维生命周期在数据仓库系统原型开发上优于其他开发方法，但是 企业的决策需求会随着组织的成长而逐渐增加，在项目进行过程中必须同时考 虑到系统的成长问题，而业务维生命周期却没有一个有效的措施来解决系统需 求增长问题，针对这个问题，本文借鉴螺旋式开发方法，提出基于业务维生命 周期的螺旋式开发模型，如图2 2 所示。 在模型巾，每个循环都开始于需求部分，结束于系统部署。但每个圈的需 求在层次上是不同的，即从初步需求分析，应用业务维生命周期法，经过一系 列阶段，开发满足用户需求的原型系统；由于用户的反馈和新需求的提出，应 用螺旋式开发方法，加入风险管理，再按照业务维生命周期法，完成系统的第 一次迭代；再按照新需求，周而复始，直到第n 次迭代，开发出满足用户需求 的、功能强大的系统。随着螺旋过程的开始，项目组将按图2 2 顺时针的方向 开始工作。和传统模型不同的是，它的每一圈循环不一定要产出真正的产品， 可能产品的概念、规格说明、原型或其它相关的产出物，这样迭代的做法，便 于在能逐步寻找出项目在需求、技术、组织结构等方面的风险，使项目风险能 真正得到控制。通过螺旋的不断扩展，能不断满足客户的新要求，最终实现灵 活地满足不同的需求，不断的螺旋从技术角度讲难度不大，但却是一个数据仓 库不断扩展的过程，而这对业务决策者来说却是意义重大的。 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 、模赢载 一二 图2 - 2 基于业务维生命周期的螺旋式开发模型 f i g 2 - 2s p i r a ld e v e l o p m e n tm e t h o db a s e do i lb u s i n e s sd i m e n s i o n a ll i f e c y c l e 它的优点在于： 1 利用业务维牛命周期法，从项目管理角度，成功丌发系统原型。 2 在、l k 务维生命周期法的每个阶段，引进风险管理，在项日管理体系结构 中，项目通过风险描述、风险分析、风险跟踪来达到风险控制的目的，以最大 限度的降低项目失败的情况。 3 对于数据仓库动态发展的特性，利用螺旋式开发方法，以螺旋盘升方式 逐步扩充和完善数据仓库系统，使数据仓库的功能也将越米越丰富。 2 2 项目规划 按照业务维生命周期模型，数据仓库的开发应用规划是开发数据仓库的首 要任务。只有制定了正确的数据仓库规划，才能组织主要力量有序地实现数据 仓库的开发应用。数据仓库的需求定义是在数据仓库规划以后，为数据仓库的 分析设计所做的准备工作。 在数据仓库规划中般需要经历这样几个步骤：确定数据仓库的开发目标 哈尔滨理工大学工学硕七学位论文 和实现范围，选择数据仓库体系结构，建立商业和项目预算。 数据仓库开发的首要目标是确定所需信息的范围，确定为用户提供决策支 持帮助时，在主题和指标领域需要哪些数据源。其他数据仓库的开发目标多种 多样、十分复杂，需要开发人员和用户在开发和使用的过程中不断交流完善。 数据仓库结构可以灵活选择，可将企业所使用的各种平台进行恰当的分 割，把数据源、数据仓库和最终用户使用的工作站分割出来进行恰当的设计。 数据仓库的实际使用方案与开发预算，是数据仓库规划中最后需要确定的问 题，必须对开发方案的预算进行估计，确定项目的投资额。 当数据仓库规划完成后，需要编制数据仓库规划说明书，说明数据仓库与 企业战略的关系，以及与企业急需处理的、范围相对有限的开发机会，重点支 持的职能部门和今后数据仓库开发工作的建议，实际使用方案和开发预算，作 为数据仓库实际开发的依据。 2 3 系统业务需求分析 由于数据仓库只是存储与决策需求相关的重要数据，并不是存储o l t p 数 据库内所有的数据，所以在进行建立数据仓库前必需先进行需求分析，以深入 了解与决策相关的数据。在此进行需求分析必须先探讨相关先进设备管理思想 文献再与设备管理者交谈，最后归纳出其设备需求分析。 2 3 1 需求分析的原则 数据仓库项目足一个复杂的过程，项日的开发涉及到多方面的问题和风 险：技术风险、数据质量问题、项目管理问题，但项目中最隐蔽、最容易忽 略、最难控制的环，就是需求的调研和分析。需求分析不深入、不准确的结 果就是系统完成后没有人愿意使用它。因此我们要采取有效的措施来避免这种 情况。以下是需求分析的原则： 1 让用户参与，尽力让用户的高层参与，双方要紧密配合。 2 要迅速、全面的理解用户的业务及工作流程。 3 培训，要不停的向用户灌输数据仓库与传统业务系统的不同做法。 4 不要求完美，而要求实用，应用将是螺旋上升的。 5 项目有整体规划，调研可以全面，但一定要界定好各阶段的范围。 哈尔滨理丁大学工学硕士学位论文 2 3 2 业务需求分析 任何系统都是前端用户的需求也就是用户对系统的功能要求，是用户期望 系统能够为他们解决的问题。在对用户调研时，在本阶段调研中，主要是了解 用户当前的业务流程和系统概况，并搜集相关的资料和数据，以准备下一阶段 的分析。它必须从直接使用数据仓库的人( 用户) 那里获得。因此，这些用户可 以表达出他们需要通过数据仓库系统完成的数据分析工作，主要描述通过利用 数据仓库系统，用户可以完成什么工作。在与设备管理者访谈后，结合其业务 流程，经分析与整理，得出企业在设备维修成本、平均维修时间、平均维修时 间、设备点检、设备润滑、备件管理、设备可利用率等方面具有需求，主要需 求目标如下： 1 根据企业设备管理的方针和要求，并结合企业设备管理的现状，把设备 管理的各个方面的工作，都纳入系统处理之中。为企业提供管好设备、用好设 备、修好设备具体实施方案和办法。 2 以设备的使用、保养、维修管理为核心，将设备技术资料，有关的信息 和日常设备管理活动，进行分门别类地记录，以便统计和分析。 3 针对企业生产线特点，以设备的技术资料、设备管理、日常保养维修等 方面的企业管理及设备监控为基础，为设备维修提供可靠的技术依据。 4 根据设备维修，制定合理的备件库存计划，以追求最佳库存成本。 在了解用户的总体需求内容之后，我们按照k i m b a l l 的需求优先次序象限 分析法( q u a d r a n ta n a l y s i sf o rr e q u i r e m e n tp r i o r i t i z a t i o n ) ，如图2 3 所示，来 将所有的需求分类，区分其优先级别，作为主题分析的基础。 上图，需求b 是最初应该关注的，它们都具有较高的可行性和较高的潜在 业务影响；需求a 具有很高的业务影响得分，但它很难实施，尽管依然值得注 意其影响，但不应该作为数据仓库首先要解决的需求；需求d 可行性得分很 高，但它对业务的影响较小，属于简单报表一类；对于需求c ，一般都避开 它南于其对j f p 务的影响小，并且难以实施。 依照需求优先次序象限分析法，分析总结了本次数据仓库项目中的需求： 1 设备维修成本需求分析( 1 ) 对设备做维修成本的分析；( 2 ) 对维修原因 做维修成本的分析；( 3 ) 对维修工程师做维修成本的分析；( 4 ) 对维修相关备件 做维修成本的分析；( 5 ) 对设备制造商的设备做维修成本的分析；( 6 ) 对每一 年、季、月做维修成本的分析。 2 设备平均维修时间需求分析( 1 ) 对设备做甲均维修时间的分析；( 2 ) 对 哈尔滨理工大学丁学硕士学位论文 高 j l 潜在 业务 影响 一臣歪 _ 一高 图2 - 3 需求优先次序象限分析法 f i g 2 3q u a d r a n ta n a l y s i sf o rr e q u i r e m e n tp r i o r i t i z a t i o n 设备类型做平均维修时间的分析；( 3 ) 对维修原因做平均维修时间的分析；( 4 ) 对设备制造商的设备做平均维修时间的分析；( 5 ) 对每一年、季、月做平均故 障维修时间的分析。 3 设备点检需求分析( 1 ) 对设备做点检关键部位的分析；( 2 ) 对设备做点 检项目的分析；( 3 ) 对设备做点检值的分析；( 4 ) 对设备制造商的设备做点检的 分析；( 5 ) 对每一年、季、月做点检时间的分析。 4 设备润滑需求分析( 1 ) 对设备做润滑油使用的分析；( 2 ) 对设备做润滑 关键部位分析；( 3 ) 对设备做润滑值的分析；( 4 ) 对润滑油制造商做分析；( 5 ) 对设备制造商的设备做润滑的分析；( 6 ) 对每一年、季、月做润滑时间分析。 5 备件管理需求分析( 1 ) 对备件做购买的分析；( 2 ) 对备件做库存的分 析；( 3 ) 对备件做领用的分析；( 4 ) 对备件做质量的分析；( 5 ) 对备件制造商做 分析；( 6 ) 对每一年、季、月做备件管理的分析。 6 设备可利用率需求分析( 1 ) 对设备做可利用率的分析；( 2 ) 对设备做运 行时间( 开工时间) 的分析；( 3 ) 对设备制造商的设备可用率的分析；( 4 ) 对每一 年、季、月做设备可利用率的分析。 2 4 源数据分析 数据仓库的设计从分析操作型数据源开始，因为它是数据仓库的依赖所 哈尔滨理工大学t 学硕士学位论文 在，也是企业事物处理的基本核心系统。一般来讲，操作型数据库反映了企业 事务处理的基本特征，研究和分析操作型数据源，是进行数据仓库设计的必要 准备和先行步骤。 数据仓库的数据主要是为企业决策分析提供依据。一般情况下并不对数据 进行修改，数据仓库的数据是不同时间数据库数据快照的集合，而不是联机处 理的数据。操作型数据库中的数据是对业务操作的记录，通常需要实时更新， 以一次一条记录的方式进行访问和处理；而数据仓库中的数据主要面向企业的 决策分析，反映的是相当长的一段时间内的历史数据，通常以静态快照的方式 批量载入，当有新的业务数据产生时，再产生新的快照写入。因此，数据仓库 的数据是不同时间点的数据快照的集合扭引。 源数据分析主要是对数据仓库涉及到的操作型数据源系统的数据进行分 析、合并和整合，使数据从适应业务系统的数据模式转换为适应分析系统的数 据模型。由于源数据存储于彼此差异极大的数据库系统或表格中，这些数据库 系统或表格依赖于不同的操作系统；很多源系统本身及所采用的技术均已过 时；对数据仓库极为重要的信息可能并未存储于操作型数据库中，而是以不同 的格式来自于企业外部；旧系统中的数据质量参差不齐，不进行整理无法直接 存储于数据仓库中；源系统之间缺乏一致性，相同的数据以不同的格式或形式 存储；很多源系统的数据格式和类型对用户而言是以晦涩的语义存储的，或者 对用户而言是多余的。因此，为便于数据仓库存储和对数据进行查询分析，在 源数据存入数据仓库之前，必须对源数据进行分析。 在此所分析的足设备管理系统，其采用的足c s 架构，其数据库的设计方 式为关系犁的数据库结构该系统保存了人蕈设备操作、i k 务数据，秘累了大蛩 宋贵的摹础数据，允分利用这些数据为管群部门提供及时刊靠的决箫信息具有 重要的意义。现有的设备管理系统中，已经完成了设备基本信息管理、设备前 期管理、设备台帐管理、设备异动管理、设备运行管理、备件管理以及系统管 理，功能结构图如图2 4 所示。根据上节的业务需求，在深入了解该系统的数 据库中各个模块的数据表内容