（计算机应用技术专业论文）基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建.pdf

摘要 虚拟企业是一种能够适应科技迅速发展和经济全球化趋势的新型企业 组织形式，由于虚拟企业具有可重构、可复用及可伸缩的特性，构建虚拟企 业优化模型是分析虚拟企业管理的关键步骤之一，面向对象的建模技术是一 种有效的方法，它使技术人员能更好地参与建模过程。所以，提出采用面向 对象技术和工作流技术研究虚拟企业的思想。 在分析虚拟企业建模的基础上提出使用面向对象的、可视化的统一建 模语言u m l ，来为虚拟企业集成模型进行建模，并详细介绍了u m l 如何对 虚拟企业集成模型各视图进行了描述。 在此基础上提出了层次化虚拟企业的概念，研究了层次化虚拟企业在物 理平台上横向及纵向结构，并研究了各层次工作流的结构类型。研究表明， 与层次化虚拟企业相关的工作流有内部、外部及枢纽三类，分别具有不同的 管理特性和结构模式，将三类工作流集成形成全面的主体工作流，通过适当 运用模块化和延迟生产技术将有效地提高整个层次化虚拟企业体系的敏捷 性。 针对虚拟企业过程管理的特点，提出了表征流程的“项目一任务一活动” 层次模型，并细化了各层的功能描述，并分析了这一模型的分层对象类，在 这基础上，以一个机械制造的虚拟企业为例，简单介绍了系统的实现和应用。 关键词：面向对象，u m l ，层次化虚拟企业，流程 a b s t r a c t v i r t u a l e n t e r p r i s ew h i c h c a r l a d a p tr a p i dd e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g ya n dg l o b a le n t e r p r i s es e r v i c e s i san e w - s t y l ee n t e r p r i s eo r g a n i z e p o s t u r e b e c a u s ev i r t u a le n t e r p r i s eh a sas p e c i a l i t yo fr e c o n f i g u r a b l e ，r e u s a b l e a n ds c a b l e ，c o n s t r u c to p t i m i z i n gm o d e lo f v i r t u a le n 唧r i s ei so n eo f t h ep i v o t a l a p p r o a c ht h a tc a na n a l y s em a n a g e m e n to fv i r t u a le n t e r p r i s e m o d e l i n gt e c h n i q u e b a s e do no b j e c t - o r i e n t e d ( 0 0 ) i sae f f e c t i v em e t h o d i tc a nm a k et e c h n i c i a n a t t a c hh i m s e l ft ot h em o d e l i n gp r o c e s sb e t t e r s o i n v e s t i g a t ev i r t u a le n t e r p r i s e w h i c ha d o p t0 0a n dw o r k f l o wi sp u tf o r w a r d o n , h e b a s i s o f a n a l y s e t h e t e c h n o l o g y o f v e m o d e l i n g ，t h e p a p e r i n t r o d u c e t h eu n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g u m l ) ，a l lo b j e c t o r i e n t e da n dv i s u a lm o d e l i n g l a n g u a g e a nu m l v e m o d e l i n ga p p r o a c hi sp r o p o s e da n dt h ep a p e ri n t r o d u c e p a r t i c u l a r l yu m l h o wt od e s c r i b ea l lv i e w so f t h ev e c o m p o s i t i v em o d e l i n g o nt h i s ，t h ec o n c e p to ft h eh i e r a r c h yo fv i a u a le n t e r p r i s em o d e l i n gi sp u t f o r w a r d t h ep a p e rs t u d yt h es t r u c t u r eo ft h et r a n s v e r s ea n dl e n g t h w a y sw h i c ho n t h ep h y s i c a lf l a t - r o o f i nt h i sh i e r a r c h i c a lv e ，w o r k f l o wc a nb ec a t a l o g e di n t o t h r e ek i n d s ：i n t e m e l ，e x t e r n a l ，a n dp i v o t t h e yh a v ed i f f e r e n ts t r u c t u r e sa n dn e e d d i f f e r e n tm a n a g e m e n tm e t h o d s i no r d e rt os u p p o r tt h eh i e r a r c h i c a lv ee f f e c t i v e l y a n de f f i c i e n t l y , 姐i n t e g r a t i o no ft h e s et h r e et y p e so fw o r k n o ww 0 qd i s c u s s e dt o c r e a t eat o t a lw o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m d i f f e r e n t k i n d so fw o r k f l o w s t r u c t i l r e ss p e c i f i e db ym o d u l a r i z a t i o na n dp o s t p o n e m e n ta g ei n t r o d u c e dt ot o t a l h i e r a r c h i c a lv i r t u a le n t e r p r i s em a n a g e m e n t a i ma tt h ec h a r a c t e r so fp r o c e s sm a n a g e m e n to fv i m m le n t e r p r i s e t h e i t e m t a s k - a c t i v i t ym o d e li sp r o p o s e da n df u n c t i o n so fm o d e la r ed e s c r i b e di n d e t a i l t h ep a p e ra n a l y s et h eh i e r a r c h yo f g e n u so f t h i sm o d e l o nt h i s b yw a yo f t h ee x a m p l eo fm a k i n gm a c h i n e ，t h ep a p e ri m r o d u c es i m p l yi m p l e m e n ta n d a p p l i c a t i o no ft h et h i ss y s t e m i k e yw o r d s ：o b j e c t - o r i e n t e d ，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，h i e r a r c h yo f v i i t u a l 基于面向对象的虚拟企业层次化分折与模型构建 1 1 研究背景 1 1 1 虚拟企业的产生 第一章绪论 随着全球网络的迅猛发展与全球经济一体化的形成，企业的经营模式与 经营理念发生了显著的变化。市场竞争的加剧、产品更新换代的加快、高新 技术更迭的加速，使得单一的市场竞争形式发生了变化，取而代之的是全球 合作竞争趋势。顾客多样化与个性化使得企业无法快速、独立的胜任稍纵即 逝的市场机遇。而单个企业资源的有效性，使得企业很难适应快速变化的市 场机遇，企业面临着越来越明显的生存危机。 面临这些挑战，企业不能仅仅依靠独占性技术丌发新产品，赢得市场份 额。迫切需要一种新的生产模式来适应这种变化，以便能够对不断变化和不 可预测的市场需求做出反应。高效、快速的生产出满足市场需求的高质量产 品。因而，以“双赢”为目的的企业间合作模式一一虚拟企业( v i r t u a l e n t e r p r i s e ) 的概念应运而生。作为一种新型的全局生产模式，虚拟企业改变 了传统企业的运作模式，为企业快速、高效的响应市场需求提供了一种新的 组织形态。已逐渐成为企业赢得竞争、不断发展壮大的关键。 1 1 2 企业应用集成与虚拟企业 企业应用集成l j 】( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，e a i ) 是通过相应的 软件技术将企业已有的和新建的各种企业应用集成起来，共同完成企业的各 种商务活动，并能够灵活快速的适应企业的发展和市场的变化。e a l 既包括 单个商业实体的业务整合，也包括企业之白j 的应用集成。 企业应用集成可以从技术和内容的不同角度分类，可以认为从集成的广 度和深度对集成类型进行概括，从广度上讲，企业应用集成包括部门内集成， 墨于面向对象的厦拟企业屠次化分析与模型构建 部门间集成、企业范围的集成直到企业日j 的集成：从深度上讲，从易到难可 以分成四种集成【l l ：数据集成、应用系统的集成，业务流程的集成、企业间 服务的集成。 集成是e a i 概念的精髓，在发展的整个过程中，是通过架构模式完成了 应用实现。它包括四种架构模式：集成适配器( i n t e g r a t i o na d a p t e r ) 模式、集 成消息器( i n t e g r a t i o nm e s s e n g e r ) 模式、集成萨面( i n t e g r a t i o nf a c a d e ) 模式、集 成媒介器( i n t e g r a t i o nm e d i a t o r ) 模式。目前，集成适配器的架构应用越来越广 泛，它描述的是可重用的应用程序导出来的灵活方式，架构模式如图所示： 图1 1 集成适配器模式图 虚拟企业作为e a i 的一种实施范型，在继承e a i 传统技术的前提下，进 一步地结合企业自身特点及柔性集成的生物型发展需求，势头j 下劲。它是建 立在当今发达的信息网络基础之上的企业合作，使用现代信息技术和通讯手 段使得沟通更为便利。虚拟企业以信息共享为关键，采用通用数据进行信息 交换，使所有参与联盟的企业都能共享设计、生产以及营销的有关信息，协 调保证合作各方通力合作，使虚拟企业呈现出较强的竞争优势。 信息共享是虚拟企业的关键，那么信息集成在虚拟企业的良性运作中便 充当着重要的角色。集成是将虚拟企业更完善的应用于实际当中，虚拟企业 的信息集成包括如下方面： ( 1 ) 企业本身所有信息的集成。比如企业本身的产品情况、销售情况、 客户情况以及企业的各种数据等，形成规范化的适于网上检索的企业基本 库，并通过超链接建立基本库之间的相互关系。 ( 2 ) 新的网络信息与基本库的集成。在企业、销售商、客户等的不断相 互联系中会不断地增加新的内容，企业通过网络搜索也可获得新的信息，同 时有些数据库的数据也会随着时自j 的变迁而改变，这样就需要将新内容及时 2 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 地增加到各种基本库中，并与企业基本库进行集成。 ( 3 ) “专家知识”与企业基本库的集成。每个企业在实践过程中会留下 许多经验数据和意见，这些会成为“专家知识”，形成经验数据库，同时企 业在利用“专家知识”和客户、销售商的反馈信息后，进行重新设计开发及 各方面的改进，形成完整和准确的信息。这些信息也必须及时集成到企业基 本库中。 因此，虚拟企业必须利用集成环境中的所有因素，既要在产品设计开发 过程中及时地获得所需的信息和数据，寻找相关的企业，做所需的改进。经 过信息集成以后，“设计、开发、销售、应用”可融为一体，从而可以实现 人机有机结合，网络信息的综合集成，企业积累与现实应用的结合。 1 2 国内外研究现状 1 2 i 国外研究现状 美国能源部和国防部与1 9 9 4 年组织了由1 0 0 个机构参加的敏捷制造使 能技术研究的战略计划t e a m l 2 1 ( t e c h n o l o g i e se n a b l i n g a g i l em a n u f a c t u r i n g ) 它投资上百亿美元，着眼于整个敏捷制造中企业联盟的组织、运行的全过程， 刀：发各种适合于敏捷制造的技术工具，建造t e a m n e t 网络。 美国通用电气公司制定了一个计算机辅助制造网络c a m n e t s i ( c o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n gn e t w o r k ) 的研究计划，该计划的目标是利 用h t t p 、t c p i p 协议，集成现有各种网络工具，通过这些工具，组成一个 企业之间信息分布存储、信息共享、交互式的辅助制造网络系统，为实现敏 捷制造和虚拟企事业提供支撑环境。 在美国国防部、能源部、美国国家标准技术研究( n i s t ) 以及美国国家 自然基金会( n s f ) 的资助下，由美国、欧洲和同本的2 2 家公司和l l 家研 究组织启动了下一代制造n g m o l ( n e x tg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r i n g ) 项目，旨 在将当今的先进制造技术哲理如敏捷、分形( f r a c t u a l ) 等融入n g m 系统中， 以支持虚拟企业。 1 9 9 7 年美国国际制造企业研究所发表了美国一俄罗斯虚拟企业网1 4 1 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 研究报告，该项目是美国国家科学基会研究项目，目的是开发一个跨国虚拟 企业网的原型，使美国制造厂商能够利用俄罗斯制造业的能力。 基于对虚拟企业的研究，近年来国外很多大公司都已形成了基于 i n t e r n e t 的企业合作形式，销售计算机的美国戴尔计算机公司，设计微处理 机的西雷士公司及制造运动鞋的耐克公司，当初创业资本都非常有限，后来 借助于通讯技术与网络技术，如今都已成为快速成长的大企业。 1 2 2 国内研究现状 目前，国内也开始关注虚拟企业的研究，从企业产品设计、生产、销售 直到用户意见反馈等，研究了一系列的问题，从宏观上提出了一些新的观点， 并考虑从企业内联网( i n t r a n e t ) 和外联网( e x t r a n e t ) 来构造分散网络化虚 拟企业的思想，比较成功的企业案例是： 在美国学者于1 9 9 1 年最早提出“虚拟企业”概念仅仅7 年后，美特斯 邦威 6 1 ( 温州休闲服装连锁集团) 就运用“虚拟经营”之道，成功地打破了温 州家族式民营企业通常发展至5 亿元序右年营业规模就徘徊不前的“温州宿 命”。作为一个个体工商户，在积累资本非常有限的情况下，用8 年时间诠 释颇具中国特色的c i o ( c o m m u n i c a t i o n 沟通，i n t e g r a t i o n 集成，o r g n i z a t i o n 组织) 的新定义。现在仅有3 0 0 余人的荚特斯邦威总部在4 0 余人的计算机 中心的支持下，从容地控制着1 0 0 0 余家卖店和1 0 0 余家远在江苏和广东 的生产工厂。 对于虚拟企业的理论研究，国内的各机构也正在积极的进行当中。例如： 同济大学张曙和香港理工大学李荣彬提出了一种适合我国国情的实现 敏捷制造和可持续发展的生产模式一一分散网络化制造以及网络制造的概 念川。 清华大学的许青松嗍等提出了支持虚拟企业的多代理企业信息模型。应 用此模型构造的企业信息系统，能在完成单个联盟生产任务的同时，很好的 对企业自身的信息进行综合管理 4 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 1 3 论文研究工作和论文结构 1 3 1 研究意义和研究工作 虚拟企业近些年来发展迅速，对虚拟企业的研究深入到方方面面，但就 目l i i f 对虚拟企业的应用与研究上尚有几点不足，表现在： ( 1 ) 现有的虚拟企业建模工具与应用实施之间存在严重脱节，特别是没 有与工作流管理系统紧密结合。 ( 2 ) 研究范围集中在联盟企业过程之闻的集成问题，只强调联盟企业内 部之间的过程优化和协同，但是虚拟企业过程之日j 的资源冲突以及兼容性没 有得到根本的解决 ( 3 ) 传统的基于功能或过程的刚性建模方法不易对已经建立的虚拟企业 模型进行实时的分解和优化，缺乏实际应用所需要的柔性化和人机交互的能 力。 因此，本文提出用源于计算机协同工作领域的工作流管理技术提供过程 管理的集成平台，采用面向对象( o b j e c to r i e n t e d ) 技术对虚拟企业进行柔 性建模，以“对象”和“构件”为中心来构造系统，通过将建模对象的共性 进行提取与封装，形成不同粒度的数据单元，下级的单元可以为上一级的粒 度提供接口服务，这类属性和方法一致的单元统一定义为类，相应地分为父 类和子类。将这种方法用于企业建模可以将企业业务过程定义为模型构件， 而定义成业务流程的模型构件对于企业模型的优化、重组都十分有利，也即 面向对象的建模方法更适合网络化生产下敏捷企业的要求。 本文所作的工作主要围绕下面几个方面展开： 针对虚拟企业研究中出现的不足，本文提出了用面向对象的技术对虚 拟企业进行研究的思想，将工作流、面向对象的建模语言u m l 技术融于虚 拟企业的分析与设计当中。 搭建虚拟企业层次化模型。在物理平台上，不仅搭建了横向的模型体， 还搭建了纵向层次的模型体，构造出一个纵横交错的多维体模型。 在这个模型的基础上，以形式化的方式构造一虚拟企业的控制流程， 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 并将这个流程也层次化的进行了定义，并且使用u m l 语言对部分功能模块 进行系统化的描述，重点描述虚拟企业的内部流程实现。 采用j a v a 技术，根据论文提出的模型，简单介绍个具体实例的实 现过程，实现论文描述的虚拟企业的层次化思想。 1 3 2 论文结构 论文主要内容分为五章，后序章节的组织如下； 第二章虚拟企业概述。主要介绍虚拟企业所涉及的的定义，虚拟企业 的特点，虚拟企业的主要形式，建立虚拟企业应具备的条件以及虚拟企业的 生命周期等内容。 第三章虚拟企业研究中的相关技术。其中包括面向对象的技术，面向 对象的建模技术u m l ，将这些技术初步运用到虚拟企业建模的分析中。 第四章虚拟企业的层次化模型构建。主要构建一个基于工作流的虚拟 企业的体系结构，从横向、纵向两方面分析虚拟企业的搭建模型，在此模型 的基础上用活动过程图来进行层次化的描述，达到企业物理实体在平台上的 柔性实现。 第五章虚拟企业控制流程的类分析与设计。描述出企业的具体流程实 现，以及企业所涉及的相关类粒度的u m l 模型定义，从逻辑的流程监控上 进行以“类”为原子表达实体的细粒度建模与模拟。 第六章：总结与展望。总结全篇，提出下一步工作。 6 基于面向对象的虚拟企业屡次化分析与模型构建 2 1 虚拟企业起源 第二章虚拟企业概述 “虚拟企业”一词最初出现在肯尼思普瑞斯等人1 9 9 1 年向美国国会 提交的一份题为 2 1 世纪的生产企业研究：工业决定未来的报告中。1 9 9 3 年美国商业周刊在封面做了一幅关于虚拟企业的广告，并对虚拟企业进 行宣传，此举刺激了人们对虚拟企业的研究和实践兴趣，从1 9 9 3 年起，中 国国家8 6 3 c i m s 主题专家组也开始了对虚拟企业进行跟踪与研究 9 1 。 2 2 虚拟企业定义 虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ，简称v e ) ，又称企业动态联盟1 9 ，是由两 个或两个以上组织成员为赢得某一机遇性市场竞争，集中优势资源，形成靠 网络通信联系的一种有时限的互惠互利的合作组织。它优化了各种生产要素 人、组织、制造资源、信息和资金，并以最小的投资、最快的反应速度 把握市场机遇，它随市场机遇的产生而产生，随市场机遇的消亡而消亡。 换个角度，即企业在有限的资源下，为了取得竞争中的最大优势，仅保 留企业中最关键的功能，而将其他的功能虚拟化通过各种方式借助外力 进行整合弥补，其目的是在市场竞争中最大效率地发挥企业有限的资源。 23 虚拟企业的特点及优势 2 , 3 1 虚拟企业的特点： 虚拟企业在管理、技术、资源等方面具有得天独厚的竞争优势，作为一 种新的组织形式，它有几个比较突出的特点 1 1 1 7 1 ： l 、合作型竞争 虚拟企业是建立在共同目标上的合作型竞争。一般由一个核心企业( 盟 7 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 主企业) 和几个成员企业( 盟友企业) 组成，在推出新产品时依托信息网络， 选择不同企业的资源，把具有不同优势的企业综合成单一的靠信息技术联系 起来的动态联盟，共同对付市场挑战。 2 、动态性 虚拟企业不是法律意义上的完整的经济实体，不具备独立的法人资格， 不同于以资产为纽带构建的现行企业或企业集团，后者具有比较稳定的组织 结构，一经组建不会随某项任务的结束而解散，而虚拟企业是以市场机遇和 利益为基础组建的，如果共同的利益基础不存在，虚拟企业也将不存在了， 因而具有暂时性和动态性的特点。 3 、网络化 虚拟企业可以看成一个企业网络，该网络中的每个成员都要贡献相关资 源供大家共享，借助于网络的力量使得盟主企业协同各盟友企业较快的完成 共同目标，因而在运行过程中虚拟企业运用的是并行工程，从而分解和安排 各个参与企业要做的工作。 4 、管理重点横向化 虚拟企业强调成员间的信息沟通和对信息的共同处理能力，成员之间的 沟通和对信息的共同处理能力很重要。视频系统、电子商务的发展使得虚拟 企业成员间的沟通变得简单和有效，同时对企业管理人员的综合知识和信息 处理能力提出了更高的要求。 5 、学习型组织( 1 2 l 虚拟企业竞争的核心是学习型组织，经营者必须不断地根据环境的变化 做适应性的调整，采用学习型组织，提倡“无为而治”的有机管理。在学 习型组织中，要求每个参与者的思想和行动都必须协调，齐心协力的实现目 标 2 3 2 虚拟企业较传统企业的优势 虚拟企业的出现，为经济发展提供了全新的拓展空白j 与传统企业相比， 主要具有以下三方面的优势： l 、有效配置资源，避免重复建设。 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 虚拟企业可借助合作伙伴的力量。企业问取长补短发挥最大功能。实 现跨地区、跨行业的联合，促使企业间资会，设备、技术、人才等要素合理 运作，避免重复建设，实现了资源的有效配置。而传统企业由于地域上的限 制，很难达到与外部资源的有效利用和整合。 2 ，生产弹性高。 虚拟企业与相关企业之自j 是独立营运的，企业个体具有很大的灵活性， 当核心企业( 产品) 的销路不畅时，各企业能够结合自身条件。迅速调整营 运范围，重组资源，主动向外寻找机会，为经济结构调整创造机会，从而避 免大量固定资产、人员的闲置，减轻经营风险。传统企业与之相比，生产范 围较小，难以进行大规模的生产扩大。 3 、有利于赢得竞争优势。 虚拟企业可以集中优势资源，专攻目标附加值高的设计和营销，从事最 专业的活动，创造出比竞争对手更高、更多样性的价值，促使产品创新、品 质改进、成本降低，变单纯封闭生产型为外向式生产经营实体，从而赢得长 期的竞争优势。 2 4 虚拟企业的形式 不同的虚拟企业模型能表现出共同的业务、技术特征和属性。利用分类 标准可以将虚拟企业明确的划分为两种类型：静态虚拟企业和动态虚拟企 业【13 1 4 l 。 2 4 1 静态虚拟企业 在这种类型的企业中，商业伙伴以一种静态和固定的方式联系起来，即 共享的业务过程是紧密集成的。合作伙伴之问的商业联系，即处理接口是预 先定义的、固定的。在网络的分布状态和管理模式的基础上，可以划分成两 种静态的虚拟企业，即：集中的静态虚拟企业和分散的静态虚拟企业 1 、集中的静态虚拟企业 一个主导商业域调整网络成员之间的商业关系，为合作伙伴之间的商业 9 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 集成提供技术接口，以静态和集中的方式来管理合作伙伴的基本技术 设施和共享的业务过程。 典型的例子是用于汽车制造业的模式。在这罩，我们把大型汽车制造两 看作盟主企业，用于集成的各不同的供应商、制造商和销售商看作盟友企业， 它们借助网络构建虚拟企业，表示图为2 i 所示： 图2 1 集中式静态虚拟企业的形式图 2 、分散的静态虚拟企业 这种形式的虚拟企业，没有中心主导管理组织，没有任何单个成员能够 完全控制该网络，网络中的每个成员都可以和许多其他域中的成员协同工 作，合作者之间形成了长期的伙伴关系。这种分散静态虚拟企业模型的实例 是高科技制造业，比如：半导体制造和芯片组装。这样的组织在一个完整价 值链上从事活动，每个合作伙伴在虚拟企业中都起作用，他们主要贡献自己 的核心能力业务过程和资源。 2 4 2 动态虚拟企业 在动态虚拟企业中，商业合作伙伴之间通过开发虚拟市场。随机地依照 客户的需求动态建立连接。虚拟市场依照通用的业务过程模板，向虚拟企业 l o 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 的合作成员提供注册服务【1 4 1 。 在动态虚拟企业中，面向服务的体系架构1 1 4 1 5 | ( s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) 正伴演着重要的角色。这种架构包括三种角色( 服务请求 者、服务提供者、服务注册中心) ，三种操作( 发布、查找、绑定) 。它的架 构模式如图2 2 所示： 图2 2s o a 架构图 在这个架构中，三个角色与三种操作之问的交互过程是： ( 1 ) 服务提供者设计w 曲服务，将调试诈确后的w 曲服务部署到w e b 服务请求者可访问的w e b 服务器上。 ( 2 ) 服务提供者将w e b 服务发御到注册中心。 ( 3 ) 服务请求者向注册中心请求查询，注册中心为请求者寻找满足请求 的服务。服务注册中心向服务请求者返回满足条件的w 曲服务描述信息。 ( 4 ) 服务请求者利用从服务注册中心返回的描述信息生成相应的 s o a p ( 简单对象访问协议) 消息发送给服务提供者，实现w e b 服务的调用。 ( 5 ) 服务提供者按s 0 a p 消息执行相应的w e b 服务，将服务结果返回给 服务请求者。 2 5 建立虚拟企业应具备的条件 作为一种先进的生产管理模式，建立虚拟企业应具备的条件是1 1 7 ，1 8 1 ： 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 ( 1 ) 确立自身的核心优势 盟主企业应具有核心优势并要求其盟友企业也具有其他领域的核心优 势，以此进行伙伴式合作。 ( 2 ) 产品模块化、标准化设计与制造 产品模块化、标准化设计使产品便于分解，以少量模块组合成多种产品， 快速、高质的满足不同用户的需求。 ( 3 ) 基础信息网络设施的建立 完善的基础网络设施，先进的企业内部高速互联网，是达到虚拟企业之 间信息共享的前提。 ( 4 ) 具备多功能项目小组 企业内部和企业之间实现基于产品项目的多功能项目小组生产方式，使 得企业人员更适应以产品项目运行的先进制造模式。 ( 5 ) 先进的工程数据库技术 信息的共享与保持需要企业问大量数据( 包括文本、图形等) 的有序存 储和访问，e d b ( e n g i n e e r i n gd a t a b a s e ，工程数据库) 和p d m ( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n ，产品数据管理) 技术是制造商急需的技术，另外，对供应商的 性能评价也需要知识库、规则库的建立和查询。 2 6 虚拟企业的生命周期 虚拟企业是一个动态的组建过程， 业的生命周期性非常明显。一般来讲， 要分为四个阶段1 9 j 9 2 5 j 8 j ： l 、虚拟企业的设计阶段 是以市场机遇为驱动的，因此虚拟企 虚拟企业从产生到解体的生命周期主 首先预测客户对象和市场需求，确定经营内容。然后将经营过程分解为 若干子过程，并针对每一子过程进一步分析所必需具备的能力 2 、虚拟企业的建立阶段 根据上述所需，确立虚拟企业的经营目标，选择虚拟企业的侯选伙伴， 建立起最优组合的评价指标体系，从而形成具有一定结构的虚拟企业，这项 工作由虚拟企业的盟主企业来完成 2 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 3 、虚拟企业的运作阶段 虚拟企业的各伙伴就运作过程包括各自的任务或各子项目的接口和 工作日程，达成共识，然后按照达成的运作过程，利用各自和共有的资金、 设施展开工作以便完成企业的经营过程。 4 、总结阶段 在完成经营目标后进行总结，使虚拟企业成员能分享其经验和教训， 然后分配共有资产，解散虚拟企业或组建新的虚拟企业。 使用过程图表示虚拟企业的生命周期如图2 3 所示： 2 7 本章小结 图2 3 虚拟企业生命周期 虚拟企业的良好运作需要方方面面的技术支持，根据虚拟企业的优势， 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 本章介绍了虚拟企业的定义与特点等相关内容，着重分析了虚拟企业的几种 组建形式，并对虚拟企业的生命周期进行了探讨，为后续章节对虚拟企业的 顺利展开奠定了一个良好的基础。 4 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 第三章：虚拟企业研究中的相关技术 3 i 面向对象技术 3 1 1 面向对象的基本思想 面向对象是一种新兴的程序设计方法，或者浼它是一种新的程序设计范 型，其基本思想是使用对象、类、继承、封装、消息等基本概念来进行程序 设计。 它是从现实世界( 问题域) 中客观存在的事物出发来构造软件系统，并在 系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以现实世界中的事物 为中心来思考问题，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地 表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位，这可以使系统直接地映射 现实世界，保持现实世界中的事物及相互关系的本来面貌【2 们。 面向对象方法中，要用到对象、类、消息，其概念是 2 1 , 3 4 1 ： 对象：它是基本的运行时的实体，既包括数据( 属性) 。也包括作用于数 据的操作( 行为) 。一个对象把属性和行为封装为一个整体。系统中用来描述 客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位，是一组属性以及这组 属性上的专用操作的封装体。 类：定义了一组大体上相似的对象。一个类所包含的方法和数据描述一 组对象的共同行为和属性。对象是类的具体化，是类的实例。类是一组对象 的模版，抽象地描述了属于该类的全部对象的属性及其操作。 消息：对象之间进行通信的结构。 3 1 2 面向对象的三大特性 继承：是父类和子类之甸共享数据和方法的机制，是类之间的一种关系， 在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础上来进行，把 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容 封装：是一种信息隐蔽技术，它的目的是使对象使用者和生产者分离， 是对象的定义和实现分开。 多念：在收到消息时，对象予以响应。不同的对象收到同一个消息可以 产生完全不同的结果，这一现象叫多态 2 2 1 。 3 1 3 面向对象分析方法 面向对象分析方法【2 3 爿l ( o b j e c t - o r i e n t e da n a l y s i s ，o o a ) ，是一个在系统 的开发过程中进行了系统业务调查之后，按照面向对象的思想来分析问题。 它与结构化分析有较大的区别。o o a 强调的是在系统调查资料的基础上， 针对面向对象方法所需要的素材进行归类分析和整理，而不是对管理业务现 状和方法的分析。 在这种方法中定义了两种对象类之白j 的结构，一种称为分类结构，一种 称为组装结构。分类结构就是所谓的一般与特殊的关系；组装结构则反映了 对象之自j 的整体与部分的关系。 3 1 4 面向对象在虚拟企业中的设计步骤 虚拟企业一般具有r r s 2 6 n 删( 可重构性一r e c o n f i g u r a b l e ，可重用性 r e u s a b l e ，可扩充性s c a l a b l e ) 特性，面向对象方法的出现为其提供了一个好 的契机，采用面向对象分析方法设计企业的经营过程，达到建立一套可复用 的、易于维护和可扩展的系统结构，满足虚拟企业所要求的r r s 特性。 那么，在了解了面向对象技术的优势之后，基于面向对象的企业系统分 析和设计的基本步骤是： ( 1 ) 确定问题域和系统责任 确定系统边界、问题域和系统责任是系统分析和系统建模的出发点。就 企业应用而言，问题域集中在诸如生产计划和控制、销售服务、人力资源、 材料供应管理等方面 ( 2 ) 确定待分析的对象 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 即准备建立类图的对象层。企业应用系统的对象通常包括：人员、组织、 原料、资产、事务、表格、文件和产品等对象。在开始时应保证没有遗漏地 列出所有可能的对象，然后进行严密把关进行严格筛选留下有用的对象。 ( 3 ) 归纳现实对象，抽象为类 将有相同属性和服务的对象抽象为同一个类，就得到系统的类的列表。 在企业应用中，可以采用划分主题的方法将同主题的类归纳在一起。主题是 一个比类的粒度更大的概念。 ( 4 ) 设计类、建立类层次结构 当包含类的主题图基本完成后，主要的精力集中在列出类属性、服务、 消息等项目上，即设计类图的特征层。这在第五章的类粒度分析中会有相应 的描述。 3 2 面向对象建模技术一u m l 3 2 1 u m l 概况 标准建模语言u m l l 2 8 3 0 】是面向对象建模方法向着统一化、标准化方向 发展的产物，是在b o o c h 、o m f 、o o s e 等多种面向对象建模方法基础之上 发展起来的一种面向对象建模语言。 除了具有面向对象方法继承和封装的特点外，u m l 还具有比其它面向 对象方法更强的建模能力，擅长于并行、分布式系统的建模作为一种标准 的建模语言，u m l 的特点犯7 ”2 ”表现在： ( 1 ) 统一的标准：u m l 已被o m g ( 对象管理组织) 接受为标准的建模 语言，越来越多的开发人员开始使用u m l 进行开发，越来越多开发厂商开 始支持u m l 。 ( 2 ) 面向对象：u m l 是支持面向对象软件开发的建模语言。 ( 3 ) 可视化、表达能力强大。 ( 4 ) 独立于过程：u m l 不依赖于特定的软件开发过程，这也是u m l 能 被众多软件丌发人员接受的一个原因。 ( 5 ) 概念明确，建模表示法简洁，图形结构清晰，容易掌握和使用 1 7 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 3 2 2 u m l 主要内容 上面介绍了面向对象的思想，其实u m l 就是以面向对象模型图的方式 来描述系统，最常用的是为软件系统建模，也可以用于描述不带任何软件的 机械系统、企业机构或企业过程等，比如具有实时要求的工业系统或工业过 程、嵌入式实时系统、分布式系统、系统软件和商业系统等。总之，u m l 是一个可以对任何具有静态结构和动念行为的系统建模。 u m l 是一种图形化的建模语言，以用例图、静态图、行为图、交互图 和实现图五类图为主要内容如。 ( 1 ) 用例图：从用户角度描述系统功能，并且指出各功能的操作者。 ( 2 ) 静态图：包括类图和包图。类图描述系统中类的结构及类之间的关 系，包图是多个类的集合形成的一个更高层次的单位。 ( 3 ) 行为图：包括状态图和活动图。状态图描述一个特定对象的所有可 能状态及其之间的相互转换，一个状念图描述了一个状态机，用状态图说明 系统的动态视图；活动图用于描述工作流程和并行活动，它强调对象问的控 制流程。 ( 4 ) 交互图：描述对象白j 的动念交互关系，包括顺序图和合作图。顺序 图着重体现对象交互的时间和顺序；合作图着重体现交互对象间的静态联 系，它强调收发消息对象的结构组织，按组织结构对控制流建模。 ( 5 ) 实现图：用于描述系统实现的某些特性，包括构件图和配置图。构 件图主要用于一组构件之间的组织和依赖，用于对原代码、可执行发布、物 理数据和可调整的系统建模；配置图是对运行时处理节点和构件的配置，它 描述系统硬件的物理拓扑结构和在此结构上执行的软件 3 2 3 使用u m l 对v e 建模 使用u m l 对v e 建模时，可把v e 分成四种视图类型，即：功能视图、 信息视图、资源视图和组织视图1 2 s l 。 ( 1 ) 功能视图 功能视图是以功能为视角对整个企业进行描述，从功能的角度了解企业 l 暑 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 的运行情况。一个系统的功能视图可以分解为子功能，而这些子功能又可进 一步分为子功能，直到分解到没有必要为止。 u m l 为企业建立功能模型至经营过程模型提供了十分丰富的模型图。 在对系统进行租粒度描述时，选择用u m l 中的用例图来描述，图3 1 描述 了企业进行产品设计的简单用例。 a c t o r u s e rc a s e 图3 1u m l 简单用例 图3 1 中，“小人”表示执行者，椭圆表示用例。在这晕，用例包含了系 统的同属于某一类的功能。用例图主要用来对虚拟企业中大的、关键的过程 进行描述 如果要描述多个用例相互作用，或者用例内更加细致的子功能，就要采 用u 眦的活动图。 ( 2 ) 信息视图 是从信息的角度对企业进行描述，企业信息系统用于存储、维护和处理 与企业相关的所有信息。在v e 中用u m l 创建信息视图过程时，用包图描 述v e 与客户之问的关系，用包图来描述是为了更方便地发现信息之间的依 赖关系，以第二章提出的汽车制造的虚拟企业为例，用包图来描述企业信息 结构图。 1 9 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 图3 - 2 用包图来描述信息结构图 对包图中的包进行细化描述。将它分解成类图表示。如图3 3 所示；其 中，类c a r v e 由类v e l e a d e r 、类v e p a r t n e r l 和类v e p a r m e r 2 构成在后面 的章节中会给出虚拟企业抽象流程的详细过程类图。 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 c c 盯v e 属性 汽下生产( ) 夕p c v e , e , a d e rc v e p a r m e r l c v e p a r t n e r 2 属性属性属性 市场分析( )部仆2 生产计划( )部件3 生产计划 主生产计划( )部件2 生产( )( ) 部件l 生产计划( )部件2 销售( )部件3 生产( ) 部件l 生产( )部件3 销售( ) 装配( ) 类的操作 图3 3 类图细化包图的形式图 ( 3 ) 资源视图 资源就是人或者说是技术性的实体，它可以在实现某一类功能和任务的 时候扮演一定的角色。即在企业经营过程中应该做什么事和如何去做这些 事，资源就是实际上要做这些事情的执行者。在虚拟企业中，可以将资源分 成类，比如说人力资源类、机器设备类、财务类等。 ( 4 ) 组织视图 组织视图关注的是如何去设计组织结构，主要是描述其组织形式、权限 和部门之间的关联等。传统的企业组织结构形式是等级式的，这种方法严格 定义了组织结构上下层之间父子的关系，这种僵化的组织结构不能体现当今 企业柔性和具有适应能力的控制。因此出现了可以被看作是组织单元网络 状的h o l o n i c 方法0 5 3 6 】。这种方法被认为是敏捷企业的基础，可以快速的对 企业进行重构。 虚拟企业通过这四个视图进行完整描述，其中，功能视图的作用至关重 要，它起到把其它各个视图联结并集成的作用。在创建v e 之前，盟主企业 先用u m l 方法为v e 创建功能视图模型，并把v e 运作过程中所需的组织 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 结构、物理资源等分配给v e 的各个子功能。接着。盟主企业根据面向对象 的特性，依据过程、组织、资源进行匹配，寻找最佳合作伙伴，从而建立起 v e 在v e 创建以后，v e 的各视图模型可以指导v e 的运作，而在v e 运 作的过程中，也可以把信息和问题反馈到各视图模型中，以利于v e 模型的 修改。从而使v e 更好的运作下去。 3 3 本章小结 根据论文的设计思想，本章节从虚拟企业建模的角度出发，介绍了建模 需要的相关技术，即以面向对象的方法，以汽车制造业为例，初步给出了 u m l 构建虚拟企业模型的步骤与企业信息结构形式图包图、类图，为 分柿式环境下虚拟企业的层次化建模作了必要的铺氆。 基于面向对象的虚拟企业层次化分析与模型构建 第四章虚拟企业的层次化模型构建 4 1 虚拟企业的模型化设计 4 1 1 虚拟企业系统集成框架 虚拟企业的集成模式可分为两种：企业内