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哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 面向特征的构件化库存管理系统研究 摘要 在一般的企业库存管理中，普遍存在库存量过高以及整个供应链中需求 变异放大的问题，即“牛鞭效应”。导致“牛鞭效应”的原因比较复杂，涉 及到库存管理方面的主要原因在于企业间的信息不对称。企业的库存管理系 统不仅要满足企业内部库存业务的需要，而且还要保证和上下游企业保持良 好的信息沟通和共享，具有良好通用性和可复用性的库存管理系统为企业快 速有效的响应这些要求提供了支持。 本文将面向特征的软件复用理论应用于构件化的库存管理系统 ( i n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m ) 的设计与实现，建立了面向特征的领域特 征模型，有力地支持了库存管理系统的开发。面向特征的库存管理系统可为 一组具有相似或相近需求的库存管理系统提供基本功能服务，通过创建可复 用的软件构件，为建立通用性的系统提供了支持。在变化的环境中适应变化 的业务需求，提供了一种新的思路和方法，对企业设计和开发通用的、可复 用的库存管理系统具有很重要的现实意义。 本文首先对库存管理领域和软件复用方法等相关理论进行了综述，阐述 了库存管理领域的现状和存在的问题，并对库存管理系统的发展特点进行了 深入探讨，在对特征模型和传统需求规约模型进彳了对比以后，运用面向特征 的软件复用方法建市了库存管理领域的特征模型。在对软件体系结构的发展 历程和研究风格进行分析的基础上，根据需求到软件体系结构的映射关系和 特征模型到软件体系结构模型的映射过程，并以该特征模型为依据，对库存 管理系统的软件体系结构模型进行了设计。运用构件技术实现了库存管理系 统的构件化设计，得到了具有良好通用性的构件化库存管理系统。本文以航 天科技控股集团股份有限公司的库存管理业务流程及数据进行了实证研究， 给出了复用案例和解决方案，验证了系统的可复用特性，使库存管理系统的 开发具有随业务需求灵活变化的特点。 关键词库存管理系统；面向特征；构件 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 r e s e a r c ho nf e a t u r e o r i e n t e dc o m p o n e n t i a l i n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t d u r i n gg e n e r a le n t e r p r i s ei n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，t h e “b u l l w h i p e f f e c t p r o b l e m sw h i c hm e a nh i g hi n v e n t o r ya n dr e q u i r e m e n tv a r i a b i l i t ye n l a r g e di nt h e w h o l es u p p l yc h a i na r ep r e v a i l i n ge x i s t e d t h er e a s o no fl e a d i n gt ot h e “b u l l w h i p e f f e c t ”i sm o r ec o m p l e x a n dt h em a i nr e a s o ni st h ea s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n i n v o l v i n gi n v e n t o r ym a n a g e m e n ta m o n ge n t e r p r i s e s e n t e r p r i s e i n v e n t o r y m a n a g e m e n ts y s t e m s h o u l dn o to n l ym e e tt h en e e d so fe n t e r p r i s ei n t e r n a l b u s i n e s si n v e n t o r i e s b u ta l s oe n s u r et om a i n t a i ng o o dc o m m u n i c a t i o na n ds h a r e o fi n f o r m a t i o nw i t ht h eu p s t r e a ma n dd o w n s t r e a me n t e r p r i s e s a ni n v e n t o r y m a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so fg o o dc o m m o n a l i t ya n d r e u s a b i l i t yp r o v i d e sac o r r e s p o n d i n gs u p p o r t f o r t h er a p i d l ya n de f f i c i e n t l y r e s p o n d i n gt ot h ee n t e r p r i s e sr e q u i r e m e n t s i n t h i st h e s i s ，t h et h e o r yo ff e a t u r e o r i e n t e ds o f t w a r er e u s ei sa p p l i e dt o d e s i g na n di m p l e m e n tt h ec o m p o n e n t i a li n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m ，t h e d o m a i nl e a t t i r em o d e l si se s t a b l i s h e dw h i c he f f e c t i v e l ys u p p o r tt h ed e v e l o p m e n t o ft h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m f e a t u r e - o r i e n t e di n v e n t o r ym a n a g e m e n t s y s t e mp r o v i d e sb a s i cf u n c t i o ns t ：l v i g e f o rag r o u po fi n v e n t o r yn l a n a g e n l e u t s y s t e m sw h i c hh a v es i m i l a rr e q u i r e m e n t ，a n do f f e r ss u p p o r tt ot h ed e v e l o p m e n t o fac o m m o ns y s t e mb yc r e a t i n gt h er e u s a b l es o f t w a r ec o m p o n e n t s i nt h e c h a n g i n ge n v i r o n m e n t ，i no r d e rt oa d a p tc h a n g i n gb u s i n e s sr e q u i r e m e n tt h i s t h e s i sp r o v i d e san e wt h o u g h ta n dm e t h o d ，w h i c hh a sv e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e f o re n t e r p r i s e sd e v e l o p i n g ac o m m o n ，r e u s a b l ei n v e n t o r y m a n a g e m e n ts y s t e m f i r s t l y ，t h i st h e s i sm a k e sal i t e r a t u r es u m m a r ya b o u ts o m er e l a t i v et h e o r y ， s u c ha sd o m a i no fi n v e n t o r ym a n a g e m e n tt h e o r ya n ds o f t w a r er e u s em e t h o d ，a n d 儿 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 a n a l y z e ss o m ep r o b l e m sa n ds i t u a t i o ni nt h ef i e l do fi n v e n t o r ym a n a g e m e n t d o m a i n ，a n df u r t h e re x p l o r e st h ec h a r a c t e r so fi n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m d e v e l o p m e n t a f t e rc o m p a r i n gf e a t u r em o d e l sw i t ht r a d i t i o n a lr e q u i r e m e n t m o d e l s ，t h et h e s i se s t a b l i s h e st h ef e a t u r em o d e lo fd o m a i no fi n v e n t o r y m a n a g e m e n tb ya p p l y i n gf e a t u r e - o r i e n t e dr e u s em e t h o d b a s e do nt h ea n a l y s i so n t h e d e v e l o p m e n tp r o c e s sa n dr e s e a r c hs t y l e o fs o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ，a n d a c c o r d i n gt o t h em a p p i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e nr e q u i r e m e n ta n ds o f t w a r e a r c h i t e c t u r ea n dt h em a p p i n gp r o c e s sb e t w e e nf e a t u r em o d e la n ds o f t w a r e a r c h i t e c t u r em o d e l ，t h i st h e s i sd e s i g n st h es o f t w a r ea r c h i t e c t u r em o d e l sw i t ht h e f e a t u r em o d e l s b ya p p l y i n gt h ec o m p o n e n tt e c h n o l o g y ，t h i st h e s i sr e a l i z e st o m a k ec o m p o n e n t i a ld e s i g nf o ri n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m f i n a l l y ，t h et h e s i s u s e sac a s et os t u d yo nt h et r a n s a c t i o nf l o wa n dd a t ao fi n v e n t o r ym a n a g e m e n t s y s t e mf o ra e r o s p a c eh i - t e c hh o l d i n gg r o u pc o ，l t d ，p u t sf o r w a r dt h er e u s e c a s ea n dr e s o l u t i o n ，a n dp r o v e st h a tt h i ss y s t e mc a nb er e u s e d ，w h i c hm a k e st h e d e v e l o p m e n to fi n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e mh a v et h ec h a r a c t e r i s t i ct oa d a p tt o b u s i n e s sr e q u i r e m e n tw i t hf l e x i b i l i t yc h a n g e s k e y w o r d si n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m ，f e a t u r e o r i e n t e d ，c o m p o n e n t 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面向特征的构件化库存管理 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：五使日期：细纾月夕1 7 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 面向特征的构件化库存管理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，允许论文被杏阅和借阅。木人授权哈尔滨理工大学可以采 用影印、缩印或其他复制于段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用授权书。 不保密口。 ( 请在以上相应方框内手j ) 作者签名：二b 乞0日期：力叼驴年；月罗日 导师签名：偷盈 日期：洲年产月占日 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着市场经济的不断发展，市场竞争日趋多元化，企业面临的困难和挑 战也层出不穷，所以企业要想在激烈的竞争中立于不败之地，不仅要改进企 业管理机制，增加企业效益，而且更要降低各种成本，而企业的库存、采 购、生产配比等环节更是企业成本的重中之重。 库存管理在企业中的地位和作用不言而喻，不仅关系到企业内部资源的 占用比重、和企业中其他部门业务沟通等问题，而且还和企业外部供应链有 着密切的联系。库存管理系统的使用可以帮助企业进行清库核算，制定合理 的物资储备额，在保证正常生产的前提下，减少储备资金的占用，盘活资 金，把活化的资金投向效益好的经营项目中去，以适应市场的变化，加快资 金周转。因此，库存管理系统要不断地适应企业业务的变化，完成企业库存 业务的同时，为企业决策提供有效信息，并要不断注重自身发展，将各种现 代库存管理理论和先进的技术应用到库存管理系统中来。 1 1 1 论文研究背景 现在大多数企业所使用的库存管理软件通常是软件开发商根据企业特点 单独为企业开发的软件产品，虽然这样的软件系统可以完全符合企业的库存 管理业务的需要，但是当企业业务发生变化时，这样的系统由于无法适应这 种变化，会处于瘫痪状态。如果对该系统进行二次开发或是重新开发新系 统，由于系统缺少一定的可复用件，需要很长的开发周期同时增加食、l k 成 本。 不同行业对库存业务的要求不同，对库存的管理方法也不尽相同。库存 管理系统要满足各个行业不同的需求，就必须能够提供1 同管理方法所需要 的管理模型，要建立相应的模型库，满足用户的需求。即使相同行业中的不 同企业，他们对库存管理业务功能上也会有不同的侧重点，库存管理系统要 提供给用户的应该是全面而细致的功能模块，用户可以根据企业自身特点， 制定出个性化的库存管理系统，实现系统的灵活性和可适应性。要达到这样 的目的，系统就必须采用构件化的技术，提高系统的可复用性，实现系统的 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 即插即用、随需应变的目标。实现了构件化的可复用库存管理系统能够减少 系统二次开发的时间和费用，节约企业成本。 供应链中的库存管理系统不仅要整合企业内部库存管理中的各种数据， 还要对供应链各环节中的库存信息进行整合与集成n 1 ，并为供应链中上下游 的合作伙伴提供及时、准确的库存信息。系统需要有强大的数据分析与处理 能力，辅助企业与其他多家企业的合作，帮助企业完成协同商务的业务要 求。企业加强了与外部企业的联系，保持了整个供应链上各成员间信息的通 畅，实现了信息的共享，库存管理系统的职能也从传统的只管理企业自身的 库存信息转移到管理整条供应链上的库存信息上来，虽然管理范围扩大了， 但是管理的功能并没有发生根本性的变化，实际上是一种功能结构上的复 用。所以，具有良好的可复用性的现代库存管理系统不仅能适应企业纵向的 业务变化，而且有助于企业业务范围的扩大和与其他合作伙伴合作的顺畅。 1 1 2 课题来源 本文的课题源自以下两个科研项目： 1 黑龙江省海外学人科研资助项目( 1 0 5 h q 0 0 4 ) 。 2 黑龙江省科技厅国际科技合作项目( w c 0 3 1 1 6 ) 。 1 1 3 论文研究的目的和意义 随着企业规模的扩大和市场竞争的日益激烈，库存管理作为企业经营管 理中的重要组成部分，也同样面临着严峻的考验。库存管理水平的提高不仅 仅要提高管理人员的素质，而且还需要现代化管理工具的辅助，因此库存管 理系统的研究与开发有着其必然的紧迫性与重要性。借助信息化手段，对库 存活动进行汁划、组织、指挥、监督和调节，在最大限度的满足客户需求的 前提下，降低库存水平，加快库存物流，提升氽业库存效益。 库存管理系统不仅要完成日常繁琐的库存业务，而且要及时准确的收 集、整理和分析各种库存信息以供管理者进行查询与决策。库存管理系统可 以作为一个独立的系统进行系统的设计与开发，但在实际应用中通常作为 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c e sp l a n n i n g ) 系统的子系统进行设计与开发，使库 存管理工作与企业中的其他部门的工作更紧密的联系在一起。同时，随着全 球经济的不断发展，各个企业经营规模与范围不断扩大，企业与企业间的业 务往越来越频繁，企业间的合作趋于联盟化，企业间的信息沟通与共享需要 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 更加的通畅与透明化。对于库存管理系统来说，它所管理的信息不仅仅是企 业内部的物料及其相关信息，同时还需要对整个供应链上的所有相关信息进 行搜集、整理、分析、管理等工作。 随着企业对软件需求的不断提高，企业对库存管理软件也有了新的需 求。新一代的库存管理系统应该满足数据的信息化、管理的集成化、系统的 开发性等发展趋势，为企业提供一个全面的、全新的管理平台。在系统实施 过程中，不同的企业对系统的要求也会不同，所以通常企业需要对软件进行 二次开发，这样的系统实施周期长、维护困难。现有的库存管理软件大多都 是根据某个特定企业需求进行软件系统的开发，没有良好的通用性和可复用 性，而且当企业业务过程发生变化时，这样的软件往往不能及时适应企业的 变化，需要软件开发商再对已有软件进行二次开发甚至是更多次的开发，增 加企业成本和维护费用，增加软件的使用难度。 为了更好地应对不断变化的市场需求，企业需要一个操作简便、灵活高 效的管理软件，能快速适用企业业务变化和企业策略的调整，提高企业管理 效率，减少管理费用，增强企业竞争力。本文将对库存管理系统的可复用性 进行深入研究，运用面向特征的软件复用的方法对库存管理领域进行领域分 析和设计，并在此基础上设计系统构件，实现一个具有良好通用性和可复用 性的构件化的库存管理系统。该系统可以满足企业库存的个性化管理方式和 经营方式，在企业库存业务过程发生变化时，用户可以根据需求通过一些简 单的操作对系统进行修改，完成软件系统上的业务变更。对该系统的开发和 研究旨在提高企业库存信息的有效性和流动性，加快企业资金流动，减少企 业资金占有牢，辅助企业与其他企业问的业务往来与信息共享，满足协同商 务的要求，加强企、i k 问的有效沟通，为企业快速响应市场需求变化提供有力 的保障，加快企业发展，提高企业竞争力。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 库存管理理论发展历程 库存管理是根据库存的特性及其运作规律，对库存活动进行计划、组 织、指挥、监督和调节，以最大限度的满足客户水平的前提下降低库存水 平，加快库存物流，提升企业库存效益。 在传统的牛产管理中，存存着许多问题。南于一个企业生产的产品品种 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 繁多，批量变化较大，为了及时生产出合格的产品就必须采用各种方法解决 生产中存在的问题。早期一般采用监视库存的方法，一旦库存降低，就重新 订货以保证不问断的生产。这种方法在企业生产较为复杂的情况下，常常造 成库存占用过高、资金利用率低等缺点。美国经济学家r h w i l s o n 在1 9 1 5 年提出了经济批量的概念，1 9 3 4 年又提出统计方法确定订货点的方法，首 开库存研究的先河，后又经人们不断完善形成现在的古典生产存储系统。 古典生产存储系统虽有相对严密完善的理论体系，却以理论假设和理想 的生产环境为前提，而在多变的市场中，物料需求也是随着时间而变化的， 为了降低生产成本，适应市场变化需要科学地对存储系统进行研究。 1 2 1 1 传统库存管理理论传统库存管理，主要是研究在封闭条件下的库 存中的建模分析，减少库存积压和生产成品的占有成本。并且物料是有价值 的，因此传统库存管理也包含对资金计划与控制。良好的库存管理能够加快 资金的周转速度，提高资金的使用率，增加投资的效益。 在传统库存中，按照库存的重复性程度，把库存分为单周期库存和多周 期库存。单周期库存也称为一次性订货，它的特点就是生命周期短和不确定 性；多周期库存是长时间内库存反复发生，需要不断订货；对于多周期库 存，我们一般把库存分为独立需求和相关需求两种库存模式来进行管理，相 关需求库存问题采用物料需求计划处理，独立需求问题采用订货点办法处 理。一般来说，产成品库存管理为独立需求库存问题，而在制品和零部件以 及原材料的库存控制问题为相关需求库存问题。 由此可见，传统库存的特点是：库存分散、条块分割，缺乏系统的统一 的库存控制方法：库存信息传递速度慢，且易失真，进而导致需求放大现 象一一牛鞭效应( b u l l w h i pe f f e c t ) 心1 ；源头供应商不能享有足够的市场信 息，无法做到快速响应用户的需求。 1 2 1 2 现代库存管理理论现代库存管理，主要是在供应链管理理论指导 下的库存管理，其目的足为了提高了整个供应链的响应能力、效率和支持生 产运作。现代库存管理为供应链管理下的库存集成管理方式，它从全局的角 度对供应链上的物流、信息流以及资金流进行控制和调度b 3 ，首先是满足生 产上的需要，避免因缺货的发生造成企业的生产的中断，其次从顾客需求出 发，减少库存的积压，避免导致企业生产成本增加。 现代库存管理理论以安全库存、周转库存h 1 、不确定情况下库存管理理 论为基础，运用及时制造( j u s ti nt i m e ，j i t ) 、j i t i i 、零库存管理、敏捷制 造等现代库存管理方法，并在自动化、机械化和自动化等方面改进库存管理 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 技术，发展了供应商管理库存、联合库存管理以及协同规划、预测与补给等 现代库存管理模式。运输、设施、信息在现代库存中发挥着重要的作用，良 好的运输和设施能提高供应链的反应能力，并降低库存。信息系统为库存决 策提供全局的数据和信息，大大提高了库存管理的效率和供应链的效率。 由此可见，现代库存管理是企业e r p 系统中的重要组成部分，现代库 存功能是作为供需之间的一个缓冲区，用来减缓客户需求与制造生产能力之 间、最终装配需求与零件之间、后序工序的来料与前序物料运输之间、生产 制造与供应商之间以及零售环节与运输环节之间的供需矛盾。分析造成库存 的本质原因：供需的不确定性，而信息是减少不确定性的重要手段，良好的 信息系统可减少不必要的库存，又保证供应。 1 2 2 库存管理系统发展现状 国外库存管理软件发展是比较成熟的，以m a x i m o 企业资产管理软件 为例，它是由m r o 公司开发的，国外许多企业，如可口可乐公司、摩托罗 拉公司、纽约电力管理局均采用了m a x i m o 软件。在中国，已有5 0 多家 企业成功运行了m a x i m o 软件产品，如大亚湾核电站、东方航空公司等。 库存管理是其中的一个组成部分，m a x i m o 能随时掌握现有的库存项目情 况，制定合理的库存管理计划，灵活地把库存、采购、质检等一系列管理， 进行动态的库存跟踪管理，合理保留库存，减少库存积压。库存控制能够对 现有的库存项目进行动态统计，从而为每一个库1 7 项目指定安全库存量利经 济订购量嵋1 。m a x i m o 可以随时掌握库存情况，当库存减少到用户定义的 安全库存量时，系统能够指示出来，并根据需要自动创建采购申请和采购 单。系统可以通过“自定义的标准成本”、“平均成本”、“上次采购成本”这 三种途径来跟踪库存项目成本抽1 。另外，系统还提供了使用a b c 分类法进 行库存价值分析的功能，还可以根据库存的使用情况提供库存项目数量参考 值。 国内市场也有一砦通用的库存管珲软件，如大洋仓库管坪系统、宁件仓 库管理软件等，但这些软件都很难适应每个企业的具体情况，所以，国内一 些大中型企业为了增加国际竞争力，从国外引进先进的管理经验和相应的管 理软件，或与一些软件公司合作，开发与自己企业相适应的信息管理系统。 现在，国内各企业为自己开发的仓库管理软件能实现的功能大体有如下几个 方面：代替手工填写计划书、入库单等大量重估繁琐的劳动，如数据的存 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 储、查询、统计、汇总、分析、报表等，管理工作完全由计算机取代，各级 管理人员能够快速、便捷、准确地进行数据查询、数据统计、提供报表等工 作n 1 。 信息流、资金流和物流是现代制造业管理系统中三个重要方面。物流， 即从购买原材料、加工、装配、测试、制成品，形成整个制造系统的主体； 信息流，从信息收集、分析、决策、反馈、控制，形成集成制造系统的管理 工具。应用计算机管理物流，即计算机辅助库存管理对集成制造系统有重要 意义伸。随着企业信息化进程的加快，对库存管理系统功能的要求也日益提 高，不仅是在业务处理上要功能完善，而且在与其他部门系统的连接等问题 上也要求通信顺畅。 1 2 3 软件复用理论研究现状 6 0 年代的软件危机导致了有关软件复用的研究，在1 9 6 8 年的北大西洋 公约组织( n a t o ) 软件工程会议上，会议的邀请论文“m a s sp r o d u c e d s o f t w a r ec o m p o n e n t s ”首次提出可复用库的思想。8 0 年代中期，复用成为 优秀软件设计的关键因素之一，并且软件复用已经在子程序库、报告生成 器、编译器等方面取得进展，管理成为软件复用实施中的主要因素，而当时 工业界复用软件的主要手段是复用整个软件。到9 0 年代初期，软件复用的 实践有3 个趋势，一是在软件界将软件复用的实践惯例化、用户化，不仅要 考虑技术的因素，而且要考虑管理的因素；二是将复用技术集成到软件开发 过程中，并且研究软件过程形式化的问题；三是将领域分析标准化，开发支 持领域分析的方法和t 具姻1 。 软件复用又称软件重用或软件再用，广义上是指存构造新的软件系统的 过程中利用已有的软件成份n0 1 。这里所说的己有的软件成份不单单指源程序 代码，它包括十分广泛的内容，如数据、文档、模式、体系结构、知识、方 法、环境等多方面的内容。狭义上是指使用“为了复用目的而设计的软件 的过程。相应地，可复用软件是指“为了复用目的而设计的软件”。与软件 复用的概念相关，重复使用软件的行为还可能是重复使用“并非为了复用目 的而设计的软件”的过程，或在一个应用系统的不同版本间重复使用代码的 过程，这两类行为都不属于严格意义上的软件复用，它是软件开发中避免重 复劳动的解决方案，其出发点是在应用系统的开发中不再采用一切“从零开 始”的模式1 ，而是以已有的工作为基础，充分利用过去应用系统开发中积 哈尔滨理t 大学t 学硕士学位论文 累的知识经验，如：需求分析结果、设计方案、源代码、测试计划及测试案 例等，从而将系统开发的重点集中于新应用的特有构成成分。 软件复用可以从多个角度进行考察。依据复用的对象不同，可以将软件 复用分为产品复用和过程复用1 。产品复用是指复用已有的软件构件，通过 构件集成或组装得到新系统。产品复用是目前现实的、主流的途径。过程复 用是指复用已有的软件开发过程，使用可复用的应用生成器来自动或半自动 地生成所需系统。过程复用依赖于软件自动化技术的发展，目前只适用于一 些特殊的应用复用。 1 2 4 面向特征软件复用方法 在软件工程学科中，特征( f e a t u r e ) 概念起源于上世纪9 0 年代初通信 行业的“特征交互( f e a t u r ei n t e r a c t i o n ，简称f i ) 问题，人们发现在通信 软件系统中加入一个新的服务时，需要判断该服务是否会同原有的服务产生 冲突，例如，呼叫等待服务、线忙呼叫转移服务和三路通话服务的组合会产 生不可预料的结果，由于这类问题具有一定隐闭性和复杂性，给需要频繁增 添独立服务的通信系统带来更新危机。从1 9 9 2 起，为解决f i 问题国际上召 开了一系列的研讨会。 面向特征( f e a t u r e o r i e n t e d ) 方法的另一个起源是领域工程中的面向特 征领域分析，1 9 9 0 年在卡内基一梅隆大学，以k y oc k a n g 为首的研究小 组提出一份技术报告( ( f e a t u r e o r i e n t e dd o m a i na n a l y s i s ( f o d a ) 一f e a s i b i l i t y s t u d y ) ) n 3 1 ( 面向特征的领域分析，简称f o d a ) ，报告中，特征作为一种 “用户可见的领域侧面或特性 的对象，用于发现和描述相关软件系统的共 性和差异，由具有共性的软件联合构成领域，从而在一个特定的领域里实现 软件复用，f o d a 曾被公认作最实用的领域建模方法n ，目前存领域建模中 的一些图形表示仍然使用f o d a 的符号，对后来的许多软件工程方法( 例 如产品线思想) 都产生影响。1 9 9 8 年，k y oc k a n g 进一步发展了f o d a 方法，提出面向特征的软件复用方法( f e a t u r e o r i e n t e dr e u s em e t h o d ，简称 f o r m ) n 引，把面向特征方法应用到软件复用之中，并且在基于构件开发 ( c o m p o n e n t b a s e dd e v e l o p m e n t ，简称c b d ) 中用f o r m 辅助开发软件体 系结构和构件，确定了在软件开发中面向特征方法的作用和意义，并且完善 了它的理论和实践方法；与此同时，t u r n e r 等人提出特征工程( f e a t u r e e n g i n e e r i n g ) 的思想6 。，认为面向特征可以在整个软件生命周期中给软件开 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 发者带来巨大利益，在开发过程中使用特征记号法可以为软件制品表示和开 发活动控制提供良好和统一的机制，可以说，特征工程思想开创了在软件工 程中全面系统地应用面向特征方法的先河。 首次将面向特征方法升华到建模意义的是德国i l m e n a u 大学的k c z a r n e c k i ，在他关于生成程序设计( g e n e r a t i v ep r o g r a m m i n g ) 的博士论文 中，指出特征建模在软件系统工程中的作用，即提供一种抽象的、简洁的、 显式的软件模型可变性表示方法，用于避免在可复用系统中遗漏有关特征和 变化点，以及发现系统中不再使用，但是导致系统复杂化的特征和变化点， 1 9 9 9 年以该论文为基础的专著g e n e r a t i v ep r o g r a m m i n g ：m e t h o d s ， t e c h n i q u e s ，a n d a p p l i c a t i o n s ) ) n 7 1 详细说明了特征模型的结构和图示法。 在领域工程的研究中，各种方法对特征的定义并不完全相同。f o d a 认 为，特征是软件系统中用户可见的、显著的或具有特色的方面、品质、特点 等。f e a t u r e s b 则把特征的视角扩大到系统的用户和客户，认为特征是一个 用户或客户可感知的系统特点。下面从多视角对特征进行解释：从需求规约 的组织结构角度来看，特征提供了一种对需求的分割和组织方式，即以特征 作为需求空间的一阶实体，系统具有的特征及其相互关系构成了系统的需求 空间；从需求的内涵来看，一个特征体现了系统具有的某种能力或特点，反 映了需求获取的参与者对系统的某种要求或理解；从需求的类型上看，一个 特征可能是一种功能性的需求，也可能是某种非功能性的需求u 引。 由此可见，虽然特征概念在软件工程领域不断地被引用，但足却没有对 它的含义和作用达成共识；本文认为，特征是从用户的角度出发，以软件复 用为日的的，对某一特定领域中最具代表性的共性和差异性的本质表现。理 解特祉概念既1 i 能局限于特定的麻用领域，也不能片而地强凋特征的某方向 属性，必须在对特征概念本质认识的基础上，综合多学科中特征定义和应用 方法，分析特征的属性和作用，最终获得刘特征、特征模型和特征建模的正 确观点和深刻认识。 1 2 5 构件技术国内外研究现状 软件构件( s o f t w a r ec o m p o n e n t s ) 的概念共生于软件复用。早在1 9 6 8 年，n a t o 工程会议上就提出了软件构件的概念，以后还制定了一整套软件 构件复用的指导性标准，其中就包括了利用标准构件实现软件复用的基本思 路n 引。广义上讲，软件构件技术是基于面向对象，以嵌入后马上可以使用的 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 “即插即用”型软件构件概念为中心，通过构件的组合来建立应用的技术体 系。狭义上讲，软件构件技术是通过构件组合支持应用的开发环境和系统的 总称晗引。 在2 0 世纪7 0 年代和8 0 年代，软件构件主要指可复用的程序代码片 断，一般被称为代码件心。这一时期软件生产考虑的主要问题是如何充分利 用已有的源程序代码、子程序库和类库来提高软件开发的效率，此时的代码 件主要有子程序、程序包、类、模板等形态。到了2 0 世纪9 0 年代，软件构 件包括分析件、设计件、代码件、测试件等多种类型这一观念被普遍认同， 随之还产生了许多新的概念，如设计模式、框架以及软件体系结构心2 1 等。但 是，对软件构件的基本属性的深入探讨却围绕着代码件展开，若不特别说 明，所论及的软件构件通常是代码件。 目前人们利用构件构架进行系统集成与重构的研究集中在如下几个方 面心引：基于构件构架的开发方法、构件模型标准、不同标准的构件间的集 成、开发工具与环境的研究等。 1 基于构件构架的开发方法1 9 9 4 年，j c o n n o r 等提出基于双重生命 周期模型的软件开发模式心引。1 9 9 1 年到1 9 9 6 年，由卡内基一梅隆大学的软 件工程研究所( c m u s e i ) 提出产品开发的组织方式，其成功实例为瑞典 c e l s i u st e c hs y s t e m 公司的产品生产线系统( p r o d u c tl i n es y s t e m ) ，其特点 是构架组、构件组和集成组相互分离：构架组负责产品线系统构架的定义和 演化；构件组负责根据构架，牛产和管理可复用构件；集成组根据具体客户 的需求，利用构架和构件进行具体的系统集成。 国产的产品生产线系统一一北大青鸟饮件生产线阻5 1 的最终实现，经历了 几个阶段包括：“七五 期间提出软件生产线思想，“八五 期间将该思想纳 入实现，“九五”期间完成系统实现。青鸟软件生产线同时支持面向复用的 开发和基丁复用的开发，为软件复用提供了一个比较全面的解决方案。它将 软件生产过程划分为三类1 同生产车问的活动，即应用架构提取车间、构件 生产车间和基于构件构架复用的应用集成( 组装) 车问，在这三个车间之 间存在着两个库，即应用构架库和构件库，从而形成软件生产的基础。通过 标准规范和质量保证对这个生产过程提供支持。 2 构件模型标准构件模型用于描述构件及其装配关系，没有标准的构 件模型，就没有真正的即插即用构件。目前业界存在三种主流的构件模型标 准，c o m ( c o m p o n e n t0 b j e c tm o d e l ) 系列、e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 和 c o r b a ( c o m m o n0 b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 构件模型( c c m ， 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 c o r b ac o m p o n e n tm o d e l ) 。其宗旨是一致的，都是要解决发布环境下软件 构件的集成和互操作问题，只是实现方案上的各有差异。 3 不同标准的构件间的集成不同标准的构件间的集成与互操作仍然存 在很大问题，目前三种构件标准有互相融合的趋势，但一时还难以统一。分 布式构件技术发展的趋势是朝着集成化的方向发展的心6 。无论是o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 组织还是s u n 公司，都希望在技术上能够相 互融合，加快技术前进的步伐。实际上，在c c m 中也定义了对e j b 规范的 支持，使c o r b a 和e j b 之间可以很好的集成。利用e j b 技术较成熟、且 有产品支持的特点，开发人员可以选择e j b 作为其服务端规范，同时保留 c o r b a 客户端的语言和平台无关性。 4 开发工具与环境在分布式环境下的软件集成工具中，至少应该包括 分布式环境中的构件库的管理托引，构件的功能浏览和构件查询等。如今，面 向构件的软件生产已经跨过了接受期，其标志是面向构件的软件生产思想开 始商业化，单个厂商开始采用基于构件的软件生产方式。然而接受期和成熟 期早期之间的产业鸿沟依旧存在，构件理念由接受期向成熟期早期进化，单 点突破很多，但尚未形成生态链。可以预见，一旦跨越产业鸿沟，整体产业 发展将经历巨变，我们将面临一个雪崩式的发展阶段。在我国，构件化软件 的探索己悄然前行，国内己经有一些厂商开始通过联盟的方式推动面向构件 的软件体系的发展，可以预言，新体系将为中国软件产业提供“后发先至” 的宝贵机遇。 1 3 论文研究的主要内容 本文在分析现代企业库存管理系统应用现状的基础上，针对当前库存管 理软件存在的问题，运用面向特征的软件复用理论，对库存管理系统进行分 析与设计，并通过结合实例，研究面向特征的软件复用理论在构什化的、可 复用库存管理系统中的应用，研究的主要内容如下： 1 对库存管理理论进行深入研究，总结传统库存管理理论和现代库存管 理理论存在的不足与差异，分析当前库存管理系统发展趋势，总结库存管理 系统国内外应用现状，剖析当前库存管理软件存在的问题。 2 对面向特征的软件复用理论进行深入研究，将面向特征的建模方法与 传统建模方法进行比较，运用面向特征的软件复用方法对库存管理领域进行 分析，从业务特征、操作环境特征、领域技术特征和实现技术特征四个方面 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 分析，建立了库存管理领域的特征模型。 3 通过对软件体系结构的研究，将领域特征模型到面向特征的体系结构 模型的映射方法运用到库存管理领域中，通过库存管理领域的特征模型建立 库存管理系统的体系结构模型，形成库存管理系统中由子系统模型、过程模 型和构件模型三种形式构成的体系结构模型。 4 根据己建立的特征模型及系统体系结构模型，运用构件技术，对库存 管理系统的构件进行设计，基于c o m 技术实现了对系统构件的封装和调 用，建立了具有可复用性的库存管理系统，并进行了实证研究。 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 第2 章库存管理领域分析与特征模型 领域工程是为一组相似或相近系统通过应用工程建立基本能力和必备基 础的过程，它对领域中的系统进行分析，识别这些应用的共同特征和可变特 征，对刻画这些特征的对象和操作进行选择和抽象，形成领域模型乜引。领域 模型的创建过程由领域分析、领域设计和领域实现3 个阶段组成。 领域分析阶段的任务是获得领域模型( d o m a i nm o d e l ) ，也是领域建模 的关键所在。领域分析在对领域中若干典型系统的需求进行分析的基础上， 考虑预期的需求变化、技术发展及客观限制等因素，确定合适的领域范围， 识别领域中的共性和变化性，获取一组具有足够复用性的领域需求，并对其 进行抽象，形成领域模型。领域设计阶段建立设计领域构架、逻辑体系结 构、主题数据库、提炼领域构件。领域的需求规约模型来自领域知识，它具 有相对的稳定性，由于外部因素的影响，