（机械设计及理论专业论文）减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 本课题来源于大重集团减速机厂生产管理系统二期项目。针对项目一期开发中出现 的软件架构、软件开发效率以及软件可靠性等方面的问题，本文将模型驱动理论引入到 系统开发中，设计并开发了大重集团减速机厂生产管理系统快速开发平台。 本文在对减速机厂生产管理系统二期项目的功能需求进行全面分析的基础上，立足 模型驱动理论，以软件架构和自动化开发为突破点，提出了一个全新的开发平台的系统 解决方案。在平台设计过程中，首先对大重集团减速机厂生产管理二期项目进行功能需 求的归纳提取，建立其功能模型，将系统的业务逻辑设计与系统的具体实现基本分离； 然后对系统的业务逻辑处理关系进行分类，抽象出系统的共性关系模型：最后基于分层 设计思想，将平台划分为全局配置层、数据接口层、业务逻辑处理层和页面层四个层次， 完成了系统开发平台的结构设计。 在平台的实现过程中，本文以n e t 技术为基础，依靠模板式开发方法，设计出了基 于关系模型的各种页面模板，并针对各层需求不同的特点，采用不同的软件设计模式， 应用面向对象的编程思想，将模板的功能实现映射到平台的各层次，实现了平台的基本 功能。此外，为了使平台更加的完善，本文还开发设计了统计状态图、向导页面等辅助 功能。平台开发过程中还应用n e t 的外接程序技术，设计出了平台的辅助开发工具，以 实现界面通用功能的自动化生成。 目前，项目开发人员已应用此平台完成了大重集团减速机厂生产管理二期项目的开 发。另外，该平台也应用到了大连冷冻机厂精益生产管理系统等其他系统的开发中。这 些应用充分说明了此平台不仅具有架构体系完善、开发效率高，可靠性好等特点，而且 能够很好的适应企业不断发展的要求，具有一定的市场推广价值。 关键词：生产管理系统；模型驱动；分层设计：模板式开发 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 t h er e s e a r c ho f t h el a y e r e dt e m p l a t ep l a t f o r mf o rd h ig e a rr e d u c e r m a n u f a c t u r i n gm a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t t h i sp a p e rd e r i v e sf r o mt h es e c o n d s t a g ed e v e l o p m e n t o fd h ig e a rr e d u c e r m a n u f a c t u r i n gm a n a g e m e n ts y s t e m i no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m so c c u r r i n gi ns o f t w a r e s t r u c t u r e ，e f f i c i e n c ya n dr e l i a b i l i t yi nt h ef i r s ts t a g eo ft h es y s t e m ，t h es e c o n ds t a g e d e v e l o p m e n tp l a t f o r mi sd e s i g n e da n dr e a l i z e dw i t ht h em o d e ld r i v e nt h e o r y b a s e do nt h em o d e ld r i v e nt h e o r y ，t h i sp a p e rf o c u s e s0 1 1s o r w a r es t r u c t u r ea n da u t o m a t i c s y s t e mg e n e r a t i o n an e ws o l u t i o nf o rt h es e c o n ds t a g ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mi sp u tf o r w a r d t h r o u g ha n a l y z i n gt h ed e m a n d so ft h es y s t e m f i r s t l y ，t h ef u n c t i o nm o d e li se s t a b l i s h e d t h r o u g hc o n c l u d i n gt h ef u n c t i o n so ft h es e c o n ds t a g es y s t e ma n dt h eb u s i n e s sl o g i ci s s e p a r a t e df r o mt h ei d i o g r a p h i cr e a l i z a t i o n s e c o n d l y ，t h ec o m p l e x i t yo ft h eb u s i n e s sl o g i ci s a n a l y z e d ，a n dt h ec o m m o nr e l a t i o nm o d e lf o rt h es y s t e mi sa b s t r a c t e d f i n a l l y ，t h ep l a t f o r mi s d i v i d e di n t oc o m m o nc o n f i g u r a t i o nl a y e r ，d a t aa c c e s sl a y e r , l o g i co p e r a t i o nl a y e r ，a n dd i s p l a y l a y e rw i t ht h el a y e r e dd e s i g n t h u st h es t r u c t u r eo f t h es e c o n ds t a g ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mi s d e s i g n e d i nt h er e a l i z a t i o no ft h ep l a t f o r m ，t h i sp a p e rd e s i g n ss e v e r a lp a g et e m p l a t e sb a s e do nt h e r e l a t i o nm o d e lb yu s i n gt e m p l a t ed e v e l o p m e n ta n d n e tt e c h n i q u e t h er e a l i z a t i o no ft h e b a s i cf u n c t i o n sf o rt h ep l a t f o r mi sa c h i e v e db ym a p p i n gt h ef u n c t i o n so ft e m p l a t et oa l lt h e l a y e r sw i t ht h ed i f f e r e n ts o f t w a r ed e s i g np a t t e r n sa n do b j e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g b e s i d e s ， t h i sp a p e rd e v e l o p st h ea u x i l i a r yf u n c t i o n ss u c ha ss t a t i s t i cs t a t ec h a r t sa n dg u i d ep a g es oa st o i m p r o v ec o n v e n i e n c ea n de f f i c i e n c yo ft h ep l a t f o r m t h i sp a p e ra l s od e s i g n sa u x i l i a r yt o o l s f o rp l a t f o r mw i t ht h e n e t sa d d i nt e c h n i q u et oa u t o m a t i c a l l yg e n e r a t et h ep a g ec o m m o n f u n c t i o n s t h ep l a t f o r mh a sb e e na p p l i e dt ot h es e c o n ds t a g ed e v e l o p m e n to fd h ig e a rr e d u c e r m a n u f a c t u r i n gm a n a g e m e n ts y s t e m i th a sa l s ob e e nu s e di no t h e rs y s t e md e v e l o p m e n ts u c h a st h el e a np r o d u c t i o ns y s t e mf o rd a l i a nr e f r i g e r a t i o np l a n t t h e s ea p p l i c a t i o n ss h o wt h a t t h i sp l a t f o r mn o to n l yh a si n t e g r a t e ds t r u c t u r e ，h i i g he f f i c i e n c y ，a n dh i g hr e l i a b i l i t y ，b u ta l s o f i t sf o r t h ed e v e l o p m e n to f e n t e r p r i s e s k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ；m d a ( m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ) ； l a y e r e dd e s i g n ；t e m p l a t ed e v e l o p m e n t 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：盐! 兰 日期：翌! ：! 造 作者签名：莶堑! 兰 日期：翌! ：! 遇 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名：塑丝 导师签名：里i 塾型 臣 年1 月上日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题相关背景与来源 以计算机技术、通信技术和网络技术为代表的现代信息技术的飞速发展的今天，人 们越来越重视利用信息技术进行传统工业的改造。企业生产管理系统正是信息技术在企 业生产管理方面的典型应用，它能有效地管理企业数据，使这些数据可高效地存储、使 用和共享，促进企业管理流程的合理化和管理方式的现代化，对企业在激烈的市场竞争 中脱颖而出作用巨大。实施企业信息化管理已经成为企业告别传统生产经营模式，与世 界企业接轨的必由之路。许多发达国家都非常重视企业信息化，也提出了各自的研究计 划。例如“美国国家关键技术”、欧共体的“尤里卡计划”、韩国的“高级先进技术国 家计划”等，在我国，也确定了“以信息化带动工业化。以工业化促进信息化”的战略 目标。面对瞬息万变的顾客需求和日趋激烈市场竞争，越来越多的企业认识到进行企业 信息化建设的必要性，并付诸实施【l , 2 1 。 本文源自大重集团减速机厂生产管理二期系统开发项目。大重集团减速机厂生产管 理一期系统是教研室课题组早期开发的一个产品，由于当时开发经验和计算机技术的限 制，系统在体系结构、界面设计、编码逻辑等方面都存在一定的欠缺。随着企业的发展， 系统在很多方面已经不能够满足企业发展的需要了，例如系统对于企业目前业务流程的 变更不能做持续性支持，对于企业新的功能要求不能够进行很好的扩展等。这些问题的 存在使得企业和课题组不得不考虑对系统进行重构开发。 为了改变在一期系统开发中存在的问题，在保证不断满足企业发展产生的新需求的 基础上，提高开发效率，缩短开发周期，降低开发成本，课题组决定开发设计一套快速 开发平台，以适应大重集团减速机厂生产管理二期系统的开发需要。通过对目前实际情 况的掌握和对当前软件开发技术的发展趋势分析，本文将模型驱动的思想引入到开发平 台的设计中，开发了一套集高效、可靠、低成本于一身的快速开发平台。 1 2 课题相关文献综述 1 2 1 企业生产管理系统开发现状 我国企业生产管理系统软件开发的发展与企业生产管理系统的应用一样，经历了三 个阶段： 启动期：该阶段由于技术、市场和成本等多方面因素的制约，国内企业生产管理系 统软件开发刚开始酝酿，主要引进国外知名公司的企业生产管理系统，但是当时引进的 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 国外软件大都是运行在大、中型计算机上，多是相对封闭的专用系统，开放性、通用性 极差，设备庞大，操作复杂，系统性能的提升困难。而且国外的软件没有完成本地化的 工作，再有就是耗资巨大等，同时又缺少相应配套的技术支持与服务，应用开发相对来 说效果并不理想。 成长期：该阶段国内的一些著名财务软件依托成熟的财务管理软件开始进入企业生 产管理系统开发领域，再有就是一些国内的公司对国外软件经过二次开发和改装后形成 了国内版本的软件并将其推向市场，但该阶段唱主角的大多还是外国软件公司。国外的 软件公司通过完成其产品的本地化的工作，其产品在开放性和通用性方面作了许多改 善，同时我国的财务制度和市场机制也逐渐向国际化靠拢。该阶段中国的企业有了更广 阔的选择范围。 成熟期：该阶段从1 9 9 1 年开始到现在，该阶段企业生产管理系统的应用范围从制造 业扩展到第二、第三产业：并且由于不断的实践探索，应用效果也得到了显著提高，因 而进入了企业生产管理系统应用的“成熟阶段”。企业生产管理系统软件开发也随着技 术和市场的成熟进入激烈竞争的阶段。国内的知名企业开始进入高端市场，与国外的大 公司竞争国内市场。然而很多中小型企业的系统开发并没有得到很好的解决，这些企业 因为其个性化的特点较突出，如果选用国内外很多大公司的软件产品，以企业目前的状 况很难进行实施【3 ，4 】。 目前，国内很多软件公司都是在做中小企业的系统软件开发，这些软件公司由于人 力财力等各方面的限制，大部分都是在按照传统的软件开发方法进行开发。对于新的软 件开发技术及理论的使用并不是很多，因此其开发的效率和开发的成本都受到了一定的 影响。 1 2 2 模型驱动理论的引入 模型驱动是一种从全新的角度进行软件开发的理论，其核心思想为：对系统进行分 析，提取与具体技术无关，能完整描述业务功能的平台无关模型( p d 国，针对不同实现 技术，制定不同的映射规则，根据这些映射规则将平台无关模型( p r m ) 转换成为与实 现技术相关的平台相关模型( p s m ) ，并将平台相关模型( p s m ) 转换成在特定平台运行的 目标代码。模型驱动的核心部分是模型。狭义上讲，模型是关于一个系统的不同的抽象 模型，和在模型之间的定义良好的模型转换。广义上讲，它是关于抽象的各种级别上的 模型，这些抽象作为基础为软件架构服务，这些架构最终将通过各种实现技术被实现 5 1 。 m d a 中有如下的一些核心概念，在此需要做一简要说明： ( 1 ) 、模型 大连理工大学硬士学位论文 正如前面所介绍的那样，模型是模型驱动关注的焦点。这里的模型并不局限于软件 模型，当某个软件用来支持一项业务，那么业务模型也同软件开发相关。模型的简单定 义如下： 模型是已经精确定义的语言对系统或系统的一部分做出的描述，精确定义的语言是 具有精确定义的形式和含义的语言，这样的语言适合计算机自动解释。这个关于模型的 定义很宽泛，包含了许多不同种类的模型。按照模型驱动理论中的标准定义了两类主要 的模型： p i m ：平台无关模型，它是一种具有高抽象层次、独立于任何实现技术的模型。 p i m 用来描述支撑某些业务的软件系统。在p i m 中对系统的建模视角是“系统如何才 能最好的支撑业务”。至于系统使用大型机上的关系数据库实现，还是有e j b 应用服务 器，这不是p i m 关心的内容。 p s m ：平台相关模型。它是由p i m 转换来的。p s m 是为某种特定实现技术量身 定做的，它只对了解相应平台的开发者有意义。p i m 可以被变换成一个或多个p s m ，为 每个特定的技术平台生成一个单独的p s m l 5 , 6 1 。 ( 2 ) 变换 上面描述了不同的m d a 模型，而这些模型之间的转换就是通过变换工具来实现的。 变化工具内部包含了一个定义，这个定义描述了模型是如何变换的，这个定义就是变换 定义( t r a n s f o r m a t i o n d e f i m f i o n ) 。图1 1 描述了变换工具的内部结构： 图1 1 变换工具内的变换定义 f i g 1 1d e f i n i t i o no f m o d e lt r a n s f o r m 下面给出变换、变换定义以及变换规则的定义： 变换是按照变换定义从源模型到目标模型的自动生成。 变换定义是一组变换规则，这些规则共同描述了用源语言表述的模型如何交换为用 目标语言表述的模型。 变换规则是对源语言中一个或一些构造如何变换为目标语言中的一个或一些构造 的描述。 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 由以上定义可知，变换定义包含了一系列的变换规则，这些规则是无奇异的规约， 规定了如何从一个模型创建另一个模型。 m d a 开发模式关注的是对系统的建模，包括对模型的理解、设计、创建、维护和 修改。图1 2 显示了模型驱动开发的整个生命周期： 图1 2 如a 开发过程 f i g 1 2d e v e l o p m e n tp r o c e s so f m d a m d a 开发模式的生命周期与传统的方式看起来区别并不大。它们具有相同的开发 阶段，主要的区别是各个阶段的设计工件不同。m d a 的设计工件是精确的模型，它们 能够被机器理解。m d a 开发过程通常包含以下几个阶段： ( 1 ) 与普通的应用开发一样要对需求进行了解，获取需求相关的文档信息，并对其 整理获得最初的功能需求。 ( 2 ) 使用平台无关模型p i m ( p l a t f o r m - i n d e p e n d e n tm o d e l ) 从支持商业逻辑的角度 来对系统进行建模，进而得到与平台无关的系统关系模型。p i m 是对系统的一种高层次 的抽象，与具体的实现技术无关。在此过程中，会不断根据客户需求和其它因素对p i m 进行精化，使得它能够更加精确的描述系统。 ( 3 ) 然后，p i m 可以被转换到一个或者多个特定业务层模型p s m ( p l a t f o r ms p e c i f i e d m o d e l ) 。p s m 是针对确定的实现技术、平台。例如，j 2 e e p s m 是对使用j 2 e e 结构的 系统的建模，它包含一些e j b 相关的名称，例如”h o m ei n t e r f a c e ”、”e n t i t yb e a n ”、”s e s s i o n b e a n ”等。由于，如今很多系统都跨越多种技术，所以对于一个p i m 拥有多个p s m 是 很正常的。这是m d a 中最复杂，也是最重要的一步。有时，由p i m 自动生成的p s m 并不能使挑剔的程序员满意，他们可以根据平台的特性对p s m 加以修改，对p s m 的修 改能够反映到p i m 中去。 ( 4 ) 对p s m 进行不断的精化，以便使用代码生成工具生成相应的代码，进而实现整 个程序的开发。 ( 5 ) 对开发出来的程序进行测试，以便对程序质量进行严格控制。 ( 6 ) 将测试通过的程序交付给用户进行使用。 大连理工大学硕士学位论文 整个开发过程最主要的部分就是模型的建立和模型间的转化，这个对于程序设计者 来说是一个十分重要的阶段，而在代码生成阶段可以使用根据模型量身定做的代码生成 工具进行代码的自动生成1 7 1 。 1 2 3 模型驱动架构的优势 模型驱动架构思想从一个全新的视角去看待软件的开发，使软件开发人员看到了另 一番景象。模型驱动鼓励在软件开发过程中有效的使用系统的模型，并支持创建类似系 统的最佳实践的重用。它的提出很好的解决了传统软件开发中存在的一些问题，主要包 括： ( 1 ) 生产效率。基于m d a 架构思想，软件开发者将不必关注目标平台的细节，而 是将关注p i m 的开发，这样就从两个方面提升了软件开发的生产率，首先p i m 开发者 的工作量减少了，他们不再需要设计和编写平台相关的细节，这些细节已经有定义变换 的规则和工具自动化的完成了。在p s m 和代码层，需要写的代码也少了很多，大量的 代码已经自动的生成了。 ( 2 ) 可移植性。在m d a 中，可移植性是通过把开发焦点转移到p i m 而获得的。因 为按照定义，p i m 是跨平台的。同一个p i m 可以被自动变换成多个不同平台上的p s m 。 在p i m 层次制定的所有东西都是完全可移植的。 ( 3 ) 互操作性。从一个p i m 生成的多个p s m 之间是有联系的，这些联系被称为桥 接器( b r i d g e ) 。p i m 到p s m 的转换工具，不仅生成了p s m ，还生成了p s m 之间的桥 接器，这样就实现了跨平台的互操作性。 ( 4 ) 维护与文档。在m d a 生命周期中，开发者可以把注意力集中在p i m 上，而从 p i m 到p s m 转变的时候，高层次的文档是不会被遗弃的，而且当p s m 发生改变后都将 反映到p i m 中，这样高层次的文档就和代码基本上保持了一致【5 卅。 1 3 本文主要工作 本文的目标就是要为大重集团减速机厂生产管理二期系统的开发提供一个快速开 发平台，完成其通用功能的自动化生成，并对其个性化业务流程提供可定制开发。本文 按照模型驱动的思想，通过对大重集团减速机厂生产管理一期项目开发中问题的总结以 及二期项目的整体功能需求分析，建立了其通用的功能模型。进而在功能模型的基础上 对其实现的主要业务关系进行分类，建立共性关系模型，并以该模型为基础，按照分层 设计思想与模板式开发方法，设计了开发平台的整体结构。在具体的设计实现阶段采用 不同的设计模式和面向对象的编程思想，完成了平台的设计与开发工作。此外，通过平 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 台辅助开发工具的设计实现，完成了基于平台的系统通用功能的界面自动化生成。全文 共由五章组成，每章的主要内容如下： 第一章：概述了本文的研究背景、课题来源及意义，介绍了模型驱动架构理论及其 在软件设计开发中的优势。 第二章：首先对大重集团减速机厂生产管理一期系统开发中存在的问题做了归纳， 然后对二期系统的整体流程和模块功能需求进行了分析，最后基于模型驱动理论，提出 了大重集团减速枧厂生产管理二期系统开发平台的解决方案。 第三章：此章建立了大重集团减速机厂生产管理二期系统的功能模型和关系模型， 并采用软件分层设计思想和模板式开发方法对大重集团减速机厂生产管理二期系统开 发平台迸行了结构设计，并系统的说明了平台的功能实现的原理。 第四章：首先对大重集团减速机厂生产管理二期系统的数据库建立规则做了描述， 紧接着从全局配置管理层、数据接口层、业务逻辑处理层和页面层对整个开发平台的详 细设计和实现进行了说明，然后对开发平台的其它辅助功能的设计和实现做了详细的介 绍，最后，阐述了平台辅助开发工具的设计与实现。 第五章：通过大重集团减速机厂生产管理二期系统开发平台的应用，对平台在提高 系统开发效率，增强系统的可靠性、可扩展性、移植性及维护性等方面进行了验证，最 后通过与传统开发方法的对比，进一步论证了该开发平台在此类系统开发方面的优越 性。 大连理工大学硕士学位论文 2 大重集团减速机厂生产管理二期系统开发平台解决方案的提出 2 1 大重集团减速机厂生产管理一期系统开发中的问题分析 大重集团减速机厂生产管理一期系统是一个复杂的软件系统，其主要的功能模块包 括生产计划模块、销售模块、采购模块、车间调度模块、库存模块等。这几大模块覆盖 了企业产品从生产到销售的基础过程，涉及了企业的很多部门。 由于大重集团减速机厂生产管理一期系统业务流程复杂、功能庞大，开发个性化很 强，直接导致其开发周期很长、工作量很大。为了提高开发效率，保证开发周期，课题 组曾采用了模块式开发的方法，即将各个功能模块进行合理的分解，然后将模块开发任 务下发n 4 , 组，由小组负责整个模块的开发。这样做之后虽然在一定程度上解决了开发 效率问题，但是这种方式同样也存在着一些严重的缺陷： ( 1 ) 系统架构问题。由于开发采用了两层结构以及模块式的设计，并没有对系统架 构进行很好的设计分析，所以导致了系统没有一个良好的统一结构。这样一来，系统的 可扩展性就不能够得到很好的保证。程序扩展性问题一直困扰着目前大连重工集团减速 机厂生产管理一期系统，当企业的业务流程发生了改变的时候，系统根本无法及时地进 行调整，有时不得不进行调整的时候，由于系统的模块耦合性太强又出现了牵一发而动 全身的问题。企业生产管理系统是一个经常要根据企业本身的业务流程调整进行变动的 系统，所以一个好的系统架构就显得十分重要了。 ( 2 ) 开发效率问题。由于系统开发中没有一个统一的平台，大家各自为战，导致很 多功能代码的重复编写，大大降低了开发的效率。另外，代码完全手工编写也影响了程 序的开发效率。一期系统的代码完全是编程人员手工编写的，几乎没有自动生成的，程 序的开发效率很低，无形中提高了系统的开发成本。 ( 3 ) 系统可靠性问题。系统开发过程中缺乏统一的指导思想和编程规范，代码的质 量受到了很大的影响，当系统集成测试的时候经常出现由于个别的代码不符合规范而导 致系统无法正常运行的情况，降低了系统的可靠性。 ( 4 ) 系统可操作性问题。一期系统采用了模块化开发，由多个人参与完成，在系统 的开发过程中没有一个统一的页面布局规范，导致系统中每个模块的界面风格迥异。这 样一来，在后期系统实施过程中浪费了大量的培训资源，不仅如此，对于用户来说，系 统界面风格的不统一导致了操作上的诸多不便。 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 2 2 大重集团减速机厂生产管理二期系统的整体需求分析 目前大重集团减速机厂生产管理一期系统在很多方面已经不能够满足企业的实际 需求，迫切需要对其进行重构。一期系统在企业运行中主要存在的问题有以下几方面： ( 1 ) 业务流程变更问题。一期系统中的很多业务流程是企业在开始进行信息化改造 的时候确定的，而随着企业的发展，企业中有很多的业务流程发生了改变，如零件的外 协加工以前回来后需要进入库存，而现在为了方便车间对外协加工件的再加工，外协加 工件直接进入车间。诸如这样的业务流程变动有很多，系统的业务流程需要进行很大的 改动，而由于一期系统的体系结构不是很合理，导致了对业务流程更改的不支持，所以 急需对一期系统进行重构开发，设计开发一套适合企业的并能够对业务流程变更提供很 好支持的生产管理系统软件。 ( 2 ) 系统的执行效率问题。一期系统是课题组第一次开发此类系统，因此对此类系 统的特点及可能出现的问题估计不足，在设计开发的时候，没有很好的考虑程序的执行 效率问题，导致当数据库中数据量不断增大的时候，系统的执行变得越来越慢，占用的 资源越来越大。为了解决这样的问题，在维护阶段尝试过一些优化方法，但由于系统的 结构已经不能改变，所以优化的效果不是很好。因此，只能通过对系统的重构开发，重 新设计一套合理的执行方案才能够解决系统的执行效率问题。 ( 3 ) 系统的可扩展性问题。一期系统在设计开发的时候，对系统的可扩展性考虑的 不够充分，当企业要求对系统功能进行扩展的时候出现了问题。例如，一期系统中没有 对装配车间提供很好的支持，并没有为其单独设立开发模块。随着系统的使用以及企业 自身对装配问题的重视，企业要求加入装配模块，可是由于一期系统采用的是传统的模 块式开发，缺少统一的设计思想，模块间的接口没有统一的标准，所以要加入的新模块 与其他模块之间的接口很难实现，系统地可扩展性受到了极大的挑战。 正是由于以上这些问题的存在，系统的二期重构开发就显得十分必要。 在对一期系统进行的问题总结以及对目前企业的业务流程进行分析之后，制定了企 业的整体流程，如图2 1 所示： 一8 大连理工大学硕士学位论文 图2 1 整体业务流程 f i g 2 1b s i n e s sp r o c , e s $ c h a n 通过对整体流程的分解，系统的主要模块就被划分出来了。系统的主要功能模块有： 销售管理模块、计划管理模块、采购外协模块、装配管理模块、车间调度模块、质量管 理模块j 库存管理模块。每个模块要实现的主要功能总结如下： 销售管理模块：实现企业从市场信息开始，经历报价、洽谈、合同、执行、发货、 售后等过程，实现企业所经常使用到的销售管理流程。具体如市场信息的搜集维护、报 价管理、销售合同管理、发货管理、售后服务以及一些报表的输出等。 计划管理模块：它主要说明企业计划生产什么，什么时候生产，生产多少，它是制 造业企业e r p 的核心组成部分，由它来驱动采购和加工。具体的功能如基础数据维护、 制订主生产计划、制订物料需求计划、各种计划查询及报表的输出等。 装配管理模块：实现完成企业的整个装配计划的制定与执行，并对生产计划进行反 馈指导。具体的功能如装配计划的制订，待装配件的加工状况查询以及装配领料的维护 等。 车间调度模块：实现加工任务分派( 设定时间计划、确认物料交接、更新生产状况) 、 能力负荷查询、工人工时统计、车间资源管理等功能。 质量管理模块：主要实现不合格品处理以及其带来的生产任务变更，损失计算。具 体的功能如不合格品信息( 零件) 维护、不合格品处理状态维护、不合格品处理方法维 护、不合格品加工信息( 工序) 维护、审核意见信息维护等。 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 库存管理模块：库存管理模块帮助企业的仓库管理人员对库存物品的入库、出库、 移动和盘点等操作进行全面的控制和管理，以达到降低库存、减少资金占用，杜绝物料 积压与短缺现象，提高客户服务水平，保证生产经营活动顺利进行的目的。 通过对这几个模块的功能分析，可以将这些要实现的功能大致分为六个方面，分别 为：企业基础信息的维护、企业生产数据的录入、企业业务逻辑的实现、企业生产进程 的监控、企业生产进度的调整以及企业各类报表的输出。这六个方面基本上概括了大重 集团减速机厂生产管理二期系统所耍实现的功能。 2 3 基于模型驱动的开发平台解决方案的提出 通过前面对大重集团减速机厂生产管理一期系统开发中存在问题的分析，不难发现 系统开发所面i j 缶的问题的严重性。为了使这些问题能够在二期系统开发中得到解决，同 时结合二期系统的功能需求，本文提出了设计开发大重集团减速机厂生产管理二期系统 开发平台的构想。 根据前面对模型驱动理论的介绍，可知其已经成为了软件开发的一个新的发展方 向。本文将模型驱动的理论应用到了整个开发平台的设计中。具体的大重集团减速机厂 生产管理二期系统开发平台的解决方案如下： ( 1 ) 使用平台无关模型p i m 从大重集团减速机厂生产管理二期系统实现功能角度来 对系统进行功能建模。p i m 是对系统功能的一种高层次的抽象，与具体的实现技术无关。 通过p i m 模型的建立，将系统的共性提取出来，并对其进行详细的分析，将业务逻辑与 系统实现进行分离。通过对业务逻辑关系的分析，建立大重集团减速机厂生产管理二期 系统的共性关系模型。 ( 2 ) 将p i m 的共性关系模型转换到依托关系数据库的特定平台模型p s m ，并制定相 应的关系数据库建立的标准。通过这样的变换，大重集团减速机厂生产管理二期系统的 共性关系模型在数据库层就得到了很好的实现。 ( 3 ) 将分层设计思想与模板式开发方法相结合，设计大重集团减速机厂生产管理二 期系统开发平台的整体结构方案，并对系统的通用功能在平台各个层次中做详细的设计 实现。 ( 4 ) 建立大重集团减速机厂生产管理二期系统开发平台的辅助功能库，进一步完善 平台提供的功能，以便以后的开发中对系统进行辅助功能的配置。 ( 5 ) 开发设计平台的辅助开发工具，将关系数据库模型到每个层次的映射自动化实 现，最终达到利用平台自动化生成系统通用功能的目的。 大连理工大学硕士学位论文 按照这样的平台解决方案。大重集团减速机厂生产管理二期系统的共性问题就可以 很好的解决了。对于软件开发者而言，他们不仅可以只设计企业的个性化业务流程模型 然后通过该平台就可以完成大重集团减速机厂生产管理二期系统通用功能的自动化开 发，以提高系统的开发效率，而且还可以在此基础上通过一些定制化的开发，实现系统 的个性化功能。 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 3 大重集团减速机厂生产管理二期系统开发平台的概要设计 3 1 大重集团减速机厂生产管理二期系统模型的建立 3 1 1 功能模型的建立 根据大重集团减速机厂生产管理二期系统的功能需求分析可知其要完成的功能主 要有企业基础信息的维护、企业生产数据的录入、企业业务逻辑的实现、企业生产进程 的监控、企业生产进度的调整以及企业各类报表的输出。站在程序实现的角度，对这些 功能进行总结、分析，可以将其分为两类： ( 1 ) 实现对数据的采集和维护。 企业的数据主要包括基础信息数据和生产数据两部分，基础信息数据主要包括诸如 人员、设备等企业为生产准备的基础资源信息，生产数据则主要是指企业生产的产品从 原材料数据信息，生产过程中产生的数据信息，以及最终的产品销售数据信息等。这两 种数据信息对于企业的生产来说都是十分重要的。企业的生产管理系统实现的第一个重 要的功能就是对这些信息的采集和维护。这个重要的功能从程序开发的角度来看就是通 过程序系统界面对数据进行的维护，这种维护主要包括查询、添加、修改、删除。无论 系统的界面有多大的不同，系统最终完成的都是对表单的数据操作，因此，企业数据的 采集和维护这个功能的实现在程序开发的角度上来讲就是对表单进行数据操作。 ( 实现业务流程处理。 业务流程的核心是任何企业运作的基础，企业所有的业务都是需要流程来驱动的， 就像人体的血脉流程把相关的信息数据根据一定的条件从一个人( 部门) 输送到其他人 员( 部门) 得到相应的结果以后再返回到相关的人( 或部门) 。一个企业中不同的部门， 不同的客户，不同的人员和不同的供应商都是靠流程来进行协同运作，流程在流转过程 可能会带着相应的数据：文档、产品、财务数据、项目、任务、人员、客户等信息进行 流转，如果流转不畅一定会导致这个企业运作不畅。从程序功能的角度上来说，企业的 业务流程的实现主要是通过对企业中的文档、产品、财务数据、项目、任务、人员、客 户等信息进行不同的操作实现的，因此从程序开发的角度来看，它就是通过对不同的数 据信息表单之间的关联操作。所以业务流程处理功能的实现可以说成是对表单之间的相 关性的操作 通过以上对大重集团减速机厂生产管理二期系统的功能分析，可以总结出其在功能 上的需求主要有两个方面，一是必须实现对表单的数据处理，二是必须实现对表单之间 大连理工大学硕士学位论文 的相关性的处理，这就是大重集团减速机厂生产管理二期系统的功能模型。具体提取过 程如图3 1 所示： t 企业幂础信息的维护| 一 大重 _ 企业生产数据的录入i _ 一熬蕈纂 集团 匿函 铴减邋 减速 4 企业业务逻辑的实现 机舅 机厂r ：产管理 生产 _ 系统j 管理 _ 企业生产进瞿的监控l l 罡嶝剽魏功篱 系统 一篷蘸霸 = 期 企业生产进度的调整i q 企逝各炎报表的输出y , - - 图3 1 功能模型提取图 f i g 3 1f u n c t i o nm o d e le x t r a c t i o np r o c e s s 3 1 2 关系模型的建立 大重集团减速机厂生产管理二期系统的主要功能就是完成表单的数据操作，主要包 括表单数据的查询、添加、删除、修改，以及表单间的关系处理。单从程序实现的角度 来看，按照表单间关联的耦合度的不同大致可将表单间关系分为三类，即：单表单数据 处理，二级表单关联数据处理，三级表单关联数据处理。下面就针对这三种表单做一下 说明。 ( 1 ) 单表单数据处理。所谓单表单数据处理就是指该表单可以独立的作为操作对象， 具体点说就是这类表单的处理可以不依赖其他表单。在大重集团减速机厂生产管理二期 系统中这类表单占很大的比重，例如部门信息表单、物料状态表单、物料类型表单等， 这些表单可以不依赖其它的表单数据而单独进行维护。 ( 2 ) 二级表单关联数据处理。这类表单问关系通常情况下是两个表单之间具有密切 的联系，其中一个表单是另一个表单的从表单或派生表单。在大重集团减速机厂生产管 理二期系统中，像加工产品信息表单和加工批次信息表单，销售合同和销售产品表单等 表单间的关系就是这种二级表单关系，因为当增加加工产品时就必须指明它是哪个加工 批次下的，当增加销售合同的产品时也同样要指明其所属的销售合同。 减速机厂生产管理系统分层模板式平台的研究 ( 3 ) 三级表单关联数据处理。这类关系中，有三个表单之间存在着如下的关系，其 中有两个表单属于另一个表单的从表单，而且三个表单都是重要的生产数据信息，而那 些企业的基础配置数据信息表单就不包含在这种关系中，例如采购合同信息表、采购批 次信息表和采购物料清单信息表三者之间的关系就是这种关系，而采购合同信息表、合 同状态信息表、合同签字人信息表之间的关系就不是三表单关系，因为采购合同信息表、 采购批次信息表以及采购物料清单信息表都是生产管理系统的重要生产数据信息，而合 同状态信息表和合同签字人信息表是企业生产的一些配置信息表。 通过这样的分类，大重集团减速机厂生产管理二期系统的共性关系模型就可以简单 的描述为：单表单处理、二级表单处理、三级表单处理。 3 2 大重集团减速机厂生产管理二期系统开发平台的结构设计 ( 1 ) 分层设计思想 分层设计是一种已经很成熟的软件设计技术，层技术在计算机领域中有着悠久的历 史，计算机的实现中就引用了分层的概念，t c p i p 的七层协议栈也是典型的分层的概念。 分层式结构究竟其优势何在? m a r t i nf o w l e r 在( p a t t e r n so fe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n a r c h i t e c t u r e ) ) 一书中给出了答案： 开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层； 可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现； 可以降低层与层之间的依赖； 有利于标准化； 利于各层逻辑的复用。 概括来说，分层式设计可以达到如下目的：分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准 定义。一个好的分层式结构，可以使得开发人员的分工更加明确。一旦定义好各层次之 间的接口，负责不同逻辑设计的开发人员就可以分散关注，齐头并进。例如u 1 人员只 需考虑用户界面的体验与操作，领域的设计人员可以只关注业务逻辑的设计，而数据库 设计人员也不必为繁琐的用户交互而头疼了。每个开发人员的任务得到了确认，开发进 度就可以迅速的提高。松散耦合的好处是显而易见的。如果一个系统没有分层，那么各 自的逻辑都紧紧纠缠在一起，彼此间相互依赖，谁都是不可替换的。一旦发生改变，则 牵一发而动全身，对项耳的影响极为严重。降低层与层间的依赖性，既可以良好地保证 未来的可扩展，在复用性上也是优势明显。每个功能模块一旦定义好统一的接口，就可 以被各个模块所调用，而不用为相同的功能进行重复地开发。进行好的分层式结构设计， 大连理工大学硕士学位论文 标准也是必不可少的。只有在一定程度的标准化基础上，这个系统才是可扩展的，可替 换的。而层与层之间的通信也必然保证了接口的标准化 1 0 - 1 3 1 。 ( 2 ) 模板式开发方法 所谓模板式开发，就是通过对一些共有的属性的提取，建立一个通用的页面作为开 发模板，而在对其他页面进行开发的时候，以模板页面为基础进行适当的配置与修改， 来完成对新页面的功能的实现。模板式开发有很多优点，它不仅可以使程序的界面风格 统一，便于大重集团减速机厂生产管理二期系统的后期实施的培训，而且也便于使用平 台辅助开发工具自动生成以模板为基础的新页面，从而大大提高程序的开发效率和代码 质量。 ( 3 ) 平台的结构设计 大重集团减速机厂生产管理二期系统主要功能是数据和业务流程的处理，而业务流 程的处理又是经常会发生变化的，因此，大重集团减速机厂生产管理二期系统要实现业 务逻辑的可定制化，同时不影响系统的其他部分，就要将其进行封装，使之对外只提供 简单的标准接口。基于上述思想，本文将分层设计理论应用到平台的架构设计上，对平 台进行了层次上的划分，将企业的业务逻辑与页面实现以及数据服务进行了分别的层次 封装。 模板式开发对应的基础数据操作单元就是数据表单，它在关系数据库中可以是一个 数据表，也可以是一个数据视图，而模板式开发所提供的所有功能都是基于这样一个表 或视图进行的开发。通过这样的设计，就可以将原来的关系数据库中的关系直接的反映 到模板上面来，进而完成平台开发的系统需要完成的功能。按照大重集团减速机厂生产 管理二期系统