信息系统建模环境下的企业建模

1、信息系统建模环境下企业建模在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。计算机技术的发展，使人类第一次可以利用极为简洁的“0”和“1”编码技术，来实现对一切声音、文字、图像和数据

2、的编码、解码。各类信息的采集、处理、贮存和传输实现了标准化和高速处理。数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。信息系统建模属于数字化制造的发展的一个重要方面。大型信息系统通常十分复杂，很难直接对它进行分析设计，人们经常借助模型来设计分析系统。模型是现实世界中的某些事物的一种抽象表示。抽象的含义是抽取事物的本质特性，忽略事物的其他次要因素。因此，模型既反映事物的原型，又不等于该原型。模型是理解、分析、开发或改造事物原型的一种常用手段。例如，建造大楼前常先做大楼

3、的模型，以便在大楼动工前就能使人们对未来的大楼有一个十分清晰的感性认识，显然，大楼模型还可以用来改进大楼的设计方案。在信息系统中，模型是开发过程中的一个不可缺少的工具。实质上，信息系统可以看成是由一系列有序的模型构成的，这些有序模型通常为：功能模型、信息模型、数据模型、控制模型和决策模型，所谓有序是指这些模型上分别在系统的不同开发阶段、不同开发层次上建立的。模型的表示形式可以是数学公式、缩小的物理装置、图表文字说明，也可以是专用的形式化语言。模型建立的思路有两种：自顶向下、逐步求精和自底向上、综合集成。模型的目标即模型研究的目的，知识是指现实系统的知识和模型构造知识，数据是指系统的原始信息，这

4、三方面构成了建模过程的输入。模型构造是具体的建模技术的运用过程。可信性分析是指分析所建模型能否满足系统目标。信息系统建模的出现对企业建模提出了新的要求：面对动态多变的市场环境，不仅单个企业的经营过程需要不断进行重组以快速响应市场，企业之间也要通过信息系统，以动态联盟的方式组成虚拟企业，发挥各自优势，最大限度获得共赢。企业建模必须围绕着跨地域、多利润中心的产品全生命周期展开，企业模型应该具有高灵活性和低风险性，并表现出虚拟企业成员之间的密切协作，既适应虚拟企业经营过程快速重组的要求，同时还要尽量避免 或 减 少 传 统 上BPR （ Business Process Reengineering，

5、企业经营过程重构）的高风险。因此，研究基于系统建模的企业建模理论、技术和方法，并开发出相应的工具系统，具有十分重要的意义。一、传统企业建模的局限企业建模在国外已经研究多年，并且取得了丰富的研究成果。比较著名的有：CIMOSA方法、GRAI/GIM方法、IDEF方法、ARIS体系结构和 PERA方法等，另外，工作流技术和面向对象方法等也被应用到企业建模研究中。这些方法从不同的角度和出发点提出了各自对于企业这个复杂系统的理解和描述，并相应开发了一些工具系统。这几个建模方法主要应用于传统的 CIMS工程，随着信息系统建模的提出，它们的局限性不可避免地暴露出来，集中反映在如下几个方面：（1)现有建模方

6、法的各个视图主要是针对一个集中式企业的静态视图，无法适应信息系统环境下经常变化的信息集成、资源集成、过程集成和企业间集成，缺乏完成对虚拟企业信息系统的不断改进和维护过程的持续支持。（2) 由于企业系统的复杂性，许多学者采用多视图建模的方法来描述企业的不同侧面，而不同视图之间的集成却是很多建模方法的弱点，在信息系统环境下，虚拟企业的信息系统结构比单个企业的更加复杂，视图集成的难度也更大，因此还需要进一步加强这方面的研究。另外，传统的企业建模方法也不能满足信息系统建模制造工程实施的需要。（3) 信息系统建模制造环境下，生产组织形式采用的是多个企业围绕产品全生命周期的项目管理，各种视图模型的建立同以

7、往都有较大不同，这需要适应性和柔性更强的企业建模工具，现有的这些工具难以满足这样的要求。而且，即使在传统的 CIMS 工程中，建模工具与其它应用系统集成也一直是一个没有解决好的问题，在当前的异构跨域的网络化信息系统环境下，更是难以直接将这些方法应用到虚拟企业的动态建模上。（4) 模型性能评价指标体系在企业建模方法中占有重要的地位，由于信息系统建模的制造企业同传统企业在组织、结构和管理模式上都有较大差异，现有的模型性能评价体系难以适用。 （5) 信息系统建模环境下的企业建模过程涉及到多个企业（或利润中心）的协同问题，这也是传统建模方法所不能承担的。总之，企业建模是一项复杂的系统工程，信息系统建模

8、的模式对企业建模理论和方法在适应性、集成化、面向全生命周期、性能优化、一体化建模与实施等方面提出了更高的要求，传统的 CIMS 企业建模已经不能满足这些需要。二、 信息系统建模环境下的企业建模 信息系统建模环境下的企业建模并非完全抛弃传统的企业建模方法，而主要是在各个企业已存在模型的基础上，根据产品需求，通过分布式协同建模方式，对部分模型或视图进行重新整合。这种对成员企业部分模型或视图的集成，将大大提高企业原有建模成果的可重用性，缩短建模周期和降低成本。因此，信息系统建模环境下的企业模型仍可以用传统的多视图方式来表达：（1）功能视图由于企业是应市场上对某种产品的需求产生，因此只要产品订单被认定

9、，有时甚至仅仅有一个意向，完成产品需要的功能就可能被提出了。这时候，尽管企业还没有真正建立起来，发起人或盟主却可以开始围绕产品进行虚拟企业功能视图的初步勾画，把该视图同本企业原有功能视图进行比较，就可以确定本企业所能承担的任务，超出本企业功能之外的部分则作为寻找加盟伙伴的依据。因此在时序上，功能视图先于其它视图提出。单个企业的功能视图反映了该企业的能力和技术优势，各个侯选的企业成员通过信息系统提交自己的功能视图，然后与盟主的功能要求进行比较和整合，从而形成一个比较完备的虚拟企业功能视图。其后，随着项目的进展和其它视图的生成，功能视图还要被进一步改善和细化。（2）资源视图 资源视图是对企业资源的

10、分类、构成、结构、资源之间联系及资源与其它企业视图元素联系的等描述。在虚拟企业中，各个成员企业提供的可能只是其总体资源的一部分，或者说，参与企业的只是成员企业资源树的一个分枝，那么它们的资源视图也只是部分可见的。各个企业资源视图的可见部分汇集在一起，经过重新整合，形成了企业的资源视图结构。（3）组织视图 企业的组织结构是建立在这样的一个基础上：各个成员企业抽调出一定的组织单元或人员（我们把一个成员企业的组织单元或人员称为一个队员），组成围绕产品全生命周期的开发团队。每个队员由本企业的一个静态角色转化为虚拟企业网状组织结构中的一个节点，它们在信息系统建模环境下协同工作。因此，企业的组织视图是根据

11、产品全生命周期过程的需要，通过对各个队员的角色进行重新定义而完成。 （4）信息视图 组织视图确定了各个队员的协作关系，从而在一定程度上也暗示了它们之间的信息传递关系，从而提供了建立信息视图的依据，虚拟企业的信息视图主要任务不再是对最基本的数据结构特征描述（因为大部分在各企业的信息视图中已经完成），而把注意力集中在如何描述各个成员之间的信息共享关系上，因此这里的信息视图是建立不同企业成员间信息接口的依据。 （5）过程视图 虚拟企业的过程视图不直接同各成员企业模型相关，而是在上述几个视图的基础上产生，它从功能视图中抽取产品全生命周期各个阶段的目标；从资源视图中抽取各资源在各个阶段可能的状态信息；从

12、组织视图中抽取完成各个活动的角色信息；从信息视图中抽取数据流信息。然后将这些信息归约为过程目标和系统约束条件，将产品全生命周期中的关键活动组织为适当的过程。过程视图直接映射了产品全生命周期的各个阶段，它是信息系统建模境下企业建模的核心视图，过程视图不仅从其它视图中提取信息，反过来也驱动其它视图的修改和完善。 在信息系统环境下建立起来的企业模型尽管保留了许多传统企业模型的形式，但还有许多新的特点：1）以过程视图作为贯穿于产品全生命周期的一条主线，将其它视图紧密联系在一起，反映了虚拟企业全貌。 2）模型具有动态性，伴随虚拟企业产生而产生，当虚拟企业解体时，即完成历史使命，变为建立其它虚拟企业时的参考模型。 3）具有可重用性，除了过程视图外，其它的视图都是用从成员企业模型中抽取出来部分视图整合而成，这意味着它具有插装式特点。参考文献1 段吉海. 基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计. 电子工业出版社, 20042 周中元. 信息系统建模方法. 机械工程学院学报, 20023 赵博,范玉顺. 网络化制造环境下的动态企业建模. 机械工程学院学报，20024刘俊萍. 信息化工程人力资源子系统研究D. 南京理工大学, 20045梁卓. 数字化制造在企业实施的探讨A,第二届中国航空学会青年科技论坛文集 C, 20066杨建华. 面向网络化制造的敏捷企业动态建模