（材料加工工程专业论文）设备管理系统的研究与开发.pdf

摘要 设备管理系统的研究与开发 研究生姓名：桶亦 导师姓名：许映歌教授 学校名称：东南大学 在制造型企业中，设备管理占据了重要地位。作为江阴长江电子科技有限公司c d e r p 系统的 重要组成部分，本课题所开发设备管理系统吸收了e r p ( 企业资源计划) 的管理思想和理念，引入 全设备链管理的方法，实现了从设备的采购、进厂、使用、维护等直至最后报废的链式、全方位的 跟踪管理，并且系统还能与企业中其他部门配合实现相关数据的流动和管理，故可实现现代化、高 效的设备管理。 系统开发初期，对企业设备管理相关业务流程进行了深入、细致的调研，在此基础上，建立了 拟开发系统的功能模型，绘制出相应的数据流程图和数据字典，通过概念结构设计、逻辑结构设计、 物理设计等完成了设备管理系统的数据库设计。在逻辑结构设计过程中，使用规范化和反向规范化 的方法对数据库进行优化，兼顾了逻辑的规范和数据库的性能。 根据企业设备管理中的实际情况，在系统设计阶段将所开发软件分为设备管理子系统与备件管 理子系统两大体系。前者主要包括设备、模具、人员管理模块，其主要任务是实现设备和模具的全 过程管理，软件开发中，特别对其中设备链信息综合查询、设备效率分析、设备固定资产编码快捷 设置等功能进行了系统研究；而后者则主要包括备件库存管理和备件消耗管理模块，在备件消耗管 理中采用了a r c 分析法、备件采购量预测中采用了基于时间序列样本的回归模型，从而侵所开发系 统不仅可用于常规管理，还能对备件管理中的常见问题进行分析和预测，提高了决策的速度和准确 性。 本设备管理系统以稳定、快速的o r a c l e9 i 为后台数据库，采用方便、易用的c l i e n t s e r v e r 架构， 使用d e l p h i 、p l s q l 等语言开发、调试。 关键词：全设各链管理系统分析数据库设计a b c 分析法回归分析 查堕查堂堡圭兰竺堡苎 t h er e s e a r c ha n dd e v e io p m e n to f d e vic em a n a g e m e n ts y s t e m b y y a n g y l s u p e r v i s e db yp r o f x uy i n g q i u s o u t h e a s tu n i v e r s i t y d e v i c em a n a g e m e n t ( d m ) p l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nam a n u f a c t u r i n gc o r p o r a t i o n a sap a r to f j i a n gy i nc h a n g d i a nc o r p se r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n ) s y s t e m ，t h ed e v i c em a n a g e m e n ts y s t e m d e v e l o p e di n o u rp r o j e c th a sa b s o r b e dt h em a n a g e m e n tc o n c e p t i o nf r o mm o d e me r ps y s t e m a f t e r a d o p t i n gf u l l d e v i c e c h a i nm a n a g e m e n tm e t h o d ，t h es y s t e mp r o v i d e saf u l l a s p e c tm a n a g e m e n tt h r o u g h o u t t h ed e v i c e s p u r c h a s e ，u s i n g , m a i n t e n a n c ea n dd i s c a r d t h r o u g ht h ef l o w i n ga n dm a n a g e m e n to fr e l a t e d d a t aw i t ho t h e rb r a n c h e si nt h ec o r p o r a t i o n ，t h es y s t e mp r o v i d e sak i n do f h i g h - e f f i c i e n tm o d e md e v i c e m a r l a g e m e n t f i r s t l y , w o r kf l o wh a sb e e ni n v e s t i g a t e dt h o r o u g h l y b a s e do ni t , f r a m e w o r ka n dd a t af l o wh a v e b e e na n a l y z e da n dd a t ad i c t i o n a r yh a sb e e nb u i l t a n dt h o u g hc o n c e p td e s i g n ，l o g i cd e s i g na n dp h y s i c a l d e s i g n ，ad a t a b a s ef o rd m ，s y s t e mh a sb e e nd e s i 印e d i no r d e rt oa c h i e v et h eg o a lo fo p t i m i z i n gd a t a b a s e ， n o r m a l i z a t i o na n dd e n o r m a l i z a t i o nh a v eb e e nu s e d t o g e t h e r i n l o g i cd e s i g n ，w h i c h h a v e g i v e n c o n s i d e r a t i o n t o n o r m a l i z a t i o no f l o g i c a n dp e r f o r m a n c e o f d a t a b a s e b a s e do nt h ep r e s e n tc o n d i t i o no ft h ec o m p a n y , t h es o f t w a r es y s t e mh a sb e e nd i v i d e di n t od e v i c e m a n a g e m e n ts u b s y s t e ma n ds p a r em a n a g e m e n ts u b s y s t e mt h ef o r m e rm a i n l yi n c l u d e st h em o d u l e so f d e v i c e ，m o u l da n d p e r s o n a lm a n a g e m e n t a n d a c c o m p l i s h e s t h ef u l l w o r k f l o w m a n a g e m e n t a n d f u l l d e v i c e c h a i ni n f o r m a t i o nq u e r y , d e v i c e se f f i c i e n c ya n a l y s i sa n dr a p i df i x e da s s e t se n c o d i n g ，e t ch a v e b e e ns t u d i e d t h el a t t e rm a i n l yi n c l u d e ss p a r e p a r ts t o c kc o n t r o lm a n a g e m e n ta n dc o n s u m i n gm a n a g e m e n t w i t ht h eh s eo fa b c a n a l y s i sm e t h o di ns p a r ec o n s u m i n gm a n a g e m e n ta n dr e g r e s s i o nm o d e l si ns p a r e p u r c h a s ef o r e c a s t i n g , t h es y s t e mn o to n l yc a nb eu s e do nd a t am a n a g e m e n tb u ta l s oc a nb eu s e do nt h e a n a l y s i sa n df o r e c a s t i n go fs o m ep r o b l e m si nt h es p a r em a n a g e m e n t , t h r o u g hw h i c ht h es p e e do ft h e d e c i s i o n sp r o c e s sa n dt h ec o r r e c t n e s so f t h ed e c i s i o n sa r e g r e a t l yi m p r o v e d t h ed m s y s t e m ，w h i c hu s e ss t a b l ea n dh i g h s p e e do r a c l e9 ia sb a c k g r o u n dd a t a b a s ea n da d o p t s e a s y 。u s i n gc l i e n t s e r v e rm a i n f r a m e ，i sd e v e l o p e di nd e l p h ia n dp l s q le n v i r o n m e n t k e yw o r d ：f u l l d e v i c e 。c h a i nm a n a g e m e n t s y s t e ma n a l y s i s d a t a b a s ed e v e l o p a b c a n a l y s i sr e g r e s s i o na n a l y s i s i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 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 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：抽亟日期：! ! ：! ：! 。弓 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：盘互：导师签名： 日 期：翟咝兰i 坎一缈 蔓二兰堑兰 第一章绪论 1 - 1 设备管理概述 设备在制造企业中占据重要的地位。随着现代化生产中自动化程度的不断提高，企业中大部分 的制造任务直接由设备完成只有少部分的工序仍需要通过手工作业来完成 而且某些生产类型的 企业对生产设备有绝对的依赖性，这些企业的产品生产效率与生产质量大多通过使用和控制设备来 达到，甚至个别的设备可以说是企业的生存工具，所以企业生产加工在现代工业中离不开设备。同 时，设备又是企业固定资产的主要组成部分，它占用了大量的企业资金。因此，正确使用、精心保 养和及时检修维护设备，使设备与仪器处于良好的状态，才能保证企业进行高质量、低成本的生产， 并按计划完成生产任务，从而提高企业的经济效益。 企业的设备管理，是根据企业生产经营的宏观目标。通过采取一系列技术、经济、组织措施， 对企业主要生产设备的规划、设计、制造、购置、安装、调试、使用、维修、改造、更新，直至报 废的全过程进行管理，以保证设备状态良好，并不断提高设备的技术素质，保证设备的有效使用， 最终使企业获得最大的经济效益。 随着工业生产的不断发展，设备现代化水平的不断提高及管理技术的不断提升，设备管理经历 了传统设备管理和现代设备管理两个阶段。 传统设备管理的工作重心是经济管理。由于没有从系统的角度去研究设备管理问题，因此它有 一定的局限性。如把设计、制造过程和使用过程的管理分开，没有组织全体人员参与管理等。 现代设备管理是对设备进行全面管理，主要包括设备综合工程学和全员设备维修制。 设备综合工程学以设备寿命周期费用最经济作为研究目的，它要求从技术、管理、财务方面进 行综合管理，保证设备具有蘸好的技术性能及经济效益，从而引入了设备综合工程学、全员设备维 修制等研究和实践的成果。设备综合工程学强调对设备的一生进行全面管理和研究，并且重视设各 的可靠性、维修性设计。 全员设备维修制的特点是全效率、全系统和全员参加。全效率指符合质量要求，低成本、按期 交货、安全生产和高效率的产量；全系统是指对设备进行从研究、设计、制造、安装、使用整个过 程的全面管理；全员参加是指从经理、管理人员到第一线的工人都参加管理。设备的维修方式包括 日常维修、事后维修、预防维修、生产维修、改善维修、预知维修、维修预防等。对设备划分重点 等级，对重点设备实行预防修理。 i z 设备管理与e 时 随着设备管理理论与实践的不断发展，设备管理与计算机结合得越来越紧密。通过数据库技术 编制程序后，利用计算机来处理各项设备管理工作正在被广泛的应用于企业中。正是由于企业对设 东南大学硕士学位论文 备管理系统的需求，使许多软件公司和个人致力于设备管理系统的研究，并且已经开发实旌了很多 设备管理系统，如工业生产线设备管理系统、机房设备管理系统等等。这些系统的使用大大提高了 设备管理的效率。但是，这些软件往往局限于某一方面的具体应用，难以很好地适应企业的业务流 程：或无法实现对设备的整个生命周期进行全面管理；或只能对操作人员输入的大量数据进行计算、 汇总，而不能对这些宝贵的数据进行分析使之发挥作用等。 从企业整体的角度也可见，现代化的设备管理如果仍然简单的自成体系，只能在其狭小的自治 区域内发挥作用，是与现代企业大生产、大协作、各部门紧密结合的现状冲突的。只有在现代设备 管理的基础上，融合企业其它部门的需求，为其它部门提供相应的保障和支持，才能最大限度的提 高企业生产效率，增加企业经济效益。这就需要将设备管理融入到企业e r p 中去，最终的境界是实 现两者的无缝集成。 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，企业资源计划) 系统，是指建立在信息技术基础上，以 系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。e r p 系统集信息技术与先 进的管理思想于一身，成为现代企业的运行模式，反映时代对企业合理调配资源、最大化地创造社 会财富的要求，成为企业在信息时代生存、发展的基石。 关于e r p ，可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出它的定义： 1 是由美国著名的计算机技术咨询和评估集团g m - t e rg r o u pi n c 提出的一整套企业管理系统 体系标准，其实质是在m r pi i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sp l a n n i n g ，制造资源计划) 基础上进 一步发展而成的面向供应链( s u p p l yc h a i n ) 的管理思想。 传统企业中，由于企业资源状况及调整方向不清楚，对其调整安排相当困难，或者调整过程相 当漫长，这种状况下的企业组织结构只能是金字塔形的，部门间的协作交流相对较弱，资源的运行 难以把握并做出调整。 而企业信息化软件从m i s 信息管理系统，到m r p 物料需求计划及最终m r p i i 和e r p 的发展历程 告诉我们，只有更清楚、灵活地规划使用原料、产品、设备等这些企业的硬件资源，企业才能及时、 高质、低成本地完成客户的订单，最大程度地发挥这些资源的作用，也才能根据订单及生产状况随 时做出调整的决策。 2 是综合应用了客户机服务器体系、关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四 代语言( 4 g l ) 、网络通讯等信息产业成果，以e r p 管理思想为灵魂的软件产品。 3 是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业 资源管理系统。 由此可见，e r p 的应用可以有效地促进现有企业管理的现代化、科学化，适应竞争日益激烈的 市场要求，它的导入，已经成为大势所趋。而作为企业资源计划与管理重要组成部分之设备管理系 统，不仅应包含传统设备管理系统的相关内容，而且对其与企业信息化集成( 包括与计划、生产、 财务等部门的集成) 的程度提出了更高的要求，最终目标是其应能对企业的战略规划提供支持。 2 第一章绪论 1 3课题背景 江苏长电科技股份有限公司是一家主要从事芯片封装的高科技上市企业，近年来公司的产量、 产值、生产能力均以超过2 0 的速度递增。2 0 0 3 年形成年产集成电路1 5 5 亿块，分立器件8 0 亿只 的能力。公司通过i s 0 9 0 0 2 质量体系认证，并初步建立规范化的包括设备管理在内的生产管理体系。 该公司原使用一套自行开发的设备管理软件，解决了公司扩张初期设备管理方面的一些问题。 随着近年来在上海和苏州等地数家大规模芯片封装企业的投产，公司感觉到了压力和挑战。为了能 随时根据市场需要改变经营策略、降低运作成本，公司领导在不断通过传统手段完善管理体制和营 销策略的同时，决定淘汰旧有的各部门自治的效率低下、重复率高、信息封闭的信息管理软件，开 发套完摧的适合该企业的e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 系统，最终提高产量和效率，节 约成本。而作为与生产和财务紧密联系的e r p 中的一个重要组成部分，设备管理系统的开发被列为 该企业e r p 计划中的重点。 长电e r p ( 简称c d e r p ) 系统的总体目标是使e r p 的核心管理思想在企业各方面管理过程中得 到体现，将长电科技股份有限公司的包括设备管理在内的生产经营活动的每个环节都纳入可见和受 控状态之中，减低运营成本，提高效率和效益，并且使之能对企业发展和决策提供支持。 考虑到设备管理模块的相对独立性和e r p 系统的实施与推广的难度和复杂度，本设备管理系统 采用模块化设计，也可以脱离e r p 环境单独运行。 1 4 本课题主要研究内容 目前市场上的一些常用设备管理软件，在设备常规管理方面已经做得比较出色，例如有完整的 设备信息查询、快速的账面统计、有效的设备维护等模块，但在以下方面仍有欠缺； 1 设备及其备件信息不能或很少能为企业其他部门有效利用，例如设备信息没有和企业生产 相关联，就无法直接看到设备状况对生产效率和质量带来的影响；各件采购和原料采购独立无法 做到像原料一样可以进行统一的供应商分析和管理，且对备件等出入库频繁的物品无法准确的估计 库存并制定采购计划。 2 - 殴备及备件管理中信息众多，却不能对其进行分析统计，以指导设备运行及维护管理，且 最终提供对设备管理的决策支持。 通过在设备管理系统中引入新的方法和技术，可望解决或尽可能避免上述问题。如上所述，本 设备管理系统在规划分析时引入了e r p 的管理思想和理念，因此，与公司原有的孤岛似的管理软件 相比，c de r p 系统中的设备管理，应该能够把设备维护部门各自为政的业务应用系统与日新月异的 企业外部信息及干变万化的企业内部经营管理信息全部集成起来，通过统一的设备管理信息系统， 加速企业相关信息的传递发布，加强各部门之间的协同工作，有效利用企业内外信息资源，提高管 理效率，为企业的经营决策提供便利的信息服务。 东南大学硕士学位论文 综上，本课题除需就如何在e r p 系统中实现设备常规管理功能的开发研究，还需就以下内容进 行系统研究： 1 如何实现设备的全过程管理。即如何通过所开发设备管理软件使企业设备在整个生命周期 内获得最佳的生产效率和经济效益，从整体上保证和提高设备的可靠性、维修性、经济性，做到安 全、节能、保护环境，避免设备积压和浪费。 显然，设备的全过程管理不仅与设备管理部门相关，而且与企业中其他部门如采购、生产等部 门甚至其他公司相关部门有关。一个优秀的设备管理系统需要能够综合设备相关的信息，理想的方 法就是将设备管理过程中的各种信息通过一条链组织起来，为此本课题拟采用全设备链管理方法。 全设备链管理方法主要包括两个方面，是管理范围涉及设备需求、计划、合同、采购、入库、 领用、监控、维修、残值、归还、报废、供应商等各个环节；二是跟踪设备完整的转移过程，提供 设备在途状况。通过完善的自动搜索和链接功能，根据设备的使用者、管理者和供货商三者之间一 系列动作关系模型，构建一条设备管理链，在此基础上通过一套完备机制( 如邮件、短信等通讯渠 道) 将整个设备管理系统中包括采购、进厂、日常使用、维护直至最后报废的管理联系起来，使用 户能够简单、直接、准确地了解设备的整个生命周期的资料或状态，提高设备管理的效率。例如， 当设备使用过程中出现了故障，维修人员可以通过故障设备信息的链接联机查询该设备及该类设备 以前出现过的相关或类似故障和其他必要设备资料，帮助快速诊断 如维修人员确认需要设备提供 商才能解决，则在填写故障报告时，可同时选择将该故障通过电子邮件的方式直接报知设备维护部 和设备提供商，设备维护部接到邮件并确认后，即可安排供应商维修事宜等。通过这种全设备链的 管理方式，在链上任何一点，均可以方便地找到其他所需信息，这样有助于信息的快速获取，有利 于快速应付突发事件。 2 如何实现对设备从工程技术、经济和组织管理三方面进行系统化的、综合的、动态的管理， 从而使设备达到最佳的技术形态和经济效果，并且能为企业决策提供支持。在依赖设备进行生产的 企业中，设备备件的管理占据了重要的地位，如长电公司每月的备件采购费用都在5 0 0 万元以上， 为了能实时、准确的估计采购量和消耗量，减少备件库存，同时降低管理成本。课题研究中拟引入 a b c 分析法和时间序列分析这两种数学方法，以对备件的出库和入库进行动态的分析，并将相关分 析结果应用到备件管理中。 1 5 设备管理相关技术筒介 1 5 1 a b c 分析法 a b c 分析法又称巴雷托分析法，它是根据事物在技术或经济方面的主要特征，进行分类排队，分 清重点和一般，从而有区别地确定管理方式的一种分析方法。由于它把被分析的对象分成a 、b 、c 三类，所以又称为a b c 分类法。 a b c 分析法是由意大利经济学家巴雷托首创的。1 8 7 9 年，巴雷托在研究个人收入的分布状态时， 4 第一章绪论 发现少数人的收入占全部人日收入的大部分，而多数人的收入却只占一小部分，他将这一关系用图 表示出来，就是著名的巴雷托图。该分析方法的核心思想是在决定一个事物的众多因素中分清主次， 识别出少数的但对事物起决定作用的关键因素和多数的但对事物影响较少的次要因素。后来，巴雷 托法被不断应用于管理的各个方面。1 9 5 t 年，管理学家戴克( h f d i c k i e ) 将其应用于库存管理， 命名为a b c 法。1 9 5 1 年1 9 5 6 年，朱兰将a b c 法引入质量管理，用于质量问题的分析，被称为排列 图。现在，随着该管理方法的不断完善，已经能够推广到全部社会现象，a b c 分析法正在成为企业 提高效益的普遍应用的管理方法。 a b c 分析法大致可以分5 个步骧。 ( 1 ) 收集数据，针对不同的分析对象和分析内容，收集有关数据； ( 2 ) 统计汇总； ( 3 )编制a b c 分析表： ( 4 )绘制a b c 分析图。 本课题拟对设备备件进行a b c 分类管理，常见的设备管理系统中，都是由用户自行定义备件的 a b e ；分类，而不是采用数学工具分析。这样尽管简单易用，但由于用户行为的主观性，导致在分类 的准确性方面往往有些偏差，而且这种分类基本是固定的，即一个备件的分类很少会发生变化，这 样往往会导致管理成本的不断增加。这里采用的是对备件的消耗进行a b c 分析，根据上述步骤绘制 图表最终确定备件的a b c 分类。这样，备件的类别也将是动态的，例如一种a 类备件由于设备升级 后很少再使用，慢慢的，该备件的类别就会自动降为c 类，降低了管理成本。而相应的，会有新的 重要的备件代替其位置。 1 _ 5 2 基于时间序列样本的回归分析法 信息系统数据库中的数据如果仅仅用于简单的输入、查询、输出，是对企业信息资源的极大浪 费a 通过对企业长期积累下来的数据进行挖掘分析，有可能对企业运作产生意想不到的作用。 长期以来，长电公司备件采购一般采取的是车间制定计划，然后逐级上报分厂、总厂、设备维 护部审批，这种管理模式导致了该环节的效率低下。通过一定的计算方法可以方便的审核和预测计 划，有效地提高效率。 在一个稳定发展的企业中备件的消耗量和产品的产量是有一定联系的，但考虑到实际情况中， 一种备件可能会用于多道工序，或用于加工多种产品，而本身由于制造商的不同在寿命方面又有差 异，故这种全方位考虑的方法需要很复杂的数学建模，难度极大。而引入统计学的方法，根据既往 数据寻找统计规律，从而预测结果，其方法不仅简单易用，而且对设备备件的采购有一定的指导意 义。 回归分析是一种研究变量间关系的统计学方法。回归分析的基本思想和方法来源于英国统计学 家f 高尔顿( f g a l t o n ) 。他在研究父母身高与其子女身高的遗传关系时，以每对夫妇的平均身高作为x ， 查堕查兰堡主兰垡笙兰 取他们的一个成年儿子的身高作为y ，将结果在平面直角坐标系上绘成散点图，发现趋势近乎一条直 线，其方程为 少= 3 3 7 3 + o 5 1 6 x ( 1 1 ) 这个结果表明，x 每增加1 个单位，y t r 增加0 5 1 6 个单位，即子代的身高有回到同龄人平均身高 的趋势，于是高尔顿就引入了回归这一词来描述该关系。 应用回归分析是目前对动态数据处理的一种有效方法。它不要求考虑影响观测值的各种作用因 素，而只分析这些观测数据的统计规律性。例如可以通过对时间序列样本进行统计和分析，构造拟 合出这些规律的最佳数学模型，并预报时间序列未来的可能数值，最后给出预报结果的精度分析。 回归分析的应用范围广泛涉及到自然界、社会界、工程界，涉及众多的学科领域，应用中都取得了 良好的效果。 一般的，回归模型的建立过程如下： 1 ) 根据研究目的，设置包括自变量和应变量在内的指标变量； 2 ) 收集、整理统计数据： 3 ) 确定理论回归模型的数学形式； 4 ) 模型参数的估计： 5 ) 模型的检验与修改。 6 蔓三兰塑鱼篁里墨竺坌塑 第二章设备管理系统分析 管理系统开发过程主要包括系统分析、数据库设计、程序设计、程序测试等阶段。作为系统开 发的基础系统分析是一个将客户的需求从具体到抽象的过程，分析结果是一些能体现整个系统灵 魂的文档及编码人员可实施的规范和标准，从而为后续环节的设计与开发指明方向。系统分析内容 主要包括用户需求分析、功能结构分析及在此基础上建立数据流程图、编制数据字典等。 2 1 需求分析 需求分析就是调查清楚用户的实际要求，和用户达成共识，并且分析和表达这些需求。典型的 需求分析首先需要调查组织机构的总体情况，了解各部门的组成和职责等，为业务流程分析做准备； 然后调查各部门的业务活动情况，包括了解各个部门输入和使用什么数据，如何加工处理这些数据， 输出什么信息，输出到什么部门，输出结果的格式是什么，此为调查的重点：在熟悉业务活动的基 础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求，处理要求、完整性要求，这是调查的又 一个重点；最后对前面的调查结果进行初步分析，确定新系统的边界，也就是确定新系统应该实现 的功能。该过程可以用图2 i 表示。从图中可见分析的每一步都不是一次就能完成的，为了更彻底 的了解需求，需求分析的各个步骤都可能出现反复。 需术分折 一一一一一一一一- 一、 田 1 典型需求分祈的过程 2 0 1 1 设备维护部门主要职责与业务流程分析 长电公司的设备维护部负责公司设备、模具、夹具的安装、调试、验收、维护、检验、报废鉴 定等管理；拟定、执行、修订、检查设备运行管理规定、设备完好、培训、考核发证等；拟定设备、 模具、备件等采购计划，确保生产不脱产，同时力求达到科学经济适度的备品备件储量；负责工艺 设备技术改造、自制设备立项评估；监导和检查分厂设备管理、维修、保养，编制操作规程等：负 责公司设备等的资产管理和资料归档；组织设各技术协议的制订和评审等。其相应的业务流程主要 包括设备维护部备件管理业务流程、设备维护部备件外修管理业务流程、设备维护邦模具工装更换 7 东南大学硕士学位论文 管理业务流程、设备维护部模具前期管理业务流程、设备维护部模具修理业务流程、设备维护部设 备变动管理业务流程、设备维护部设备采购计划业务流程、设备维护部设备操作人员上岗证发放管 理业务流程、设备维护部设备封存起用管理业务流程、设备维护部设备检查管理业务流程、设备维 护部自制设备管理业务流程、设备维护部设备模具二级保养维修管理业务流程、设备维护部设备模 具完好鉴定管理业务流程、设备维护部设备前期管理、资产管理业务流程、设各维护部设备维修人 员出国培训管理业务流程、设备维护部设备修理管理业务流程和设备维护部自动化评价、设备与操 作工配置管理业务流程等。由此可见，设备维护部的设备管理业务涉及工程部、生产部、财务部、 品管部、人力资源处等众多部门，为保证相关业务的正常展开，并最终保证企业生产经营活动的正 常进行，需要所有这些部门协同工作。业务流程分析的目的就是充分理解企业各部门的运作模式， 发现导致运行效率降低的环节并提出解决方案。 业务流程分析是通过业务流程图( t r a n s a c t i o nf l o wd i a g r a m 简称t f d ) 的绘制来进行的。业务流 程图的绘制是整个需求分析的重要部分，它是在前一阶段对设备维护部业务要求的基础上将业务的 处理过程用些图形来表示。通过绘制业务流程图可以了解该业务的具体处理过程，发现和处理系 统调查工作中的错误和琉漏，修改和删除原系统的不合理部分，优化现有的业务处理流程。 在绘制业务流程图的过程中，要注意收集、处理企业现有的文件和报表，主要包括企业的规章 制度、工作流程、计量标准、操作规程、记录表格和统计报表，以及非正式的临时报表等。 图2 2 所示为设备维护部设备与模具的完好检定管理业务流程图。由图可见该业务按如下流程组 织：设备或模具的使用部门制定设备完好检定计划，送设备维护部审核。设备维护部在接到申请后 审核该计划，审核通过后由使用部门进行完好检定，然后填写完好认定表单并送交设备维护部，设 备维护部再组织人员对设备或模具进行检查以确定是否完好，如检查合格。则签发完好标识给使用 部门，完成完好检定管理业务流程。 圈2 - - 2 设备雉护部设备模具完好检定管理业务流程圈 墨三里堡鱼笪塞墨竺坌堑一 2 1 2 设备管理系统基本功能需求 通过与公司设备维护部及相关部门工作人员的交流及对目前市场上现有设备管理软件的研究， 总结出为保证设备管理部门主要业务活动的正常进行，拟开发系统应具备如下基本功能： 1 设备维护信息的录入 包括公司设备、模具、各品备件计划的拟定，上述设备的采购、验收、安装、调试、维护保 养、完好检定、检修、变动、报废等过程的管理。要求上述业务过程中所涉及的所有信息均能快 速方便地录入。 2 信息的分类修改、查询、汇总 所有录入资料均应能方便地查询、修改，可按不同条件组合查询、修改。设备、模具和备件 档案能按多项常见条件进行数量、价值等的汇总统计。 3 各类文档、报表的生成、查询、输出 上述业务中所涉及的各种文档、报表能方便地查询、打印。 4 数据的统计、分析及预测 根据生产实际情况实时统计设备的实动台时、故障时间、维修时间、维修费用、设备产量等 重要运行信息，并能以直观的图表的形式反映；根据备件消耗等信息分析备件的a b c 分类；在可 能的情况下对备件采购数量等进行预测等。 5 数据的保存 常规数据保存1 年，动态数据满1 年分类建档，设备( 模具) 履历信息在其生命周期内均应 保存。 6 信息共享 以上信息可按需要对公司工程部、生产部、财务部、品管部、人力资源处等相关部门赋予一 定的管理权限，如查询、修改等，同时也能处理来自其他相关部门的信息。 2 2 功能结构分析 功能结构分析是在整理得到企业相关业务流程、对拟开发系统基本功能需求的基础上分析确定 开发系统功能模块，为后续数据流程分析和软件系统模块设计奠定基础。 图2 - 3 为调研后绘制的c d - e r p 设备管理系统功能结构图。由图可见设备管理系统可划分为四 大模块：设备管理模块、模具管理模块、备件管理模块及人员管理模块。每一个大的模块根据功能 又可分为一些更细的管理模块，例如图2 - 2 所示的设备和模具的完好检定业务从属于设备维护管理 模块等。值得注意的是，随着对设备管理了解的不断深入和软件开发的需要，会合并相似的模块和 功能( 如设备管理和模具管理大多数管理方法和策略相同可以合并) ，或将复杂的管理模块拆解成小 的能够自成系统的功能模块。 9 查堕查兰堡主兰垡堡奎一 2 3 数据流程分析 圈2 3 设备维护系统功能结构圈 系统功能结构图仅仅表明了系统的功能模块而系统开发时，需要明确知道系统中数据的流动 方向和处理方式等，数据流程分析可以用来解决这个问题。 数据流程分析主要包括对信息的流动、传递、处理、存储等的分析。数据流程分析的目的就是 要发现和解决数据流通中的问题。这些问题有：数据流程不畅，前后数据不匹配，数据处理过程不 合理等等。一个通畅的数据流程是系统用以实现业务处理过程的基础。常用的数据流程分析是通过 分层的数据流程图( o a t af l o wd i a g r a m ，简称d f d ) 来实现的。其具体的做法是：按业务流程图理出的 业务流程顺序，将相应调查过程中所掌握的数据处理过程，绘制成一套完整的数据流程图，一边整 理绘图，一边核对相应的数据和报表、模型等。如果出现问题，则深入调研并根据需要修改相应业 务流程。 数据流程分析首先是将所得到的数据分为如下三类： 1 0 笙三量堡鱼笪墨墨竺坌堑 f 1 ) 输入数据类( 主要指各类报表) ，即信息系统输入或网络要传递的内容。 ( 2 ) 存储数据类( 主要指各种台帐、帐单和记录文件) ，它们是信息系统数据库要存储的主要内容。 ( 3 ) 输出数据类( 主要指系统运行所产生的各类报表) ，它们是信息系统输出和网络传递的主要内 容。 分类结束后，开始对数据流程进行分析以表达用户对数据的需求。数据流程分析可以通过分层 的数据漉程图来实现，在此采用结构化分析方法( s l r u c t u r e da n a l y s i s ，简称s a 方法) a 作为一种简单实用的方法，s a 方法从最上层的系统组织机构入手，采用自顶向下、逐层分解的 方式分析系统。它首先需要把系统抽象为图2 - 4 的形式： 圈z 一4 系统高层抽象圈 然后将处理功能的具体内容分解为若干子功能，再将每个子功能继续分解，直到把系统的数据 流程表达清楚为止。在处理功能逐步分解的同时，它们所用的数据也逐级分解，形成若干层次的数 据流图。数据流图表达了数据和处理过程的关系。 一般一套数据流程图可以由关系数据流程图、 流程图组成。 同时系统中的数据则借助数据字典来描述。 顶层数据流程图、中间层数据流程图和底层数据 关系数据流程图用于描述本系统模块和其他系统模块相互间的数据传输以及本系统模块的范围 和边界。 顶层数据流程图从总体上反映本系统模块内部以及与其他系统模块的数据传输。 为反映更详细的内容，对项层数据的进一步细化可以得到中间层数据流程图，它主要是对某个 数据处理的分解。而底层数据流程图是由最简单、不能再分解的数据处理组成。 图2 - 5 所示是设备管理模块的关系数据流程图。由于本设备管理系统被企业中其他模块广泛使 用，且自身需要其它模块数据的支持，故此关系数据流图表达了设备管理模块和c d e r p 系统中其 他模块的关系。图中，f i 表示系统输入，f o 表示系统输出，箭头表示方向。例如设各部采购设各需 要将设备价格及相关的内容交财务部评审，财务部评审后将评审意见再返传给设备部。通过各个相 对独立的系统间的清晰的交互，便可以与设备管理系统内部模块直接关联，使设备管理系统正常运 转。 查堕查堂堡主兰壁垫苎 注： f 0 l ：设备性能信息、相关评审内容 f i l ：品保处评审意见 f 0 2 相关合同、设备利用率、设备放障率、设备开动率、设备产量、相关申请、相关评审内容等信息 f 1 2 ：主管领导审批意见 f 0 3 ：操作工基本信息、设备产能、相关评审内容 f 1 3 生产部门对操作丁进行考核韵酷果、特科对问、故障时间，企划处对耗关评审内容的评审意见 f 0 4 ：设备性能信息、相关评审内容 f 1 4 ：亡程处评审意见、工序编码 f 0 5 ：设备价格、模具价格、备件价格、设备变动信息、设备模具备件消耗信息、相关评审内容 f 1 5 ：财务部评审意见 f 0 6 ：操作工基本信息及考核结果 e l i 6 人力资源部评审意见 圈2 设备管理系统关系数据流程圈 图2 - 6 设备管理系统顶层数据流程圈 图2 - 6 所示的是设备管理模块的顶层数据流图，图中的半框表示了一些最基础的档案资料，它 们在顶层数据流图中就已经被用到。由图可见其以设备为中心，共包含6 个处理模块，基本与设备 2 第二章设备管理系统分析 管理系统功能结构图中模块相对应，各模块间的大致关系也被明确地表示出来。 与设备管理功能结构图的区别之处是增加了一个系统维护的模块。该模块是在我们完全理解系 统的功能结构和业务流程的基础上，抽象出来的一个功能模块。该模块主要为其它模块提供必要的 管理用基础数据。主要包括制定的设备编码标准、故障编码标准、部门编码标准，以及一些价格、 时间等数据的上限或下限。实际系统运行时，此部分信息是不可或缺的。只有拥有了这些完整的管 理基础数据。才能对设备进行全生命周期的完善管理。其他模块在本图仅可见轮廓，其下子模块需 要在后面层次的数据流程图中进一步展开。 圈2 _ 7 日常管理数据藏程匿 图2 7 所示是设备管理的中间层数据流程图，所示模块为日常管理部分。从中可以看出，日常 管理包括设备资产管理、设备运行管理和设备变动管理三个主要模块。其中，设备资产管理将设备 信息中与财务相关的部分单独组成一个小模块，主要涉及设备的台帐生成与设备的折旧。由于该部 分直接与企业帐务相关，在后面系统开发过程中，也需要作为一个重点。设备运行管理是企业中设 备的实际生产情况的记录和分析，以及在此基础上的履历的生成和修改。例如，每个月的第一天， 系统需要统计上个月企业内全部生产设备的运作情况，如应动台时、实动台时、故障时间、待料时 间、故障率、产量、效率等，并且耍将其统计信息反应到设备的履历表中，便于设备管理人员查看 和分析。 查堕奎兰堡主兰垡堡奎 l 设备故障开始时间、设备待料起讫时间由生产线操作工输入、设备维修起讫时间由雏修 员输入，设备故障登记寝上 其它信息由值班长输人 2 设备试验信息由设备使用单位、设备改进单位有关人员输入 图2 - 8 设备运行管理数据流程圈 图2 - 8 是设备管理系统的底层数据流程图，它是由中间层数据流程图日常管理部分细化来的， 是其中设备运行管理部分。在此流程图中，详细地列出了设备运行管理中使用的处理方式和所涉及 报表等，它的功能模块已经不能再细化。 2 4 数据字典 数据流程分析是对系统模块内部和模块之间的数据交换和做描述，它不能描述交换数据的详细 信息，铡掘数据韵字段名称、字段类型等。因此有必要在数据流程分析的基础上建立数据字典。 数据字典存储有关数据的来源、说明、与其他数据的关系、用途和格式等信息，它本身就是一 个数据库，存储“关于数据项的数据”。数据字典是个指南，它为数据库提供了“路线图”，而不是 “原始数据”。换句话说，数据字典通常是指数据库中数据定义的一种记录，类似一个数据库的数据 结构，但其内容要比数据库的数据结构描述丰富得多。数据字典通常包括数据项、数据结构、数据 流、数据存储和处理过程5 个部分。 在收集有关数据信息，建立数据库的初始阶段，必须建立数据项的命名约定，必须统一不同部 门、不同个人之间对共同关心的数据的内涵、来源和命名的观念。这个过程涉及数据监管人、用户 和数据库开发人员，是一个需要反复多次的过程。这个统一的命名约定，及其附带的说明，就是数 据字典。 在这个过程中，开发人员需要与不同的用户部门进行多次的讨论，可能还要征求有关的同行业 专家的意见，找到不同部门之间对数据的用途、相互关系和意义的不同理解，辨认出数据元的同义 1 4 塑三兰望墨篁堡墨竺坌塑 词。对于输出数据，一方面要考虑现有数据的状况、测量手段和数据处理手段，另一方面还应当考 虑用户对产出信息的要求，如有必要，需要对数据获取和处理的手段进行调整。 如表2 1 所示设备采购计划表，在业务流程图和数据流程图中均无法了解其详细内容，只有建 立相应的数据字典，才能完整地描述其详细内容。 表2 1 设备采购计划表数据字典 系统名：设备维护部采购计划管理 字段类型长度 序号数值型 1 0 设备名称型号字符型 5 0 物资代码字符型 5 0 零件中( 英) 文名称字符型 5 0 型号规格( 零件图号)字符型5 0 数量一领用数值型 1 0 数量月或年耗用量数值型 1 0 要求进度字符型1 0 计划单价或咨询单价货币 指定供应商字符型5 0 备注( 完成