（计算机软件与理论专业论文）供电企业生产运行mis的设计与实现.pdf

四川大学工学硕士学位论文 供电企业生产运行m i s 的设计与实现 计算机软件与理论专业 研究生杨柳指导教师沈琳 本文在分析国内电力企业深化改革以及国内外电力管理信息系统 ( 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 ，以下简称m i s ) 应用现状的基础上，结合 杭3 i - i 市电力局生产运行管理的实际情况( 电力网覆盖面广，运行线路繁多，日 常的运行工作量非常大) ，提出了杭州市电力局生产运行管理信息系统( p r i i i i s ) 的解决方案和系统实现。文章针对杭州市电力局目前所使用的p r m i s 的落后 现状，提出建设一套新的先进的p r m i s 系统，来适应新环境下的需要。 新的p r m i s 采用结构化、原型以及面相对象相结合的开发方法，系统平 台采用c s 、b s 相结合的结构体系，建立系统三层结构，系统数据库平台 采用以o r a c l e 8 1 7 分布式数据库为核心的管理信息数据处理系统。本文结合供 电企业生产运行管理的实际情况，提出行业内一些先进的技术方法，诸如c l s 、 b s 相结合的三层架构体系，针对角色的权限安全机制等。 系统的主要内容包括： 1 根据供电企业的业务原理，研究p r m i s 在整个供电企业信息管理系统中 的地位。 2 采用结构化、原型以及面相对象相结合的开发方法，采用c s 、b s 相结合的结构体系对系统进行架构；分析对比目前流行的数据库平台，最终选 定o r a c l e 作为核心的管理信息数据处理系统，并对数据库进行设计。 3 对目前行业内的先进技术权限安全机制进行设计并论述。 10 9 惫ly 四川大学工学硕士学位论文 4 根据杭州电力局的实际情况，对生产运行环节中的线路巡视、线路检修、 线路缺陷、工组票管理等子系统的功能模块进行详细设计。 5 实现设计好的生产运行管理环节中的模块。 6 ，根据杭州电力局p p 瑚i s 的实施情况，研究它的运行情况及其达到的效果。 本文论述的p r m i s 系统解决了杭州市电力局生产运行管理以往工作中对输 变电设备的参数、技术状况、运行健康状况、检修、缺陷等信息缺乏系统管理， 资料不全，数据混乱，工作量大而且容易出差错等问题，更好地实现了资源共 享，能快速、及时、准确的查询、维护、整理数据，大大提高了生产运行管理 的工作效率，提高了杭州电力局生产运行管理水平。 关键字：电力m i s 、生产运行管理、c s 、b s 、三层结构、o r a c l e 、权限 安全机制 四川大学工学硕士学位论文 d e s i g n a n d d e v e l o p m e n t o fp r o d u c t i o nr u n m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e mf o rp o w e re n t e r p r i s e w i t ht h ed e e p i n go ft h ep o w e rs y s t e mr e f o r ma n dt h ee s t a b l i s h m e n to ft h ep o w e r m a r k e t i n g ，t h ee l e c t r i c a lm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s ( m i s ) a r eu s e dm o l ea n d m o l ew i d e l y t h i sp a p e ra n f l y z e dt h es i t u a t i o no fe q u i p m e n tr e p a r a t i o na n d m a n a g e m e n to fh a n g z h o ue l e c t r i cp o w e rb u r e a ua n dp r e s e n tt h e # a no fp r o d u c t i o n r u nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( p r m i s ) t h em v a n c e dp r m i s # a n p r e s e n t e di nt h i sp a p e ra i m sa te n h a n c i n gt h em a n a g e m e n to fh a n g z h o ue l e c t r i c p o w e rb u r e a u w i t ht h e p r i n c i p l e o fi n t e g r a l i t y , p r a c t i c a b i l i t y , o p e n i n ga n d g e n e r a l i t y , t h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sb a s e do nt h et h r e e l a y e rs t r u c t u r e o ft h ei n t e g r a t i o no fc sa n db s t h es y s t e md a t a b a s e p l a t f o r ma d o p t s t h e d i s t r i b u t e dd a t a b a s eo fo r a c l e8 1 7t op r o c e s st h es y s t e md a t a a c c o r d i n gt ot h e p r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n ts i t u a t i o n so fs o m ee l e c t r i cp o w e rb u r e a u s ，t h ea u t h o r p r e s e n ts o m ee d v a n c e dm e t h o d sw h i c ha r en e w l yu s e di nt h ei n d u s t r y , s u c ha st h e t h r e e l a y e rs t m c t t l r eo ft h ei n t e g r a t i o no fc sa n db s t h es y s t e mc o n t a i n st h ef o l l o w i n gc o n t e n t ： t os t u d yt h eu s eo fp r m i si nt h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mo fp o w e rp l a n t s a c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o no fp o w e r # a n t s t ob u i l dt h et h r e e - l a y e rs t r u c t u r eo ft h ei n t e g r a t i o no fc sa n db sb a s e do nt h e o b j e c t - o r i e n t e dm e t h o d a n d t oc o m p a r et h ec o m m o n l yu s e dd a t a b a s ep l a t f o r m sa n d c h o o s eo r a c l et od e s i g nt h ed a t a b a s ep r o c e s s i n gs y s t e m t od i s c u s st h er i g h ts e c u r i t yp r o j e c t sw h i c ha r ew i d e l yu s e di nt h ef i e l d t od e s i g nt h em o d e l so fl i n ei n s p e c t i o n ，l i n er e p a r a t i o n ，e q u i p m e n to p e r a t i o nb a s e d o nt h es i t u a t i o no fe q u i p m e n tr e p a r a t i o na n dm a n a g e m e n to fh a n g 血o ue l e c t r i c 3 四川大学工学硕士学位论文 p o w e rb u r e a u t or e a l i z et h ed e s i g n e dm o d e l so fp r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n t t os t u d yt h ee f f e c to fp r m i sa c c o r d i n gt oi t su s ei ne q u i p m e n tr e p a r a t i o na n d m a n a g e m e n to fh a n g z h o ue l e c t r i cp o w e rb u r e a u t h ep r m i ss y s t e mp r e s e n t e di nt h i s p a p e ri m p r o v e se q u i p m e n tr e p a r a t i o na n d m a n a g e m e n to fh a n g z h o ue l e c t r i cp o w e rb u r e a ua n dr e a l i z e st h es h a r eo fd a t a r e s o u r c e s t h es y s t e mr e a l i z e st h eq u i c ki n q u i r e m e n ta n dm a i n t e n a n c eo ft h ed a t a i n aw o r d ，t h ep r m i ss y s t e me n h a n c e st h em a n a g e m e n to fh a n g z h o ue l e c t r i cp o w e r b u r e a u k e y w o r d s ：e l e c t r i cm i s ，m a n a g e m e n t ，c s ，b s ，t h r e e l a y e rs t r u c t u r e ，o r a c l e ，r i g h t s c c u l i t y 4 四川大学工学硕士学位论文 第一章序论 1 1 选题的背景和意义 当今时代的两个显著特点就是世界经济一体化和以计算机为代表的信息技 术的快速发展。一个组织要在激烈的竞争中保持优势和不断发展，必须对迅速 变化的环境灵敏地做出有效地反应。管理信息系统( m i s ) 的应用能够提供这种 有效的政策支持。 m i s 是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他 办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护，支持组织高层 决策、中层控制、基层运作的集成化的人机原理。管理信息系统学科是一门理 论性和实践性都很强的学科。理论研究指导管理信息系统的开发和应用；反过 来在开发和应用的实践中形成理论。其学科内容随着管理信息系统的应用而进 步和完善。 随着国民经济的持续快速发展，人民生活水平的不断提高，科学技术的飞 速发展，电力行业经历着一场深刻的变革。从2 0 世纪9 0 年代开始，我国电力 行业渐渐地从集权垄断走向市场化的竞争，从开始的厂网分离到电力企业实体 化，以及独立资本的出现，都说明了改革的内容在渐渐深入。从电力行业的外 部看，我国加入w t o 以后，自由贸业的脚步加快，经济和产业结构加快调整， 宏观经济转好，这些外部变化必将对整个电力行业产生直接或间接的影响。从 电力行业的内部看，电力系统的管理体制、电力结构( 包括电源结构、电网结 构、电力资源优化配置以及电力设备企业产品结构等) 都将面临改革和调整。 应经济体制改革的要求，电力行业改革必将打破垄断，这是也是电力行业发展 的要求。当前，我国电力行业体制改革的基本模式是发电端与输配电相分离， 发电厂按现代企业制度的要求成为独立的发电企业，实行竞价上网的政策，国 家电力公司和各网省公司主要以经营电网为主。电力行业体制的深化改革有利 于打破垄断，合理优化与配置资源，有利于节约投资，降低成本和电价，提高 全行业的经济效益。 1 随着改革力度的加大，电力行业已经开始从生产导向型向市场导向型慢慢 四川大学工学硕士学位论文 转变，即正在由以安全运行为中心转变为以面向用户、提高经济效益为中心。 在这种情况下，企业的信息化管理也就显得尤为重要，企业中的管理机制将由 分散型向集约化转变，这对电力信息化建设提出了新的要求，也为m i $ 真正在 现代电力企业管理中发挥作用提供了契机。m i s 的引入也是电力企业发展的必 然，这给电力企业的运营管理向着高科技、高效率、高水平、高可靠的发展奠 定基础。供电企业信息化工作，主要指对供电企业生产运行管理中产生的数据 进行收集、分析、整理、传递等工作，把对企业的物流管理提升到对企业信息 流的管理，建立以计算机技术为核心地管理信息系统，及时地为决策层提供生 产运行的实时信息，实现对企业日常信息全面、准确地管理。 生产管理是供电企业管理工作的重要内容。合理的供电、送电和用电，确 保安全、可靠供电必需各部门统一规划、协同工作。生产管理涉及生产技术部、 企化部、安全监察部、调度所和输电、变电、配电、检修厂等部门，所有供电 局的电力设备和设施及其相应的工程项目都属于电力生产管理的业务范围。生 产运行管理是对生产运行中的表码、线损、电压合格率、无功补偿电容进行采 集、汇总、统计、分析，以做出周密、准确、科学的生产经营计划，因此，合 理的生产管理是用电安全、可靠的保障，是全局业务的核心。传统供电企业的 综合性统计数据和设备的运行状况等信息，往往都是大量的人工在记录和计算， 一般在月底、季末或年底才能整理上报，工作十分繁杂，效率低下。而m i s 的 应用，使管理人员随时可以掌握设备的运行记录和状态，大量减少了各级管理 人员的工作量，同时，为管理人员提供了方便快捷的信息交流方式。随着信息 的公开化，传统的垂直管理中负责信息的上下传达的中间层将失去作用，m i s 的建设将打破传统的管理模式，促进管理者重新认识自己的工作岗位，管理人 员摆脱过去占用大量时间的统计、报表工作，将主要精力放在信息的有效利用 上，从而使运行数据更加准确、及时，各种信息经过加工、分析和优化，为领 导层的生产和经营决策提供更充分、更科学的依据，使各级管理者能更有效地 进行管理决策，提高管理效率，为企业创造更多的发展机会。 2 m i s 的应用正是运用现代科学技术和管理方法，理顺供电企业管理体系， 建立完善的现代化供电企业管理体系，进一步加强供电企业内部科学化、合理 化、制度化、规范化的管理；有利于企业的管理水平跨上新台阶，为企业持续、 四川大学工学硕士学位论文 健康、稳定的发展打下基础；有利于开拓电力市场，方便用户，提高企业信誉 和透明度和供用电管理水平，为实现供电企业发展规划提供可靠的信息服务和 辅助决策服务，实现企业管理的现代化和科学化建设目标。 1 2 国内外电力m i s 应用的现状 1 2 1 国外电力m i s 应用现状 电力m i s 在发达国家发展应用的比较完善。在美国，几乎所有的电力公司 都有较完整的计算机管理信息系统，能提供完善的信息服务，并有不同的辅助 决策功能，实现了办公自动化，提高了生产率、新设备利用率，加快了资金周转， 获利1 0 以上。日本的计算机应用技术也十分先进，日本的9 个电力公司都使 用电子计算机进行管理，建立了经营管理信息系统，并部分实现了自动化管理。 日本有的企业已经将信息管理系统运用到壹接管理生产，实现了无人生产线， 加快业务处理速度2 7 5 ，减少了非生产人员，节约工资2 0 。西欧各国也竟 相开展计算机信息管理与办公自动化工作。加拿大的几个水电局都配以大型计 算机为核心的管理信息系统，创造了较好的经济效益 3 。 1 2 2 国内电力i i i s 应用现状 我国电力行业使用计算机进行信息处理，从七十年代末就开始了，首先用 于电费计算和财务信息管理。从八十年代初开始，各供电企业从大用户电费管 理开始，相继在工资、统计、人事、财务、物资、安全、生产技术、设计、施 工等管理中也不同程度地用上了计算机，先后建立起单项应用的管理信息系统。 到八十年代后期，一些企业在整顿提高的基础上进行了总体设计，建立了微机 局域网，实现了远程数据传输，在一定程度上做到了数据共享。就其水平看， 还只能说是由单项数据处理阶段向数据综合处理阶段过渡。进入九十年代，一 些先进企业在巩固已有成绩的基础上努力提高自己的应用水平，提高微机档次， 或用小型机，采用更为先进的数据库管理系统和开发工具，改善或更新原有的 应用软件。此外，还实现了对生产实时信息的管理，提高了办公自动化水平， 9 四川大学工学硕士学位论文 逐步开发辅助领导决策的功能等等。 4 九五以后，全国各发供电企业相继引入了m i s ，都在进行m i s 系统在电力 企业中应用的开发并取得了很多成果，而且付诸于实际，便各地区各单位的管 理水平和生产工作效益均取得以大幅提高，使传统的管理模式得到改变，有效 地指导了生产。目前，国内已经将m l s 广泛应用到电力系统的各个领域，如： 配电管理、输电管理、电力设施管理、生产运行管理、停电管理、用电营业管 理等等。但由于全国各地供电企业的管理基础和方式不尽相同，m i s 系统应用 的深度和广度也不尽相同，有很多功能还在不断开发研究之中，所以各自的m i s 系统的应用具有一定的局限性不能普遍通用。因此各地区都在不断完善各自的 m i s 系统，且有的地区m i s 系统功能已经非常完善，有的局已应用到所有管理 领域，总之，各地区在m i s 系统应用方向均显示出快速发展的态势。 1 国内电力m i s 的应用与西方先进国家相比，仍然存在较大的差距。首先， 档次较低，大部分现存和正建的管理信息系统只具有单一简单的功能，停留在 初级水平上。其次，标准不统一，我国的m i s 工具生产商与管理信息系统的设 计者基本都各自为政，没有形成统一标准，也很少考虑与国际标准接轨，这也 是我国现有管理信息系统效率低下和寿命短的主要原因。再次。用户界面不友 好和操作比较复杂。用户使用起来感到费时费力，重复操作太多。 传统的供电企业m i s 系统，限于早期开发时的计算机硬、软件水平，大多 基于d o s 的f o x b a s e 或f o x p r o 程序，用户界面落后，网络化程度低，在实现软 件共享、可靠性、实时性、高效性和开放性等方面明显不足。这些软件已处于 被淘汰的过程中。此外，传统供电企业m i $ 系统只是针对某一生产运行环节进 行工程化实施，没有能够具体分析生产运行的整个管理过程，难以适应管理模 式的变化；这些软件在广度上仅注意了部门内部的事务处理，深度上则仅限于 事后的分析，基本上不改变管理业务流程，只是用计算机代替手工完成企业的 许多功能，对于企业业务流程的重组还需要进一步提高认识；有些生产运行管 理软件只针对供电局、电业局或生产运行部门管理层次开发，没有面向班组， 信息不是由生产一线获得，而仅仅是由管理人员录入，造成信息不及时，也容 易造成生产运行有关数据的随意性和不规范性。大多数m i s 没有从整体上考虑 建立数学模型，与生产运行环节脱节，造成生产运行对系统的信息不能充分利 i o 四川大学工学硕士学位论文 用，造成信息或投资上的浪费；系统模块多是针对部门级的应用而设计的，系 统集成性差，各子系统之间、部门与部门之间信息流通不畅：信息资源的利用 效率与利用水平还很低，许多系统只收集与管理企业内部的信息，而对于外部 信息，特别是i n t e r n e t 提供的信息开发和利用的不够。 1 1 3 选题的提出 随着我国经济的发展，工业与民用负荷上升非常迅速，并且随着电力用户 的增多以及电力用户各方面需求的增多，电力输配电线路及沿线设备也有了大 幅度的增长。供电企业是电力系统的重要生产部门，承担着送电、变电、配电 和用电的重要任务，其生产业务和技术管理工作十分繁重，供电企业的一切安 全生产管理都是围绕设备开展的，而输配电线路及设备的管理和维护又是重中 之重。 5 供电企业的生产运行工作是电力生产的第一线，是保证安全经济供电 的主要环节。生产运行管理工作主要包括输配电线路的运行维护，签发工作票， 巡视检查，设备检修；包括运行人员的技术培训和现场记录和安全思想教育， 人员素质素养等管理工作；还包括各种运行规程制度的制订和修编，运行资料 的累积整理和保管等基础工作。 1 2 由于计算机及网络技术的迅速发展，信息化已成为社会发展的必然趋势， 信息已和材料、能源并称为三大资源，是构成生产力的重要要素。信息化的发 展水平已成为衡量一个企业管理水平和综合实力的重要标志。 随着电力工业现代企业制度的建立以及近期“城网改造”工程的步伐加快， 设备的变更及数量增多，如果仍用几年前的老版生产运行m i s 或者手工方式进 行受理、统计、处理是不现实的，建立能满足供电企业生产运行管理的m i s 是 当务之急。本文以杭州电力局的生产运行信息管理系统( p r m i s ，下文对生产运 行信息管理系统都简称为p r m i s ) 为例来说明供电企业生产运行m i s 的设计和 实现。 杭州电力局目前的计算机普及率较高，现已投入使用的软件系统有调度自 动化系统，用电营销管理系统，配电网地理信息系统，形成了具有一定功能的 管理信息系统。众所周知，生产运行管理融入了全局电力生产的每个环节，起 到了全局电力生产的关键、中枢作用。但是，从杭州电力局目前的一套p r m i s 四川大学工学硕士学位论文 软件来看，是早期开发的基于d o s 平台下用f o x b a s e 编写的应用软件，此软件 在运行中的不断修改下，仍在维持使用，但其功能单，软件业务流程与实际 业务流程脱节，加之程序问题多，业务人员不得不半脱离这套软件，一些业务 暂时用单机进行一些简单的数据处理，如文字、报表、统计等，对输变电设备 的参数、技术状况、运行健康状况、检修、缺陷等信息缺乏系统管理，资料不 全，数据混乱，工作量大而且容易出差错。此外，由于目前正在使用的应用系 统是彼此独立开发的，各应用系统只能设计自己所使用的数据文件，数据缺乏 统一组织、统一管理，信息资源没有得到充分共享，因此影响了企业的现代化、 科学化管理向纵深方向发展。这种状况已不适合现代电力生产发展的需求，从 提高杭州电力局生产运行的管理水平，树立企业的良好形象以及提高经济效益 考虑，开发适合于杭州电力局p r m i s 软件是非常必要的。p r m i s 则是运用现代 化的计算机管理手段对供电企业生产运行工作进行高效的管理，是电力部门为 用户提供高质量、高可靠性、高稳定性电能的有力保证。 本文将对杭州电力局p r m i s 的开发展开详细的论述，诸如生产运行管理中 线路的巡视管理、线路检修管理、线路缺陷管理、工作票的管理等。针对现有 供电企业信息管理系统的不足，提出行业内的一些先进技术手段来实现p r m i s 。 1 4 本文的主要工作 本文针对杭州电力局目前所使用的p r m i s 的落后现状，提出建设一套新的 先进的p r m i s 系统，来适应新环境下的需要。新的p r m i s 采用结构化、原型以 及面相对象相结合的开发方法，系统平台采用c s 、b s 相结合的结构体系，建 立系统三层结构，系统数据库平台采用以o r a c l e 8 1 7 分布式数据库为核心的管 理信息数据处理系统，设计并开发了p r m i s 。本文结合供电企业生产运行管理 的实际情况，提出行业内一些先进的技术方法，诸如c s 、b s 相结合的三层架 构体系，针对角色的权限安全机制等。 主要根据杭州电力局的生产运行管理运作模式，设计并完成了p r m i s 的研 究及应用，主要工作概括如下： i 根据供电企业的业务原理，研究p r m i s 在整个供电企业信息管理系统中 的地位。 四川大学工学硕士学位论文 2 采用结构化、原型以及面相对象相结合的开发方法，采用c s 、b s 相结合的结构体系对系统进行架构；分析对比目前流行的数据库平台，最终选 定o r a c l e 作为核心的管理信息数据处理系统，并对数据库进行设计。 3 对目前行业内的先进技术权限安全机制进行设计并论述。 4 根据杭州电力局的实际情况，对生产运行环节中的线路巡视、线路检修、 线路缺陷、工组票管理等子系统的功能模块进行详细设计。 5 实现设计好的生产运行管理环节中的模块。 6 根据杭州电力局p r m i s 的实施情况，研究它的运行情况及其达到的效果。 四川大学工学硕士学位论文 第二章供电企业生产运行m i s 的研究 2 1p r m i s 在供电企业生产信息管理中的地位 供电企业的生产综合管理就是对供电企业内部生产活动的管理，是对供电 企业日常生产活动的计划、组织、指挥、控制与协调，是供用电企业对电能( 产 品) 的输、配、供生产运行密切相关的各项管理工作的总称。对各级供电局( 公 司) 来说，供电生产管理是对管辖范围内输、配电网、供与用电和自发电的生 产运行活动进行管理。随着电力工业的生产规模不断扩大，并以高速度发展， 不仅生产技术愈趋复杂，而且生产管理工作量也与日俱增。所以在电网运行管 理过程中不仅要提高技术资料管理的科学性，保证资料的完整性、正确性、及 时性，而且要为提高电网的综合效益不断扩建、改造、维修，以降低线损，提高 电网的安全可靠性和经济性。 由于电力企业经营策略转变为“以市场需求为核心”，企业内部职能也随着 经营策略的转变为转变，所以，电力企业生产管理信息系统就是根据市场需求， 为用电客户服务提供有效的电能保障为目标，依托先进的计算机系统技术，结 合电力生产技术规范、规程，以及生产管理知识，辅助管理与业务人员开展生 产计划、生产技术、生产运行、生产检修等管理工作。 电力企业生产管理主要是对企业所管辖的不同电压等级电网的设备进行生 产技术管理、输配电网运行管理、输配电网建设与改造管理，电网运行调度管 理，生产运行管理以及安全监察管理等。而这些管理职能既互相依存、又相对 独立。根据某供电企业的实际业务分析，电力企业生产综合管理信息系统的功 能间的总体关系结构如图2 一l 所示。 1 4 四川大学工学硕士学位论文 图2 1 、电力企业生产综合管理信息系统总体结构示意图 生产运行管理是依据生产运行技术规范，按照生产计划要求进行电网日常 运行管理。电网的日常运行管理功能主要是对线路在日常运行中线路巡视、线 路检修、线路设备缺陷、两种工作票等记录进行维护的，并对这些信息进行汇 总、上报。如上图所示，生产运行管理的业务几乎与企业的所有方面都有着直 接或间接的联系。业务流程差不多遍及企业的各个部门。供电企业的一切生产 管理都是围绕设备线路展开的，设备线路管理可以说是供电企业运作的灵魂， 而生产运行管理即是专门针对设备线路的，所以加强生产运行管理尤为重要， 在其安排上，要切实根据各地实际情况和需要，突出重点，统筹兼顾，合理安 排，使运行管理能够顺利地组织实施和完成。 四川大学工学硕士学位论文 2 2 系统开发方法分析 2 2 1 结构化方法 结构化系统开发方法是自顶向下结构化方法、工程化的系统开发方法和生 命周期方法的结合，其基本思想是：用系统工程的思想和工程化的方法，按用 户至上的原则，结构化、模块化，自顶向下对系统进行分析与设计。结构化分 析就是在系统分析阶段使用自顶向下逐步求精的方法，即在高层抽象地描述， 然后逐层分解，直到最低层详细描述系统的每个细节，把所有细节加起来就形 成完整的系统。结构化设计就是以数据流为基础，自顶向下逐步求精和模块化 的过程。其主要内容包括将系统分解为模块的方法、评估模块质量的方法以及 从数据流图导出系统功能模块的规则。其目标是获得最优化系统功能模块。结 构化方法是长期以来应用最普遍的方法，也是目前来说最成熟的一种系统开发 设计方法。这个开发方法虽然是目前广泛被采用，但存在着致命的弱点与不足。 即：最突出的表现是它的起点低，开发周期长。另外，这种方法要求系统开发 者在调查中就充分地掌握用户的需求、管理状态以及预见可能发生的变化，这 不大符合人们循序渐进地认识事物的规律性。按结构化方法可以将整个项目按 步骤划分为若干个相对独立的阶段，按功能划分为若干个相对独立且复杂度相 对较低的非控制耦合子系统。应用结构化生命周期法进行软件开发按以下阶段 进行：系统规划阶段一系统分析阶段一系统设计阶段一系统实施阶段一系统运 行阶段。 系统规划阶段。根据用户对系统的需求，初步调查系统，进行可行性研究， 可行性研究主要涉及到当前现有物力，财力对新系统的承受能力，企业内部对 新系统的接收情况，以及目前计算机技术对管理人员所期望的系统能否实现等 问题。若系统可行性通过，再投入大量的人力，物力对系统进行详细的分析调 查，自顶向下，从组织管理工作的最顶层开始，逐步调查，直到最基层的业务， 得到系统整个的业务流程框架及数据流程框架。 系统分析阶段。系统分析的目的是提出m i s 的逻辑系统结构方案，分析整 理第一阶段所获得的文档资料。画出企业的组织结构图，进行功能分析。清理 1 6 四川大学工学硕士学位论文 业务和数据流程图是否通畅、合理，适当考虑优化问题。在对实际系统的业务 流程、管理功能、数据流程以及数据分析都作了详细的了解和形式化的描述以 后，就可以考虑系统的模块化设计和子系统划分了。 系统设计阶段。在系统分析阶段得到了系统的物理方案，即先进行总体物 理结构的规划，后进行具体物理模块的设计。这一阶段的设计主要包括以下几 个方面：代码设计，数据库设计，输出设计，输入设计，用户界面设计，模块 功能与处理过程设计。本阶段的最后结果是完成系统设计说明书。系统设计说 明书着重阐述系统设计的具体的物理方案，是以后进行系统实施的依据。 系统实施阶段。有了前一阶段的系统设计说明书，本阶段的任务主要是把 原来纸面上的新系统转换成可执行的应用软件系统。其主要内容包括：编程、 系统测试、系统安装和新旧系统的转换工作。 系统运行维护阶段。电力m i s 的开发不仅仅是涉及到技术的一般工程，它 也是一人一机的系统工程，所以其维护工作是必要的。在系统运行中，管理体 制和组织结构的变化，系统本身的错误，工作人员的更换，管理业务的变换， 等等，维护人员都要认真地去维护和管理。维护和管理必然要涉及到以前的文 档资料，所以在项目结束的同时，一定要做好以前系统文档规范管理工作。 2 2 2 原型方法 原型方法是8 0 年代随着计算机技术的发展，特别是在关系数据库、第4 代程序生成语言和各种系统开发生成环境产生的基础上，提出的一种从设计思 想、工具、手段都是全新的系统开发方法。它是信息系统研制过程中的一种简 单的模拟方法。原型方法是遵循人们认识事物的规律，采用模拟的手段引入系 统分析阶段，并在此分析和模拟的基础上，构造出一个原型，通过评价不断的 完善，直到用户满意。原型化方法不强调系统开发阶段的划分，而是在获得一 组基本的需求之后，设计一个初步的原形，并快速地建立一个接近用户需求的 模型，然后交给用户试用。经过用户试用一段时间后，根据用户对原型的意见 不断对原型进行修改和扩充，产生一个新的原型版本。如此反复迭代，使系统 功能越来越满足用户的需求，直至用户和开发者都比较满意为止。用原型法开 发软件有两种类型：建立需求规格原型和建立渐进原型。 1 7 四川大学工学硕士学位论文 建立需求规格原型是，开发人员力求密切与用户的关系，促进相互理解， 以准确了解目标系统的某些重要特征，获得更精确的需求说明书。特需求说明 书确定之后，这个原型般就被丢弃。所以这种方式也叫抛弃式原型法。 建立渐进原型法的开发方式是对系统原型作连续的精化，将系统需要具备 的功能逐步添加上去，直到系统所有的要求全部满足为止。此时原型也就发展 成为最终产品了。这种方式是一种交互式、增量式的开发。在开发过程中，开 发人员一直和用户保持密切联系，并非要求一次就做出最终产品，而是要经过 多次试探和反复，所以更符合人们的认识规律，因而也就更现实。 原型方法虽然“扬弃”了结构化系统开发方法的某些繁琐细节，继承了合 理的内核，减少开发的周期，但存在着一定的适用范围和局限性。所以，原型 法是在结构化开发方法的分析基础上，对结构化开发方法的发展和补充。 2 2 3 面向对象( 0 0 ) 的开发方法 面向对象的开发方法是从8 0 年代各种面向对象的程序设计方法逐步发展 而来的。面向对象方法一反功能分解方法只能单纯反映管理功能的结构状态， 数据流程模型只是侧重反映事物的信息特征和流程，信息模拟只能被动地迎合 实际问题需求的做法。 面向对象的开发方法认为，客观世界是由各种各样的对象组成的，每种对 象都由各自内部状态和运行规律，不同的对象之间的相互作用和联系就构成了 各种不同的系统。面向对象的方法的主体为对象，而对象至少应有以下特征： 模块性：对象是一个独立存在的实体，从外面可以了解它的功能，但其内 部细节是“隐蔽”的，不受外界干扰。对象之间的相互依赖很小。 继承和类比性：事物之间都有一定的相互联系，事物在整体结构中都会占 有它自身的位置。在对象之间有属性关系的共同性，即子模块继承了父模块的 属性，通过类比抽象出典型对象的过程。 动态连接性：各种对象之间统一、方便、动态的消息传统机制。 面向对象的方法是以对象为基础，利用特定的软件工具直接完成从对象客 体的描述到软件结构之间的转换，o o 方法的应用解决了传统的结构化开发方法 中客观世界描述工具和软件结构的不一致问题，缩短了开发周期，解决了分析 四川i 大学工学硕士学位论文 和设计到软件模块结构之间多次转换映射的繁杂过程，是一种有发展前途的系 统开发方法。能够满足软件开发对于生产效率、可靠性、易维护性、易管理等 方面的更高、更快、更强的迫切需求。 面向对象的开发强调从问题域的概念到软件程序和界面的直接映射；把客 观世界看成是许多对象更接近人类的自然思维方式。对象比函数更为稳定；软 件需求的变动往往是功能相关的变动，而其功能的执行者一对象一通常不 会有大的变动。另外，面向对象的开发也支持、鼓励软件工程实践中的信息隐 藏、数据抽象和封装。在一个对象内部的修改被局部隔离。面向对象开发的软 件易于修改、扩充和维护。 面向对象开发的使用鼓励重用，不仅软件的莺用，还包括分析、设计的模 型的重用。更进一步，0 0 技术还方便了软件的互换性，即，网络中一个节点上 应用能够利用另一个节点上的资源。面向对象的开发还支持并发、层次和复杂 等一些在目前的软件系统中常见的现象。面向对象的开发支持开放系统的建设； 利用不同的应用来进行软件集成有了更大的柔性。最后，面向对象开发的使用 可以减小开发复杂系统所面临的危险，主要是因为系统集成遍布软件生命周期 的各个阶段。面向对象本质上就是迭代的和渐增的。在这里，快速原型和反馈 环路是必需的标准结构。开发过程就是一次次的迭代反复过程。对象和它们之 间的关系成为分析、设计和编码等各个阶段的共同表达媒介。开发的重心从编 码向分析偏移，从功能为中心向数据为中心偏移。而且，面向对象开发的迭代 和无缝性使得重用变得更加自然。0 0 方法在处理复杂系统的分析和设计、分析 和设计的重用方面的应用前景也是非常可观。抽象、封装、模块化、层次、分 类、并行、稳定、可重用和可扩展性是0 0 方法的最主要的特点和成就。 面向对象方法与其它开发设计的不同之处就在于它提出了面向对象分析 o o a ( o b j e c to r i e n t e da n a l y s i s ) 方法和面向对象设计o o d ( o b j e c to r i e n t e d d e s i g n ) 方法。面向对象分析是将问题空间分解成一些类或对象，找出这些对象 的特点以及对象间的关系。在通常的系统分析过程中系统分析员遇到的困难主 要有：对问题空间的理解、对人们之间的通信以及需求不断变化的处理。 一般的系统开发者对系统需求者的业务都不是很熟悉。属于外行，而面向 对象的分析通过抽象问题空间中的事物，将要解决的问题直接映射到模型，减 四川大学工学硕士学位论文 少了语义差异和转换，使对系统的理解更准确、更容易。人们之间的通信是指 系统分析员与用户之间的通信。面向对象方法是建立在人类认识方法的基础上 的，将问题空问解析为：对象及其属性、整体及其部分一类属及其成员，为通 信提供了一种共同的法则，使通信变得更为有效了。在系统开发过程中，需求 会发生不断的变化，在系统中对这种变化最不敏感的就是对象。面向对象方法 显式地捕捉数据和处理的共性，将代表共性的类和对象稳定下来，把不稳定的 东西隐藏起来，这样就在一定程度上减少了系统的复杂性，使系统变得更稳定。 面向对象设计d 是o o a 的结果的具体实现，包括人枫交互、任务管理和 数据管理等。o o d 把属性和服务看作是一个内在的整体，从而保持分析、设计 和编程之间的内在一致性、它运用了人们思维的普遍的组织方法来进行组织设 计，使得问题空间专家、系统分析员、设计员、和程序员之间的沟通更加有效。 同原型方法一样面向对象方法需要一定的软件基础支持才能应用，另外在 大型的m i s 开发中如果不经过自顶向下的整体划分，而开始就自底向上的采用 o o 方法开发系统，同样会造成系统结构不合理，各部分关系失调等等问题。o o 的发展将日渐流行，0 0 技术也将日趋成熟。 2 2 4 系统分析方法应用综述 综上所述，软件开发方法选择的正确与否是信息系统开发成败的关键因素 之一。不同的系统对应不同的开发方法，只有开发方法适当，才能以较低的成 本获得适用的信息系统软件。据此，用户和软件开发人员在选择开发方法时应 根据企业的条件、基础管理水平和软件开发人员本身的素质以及每种开发方法 的特点和适用范围来选择软件开发方法。 结构化方法是把系统开发周期划分为各个阶段，下一阶段必须等上一阶段 完成后才能开始，每步都有严格的文档资料，这是一种稳扎稳打步步为营的开 发方法。其缺点是开发周期长，文档量大，来自用户的反馈慢，开发过程中用 户的可见性差。它适用于在软件需求比较明确、开发技术比较成熟、工程管理 比较严格的场合下使用。原型法是在系统初步分析的基础上，由开发者尽快构 造出一个能满足用户需求的应用系统原型，经用户初步应用，对系统有了一定 的认识后，再由系统开发者与用户反复进行交流，逐步达到了解用户的最终需 四川大学工学硕士学位论文 求( 需求规格原型方式) 或开发出最终的软件产品( 渐进化原型方式) 。其优点 是开发周期短、见效快、用户介入意识强，缺点是开发中的文档资料总结量大， 开发过程中系统可能会发生较大变化。这种方法特别适合于我国管理信息系统 的开发。在系统整体规划的基础上，采用面向对象的开发方法对各个实体进行 对象的抽象( 过程抽象、应用数据抽象) 、分解、分类、封装等，描述各对象的 内在的属性和属性的处理方法，分析对象之间相互传递信息的方式，面向对象方 法增强了系统开发过程的稳定性，使用户与开发人员之间的交流更直接、更准 确、更快、更容易。表2 一l 是三神开发方法的优缺点对比。 方法优点缺点应用 结构化方法1 面向用户 1 开发周期长，开发适用于技术层面难 2 工作阶段区分严过程复杂 度大，而分析层面难 格，工程进度易于计2 适应外部环境变度不大的系统适用 划和控制化能力差 于有大量运算、逻辑 3 运用了系统的观 3 对于结构化程度性强的大型系统 点，自顶向下开发较低的系统，功能需 4 工作成果文献化、 求很难在开发初期 标准化、便于交流与确定 日后的维护 原型法 1 增进用户与开发1 不如结构化法成 适用于分析层面难 人员之间的交流，用熟和便于控制 度大，技术层面难度 户的参与贯穿在整 2 需要有自动化的不大的系统 个开发过程中 工具的支持 2 动态辨认用户需 3 用户的大量参与 求 带来很多问题 3 缩短开发周期，降 低开发风险 面向对象法 1 用户与开发人员面向对象法由于出 适用于各种系统的 2 1 四川大学工学硕士学位论文 之间的交流更直接、 现的时间短，还没有分析与设计 更准确、更快、更容形成一个成熟的方 易法 2 增强了系统开发 过程的稳定性 3 提高了软件生产 效率和软件质量 4 系统具有良好的 可维护性、可扩充性 和可重用性 表2 1 、三种开发方法的优缺点对比 这三神方法都有各自的特点和长处，面向对象法是目前被认为是最适合进 行系统分析和设计方法，但是并不是说其他的方法都不再使用了，结构化法和 原型法在目前信息系统的开发与设计中依然经常被人们所采用，随着人们对这 些开发和设计方法理解和应用的深入，越来越多的是将各种开发和设计方法结 合在一起应用。比如将原型法与结构化法结合在一起，用原型法进行需求分析， 以经过修改后，确定的原形系统作为系统开发的依据。而用结构化法进行系统 分析，尽快作出原型系统完善系统需求。 p r m i s 的建设应该是从面向过程的开发方法逐步转向面向对象的开发方 法，其面向对象的开发工具不断完善，但是，电力行业的企业管理信息系统是 非常复杂的，仅仅采用一种开发方法是不可行的，任何方法在系统开发领域中 是相互依存的、不可替代的，必须根据开发的整体对象将结构化方法、原型方 法和面向对象方法按照各方法的优点在不同的阶段、不同的范畴进行交叉互补 的使用，我们将对p r m i s 采用如下所述的开发方法： 1 系统调查与分析采用结构化方法，自顶向下对供电企业的管理与管理 对象进行全面调查，对企业管理进行整体规