（计算机软件与理论专业论文）纺织企业企管建模研究与应用.pdf

哈尔滨工程人学硕士学侍论文 摘要 信息技术的发展大大加快了制造企业的现代化与信息化的进程。制造业 信息化已成为全球化的发展趋势。以企业资源计划e r p 为代表的管理数字化 是纺织企业信息化技术特点的重要体现，也是我国制造业信息化工程的重要 方面。 统一建模语言( u m l ) 是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适应 的图形化建模语言，已成为事实上的工业标准。它的使用范围不仅限于支持 面向对象系统的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。 本文旨在探讨基于u m l 的纺织企业管理模型的分析设计过程。在体现 u m l 和企业管理思想和方法的基础上，本文以纺织企业企管建模为背景，对 企管系统模型进行了深入研究。主要工作包括以下几点：首先，在阐述u m l 建模技术的基础上，本文归纳总结了u m l 建模的技术要点；其次，本文对 纺织企业管理的基本理论进行了阐述，分析了企管建模的必要性，重点研究 企管模型的建立；最后，进行了基于u m l 开发的企管模型在企业中的应用 案例分析。 关键词：企业管理；企管模型；统一建模语言 哈尔滨t 稃大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tg r e a t l ys p e du pt h em a n u f a c t u r e e n t e r p r i s em o d e r n i z a t i o na n dt h ei n f o r m a t i o na d v a n c e m e n t t h em a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y i n f o r m a t i o nh a sb e t x ) m eg l o b a l i z a t i o nd e v e l o p m e n tt e n d e n c y t h e c h a r a c t e r i s t i ci m p o r t a n c ee m b o d i e st h et e c h n o l o g ym a n a g i n gd i g i t i z a t i o nw i t l l e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g e r pf o rr e p r e s e n t i n gb e i n gt e x t i l ee n t e r p r i s e s i n f o r m a t i o n i z e ，i s a l s o i m p o r t a n t i n o u rc o u n t r yt e x t i l e e n t e r p r i s e s i n f o r m a t i o n i z a t i o np r o j e c ta s p e g t t h eu n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l ) i sak i n do fg r a p h i c a lm o d e l i n g l a n g u a g ew h i c hi sw e l l d e f i n e d , e a s i l ye x p r e s s e d ，p r o p e r l yf u n c t i o n e da n dw i d e l y u s e d i nf a c t ，i th a sb e c o m ea ns t a n d a r do f e n t e r p r i s em o d e l i n g i td o e sn o to n l y a p p l yt oo b j e c t - - o r i e n t e da n a l y s i sa n dd e s i g n ，b u ta l s os u p p o r t st h ew h o l ep r o c e s s o f s o f t w a r ed e v e l o p m e n tb e g i n n i n gw i t hr e q u i r e m e n ta n a l y s i s i nt h i st h e s i sa n a l y s i sa n dd e s i g np r o c e s so ft e x t i l ee n t e r p r i s em a n a g e m e n t m o d e lb a s e do nu m li sd i s c u s s e d b a s e do nm a i nd e s i g nm e t h o d sa n di d e a so f u m la n dm o d e me n t e r p r i s e m a n a g e m e n t ，r e g a r d i n g t e x t i l e e n t e r p r i s e m a n a g e m e n ts y s t e mm o d e l i n go ft e x t i l ee n t e r p r i s e sa st h eb a c k g r o u n d , e v e r y s t a g eo f e n t e r p r i s em a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p m e n ti ss t u d i e dd e e p l y m a i nw o r k i n c l u d e s ：f i r s t l y , b ye x p l a i n i n gu m lt e c h n o l o g y , t e c h n i c a lc o r eo fu m li s s u m m a r i z e d s e c o n d l y , t h eb a s i ct h e o r yo ft e x t i l ee n t e r p r i s em a n a g e m e n ti s e x p l a i n e da n dt h en e c e s s i t yo f t h ee n t e r p r i s em a n a g e m e n tm o d e l i n gi sa n a l y z e d t h ee n t e r p r i s em a n a g e m e n tm o d e li sp r i o r i t ys e tu p l a s t l y , t h ea p p l i c a t i o nc a s e o ft h ee n t e r p r i s em a n a g e m e n tm o d e lo ne n t e r p r i s e so nt h eb a s i so fu m li s a n a l y z e d k e y w o r d s ：e n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，e n t e r p r i s em a n a g e m e n tm o d e l ，u n i f i e d m o d e l i n g l a n g u a g e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ： 日期：2 硼年2 月2 8 日 啥尔滨丁撑大学硕士学位论文 1 1 引言 第1 章绪论 企业管理系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是以服务与管理为目的， 收集、存储及分析处理数据，供企业或组织的管理人员使用的数据处理系统。 管理信息系统对管理规范化、科学化、信息化起到了巨大的促进作用。 随着我国市场经济的发展，现代企业制度的建立，e r p 应用环境得到很 大的改善，大中型企业应用需求也逐步提高，尤其是国家8 6 3 高新技术计划 计算机集成制造系统c i m s ( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 应用 示范工程，在很大程度上促进了我国e r p 系统的进程。 在这同时，生产过程自动化与管理信息化的界限正日趋模糊，生产过程 自动化的核心问题正在演变为生产过程信息化问题。而资源计划也越来越强 调“时间”作为企业资源，强调生产过程的实时数据作为企业的重要资源的 管理应用。以企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，e r p ) 为代表的企 业信息化，就是实现企业生产过程自动化与管理信息的一体化。因此，企业 实现信息化已经成为企业快速响应市场和参与市场竞争的关键。 信息技术的迅速发展大大加快了制造企业的现代化与信息化的进程。制 造业信息化已成为全球化的发展趋势。以企业资源计划e r p 为代表的管理数 字化是制造业信息化技术特点的重要体现，也是我国制造业信息化工程的重 要方面。计算机技术与管理科学的结合促进了现代企业管理技术的形成。企 业管理涉及企业经营战略、经营目标、组织与文化、制造资源、资金与成本、 技术与产品开发、生产计划与控制、供应链与企业协同等方面。现代企业管 理技术基于现代企业管理模式，在资源集成、信息集成、功能集成、过程集 成和企业问集成基础上，通过集成化管理与决策信息系统支持企业全面、合 理、系统地管理生产和经营过程，可以最大限度地发挥企业内外部资源、技 术和人员的作用，大幅度提高企业经济效益和市场竞争力。 近年，国内企业实施企管系统主要着眼于企业内部系统管理功能的集成， 1 哈尔滨工稃大学硕士学位论文 _ _ i i i _ _ 一 而对企业流程的优化和再造、外部市场的动态变化和客户个性化的需求重视 不够，不能及时的反馈来自企业外部的动态信息。因此，有必要建立一个能 及时反映企业外部动态变化、响应速度较快的e r p 系统。为了实现e r p 系 统的快速响应，这就要求e i 口系统功能增强、集成范围扩大。信息技术尤其 是i n t e r n e t 技术的不断发展为e r p 的发展提供了技术条件。新一代的企管系 统强调企业的核心竞争力与实时性、敏捷性、内外部系统交互性，它将客户 关系管理c r m ( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ) 理念融入e r p 系统中，以 实现企业与客户之间价值的最大化。在这种情况下，实验性地将一些比较先 进的企业物流管理、供应链的规划、组织和控制设计思想与传统的e r p 管理 软件开发结合起来，设计开发与我国中小企业的实际业务流程相结合，符合 中国国情，设计合理，使用简单，功能齐全，运行稳定的适合于中小企业的 企业管理系统”，。 1 2 国内外研究现状及发展趋势 1 2 1 国内研究现状 自从e r p 引进中国以来到目前已经取得了长足发展。但是，从e r p 的 整体要求出发，对比国外发展状况，我国的e r p 还有很长的路要走，尤其需 要进一步普及e r p 知识。专家们普遍认为，目前国内大部分纺织企业尤其是 中小企业仍然缺乏信息化意识和知识，所以容易在信息化的过程中误入歧途。 从整个产业信息化的视野观察，我国的整个工业化还没有完成，尤其是从人 工管理到信息管理的转变还没有完成。因此，目前e r p 能够在一定程度上提 高效率、增强竞争力，而并不能全面解决整个企业的现代化问题。 2 0 世纪6 0 年代制造业为了打破“发出订单，然后催办”的计划管理方 式，设置了安全库存量，为需求与提前期提供缓冲。2 0 世纪7 0 年代，企业 的管理者们经清楚地认识到，真正的需要是有效的订单交货日期，产生了对 物料清单的管理与利用，形成了物料需求计划即m r p 。2 0 世纪8 0 年代，企 业的管理者们又认识到制造业要有一个集成的计划，以解决阻碍生产的各种 问题，而不是以库存来弥补，或缓冲时间去补偿的方法来解决问题，要以生 2 哈尔滨下稃大学硕十学帝论文 i _ 一i _ i 产与库存控制的集成方法来解决问题，于是制造资源计划产生了”，。 纺织企业作为制造业的一种其工业的信息化建设在“九五”之前一直是 国家立项，企业实施。但是从“九五”开始，则以企业行为为主，从原来的 国家布置项目，国家要求做，到现在企业成为信息化项目的投资主体和实施 主体，企业自己要求做，成为市场行为，经历了一个由被动到主动的根本性 转变。 从行业信息化方面，已经建设了中国纺织经济信息网，构建了电子商务 平台。此外还有七八十个全国性的各类有关纺织的经济信息或技术信息的网 络也已经建立起来，有关行业知识库也在开发当中。但是，由于我国纺织行 业的特点，无论是电子商务的开展，还是行业联盟或地域协同商务的推行， 都与企业信息系统息息相关，企业信息化是基础。因此，推动企业信息化建 设，是纺织行业信息化发展战略的重点。 目前专业化是e r p 发展的一个方向。这里指的是适合某个专业领域的通 用产品，而不是针对某个企业定制开发的软件。与大而全的通用系统相比， 具有开发周期较短、升级换代快、实施容易等特点；但由于是按特定行业、 特定工业领域设计，具有非常贴切、细致、准确的管理功能，符合行业的管 理需求和生产流程，因此功能利用率高。 1 2 2 国外研究现状 e r p 系统在西方发达国家己有3 0 多年的历史，其发展己经非常成熟， 在西方典型的市场经济运行模式下，e r p 系统为企业的发展提供了动力，为 企业带来了丰厚的利润。企业计划管理作为e r p 系统主要组成部分，国内外 已经有很多这方面的研究。国外的e r p 产品如s s a ，f r o t h s h i f t ，q a d ，e m s ， a v a l o n s a p ，b a a n ，c a 等，s a p 公司的m ys a pb u s i n e s ss u i t e 则是以e r p 为基础，包含了扩展分析( 集团战略管理、财务分析、运营分析和劳动力分 析) 、扩展财务( 财务供应链管理和公司治理) 、人力资本管理( 员工雇佣周 期管理和能力提升等) 、扩展物流( 销售定单管理等) 、s c m ( 供应链管理) 、 c r m ( 客户关系管理) 、s r m ( 供应商关系管理) 、p l m ( 产品生命周期管理) 、 n e t w e a v e r 集成平台等一系列跨行业软件方案，以及在这之上的2 3 种行业解 3 哈尔滨_ 释大学硕七学位论文 决方案“1 。 许多发达国家是从纺织工业开始实施工业化的，后来纺织工业逐步向发 展中国家转移。国际纺织技术目前持续向优质、高产、自动化、连续化方向 发展，以信息技术为主导，以新材料和自动化加工设备为基础，保证和提高 了产品质量，提高了生产效率，降低了产品成本，增强了竞争力。 发达国家的纺织服装企业有贸易型和生产型，对信息化的要求有区别。 生产企业信息化程度较高的主要在美国、欧盟、日本、韩国、我国台湾和香 港地区，规模一般较小，联合式企业不多。棉纺、毛纺、服装企业9 0 年代以 来，信息技术广泛应用，实现大多数生产数据和工艺参数的自动监测、自动 控制和计算机管理系统网络。在此基础上，向连续化方向发展，出现了全自 动纺纱车间，企业管理水平也高于我国。 信息化带来的最为直观、也是最有说服力的经济效果是它对国民经济的 发展起到了举足轻重的推动作用。美国就是一个最为明显的例子。由于在上 世纪8 0 年代末对信息技术进行了大规模和普遍的投入，美国9 0 年代实现了 被称为“新经济”的长达十年的经济快速增长。信息技术行业在美国经济中 所占的比例从1 9 9 0 年的5 8 上升到2 0 0 0 年的8 3 。9 0 年代后期，美国约 三分之一的经济增长来自信息化的推动。 1 2 3 国内外现状比较 1 应用水平的差距 信息化建设不能仅仅着眼于信息技术本身，而是一项系统工程。发达国 家企业信息化的经验充分地说明了这一点。就企业而言，加强管理，提高企 业现代化管理水平是企业生存与发展的关键。2 0 世纪9 0 年代以来，与我国 经济体制转轨及世界信息技术发展相适应，我国纺织企业现代化管理在市场 化与信息化方面已取得较大进展：但是与国外企业现代化管理水平还存在较 大差距，主要表现在理念、组织、方法、手段、人才及技术等方面。 2 平台比较 国外软件部分由于诞生年代较久远，采用的平台有n o v e l l 、u n i x 、n t 及新崛起的l i n u x 。其中一些老牌产品目前还有n o v e l l 的版本。必须一提 4 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 一i i - 的是，这些软件目前都已支持主流技术，仅仅是不抛弃以前的平台，完全提 供多平台：国内软件由于大多仅有几年的时间，在平台上大多只支持主流， 离真正广泛应用还有几年的路要走。 3 底层技术的比较 国外软件的情况必须一分为二的讨论。些著名的老牌e r p 软件，如： j p o b s ( j d e d w a r d 、p e o p l e s o f t 、o r a c l e 、b a a n 、s a p ) 都已有了约 2 0 年的历史，虽然产品历经改进，核心代码恐怕会有一些“历史遗留”有所 保存。还有许多软件是伴随着微软一起成功，采用了新的技术，代表这主流 与未来，特别是中小型软件更是如此。至于编程语言，都己采用了4 g l ；国 内软件基本上都是2 0 世纪9 0 年代的产物，在底层技术上是勿庸置疑的。 4 软件稳定性的比较 国外软件的历史悠久，产品历经上千家企业、上万个用户的检验，版本 更新换代了数次，升级更是频繁，稳定性是经过验证的；国内软件在开发上 经历的时间较短，系统的稳定性与否单单靠做演示是很难看出所以然。 5 软件模块的比较 国外软件的模块设计较为简洁、实用，是在解决主要问题的基础上再考 虑其他辅助模块。所以，有许多知名e r p 软件目前在国内主推的模块还是以 实现m r p 为目的。其设计思路相当朴实；国内软件设计是“大而全”的模 式，往往涵盖了m r p 以外的人事、薪资等，有的还穿插了o a 软件的设计。 所以，国内软件在模块数上往往多于国外软件，从界面设计上，就可看出国 内软件浮华的设计思路。 6 软件功能的比较 国外软件的功能性是有口皆碑的。许多功能覆盖了企业需求的方方面面， 特别是国外软件在每个表单或m e n u 内提供充分的选项及配置功能，这样体 现了高度的集成性并彻底摈弃了人为的操作。其实施的路线也大多从物料为 起点，以实现生产计划及成本控制为核心目标；国内软件也同样提供众多的 功能，但其实施的路线往往从财务入手，其重点在于账务处理并扩展到财务 分析功能，强调进、销、存功能，在生产上只能部分实现主生产计划，所以 也无法精确控制成本。实施成果比较多是在于固化目前的管理模式，无法彻 底摆脱人工作业，有的软件根本没有b o m 或仅有几层b o m 的结构，造成 5 哈尔滨工程大学硕十学何论文 企业仍然存在生产计划员。 1 3 课题的目的、意义及研究内容 1 3 。1 课题的目的和意义 e r p 系统成功的关键不是看它功能的强大程度，而是看它是否适应企业 的需求，能否解决企业的现有问题。企业建模作为开发和实旌e r p 系统的基 础，其重要性是不言而喻的。最初，企业建模的主要目的是认识企业。随着 企业越来越多的需要依靠e r p 管理系统来代替传统的管理手段，企业建模的 主要目的也在发生着变化，它已经超越了简单的认识企业，而成为支持建立 企业e r p 管理系统的主要手段。它是企业实施先进制造战略、企业经营过程 重组、信息化工程以提高企业竞争力的重要基础。现有的大部分企业建模方 法仍侧重于建模的最初目的，力图从各个微小的方面尽可能完整的描述企业 现状。然而，这些描述并不十分有用，因为它们根本无法转换为e r p 软件系 统或为建立e r p 软件系统提供支持。当前企业建模的主要目的应该是支持建 立企业e r p 管理系统，即根据管理方法的改进及软件开发的需要建立相应的 企业模型* ，。 现有的建模方法更多的注重于使用图形作为建模的辅助手段，图形只是 模型的一个表达方式；有些建模方法虽然将图形直接作为建模的元素，却没有 可以用于支持建立企业e r p 系统的可用数据。实际上，在建模的过程中，可 以使用的建模结果是结构化形式的。因此，图形作为模型的一种表达方式， 应该既能够提供直观的建模手段，又能成为模型内在结构的一部分，直接参 与模型的实际应用。这就需要保证图形化模型与结构化模型二者之间的一致 性，使得图形化建模可以发挥与结构化建模相同的作用，同时可以图形化动 态显示模型数据。 本课题研究的是黑龙江某纺织股份有限公司企业信息化项目，某纺织是 一家纺织企业，属于劳动密集型企业，某公司已经有了一套简单的信息管理 系统，但是不是很完善，没有真正的实现e r p ，只是简单的记录和统计生产 数据，从而为财务服务。这套系统现在的信息系统产品相比，管理理念落后、 6 哈尔滨t 稃大学硕十学位论文 设计思想落后、开发技术落后，已经不能适应现代化的生产水平，为了提高 生产效率，降低成本，科学的进行企业管理。这就需要开发出新的企业管理 信息系统。 1 3 2 论文内容及组织结构 本文的研究内容首先从纺织企业的企业建模入手，建立了一套适应当前 e r p 系统开发和实施的企业建模方法，其次分析该方法的组成结构，重点阐 述几个模型( 视图) ，每个模型的构成要素及其语义、图形化表示以及严格的 形式化表示形式，并说明该方法为什么适合面向e r p 的企业建模。 然后，讨论模型转换，研究模型在某纺织企业信息化过程中的应用。根 据模型和某公司的实际情况进行需求分析，重点研究基于u m l 企管建模、 基于u m l 基础数据库设计和企管一些关键算法。最后分析系统开发过程中 的心得和对未来企业信息化的展望。 本文的内容和章节的安排如下： 第1 章介绍了课题背景及国内外研究现状。 第2 章详细介绍了统一建模语言u m l 。 第3 章提出了基于u m l 的纺织企业企管模型的分析与设计。 第4 章在企管模型的基础上，对某纺织企业管理系统进行分析与设计。 第5 章研究了企管的几个关键算法。 最后，对本文的工作进行概括，并指出了下一步的研究重点。 7 哈尔滨下程大学硕七学位论文 第2 章统一建模语言u m l 2 1 统一建模语言u m l 概述 u m l ( u n i f i e d m o d e l i n g l a n g u a g e ) 伙伴组织于1 9 9 6 年由r a t i o n a l 公司创 立。对象管理组织( o m g ) 于1 9 9 7 年1 1 月采纳它作为基于面向对象技术的标 准建模语言。此后，u m l 继续改进。u m l 是多种方法相互借鉴、相互融合、 趋于一致、走向标准化的产物，这样的统一建模语言为软件开发商及其用户 带来诸多便利。美国等计算机技术发达国家己有大量的软件开发组织开始用 u m l 进行系统建模，学习和使用u m l 己经成为一种潮流。我国软件界对 u m l 也相当关注“，。 2 1 1u m l 的定义和术语 u m l 的定义包括u m l 语义和u m l 表示法两个部分n ，。 ( 1 ) u m l 语义：描述基于u m l 的精确元模型定义。元模型为u m l 的 所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者 能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外 u m l 还支持对元模型的扩展定义。 ( 2 ) u m l 表示法：定义u m l 符号的表示法，为开发者或开发工具使用 这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表 达的是应用级的模型，在语义上它是u m l 元模型的实例w 。 u m l 由三种基本的建筑块组成：事物( t h i n g s ) 、关系( r e l a t i o n s h i p s ) 、 图( d i a g r a m s ) 。事物是u m l 中重要的组成部分。关系把事物紧密联系在一 起。图是很多有相互相关的事物的组。其中事物又包括：结构事物( s t r u c t u r a l t h i n g s ) 、动作事物( b e h a v i o r a lt h i n g s ) 、分组事物( g r o u p i n gt h i n g s ) 、注释事 物( a n n o t a t i o n a lt h i n g s ) 。u m l 中有四种关系：依赖( d e p e n d e n c i e s ) 、关联 ( a s s o c i a t i o n ) 、一般化( g e n e r a l i z a t i o n ) 、实现( r e a l u z a t i o n ) ”1 。 s 哈尔滨t 稃大学硕七学位论文 u m l 包括9 种图：类图( c l a s sd i a g r a m ) 、对象图( o b j e c td i a g r a m ) 、用例 图( u s e d i a g r a m ) 、顺序图( s c q u 锄c ed i a g r a m ) 、合作图( c o l l a b o r a t i o nd i a g r a m ) 、 状态图( s t a t e c h a r td i a g r a m ) 、活动图( a c t i v i t yd i a g r a m ) 、构件图( c o m p o n e n t d i a g r a m ) 、配置图( d e p l o y m e n td i a g r a m ) 。 u m l 术语包括以下几种： ( 1 ) 类是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称，通常在u m l 的中类被画成矩形。 ( 2 ) 职责指的是类所担任的任务，类的设计要完成什么样的功能，要承 担的义务，一个类可以有多种职责。 ( 3 ) 系统是组织起来完成特定目标的一组子系统，系统可以用一组模型， 可能来自不同的视角，进行描述。 ( 4 ) 子系统是一组元素的聚集，其中的元素还可以是子系统。它由一组 模型从不同的角度进行描述。子系统本身几乎应是独立的，有自己应用的环 境，相互间不重叠，它们之间用接口联系。 ( 5 ) 模型是对系统进行语义上的抽象，它是整个真实系统的简化，为了 更好地理解系统而创建的。 ( 6 ) 图是一系列的元素，这些元素常常被画成用点( 事物) 和弧( 关系) 相连的图，利用图来从不同的视角来观察系统。 ( 7 ) 依赖关系( d e p e n d e n c y ) 是一种使用关系，特定事物的改变有可能会 影响到使用该事物的事物，反之不成立。通常情况下，依赖关系体现在某个 类的方法使用另一个类作为参数。在u m l 中可以在其它的事物之间使用依 赖关系，特别是包和节点之间。 ( 8 ) 一般化( g e n e r a l i z a t i o n ) 是继承关系，是叫做“i s a - k i n d - o f ”的关系， 在u m l 中可以在包之间建立一般化关系。 ( 9 ) 关联( a s s o c i a t i o n ) 是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象 有联系。给定有关联的两个类，可以从个类的对象得到另一个类的对象。 关联有两元关系和多元关系，两元关系是指一种一对一的关系，多元关系是 一对多或多对一的关系。一般用实线连接有关联的同一个类或不同的两个类。 ( 1 0 ) 注释是一种图形符号用来限制或给一个元素或一组元素加上注解， 注释画成一个带折角的矩形，在矩形中加上文字或图形的注解。 9 哈尔滨t 稗大学硕+ 学位论文 ( 1 1 ) 标记值是u m l 元素特性的扩充，允许创建元素规格的新的信息， 在u m l 中标记值画成 内的字符串，跟在元素名后面。 ( 1 2 ) 限制是u m l 元素语义的扩充，允许对一个u m l 元素添加新规则 或修改存在的规则，限制通常画成 内的字符串，放在关系附近，当然，也 可以把限制用注释来表示n ”。 2 1 2u m l 在系统开发的不同阶段中的应用 u m l 建模过程是一个迭代递增的开发过程，使用此方法，不是在项目结 束时一次性提交软件，而是分块逐次开发和提交。构造阶段由多次迭代组成， 每一次迭代都包含软件生命周期的所有阶段，所得的产品或提交给用户，或 纯粹是内部提交。同时，每次迭代都要增加些新的功能，解决一些新的问 题，涉及实际建模工作的微过程就存在于上述的每次迭代中。 在具体开发一个应用项目时，通常u m l 的建模过程如下n u ： 1 需求分析 包括系统基本功能需求和对计算机系统的要求。u m l 的用例视图可以表 示客户的需求。在需求分析阶段，应该从用户的角度去看待系统，而不应过 早地考虑技术细节。通过分析，识别出系统中的所有用例，使用u m l 建模 工具画出系统的用例图。本阶段的另一个任务是勾画系统的概念层模型，借 助u m l 建模工具描述概念层类图和活动图，以帮助理解用例中描述的功能 需求和工作方式。 2 系统分析 分析阶段主要考虑所要解决的问题，系统分析的任务是找出系统的所有 需求并加以描述，同时建立特定领域模型。建立域模型有助于考察用例，从 中抽取出类，并描述类之间的关系。系统分析阶段一般包括以下几个主要活 动： ( 1 ) 学习系统中涉及到的领域知识。 ( 2 ) 定义或分析用例。如果在需求分析阶段己经定义了用例，那么在本 阶段u m l 对这些用例做进一步的分析。如果在前阶段没有定义用例，在 本阶段则应该使用用例进行系统的功能定义。 1 0 哈尔滨丁程大学硕十学位论文 一i i i ( 3 ) 列出特定领域中的关键类。列出的所有类在并不是一成不变的，在 整个开发过程中，由于经验的不断积累，u m l 能会增加一些新类，或删除一 些不再适用的类。 “) 使用u m l 建模工具描述领域类、类之间的静态关系( 包括关联关 系、聚集关系、依赖关系等等) 。 ( 5 ) 使用u m l 工具描述类的动态行为和类的对象问的合作关系，可以 使用u m l 中的任何一种动态图，如顺序图、协作图、活动图等。此时的动 态图都是粗糙的，主要是用于协助对领域类及相互关系的分析。 3 ，系统设计 设计阶段的任务是通过综合考虑所有的技术细节，来扩展、细化和修正 分析阶段的模型。设计阶段的重点在于如何在计算机上实现分析阶段中建立 的各个模型，所以应考虑运行环境上的限制和具体的实现细节。 在设计阶段，类被进一步细化，可借助交互图来描述类之间的交互关系， 也可用状态图来描述某些类的复杂生命周期行为。设计阶段可分为两部分： 结构设计和详细设计。 结构设计是高层设计，其任务是定义包( 子系统) ，包括包间的依赖关系 和主要通信机制。在进行结构设计时，不仅要将分析阶段定义的类根据其功 能放进不同的功能包中，而且还需要定义新的包，例如数据库包、通信包和 用户界面包等。包有利于描述系统的逻辑组成部分，以及各部分之间的依赖 关系。 详细设计要细化包的内容，清晰描述所有的类，同时使用u m l 的动态 模型来描述在特定环境下这些类的实例间的行为。详细设计通过创建新的类 图、状态图和其他动态图，从技术上对应用系统进行更为详尽的描述1 9 1 。 4 系统构造 实现阶段是对类进行编程的过程，开发者可以选择某种面向对象的编程 语言进行程序的开发。在保证模型正确的基础上，可使用支持环境中的u m l 代码生成系统生成代码框架，将建模和编码过程有机地统一起来。 在实现阶段，一般不应再去建立新模型，但有可能对设计阶段建立的模 型进行修正。在修改设计模型时，要保持模型与编码的一致，以便将来易于 维护。 1 1 哈尔滨丁稃大学硕十学位论文 5 ，测试 测试包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试几个不同级别。不 同类型的测试使用不同的u m l ，图作为测试依据：单元测试是对几个类或者 一组类的测试，通常由程序员进行；集成测试使用构件图和合作图来测试组 件和类，确认它们之间是否恰当的协作：系统测试使用用例图来验证系统的 行为；验收测试由用户进行，以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确 定的需求。 在测试阶段不可避免地会发现错误，对生成的代码进行修改后，可能造 成模型和代码的不一致。此时可采用u m l 反向转换系统将修改结果映射到 模型，从而可以进行再次分析和修改，进行新一轮的开发w 。 u m l 的建模过程是非常灵活的，开发者可以使用其全部或部分静态图和 动态图来描述和分析应用系统，并且该过程是一个迭代增量式的开发过程。 使用u m l 的建模过程应包含以下三个基本特性：用例驱动、以体系结构为 中心和迭代式的增量开发过程。 1 用例驱动 在u m l 中，用例捕获系统的功能需求，驱动软件的整个开发过程，确 保分析中罗列的所有功能均被实现。用例是审核和测试系统的依据。由于用 例包含了系统中的所有功能描述，因此将影响到开发的全过程。在需求分析 阶段，用例用于捕获系统的功能并与用户进行交流和商讨，从而达成共识； 在设计和实现阶段，用例用来指导设计和编码，即用例中描述的功能必须实 现；在测试阶段，用例是审核系统的依据，是测试系统的基础。 2 以体系结构为中心 使用u m l 进行建模的过程应以体系结构为中心，这意味着应该在开发 的早期尽量建立一个良好的系统体系结构，然后建立原型和进行评估，并在 开发过程中不断地细化。体系结构把系统划分为几个部分，描述各部分间的 关系、相互作用、通信机制以及添加和修改某一部分的原则。定义一个良好 的体系结构对于实现一个易于修改、易于理解和可重用的系统至关重要。 3 迭代式的增量开发 使用u m l 建模的过程由一系列迭代过程组成，模型在每个迭代过程中 被逐步细化。一次迭代是对系统进行功能完善的过程，即完成系统的一次增 1 2 哈尔滨丁挥大学硕七学位论文 量。迭代和增量式的开发就是定义一系列的开发阶段，每个阶段都将产生系 统的一个版本，并要进行内部提交。内部提交并不交付真正的用户去使用， 而是从技术、经济效益以及迭代过程本身这几方面进行评估，看迭代过程是 否存在缺陷，为下次迭代做准备。迭代式的增量开发的过程有一个好处是前 一个开发周期的结果可以作为下一个开发周期开始的输入，因此，随后的分 析和设计结果会不断地从前一次周期的实现工作中得到信息和提炼。图2 1 显示了迭代和增量式的开发过程n ”。 图2 1 迭代和增量式的开发过程 2 1 3u m l 建模工具 使用建模语言需要相应的工具支持，随着统一建模语言u m l 的发布， 一些软件公司相继开发了支持u m l 的软件工具，建模工具( 又叫c a s e 工 具) 应提供下述功能n 叱 ( 1 ) 画图( d r a wd i a g r a m s ) ：c a s e 工具中必须提供方便作图的功能，也 必须具有智能，能够理解图的目的，知道简单的语义和规则。 ( 2 ) 积累( r e p o s i t o r y ) ：c a s e 能够把模型信息存储下来，如果在某个图 中改变了某个类的名称，那么这种变化必须及时地反射到使用该类的所有其 哈尔滨t 稃大学硕十学位论文 它图中。 ( 3 ) 导航( n a v i g a t i o n ) ：全建模者能够容易地从一个图到另一个图地跟踪 模型元素或扩充反模型元素的描述。 ( 4 ) 多用户支持：使多个用户在一个模型上工作，但彼此之间没有干扰。 ( 5 ) 产生代码( g e n e r a t ec o d e ) ：该功能可以把模型中的所有信息翻译成 代码框架，把该框架作为实现阶段的基础。 ( 6 ) 逆转( f e v e l s e ) ：要有阅读现成代码并依代码产生模型的能力，它与 产生代码是互逆的两个过程。 ( 7 ) 集成( i n t e g r a t e ) ：能与其他工具集成，即与开发环境( 如：编译器、 编辑器和调试器) 和企业工具( 如：配置管理和版本控制系统) 等的集成。 ( 8 ) 模型覆盖的所有抽象层：能够容易地从对系统的最上层的抽象描述 向下导航到最低的代码层。 ( 9 ) 模型互换：模型或来自某个模型的个别的图应该能够从一个工具输 出，然后再输入到另一个工具。 2 2u m l 建模技术在需求分析中的应用 2 2 1 对系统的需求分析 信息系统是实际业务系统的一种计算机模型，因此，信息系统的开发实 质上就是要建立业务模型与计算机模型系统之间的映射关系。一个综合性的 信息系统结构复杂，规模庞大。开发出一套比较好的系统要遵循以下两个原 则：首先要了解整个企业的运行规则、企业内部各部门的关系、各部门中各 种业务的具体操作流程；其次，要对现有的业务流程进行分析并加以改进从 而提高工作效率，使开发出的系统更加符合企业的实际需求。 在开发信息系统前要进行系统的需求分析，目标就是要在深入了解整个 组织的运作规则及各种业务的具体操作流程下，建立可以理解的现实世界的 视图模型，其主要任务就是要明确系统的功能要求、性能要求、运行要求、 可能预见的将来对系统的新要求以及完成上述要求所涉及到的数据( 即系统 的数据要求) 。任何信息系统都要处理大量的数据，数据的范围、类型、数量 哈尔滨工程大学硕十学 市论文 和特点将在很大程度上影响系统的面貌。如果一个系统只处理少量的数据， 那么几乎无须花精力研究数据处理方面的问题；如果系统要处理大量的数据， 可能需要考虑采用数据库技术；如果系统要处理的是有关国民经济的海量数 据，可能需要考虑采用特殊的统计数据库技术。 根据需求过程中工作性质的不同，信息系统需求分析可分为问题识别、 分析与综合、编制需求分析文档、需求评审四个阶段。包括以下几个方面： 确定软件所期望的用户类；获取每个用户的需求；了解实际用户任务和目标 以及这些任务所支持的业务需求；分析用户的信息以区别用户任务需求、功 能需求、业务规则、质量属性、建议解决方法和附加信息；将系统级的需求 分为几个子系统，并将需求中的一部分分配给软件组件；了解相关质量属性 的重要性；讨论得出实施优先级；将所收集的用户需求编写成需求规格说明 和模型；评审需求规格说明，确保与用户达成共识。但是，在实际需求分析 过程中，由于信息系统所涉及到的信息量非常庞大，以致在需求定义中常常 忽略了某个环节或环节间的必要联系，从而出现产品质量低下、开发周期漫 长或遗漏关键功能等问题n “。 2 2 2 系统开发常用需求分析方法及其不足 目前比较常用的需求分析方法主要有数据流分析法和基于用例的分析 法，下面简要介绍一下这两种方法及其不足之处。 1 基于用例的需求分析法 用例( u s ec a s e ) 本质上是用户与系统之间为达到某个目的，而进行的某 种形式的交互的描述。一系列用例的集合，组成了系统的需求，用例描述了 系统的功能。现在实际系统开发中用例方法已经得到广泛使用。但是以用例 为中心的需求分析存在以下缺陷： ( 1 ) 对于用例的提取、用例的分类还没有一个特定的标准，完全由调研 人员根据经验来掌握，这样可能造成系统分析的失误。 ( 2 ) 对于比较大的信息系统，用例的定义、分析、审查需要花费大量的 成木，而且不恰当地选择用例往往给识别系统中的对象带来困难，导致系统 的对象结构设计不合理，影响系统功能和良好性能的实现。 哈尔滨i ：稃大学硕十学位论文 2 数据流分析 数据流分析( d a t af l o wa n a l y s i s ，d f a ) 是建立系统模型的一种主要需求 分析方法，来源于y o u r d o n 在1 9 7 8 年提出的结构化方法。它采用分解的策略， 将软件系统抽象为一系列的逻辑加工单元，单元接收输入数据流，加工后使 之变换成输出数据流，从而表示出软件系统的处理内容和任务。但是随着信 息技术的发展和企业业务过程的日益庞大复杂，越来越多的用户在建立信息 系统时试图将复杂多变，易出错，难维护、要求迅速反应的任务建立在自我 控制、协调的基础上。而d f a 只描述了在逻辑加工中的数据流和值( 数据) 依赖关系，缺少控制流和状态依赖的内容，这势必影响设计人员对系统流程 的准确理解，甚至造成需求调研的反复，进而影响系统建设。 2 2 3u m l 对信息系统需求分析的支持 u m l 作为一种强大的图形化建模语言，是理想的需求描述和建模分析工 具，它对信息系统大规模的、复杂的、不断变化的用户需求有着很强的控制 力；为解决人员交流和通信障碍提供了有力的工具。 ( 1 ) 提供有力的工具和灵活的机制，为控制需求提供强有力的手段。 u m l 首先通过建立一系列的用例图对系统功能进行分析，并以活动者 与用例之间的关系表示系统用户对于系统功能的要求，从而以图形化的方式 简洁明了的分析了系统的需求。其次对于用例图中某些较为复杂的用例， u m l 采用交互视图对这些复杂的用例进行更详细的分析，通过将复杂功能 分拆为多个单元步骤达到了化繁为简的目的。最