（计算机软件与理论专业论文）具有柔性的eam系统建模方法的研究与应用.pdf

摘要 摘要 目前，国内企业对e a m ( e m e r p r i s e a s s e t m a n a g e m e n t ，企业资产管理1 软件的应用方兴未艾。不断提高的应用水平和复杂多样的行业情况都在软 件柔性上对e a m 软件提出了更高的要求。如何应用软件开发技术束提高 e a m 软件产品的行业通用性、可扩展性和可配置性等成了目前国内应用软 件开发研究领域中的一个热点问题。 首先本文在e a m 专家意见和现场调研的基础 二，通过分析大量e a m 技术资料，整理并分析总结了e a m 系统的特点以及其工作流程。对现行 的设备管理模式进行了分析。 其次根据领域工程的原理确定了一种具有双开发流线的e a m 软件柔 性开发模式，并利用这个方法对e a m 系统进行了领域建模。其中重点研 究了系统可变点的问题，并总结出了一些主要可变类型。其次在e a m 领 域模型的基础上，采用了现在广泛使用的框架及组件技术对e a m 系统进 行了分析和设计，提取了其中的领域框架和主要组件。给出了一种从特定 领域提取软件框架和构件的方法。另外，对于构件及框架的柔性组装也进 行了较深入的讨论。 最后采用常见的开发工具和环境，其中主要利用了e j b 技术和r a t i o n a l 统一过程建模技术，结合本文提出的开发方法对e a m 软件的重点部分进 行了实现。 关键词e a m ；柔性：领域工程；可变点；特征模型；框架 燕山大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h e a p p l i c a t i o no ft h ee n t e r p r i s e a s s e tm a n a g e m e n t ( e a m ) s o f t w a r ei si nt h ea s c e n d a n tf o rd o m e s t i c e n t e r p r i s e t h ei m p r o v i n ga p p l i c a t i o n l e v e l sa n d c o m p l i c a t e da n d v a r i o u st r a d es i t u a t i o n sh a v ea l lp u tf o r w a r d h i g h e r d e m a n dt oe a ms o f t w a r eo dt h ef l e x i b i l i t yo ft h es o f t w a r e t h a th o wt o i m p r o v et h et r a d ec u r r e n c y , e x p a n s i b i l i t ya n dc o n f i g u r i n go fe a ms o f t w a r eb y a p p l y i n gs o f t w a r ed e v e l o p i n gt e c h n o l o g yh a sb e e nb e c o m i n gaf o c u si s s u ei n t h ef i e l do fd e v e l o p i n ga n dr e s e a r c h i n gf o rd o m e s t i ca p p l i c a t i o ns o f t w a r ea t p r e s e n t t h ep a p e rf i r s t l y a n a l y s e sal a r g e a n l o u n to fe a mt e c h n i c a ld a t aa n d c l e a r su pa n ds u m m a r i z e st h ec h a r a c t e r i s t i co fe a m s y s t e ma n di t sw o r k f l o w o nt h eb a s i so fe a m e x p e r to p i n i o nm a d l o c a ls u r v e y a n dt h e n ，an e wm o d e lo fs o f t w a r e d e v e l o p i n g h a sb e e nc o n f i r m e d a c c o r d i n g t ot h e p r i n c i p l e o fd o m a i ne n g i n e e r i n g t h e p r o b l e m o fs y s t e m v a r i a b l e p o i n t i sr e s e a r c h e da s k e yi s s u e a n ds o m em a i nv a r i a b l e t y p e s a r e s u m m a r i z e d o nt h eb a s i so fe a md o m a i nm o d e l ，t h ep a p e ra d o p t st h ef r a m e a n dc o m p o n e n t t e c h n o l o g yu s e de x t e n s i v e l yt oa n a l y s e sa n dd e s i g n st oe a m s y s t e ma n dp i c k su pd o m a i nf r a m ea n dm a i nc o m p o n e n ta m o n gt h e m a m e t h o do fp i c k i n gu ps o f t w a r ef r a m ea n dm a i nc o m p o n e n tf r o mg i v e nd o m a i n h a sb e e ns u m m a r i z e di n p r a c t i c e i na d d i t i o n ，t h ef l e x i b l ee q u i p m e n to ft h e c o m p o n e n t a n df r a m ei sd e e p l yd i s c u s s e d f i n a l l y ，t h ep a p e rc o m b i n e sc o m m o nd e v e l o p i n gt o o l sa n de n v i r o n m e n t s w i t ht h em o d e lo fs o f t w a r ed e v e l o p i n gt o i m p l e m e n tt h ek e yp a r to fe a m s o r w a r e k e y w o r d se a m ；f l e x i b i l i t y ；d o m a i ne n g i n e e r i n g ；v a r i a b l ep o i n t ；f e a t u r e m o d e l ；f r a m e w o r k i i 第1 章绪论 1 1 课题背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 课题背景 随着我国信息化和工业化的迅猛发展，那些设备品种多、价格高、对 设备完好率及连续运转可利用率要求较高的企业，如发电厂，输变电及供 电企业，机场，航空公司，铁路，公路运输企业，采油厂，炼油厂，卷烟 厂，化工厂，制药厂，印刷厂，钢铁冶炼厂等，都对企业设备的现代化管 理提出了更多更高的要求。 e a m ( e n t e r p r i s ea s s e tm a n a g e m e n t ，企业资产管理) 系统是随设备现代 化发展起来的一种计算机实现的企业设备管理手段。e a m 系统以资产、设 备台帐记录为基础，以工单提交、审批、执行为主线，按照故障检修、紧 急维修、预防性维修、预测性维修等几种可能模式，以提高维修效率、降 低总体维护成本为目标，将采购管理、库存管理、安全与风险管理、人力 资源管理集成在一个数据充分共享的信息系统中的。 现在国内的e a m 软件部署商基本上都是采用国外软件，例如美国 p s d t 公司的m a x t m o 产品等。这些软件基于丰富的实践理论知识，提供 了灵活、功能全面的资产管理。但是由于国内企业的一些特殊性和现有软 件本身的缺陷，使得这些软件在实施和使用的过程中产生了种种不适和问 题【i l 。例如，设备库房中的货架与存放物品的关联在一起，以至于在对库 房本身的管理中产生混乱。所以，开发适合国情拥有核心技术和具有高柔 性的e a m 系统软件是客观的需要。 1 1 2 理论基础 课题两个支撑理论领域是：现代设备维修的理论和软件柔性理论1 2 ) j 。 设备维修理论从产生、发展至今已近百年，与企业管理其它职能一样，它 也是经历了一个逐步发展和完善的过程。大致看来，设备管理经历了三个 燕山大学工学硕士学位论文 不同的发展时期： ( 1 ) 事后修理时期。这一时期中，设备管理最显著的特点即是坏了再去 修，不坏不修，以事后修理模式为主。 ( 2 ) 预防维修时期。随着设备的日益复杂，修理所占用的时间已成为影 响生产的一个重要的因素。为了尽量减少设备维修对生产的影响，2 0 世纪 2 0 、3 0 年代，美苏等国提出了预防维修的概念，开始由事后维修向定期维 修转变，强调采用适当方法和组织措施，尽可能早的发现设备的隐患，预 防和维修相结合，保证设备的正常运行。 ( 3 ) 设备综合管理时期。设备综合管理是以提高设备综合效益和实现设 备寿命周期费用最小为目标的一种新型设备管理模式。它强调对设备一生 进行管理，认为设备的前期管理( 设备投入生产前的规划、设计、制造或购 买、安装、调试等过程的管理) 与后期管理( 设备投入生产以后使用、维修、 改造直至更新、报废的管理) 密不可分，不可偏废；它是一种全方位的综合 管理，强调设备管理工作有技术、经济、组织三个方面的内容，三者有机 联系，相互影响，要充分考虑三者的平衡；它强调设备管理是一种全员参 与的群众性管理，不单单是设备使用和管理部门的事情，企业中所有与设 备有关的部门和人员都应参与其中。 软件柔性的思想起源于机械制造系统。软件柔性简单的讲，就是软件 在新的环境要求的情况下，本身不做修改或少做修改而是通过改变一些相 关的外在因素来适应这种改变的能力。 下面分别介绍一下课题中用到的软件柔性技术。 ( 1 ) 面向对象技术，6 】。对象的概念最早是e hd a h l 和n y g a r r d 在他们 设计的语言s i m u l a 中提出来的。它从现实世界客观存在的事务( 即对象) 出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类自然思维方式。面 向对象技术具有三个重要的特点：封装性、继承性与多态性。 f 2 ) 软件复用技术娜1 。软件复用是一种由预先构建好的、为复用目的而 设计的软件结构来建立或者组装软件系统的过程。软件复用分为生产者复 用和应用者复用，前者是复用构件创造者，后者是复用构件的使用者。它 能够为复用者带来以下好处：提高生产效率，缩短软件开发周期，降低人 2 第1 章绪论 力资源需求，从而降低软件成本；加速和增加技术、方法、工具在不同项 目的转移，提高组织的知识管理水平；提高项目的质量和稳定性，提供更 高的竞争优势。软件复用的特征有：模块化的结构、可移植性好、统一的 数据界面、文档资料齐全。 ( 3 ) 构件技术1 9 ”】。构件是指软件系统中可以明确标识的有机构成成 分。可复用构件则是指具有相对独立功能和可复用价值的构件。 ( 4 ) 框架技术【1 1 ，1 2 ，13 1 。软件的框架中包含了多次重构以后的结构，是一 个成熟的软件系统结构。面向对象的软件框架是在特定领域内用于设计复 用的一组相互协作的类。框架将设计分割成一系列的抽象类和具体类，并 定义它们各自的职责，用它们之间的协作关系以及控制流程来规定应用程 序的体系结构。 1 1 3 课题意义 基于上述的原因，北京某软件公司欲研究开发适合于我国中小型企业 的e a m 系统软件。由于应用的范围广泛和具体企业需求的多样性，这就 要求这套e a m 在开发、部署和应用阶段都要具有高度的灵活性，也就是 晚软件要在多个层次上具有较高的柔性。 通过对具体系统的分析以及与e a m 领域专家的讨论，本课题对e a m 系统进行了深入的研究。另一方面，课题从软件工程角度来研究了软件的 柔性，并讨论了领域工程【l ”、构件及框架等相关技术如何在e a m 软件系 统开发中的应用问题。这些工作为具体的系统的开发提供了技术方面的保 障。并且课题中提出了可变点的概念、构件提取方法以及特定领域框架的 提取方法等。 这些新概念和方法不仅为e a m 系统的开发提供了具体分析方法，并 且在软件工程领域里也具有一定的通用性。利用它们可以使开发的软件的 柔性大大提高。 所以，在实际应用方面，课题为保障开发的e a m 软件的全方位柔性 提供了理论和可依据的方法。另一方面，课题在一定程度上丰富和发展了 软件工程理论。 燕山大学工学硕士学位论文 1 2 国内外现状 1 2 1e a m 现状 现在在国际市场上，有超过3 0 0 种的企业设备管理系统( e a m ) 和计算 机化的维护管理系统( c m m s ) 。目前，国内的e a m 软件系统主要有美国 p s d i 公司的m a x i m o 和用友软件股份有限公司与世界顶级软件企业 i f s ( i n d u s t r i a l & f i n a n c i a ls y s t e m s ) 公司的合资公司北京用友艾福斯软件系 统有限公司的i f se r p e a m 。所以现在国内的e a m 软件部署商基本上都 是采用国外软件。另外上海交大也在做一个e a m 软件系统，正处在试用 期。这些软件基本上都是基于组件模式而开发的。在软件柔性方面及在适 应中国企业尤其是中小企业的特殊性方面存在明显的不足。 从使用者的角度来看，现在e a m 系统的应用方兴未必15 1 。美国海军 为他们的每一艘军舰都装上了m a x i o 软件。秦皇岛热电厂也正在实施 m a x i o 的e a m 系统。另外交大博通e a m 系统采用非常开放的体系架构 和管理。通过商业应用接口模块提供给其他的商业应用系统，如网管、财 务、决策支持系统等，利用a p i 与其他系统f 如条形码系统、s c a d a 等系 统) 集成，并在系统建成后可以与交大博通电信资源管理系统进行无缝连 接，管理扩展到资产的逻辑管理层，实现优化控制管理。使得这个国产的 e a m 系统在电信资产管理领域内占有了一席之地。 1 2 2 软件柔性技术的发展及应用情况 随着软件系统的规模不断增大，应用范围的不断扩展。面对复杂多变 的环境人们对软件的柔性要求越来越高了。各种柔性技术【16 1 7 j 犹如雨后春 笋般涌现出来，如o o p 、o o a 、构件技术、领域工程等。很多公司、高校 和科研机构都在从事这方面的研究。例如，就软件复用技术来说，从9 0 年代初开始软件复用的实践有三个新趋势【1 8 ，1 9 l ：一是在软件界将软件复用 的实践惯例化用户化不仅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的过程中并且研究软件过程形式化问题。三是将 领域分析标准化研制支持领域分析的方法和工具从管理和技术上采用软件 4 第1 章绪论 复用已是大势所趋。另外，基于构件的软件工程( c o m p o n e n t b a s e ds o f t w a r e e n g i n e e r i n g ，c b s e ) 或基于构件的软件开发( c o m p o n e n t b a s e d d e v e l o p m e n t ，c b d ) 是一种软件开发新范型1 2 0 j 它是现今软件工程理论实用 化的研究热点。在构件对象模型的支持下，通过使用已有的构件软件开发 者可以通过即插即用快速地构造应用软件1 2 “。这样不仅可以节省时间和经 费提高工作效率而且可以产生更加规范可靠的应用软件。在很大程度上也 提高了软件系统的柔性。 对e a m 系统来说，系统的适用性与通用性从来都是一对矛盾体，也 是一直以来困扰软件开发商的问题。适用性好的系统往往针对行业内更具 体的客户群( 如具体的地区、具体的子行业) ，而这类系统很难以在大规模 上进行推广，开发商不能得到较高的投入产出比。通用性好的系统要么就 是取各类需求并集的大而全的复杂系统，要么就是取各类需求交集的简单 的系统，难于取得较高的客户满意度。2 0 世纪末2 l 世纪蓬勃发展起来的 领域工程技术事实上为解决这个矛盾提供了方案。通过提高软件系统的柔 性来缓解两者之间的矛盾。 在研究中课题重点分析和借鉴了北京青鸟软件研究所的青鸟工程 2 2 】。 青鸟工程始于“六五”后期，青鸟型( j b 2 ) 环境是青鸟工程在“八五”期间 的重要成果之一。j b 2 系统是一个开放的集成化软件开发环境，它同时支 持传统的结构化软件开发方法和面向对象的软件开发方法，并可根据不同 用户需求进行剪裁组装，形成面向领域的专用平台。j b 2 系统中己考虑了 对软件复用的初步支持，系统核心部件对象管理系统之上建造了一个可复 用构件库管理系统，对以类( 对象) 为单位的构件进行管理，并已在图形用 户界面方面建立了一个界面类库，进行了成功的复用实践。 “九五”期间，青鸟工程主要任务之一是强化采用面向对象技术，研 究基于“构件构架”模式的支持软件复用的软件生产技术及其支撑环境青 鸟型( j b 3 ) 系统。j b 3 是一个跨平台的、基于多信息源的、支持构件、构架 复用的、可剪裁组装的应用软件系统集成环境。 j b 3 作为一个支持构件、构架复用的应用集成环境，其主要研究内容 包括可复用构件开发方法学、构件模型、构件描述语言、可复用构件库概 燕山大学工学硕士学位论文 念模型、可复用构件库管理系统、基于构件复用的软件开发过程以及其他 相关工具等方面。其中，构件模型是基础和核心，统一的构件标准是成功 复用的基本前提。 1 3 课题研究内容 本文研究内容主要有：分析和研究了e a m 系统，为进一步的研究提 供客观基础；e a m 系统的特征模型的建立方法和过程，其中着重研究了系 统的可变点问题；e a m 领域框架以及构件的提取方法；最后通过对e a m 系统的部分实现验证了上述技术的可行性，为实际产品的开发提供指导。 1 4 文章结构安排 本文第二章从e a m 的定义、特点和体系结构出发，并结合e a m 系统 中核心的部分( 设备部分、故障代码部分和库存部分) 分析定义了e a m 系统 中的业务规则。因此本章是课题的应用和业务基础。 第三章根据e a m 系统特点，比较分析了目前一些常用的软件开发方 法在其丌发过程中可能出现的问题和不足。最后又结合领域工程的相关原 理，提出了一种适于e a m 系统软件开发的开发方案。 第四章讨论了领域工程以及在e a m 系统中的应用。本章提出了e a m 特征建模的过程、可交点的发现分析方法等。 第五章基于第四章建立的领域模型对软件框架以及构件技术进行了研 究，并分析讨论了它们在e a m 系统中的应用。提出了特定领域软件框架 的提取方法和构 牛的提取原则等。 最后第六章，利用以上的分析和设计成果本文对e a m 系统的重点部 分进行了功能上的实现。验证了方法的可行性，并为迸一步的具体产品开 发在工具层和代码层提供了指导。 第2 章e a m 系统分析 第2 章e a m 系统分析 能清楚明了地描述一个领域的业务规则对于开发该领域的软件有着至 关重要的意义。本章从e a m 的定义、特点和体系结构出发，并结合e a m 系统中核心的部分( 设备部分、故障代码部分和库存部分) 分析定义了e a m 系统中的业务规则。所以本章的内容是课题的应用和业务基础。 2 1e a m 概述 2 1 1e a m 定义 e a m ( e n t e r p r i s e a s s e tm a n a g e m e n t ，企业资产管理系统) 其前身是 c m m s ( c o m p u t e r i z e d m a i n t e n a n c em a n a g e m e n ts y s t e m ，计算机化的设备维 护管理系统) ，只是在管理的广度和深度上更进一步。在计算机技术的应用 上更为先进一些。 准确的说，e a m 就是以资产、设备台帐为基础，以工作单的提交、审 批、执行为主线，按照缺陷处理、计划检修、预防性维修、预测性维修几 种可能的模式，以提高维修效率、降低总体维护成本为目标，将采购管理、 库存管理、人力资源管理集成一个数据充分共享的信息系统中的一个管理 信息系统。 2 1 2 设备管理体系发展历史 第一阶段( 1 9 5 0 年以前) ：事后维修阶段( b r e a k d o w nm a i n t e n a n c e ) ，那 时的设备管理经历了两个时期，第一个时期操作工就是维修工；第二个时 期操作与维修明确分工。维修的特点是设备坏了才修，不坏不修。 第二阶段( 1 9 5 0 1 9 6 0 ) ：预防维修阶段( p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e ) ，在这 一阶段形成了设备维护的两大体系。 ( 1 ) 以前苏联为首的计划预修制( 含中国) ，其理论依据是摩擦学、磨损 理论。这种设备管理方式的优点是：可以减少非计划( 故障) 停机，将潜在 7 燕山大学工学硕士学位论文 的故障消灭在萌芽状态，缺点是经济性考虑不够，往往产生维护过量或不 足，没有注意到设备的基础保养。 ( 2 ) 以美国为首的预防维修机制，其理论基础是摩擦学，周期检查、诊 断。其优点是：减少了故障停机，检查后的计划维护可以减少部分维护的 盲目性。缺点是；由于检查手段和人的经验的制约，常使计划不准确，造 成维护不足。 第三阶段( 1 9 6 0 1 9 7 0 ) ：生产维护阶段( p r o d u c t i v em a i n t e n a n c e ) 。以美 国为代表的西方国家大多采用这种设备管理体制，生产维护由四部分内容 组成：事后维修( b r e a k d o w nm a i n t e n a n c e b m ) ；预防维修( p r e v e n t i r e m a i n t e n a n c e p m ) ；改善维修( c o r r e c t i v em a i n t e n a n c e c m ) ；维修预防 ( m a i n t e n a n c ep r e v e n t i o n m p ) 这一维修体制突出维修策略的灵活性，吸收了 后勤工程学的内容，提出了维修预防，提高设备可靠性设计水平以及无维 修设计思想。 第四阶段( 1 9 7 0 年至今) ：各种设备管理模式并行阶段。 ( 1 ) 综合工程学7 0 年代由英国丹尼斯巴克思提出。其定义为“为使资 产寿命周期费用最经济，把相关的工程技术、管理、财务及业务加以综合 的学科。” ( 2 ) 全员生产维修( t o t a lp r o d u c t i v em a i n t e n a n c e ) 。日本在美国生产维修 的基础上，吸收了美国综合工程学和中国鞍钢群众路线的思想，提出“全 员生产维修”的概念。 ( 3 ) 设备综合管理，这是我国于8 0 年代在前苏联的计划预修的基础之 上，吸收生产维修理论的精华，综合了工程学、后勤工程和日本全员生产 维修的内容，提出对设备运行综合管理的思想，但是现在尚无规范化的模 式和运行、考核、管理手段。 2 1 3 现行设备管理的几种主要模式 2 1 3 1 状态维修状态维修( c o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c e ) 在设备出现了 明显的劣化后实旌的预防维修，而状态的劣化是由被检测机器的状态参数 的变化反映出来的。 8 第2 章e a m 系统分析 2 1 3 2以利用率为中心的维修 以利用率为中心的维修( a v a i l a b i l i t y c e n t e r e dm a i n t e n a n c e ) 是把设备利用率放到第一位来制定维修策略的维修 方式。这种维修思想把当代维修方式分为五类： ( 1 ) 定期维修即计划维修； ( 2 ) 视情维修即状态维修； ( 3 ) 机会维修即视情+ 定期； ( 4 ) 事后维修： ( 5 ) 改进维修。 2 1 3 3 全面计划质量维修全面计划质量维修( t o t a lp l a n n i n gq u a l i t a t i v e m a i n t e n a n c e ) 是一种以设备整个寿命周期内的可靠性，设备有效的利用率， 经济性为总目标的维修技术和资源管理体系。内涵表现为以下三方面： ( 1 ) 维修范围的全面性即对维修职能的全面要求； ( 2 ) 维修过程的系统性即提出套发挥维修职能的质量标准； ( 3 ) 维修技术的基础性即根据维修和后勤工程的原则，以维修技术为工 作的基础。 2 1 3 4 适应性维修适应性维修( a d a p t i v em a i n t e n a n c e ) 模式的核心就是 把综合费用降到最低点。综合费用= 维修费用+ 生产损失。 2 1 3 5费用有效维修 费用有效维修( c o s t e f f e c t i v em a i n t e n a n c e ) 通过量 化维修作业的费用效益分析选择维修策略的管理方式。更注重对故障后果、 收入损失、维修费用的量化，使维修策略的选择更具有数据依据，也更便 于计算机管理。 2 1 3 , 6 可靠i 生维修可靠性维修( r e l i a b i l i t yb a s e dm a i n t e n a n c e ) 是继被动 维修、预防维修、预测维修之后，发展起来的以主动维修为导向的维修体 制。其宗旨是通过系统地消灭故障根源，尽最大的努力来削减维修工作总 量，最大限度地延长设备寿命，把主动维修、预测维修、预防维修结合起 来，形成一个统一的维修策略，以使设备获得最高的可靠性。主动维修可 以延长大修理周期，不断改善系统功能。 2 1 3 7以可靠性为中心的维修 以可靠性为中心的维修( r e l i a b i l i t y c e n t e r e dm a i n t e n a n c e ) 这一模式强调以设备的可靠性、设备故障后果，作为 9 燕山大学工学硕士学位论文 制定维修策略的主要依据，是以运行的经济性为出发点的维修管理模式。 2 1 - 3 8 商业关键性分析和面向未来的维修管理这种方式通过量化维修 的成本，即：不维修的效益、故障的损失与维修的费用、带来的效益进行 比较选择是否进行维修、以何种方式维修。在分析的同时。将上一年的工 单调出，归并同类分析比较，找出降低维护费用的最佳途径。 2 1 4 设备管理方式及内容的发展历程 2 ，1 4 1 管理方式其包括手工台帐式的管理；小型计算机静态管理：计 算机网络静态管理；计算机网络动态跟踪管理。 2 1 4 2 管理内容其包括设各；备品备件：企业全部有形资产；有形资 产及其相关部门：无形资产( 技巧、维修经验、维修流程、文档、图纸、图 片和技术规范等) 。 2 1 5 资产管理与设备维修的关系 2 1 5 1 资产管理是设备维修的基础首先资产管理为设备维修提供了基 本的对象及其相互关系：设备、位置、系统、层次关系等。然后，资产管 理要为设备维修提供必要的资源：物料、人工、工具、经验与技术、文档 等信息。 2 1 5 2 设备维修是资产管理的重要依据第一，设备维修提供了资产变 更的基础数据：资产重购、技术参数变更、移动等：第二，设备维修提供 资产动态管理所需要的基础数据：维修历史、维修计划、故障总结等；第 三，设备维修为资产的量化提供了依据：库存、人力资源配备、工具的更 新准备等。 2 1 6 资产与设备维修的计算机化管理 2 1 6 1 投入计算机管理的目的这主要通过以下五方面得以体现。 ( 1 ) 提高资产管理的精确度：位置、系统、设备层次关系、相关的备品 备件、文档。 ( 2 ) 实现资产的动态管理：设备变更、维修历史、运行计划。 1 0 第2 章e a m 系统分析 ( 3 ) 提高设备运转率：减少故障停机、缩短维修时间。 ( 4 ) 降低设备维护成本：减少维修次数、降低库存占用。 ( 5 ) 提高设备维护的标准化程度：积累维修经验、总结故障类型。 2 1 6 2 计算机系统应完成的任务主要包括了以下五方面的内容。 ( 1 ) 提供构建资产的层次关系的能力：系统、设备、位置、备品备件和 相关文档。 ( 2 ) 提供标准和计划的建立：标准作业计划、预防性维护周期、故障代 码、技术规范、部件组装结构、安全计划。 ( 3 ) 提供相关的资源设立：供应商、制造商、人员、工具、外包服务管 理。 ( 4 ) 提供相关资产的管理：库存、物料收发、自动采购申请、采购。 ( 5 ) 提供维修工作的自动安排：工单( 设备、位置、计划、安全、物料、 人工、工具) 、工作流程( 工单、采购) 。 2 1 6 3 资产管理在企业信息化中的位置资产管理系统在企业信息系统 中具有很重要的地位，如图2 1 所示。 图2 - l 企业信息管理系统 f i g 2 - 1i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mo f e n t e r p r i s e 1 1 燕山大学工学硕士学位论文 2 2e a m 工作原理 通过分析和总结课题得出如图2 - 2 的e a m 工作原理图。 系统参数 安全多语言 用户用户组在线帮助 凝计工作流程 对象： f 预防性i 标准i - = f = 单l 物理位置 一竖h i 维修 l 工作i 请求i 各件i 功能位置 所属系统 倒尚旧h 库存是l f 。 i 供应商 + 任务和 检测 故障分析 一一 丁单历史 条件清 i 。 盥 i 合司 检测信息： 测量点 测量方法 e 瓣* 禺慧j _ 一5 l _ 库存补充 设备状态 订货率请 商底限值 i 询价历史 l 批准 i 读数li 自动产生工单 。 采购 图2 - 2e a m 系统工作原理图 f i g 2 - 2o p e r a t i o np r i n c i p l eo f e a m 1 2 第2 章e a m 系统分析 2 2 1e a m 特点 经分析e a m 具有以下一些特点。 ( 1 ) e a m 是一个集成系统，虽然可分为多个模块，但模块之间密切相 关，设备、维修、库存、采购、分析等一环套一环，信息处录入、多处 共享，保证了及时性和准确性。 ( 2 ) e a m 是闭环系统，分为维修规划、维修处理、维修分析三个层次。 维修规划根据设备等基础数据和维修历史制定维修目标和计划；维修处理 完成计划的执行、收集各类维修历史数据；维修分析则分析维修历史数据， 并且反馈给维修计划。也就是说，通过这样次次的闭环操作，使维修计 划越来越准确可行，从而减少了非计划性的维修和抢修，达到降低维修成 本的目的。 ( 3 ) e a m 是一种管理信息系统，要进行大量的数据处理，因此，基础 数据必须规范、准确，这就需要管理制度的配合。e a m 的数据通常分为三 类：静态数据( 包括设备和备件的分类信息、属性信息、技术说明、定额指 标等) ，动态数据( 设备运行、维修、移动数据，备件库存数据等) ，中间数 据( 各类查询结果、统计报表、分析结果等) 。 ( 4 ) 遵循“统一管理，分部执行”的原则，领导指定维修管理目标、规 划、财务预算，通过e a m 系统下达。维修部门反馈执行结果，集成、汇 总信息。 ( 5 ) e a m 是管理信息系统，价值在于能利用其作出正确决策或作为优 化的依据，来指导管理工作。 2 。2 2e a m 系统中几个重要概念 资产：一个能跟踪、修复后能重复使用的、唯一具有独立名称的实体。 固定资产：可供长期使用，并在使用过程中始终保持其原有实物形态 的劳动资料和其它物质资料，且其使用期间和单价价值均在国家规定的限 额以上。 地理位置：指一个资产所处的实际位置。 功能位置：指资产执行的功能。指一类资产执行某一功能的逻辑概念。 1 3 燕山大学工学硕士学位论文 系统：一组为特定目标协同工作或具有共同性质的对象，是描述一系 列特定功能的逻辑概念，如电气系统、通风系统和排水系统等。 2 2 3 e a m 系统中数据分类 经分析e a m 系统中的数据主要分为以下六种： ( 1 ) 资产类数据：资产台帐类数据：资产机电数据：系统功能位置数据； 地理位置数据；对象结构；许可极限数据；维修责任中心数据；类和子类 数据；供应商、制造商数据；成本中心数据；计量单位信息数据；物料清 单备件清单数据。 ( 2 ) 库存类数据：备件数据；库存数据；检修用配件清单数据；供应商、 制造商数据；工具类数据；类和子类数据；库位数据；储备及重定点数据 等。 ( 3 ) 参考资料类数据：设备的操作说明书；维修手册；相关图册图样； 保修合同。 ( 4 ) 用户数据。 ( 5 ) 员工数据。 ( 6 ) 预防性维修数据。 2 3 设备部分详细分析 这部分是企业资产管理系统的一个重要的组成部分，主要是为企业有 形资产中的设备进行管理提供基础信息，即建立个企业设备管理的平台， 在此基础之上对设备的预防性维护和工单生成等操作。 在企业资产管理系统中所涉及到的一个问题是如何的对设备进行管 理，即按照什么样的层次结构来管理众多的设备。在本系统中采用的是设 备依附于位置的方式来管理位置的。设备建立在位置之上，通过位置找到 设备。位置结构是森林结构的，每个系统都有一个或几个根位置，其余的 位置通过父子关系同根位置关联。位置也是系统化的。在一个企业中，不 同的工作人员看待企业的层次是不同的，如果位置只是单纯的按照管理结 构来划分则僵化了资产管理系统的运作。例如电气工程师看待企业的结构 1 4 第2 章e a m 系统分析 是以主变压器为根、各个楼的变压器为节点的系统，设各如电灯，电动机 在建立在这些节点之上。而在网络管理员看来，企业的结构使以服务器为 根节点、各个终端机为叶子的系统，设备如p c 机，打印机则建立在各个 节点上。 对设备管理的另一个问题是对设备的描述和收集设备运转的信息。对 于设备的描述，本系统的解决是建立层次化的类型和文档信息。类型可以 被继承，如运载车类型继承车辆类型的属性，蝶型阀类型继承阀门的属性。 当设备的类型是某个子类型时设备同时具有父类型的属性。类型记录的是 设备的静态信息如型号等信息。每个设备对应一些技术文档，通过设备查 看这些文档。对设备的动态信息建立设备的仪表和检测点，仪表记录的是 设备自身提供的信息，检测点记录的是设备的附加的信息。 2 4 故障代码部分详细分析 2 4 1 业务流程 在一个企业的日常运营中，其固定资产( 主要指设备) 故障的发生是在 所难免的，如果可以在故障发生之后在最短的时间内做出正确有效的维修， 将无疑会减少企业运营过程中因设备故障而产生的附加成本，从而进一步 提高企业运营效率。 要做到这一点，首要的问题就是要把企业日常生产运营中发生的设备， 系统等故障和这些故障的原因及解决办法记录组织起来，这些记录将是企 业运作中一项极有价值的无形资产。同时这也是企业资产管理的一个非常 重要的方面。 在发生了故障能够快速有效地进行维修的基础上，进一步提高企业运 营效率的方法就得对运营过程中将要发生的故障进行预测，并做出相应的 预防措旌，避免故障的发生给企业生产运营带来的损失，将会更大程度的 提高企业运营效率。生成预防性维护的依据就要从企业长期运营积累的故 障代码体系中得到。 在企业的运营操作规程中，应该就生产进行中的工作( 包括故障维修及 ls 壅坐盔堂三堂堡主兰堡堡苎一 预防性维护的实旋) 都要开具相应的工作单( 简称工单) ，以供企业工作流程 的管理之用。如图2 - 3 所示。 图2 - 3 故障代码业务流程图 f i g 2 - 3o p e r a t i o n f l o wc h a r to f m a l f u n c t i o n 2 4 2 故障积累及组织 通过企业长期对其生产运营中发生的故障( 故障现象，故障原因，故障 解决方案) 的积累，企业将建立起一个有力的故障维护知识体系，这一体系 最直接的作用就是：当企业运营过程再次发生故障时，通过对故障维护知 识体系的查询检索，可以很容易的得到这一故障产生的原因及相应的解决 方案，从而快速有效地进行故障的维修处理。 在故障积累的记录中，对于故障现象的记录，不仅要记录故障现象的 编号和描述，同时为了对长期运营将建立起来的一个庞大故障知识体系进 行有效的组织管理，还要在记录故障代码时将每个故障归入一个特定的故 障类别当中。以故障类别为根，对故障代理进行管理组织。 1 6 第2 章e a m 系统分析 同时在故障代码的记录中，还要记录发生故障的设备，以便对设备进 行特定故障统计，从而产生出面向该设备的维护计划方案。当然，故障并 不一定都是出设备发生的，但设备的故障是企业运营中，产生故障的最主 要的方面。 绝大多数的企业在经营运作的过程中，要把企业的运营体系分划成若 干的系统，企业运营性的不同，对经营体系的划分也有不同，各系统内部 又有着特定的生产运营方式，所以在故障记录中还应该记录企业划分的相 应系统，从而把故障归入相应的系统的管理维护范围内以便管理。这不是 必要的，但留出此项功能接口能够使企业的运作更有效率。 最重要的，在记录代码的时候还要记录故障发生的时间，发生过的次 数，以及相应设备的仪表读数值( 仪表读数值是针对生产型企业，不是在所 有企业中部署此系统都要进行这项数据的记录) ，这些数据的记录将给日后 对故障代码的统计，分析提供直接的依据，以使故障预测，及预防性维护 的工作能够有效地进行。 2 5 库存部分 库存管理是指在物流过程中商品数量的管理，是企业资产管理的基础。 过去认为仓库里的商品多，表明企业发达、兴隆，现在则认为零库存是最 好的库存管理。库存多，占用资金多，利息负担加重。但是如果过份降低 库存，则会出现断档。 库存管理应可以帮助企业仓库管理人员对库存物品的入库、出库、移 库、盘点、补充订货等操作进行全面的控制和管理。库存管理应可以从批 次、单件等不同角度来管理库存物品的数量，库存成本和资金占用情况等。 以便用户可以及时了解和控制库存业务各方面的准确情况和数据、库存成 本和资金占用情况。 一般来说，库存管理应该满足以下需求： ( 1 ) 仓库、货架等多层次管理； ( 2 ) 支持对库存物品的批次和单件管理方式； ( 3 ) 提供多条件组合查询，可全面、及时地反映库存情况： 1 7 燕山大学工学硕士学位论文 ( 4 ) 展示功能； ( 5 ) 记录库存历史情况； ( 6 ) 对库存项目的多种操作：入库，出库，移库，重定购等。 为了实现以上需求，库存管理系统应完成以下功能： 由于库存项目一开始并没有放在仓库中，所以要有入库功能，入库时， 应记录各种相关信息。 库存肯定会被使用，当使用时应该有发放功能，也就是出库操作。对 出库时的详细信息如数量，何处使用，价格等记录以方便以后统计。在各 个仓库中转移位置，需要移库的处理，提供物料移动数量变化的调入仓库、 调出仓库管理模式，保证仓存的实际数量精确。 当库存项目缺货或低于安全库存时应该重定购。这就需要系统有重定 购功能，并根据安全库存等自动计算来运行。要有预警功能，使系统更加 人性化。 在入库之前，如果库存项目是仓库中所没有的，应该事先建立此库存 项目的基本信息，这就需要新建库存项目，将该库存项目的各种基本信息 添加进去，在入库操作时更加方便，并有利于控制。 应该具有对仓库的各种管理，包括新建仓库，新建货架等。使仓库的 管理更加有层次性。 查询功能，让用户可以根据各种组合条件进行查询，可以按库存项目 查询，可按分仓库进行查询，也可按照a b c 类型进行查询。从而全面、及 时地反映库存情况 对库存余量及发放历史进行统计，方便库存人员对库存数量，库存成 本进行优化，从而降低库存成本。 展示详细信息，方便库存管理人员对库存项目的各项信息做到一目了 然。能够清楚的查看。对库存项目按照a b c 类型进行盘点。 2 6 本章小结 。 通过本章的分析，对e a m 系统的业务规则进行了说明和定义。这一 工作为下一步的系统建模、框架和组件的提取提供了可靠的现实依据。这 1 8 第2 章e a m 系统分析 里要着重强调的一个问题，即说明和定义业务规则的基本原则问题。这些 基本原则包括：划分并明确特定业务规则；使用简单明了的文档说明业务 规则；业务规则应建立在使用领域术语描述的事实的基础上。 燕山大学工学硕士学位论文 第3 章e a m 系统的柔性开发方法 经上一章分析可知e a m 软件是以资产、设备台帐为基础，以工单的 提交、审批、执行为主线，按照缺陷处理、计划检修、预防性维修、预测 性维修几种可能模式，以提高维修效率、降低总体维护成本为目的的。 成功应用e a m 系统的另一个关键在实施，它要求所开发的e a m 软件 能根据企业的实际情况和要求通过组件的装配和功能结构的调整来实现系 统的定制。所以本文在分析比较了各种软件开发方法的基础上提出了一种 对e a m 功能族建模、抽象产品规范、提供可装配的实现组件来完成从原 型系统到应用系统生成的双平行线结构的柔性软件开发方法。 3 1 传统开发方法的历史和问题 软件开发是一门综合性学科，它包括哲学、基础科学、技术科学、工 程管理四个知识层次。应用软件开发时，有自己必须遵循的哲理和认知观， 对基础理论、研究方向以及采用的技术措施起着指导作用，开发就能顺利 进行，否则就会遇到各种问题，甚至导致失败。 3 1 1 软件开发方法历史