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1、第3章现代集成制造系统的方法体系,3.3CIMS的建模方法,IDEF建模方法 GRAI建模方法 ARIS控制视图的过程链方法 面向对象的I2DEF方法 UML方法 建模方法比较 企业建模方法的发展趋势,2020/7/10,3,面向对象的建模方法,以对象的观点来分析和描述现实世界中的问题 分类 封装 继承 消息 多态,2020/7/10,4,UML方法,由世界著名的面向对象专家 Grady Booch 、 James Rumbaugh 和 Ivar Jacobson 发起，分别在 Booch 方法、 OMT 方法、 OOSE 方法的基础上修改完成的，它集成了几种建模语言的优点。 于 1997 年

2、被 OMG 组织批准作为标准。,2020/7/10,5,UML的企业价值,UML通常被认为是一种可帮助你看到、定义、建构，并可文件化软件-密集系统（software-intensive systems）的语言。 然而，UML分析师强化了该语言的功能，使之可应用在不同的领域范畴内。这种特性使它快速地成为传统企业模型与其后的系统分析与设计的首要语言。 UML已经成功地应用在模型化任何你所能想象的系统之上。 从数据结构到内嵌实时系统，到XML规格与实体企业组织等等。 企业分析师把UML视为一种将组织流程可视化的方便工具。,2020/7/10,6,UML的企业价值,UML是目前在企业模型上所能找到的最

3、有力、也最具弹性的工具。它可帮助您化繁为简，降低开发时间，并且改善系统品质。 UML为企业分析师与开发者提供了一套共同语言。 UML是可视化的工具。 UML具对象导向的特性。 UML可同时以架构性与动态性的角度来描述企业流程。 UML帮助您将焦点放在客户身上。 UML有助您导出更佳的系统需求。,2020/7/10,7,UML为企业分析师与开发者提供了一套共同语言,UML让您在将企业流程模型化的过程中，以及软件工作小组建立系统模型化或将流程自动化时，所将使用到的符号、图型他种型式的记号统一标准化。 企业人与系统人可以沟通了！ 直到UML被应用在企业模型之前，在企业设计与系统设计之间始终存在着一道

4、鸿沟 。 UML大量地排除了在开发者、企业管理者以及客户之间的观点上的分岐。 使用UML模型时，企业的关键考虑便较为可能将系统需求包括在内，而这最终也将导致系统能为客户提供更好的服务。,2020/7/10,8,UML是可视化的工具,传统流程图对于有效建立企业模型来说，显得太线性化了。 有限的观点可能在流程中导出错误印象，比如说瓶颈所在，或信息的流向。 想完整地将企业模型化，你必须在问题发生时回答这些由来以久的问题：who, how, what, why与when。,2020/7/10,9,UML是可视化的工具,UML可让您清楚看到企业是如何运作的。 此处的who, what以及how全都以符号

5、和图型来表示。 所有的关系、活动，以及各种信息、商品与服务之流向，全都变得显而易见。 这种可视化的表述让您得以看见瓶颈所在，了解信息如何流动（或许未必），并可决定谁该用企业信息做什么事。 举例来说，当在单一点上必须流过太多信息时，一个可视化的模型便可使之一目了然，并指出应将其中的某些信息重新导向其它的流程。,2020/7/10,10,UML是可视化的工具,一个建构良好的UML可视化企业模型，可解答以下这些基本问题： 企业的内部与外部客户？ 系统可在何处为您的企业增进最佳价值？ 在组织内部及或外部，有哪些事件会驱动每一件企业流程？ 这些企业流程生产了哪些终端产品？ 这些企业流程产生了哪些内部待送

6、货品？ 支持企业的组织架构是什么？ 在组织架构中，有哪些角色及责任必须将之归为系统的一部份？,2020/7/10,11,UML可同时以架构性与动态性的角度来描述企业流程,一个企业变得愈自动化，其相关的软件系统愈将成为该企业的价值核心所在。 了解这些交织的系统如何互动以及它们如何在一个变动的企业环境中成功地进行改革可说是致胜的关键。 UML的价值在于它可让您同时以架构性与动态性（structurally and dynamically）的角度来看待企业内部。 UML具备许多不同的图形型式，可供您以许多不同的角度来表现信息。这些不重复的观点将可完整地描述企业，并提供有意义的信息给不同阶层的管理者看

7、。,2020/7/10,12,UML可同时以架构性与动态性的角度来描述企业流程,UML使用个案（use case）由行为者（客户）如何利用企业来达到特定目标的观点，描述了企业的流程。 使用个案乃由一外部的观点，自头至尾完整地描述企业流程。 “传统”企业模型化将流程分解或向下细分。 在传统分解当中，整体未必等同于各部份的总和。流程的描述遂成了互相独立的局面，它们之间的关系也变得比较不明显。这些独立的叙述所能带给企业的好处，就比较难以计量，而它们的价值也因此开始显得主观。 UML提供了共通性的语言，并可在开发者与企业人员之间共享相同的讨论基础。我们并不需要冒着可能误解语意的风险，将模型翻译成文字。

8、,2020/7/10,13,UML将焦点放在客户,UML企业模型化方法乃以企业使用个案为中心，强调一个企业流程如何将其价值带给客户。 这种以客户为中心的观念，可让您对您的系统建立起外部的观念（external view）。特别对所谓的e-企业而言，因其重视外部信息，将之视为是致胜的关键，它更是一种有力且有效的方式。,2020/7/10,14,UML胜任企业建模工作,UML可开发出一稳固的企业模型，使其可应用在成功的软件系统开发。它具有以下特性，因此优于其它的选择： 它在每一个阶段上，利用整合模型与开发语言的方式，将开发团队与企业团队统一起来。 它巩固了一个稳健的组件式的架构，使得设计与开发的工

9、作容易控制、管理、以及核对，因此可降底成本，并缩短开发周期。 在流程中的每一个步骤中，它有助于您将注意力不仅放在技术革新，或甚至是更高的效率上，还放在您所能带给客户的企业价值上头。,2020/7/10,15,基于 UML 的企业建模,UML 共包括 5 类 9 种模型 ，包括用例图、类图、对象图、状态图、顺序图、协作图、活动图、构件图、配置图等。 用例图（ Use Case Diagram ）描述了一组用例和参与者以及他们之间的关系，描述系统提供的功能，显示了系统的外部角色以及他们与系统所提供的用例之间的关系（由“谁”提供了哪些功能或哪些服务）。 类图（ Class Diagram ）显示了一

10、组类、接口、协作以及他们之间的关系，描述了系统中类的静态结构，定义了系统类的内部结构属性和操作。 对象图（ Object Diagram ）显示了一组对象以及他们之间的关系。,2020/7/10,16,基于 UML 的企业建模,状态图（ State Diagram ）显示了一个由状态、转换、事件和活动组成的状态机，描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。 顺序图（ Sequence Diagram ）描述对象之间的动态协作和消息传递，强调消息的时间次序的交互图。 协作图（ Collaboration Diagram ）描述对象之间的协作关系，强调收发消息的对象的结构组织的交互图

11、。 活动图（ Active Diagram ）显示了系统从活动到活动的流以及活动之间的约束关系。 构件图（ Component Diagram ）显示了程序代码的物理结构。 配置图（ Deployment Diagram ）显示了软件在硬件环境中的配置关系。,2020/7/10,17,2020/7/10,18,2020/7/10,19,基于 UML 的企业建模,采用 UML 建立企业模型时 在企业的功能建模方面采用例图 (Use Case Diagram) ； 组织建模方面采用对象图 ( Object Diagram) ； 在信息建模方面采用类图，建立表结构以及表结构之间关系的描述； 在过程建

12、模（工作流建模）方面采用活动图（ Active Diagram ）或状态图 (Statechart Diagram) 描述业务流程； 在资源建模方面采用类图构成企业资源分类树 同时吸收 IDEF 建模 “逐步求精” 的思想，在信息流方面逐层分解，并根据企业业务的特点，可适当利用 UML 扩展机制建立扩展版型。,2020/7/10,20,基于 UML 的企业建模,UML 企业建模为充分认识、完整表达和准确分析企业模型提供了依据和基础。 一方面实现了业务建模与软件建模的横向统一； 另一方面 UML 贯穿系统开发的整个过程，实现了从需求分析、设计、实施、部署过程的纵向统一，如为实施阶段的代码实现提供

13、框架（ Link concepts to executable code）， UML 对于构件、软件体系结构、配置实施等在大型复杂项目中的建模能力等，较好地实现了以业务工程为中心向 IT 为中心的过程转变。,2020/7/10,21,基于 UML 的企业建模,几种视图之间的关系 集成化的企业建模视图结构，是以工作流模型为核心，其它模型 ( 功能模型、信息模型、组织模型、资源模型 ) 为辅的集成建模。这与 Rose 从用例视图、逻辑视图、组件视图、发布视图四个角度进行软件系统建模的思想非常相似。,2020/7/10,22,基于 UML 的企业建模,实例过程图,2020/7/10,23,基于 UM

14、L 的企业建模,实例用例图,2020/7/10,24,例子：新产品开发,2020/7/10,25,UMLUSE CASE用例,2020/7/10,26,UMLClass diagram类图,2020/7/10,27,Example,2020/7/10,28,UMLactivity diagram活动图,2020/7/10,29,UMLstate diagram状态图,2020/7/10,30,UMLsequence diagram顺序图,2020/7/10,31,UMLCollaboration diagram协作图,2020/7/10,32,企业建模方法比较,ARIS 基于过程的企业建模、仿

15、真分析的工具集，可与 S A P 等 E R P 商业套件集成在一起，提供 B P R 、 E R P 系统实施、企业流程监控及持续改善等一体化的 解决方案。 它通过构建组织结构、过程、功能、数据、产品 / 服务五大类模型，把与企业有关的诸多对象，按照对象间存在的各类关系有机地关联起来，并采用直观简洁的图形化方式，将企业流程的每一活动过程分层次地、由粗到细地描述 出来。 方法是：先构建组织模型，在此前提下，为实现企业活动的全过程构建过程模型，并且围绕过程的描述，将过程中涉及的功能、事件及数据信息加以归类和描述，分别构建功能模型和数据模型。模型建立的过程又是个可分层次、由粗到细、由浅入深的过程。

16、 ARIS 是 SAP 采用的建模方法，其方法和技术有很大程度的厂商垄断性，形成对开放式的行业标准的阻碍；,2020/7/10,33,企业建模方法比较,IDEF 系列 根据国家 863CIMS 项目标准，我们采用 IDEF0 建立功能模型，进行需求分析；采用 IDEF1x 建立信息模型。 在 IDEF 系列中虽然有相关支持面向对象的特点，但其通用性不强；而且没有提供对动态企业特征的企业建模的支持。 IDEF 方法有许多个层次针对不同的模型有不同的语义、语用、语法模型，对于模型之间的一致性、 IDEF 之间的集成和一致性等方面的问题一直是研究的重点。,2020/7/10,34,企业建模方法比较,

17、UML UML 可以对任何大型的系统包括软件、机械系统、企业过程、复杂的信息系统、实时系统、分布系统、商业系统等进行建模。 UML 方法的类和模型图是一个整体，可以采用任何一种模型图或者其组合实现可视化和面向对象技术的建模。,2020/7/10,35,企业建模方法的发展趋势,1.对全企业范围和全生命周期的支持： 企业建模工具应该支持企业的全部应用范围和企业实施CIMS的全生命周期（ 需求分析、设计、实施、系统维护） 2.支持文档管理和知识管理： 在知识和产品创新日趋加快， 人才日益成为企业最宝贵财富的当今， 文档管理与知识管理已经成为企业迫切需要解决的关键问题。有效的文档管理和知识管理可以充分

18、利用企业的已有技术和知识资源，促进产品的快速创新设计,2020/7/10,36,企业建模方法的发展趋势,3.基于CIM参考体系： 企业建模方法与相应软件工具的建立在理论上需要有良好的CIM参考体系结构作为支持基础， CIM体系结构指导建模框架和建模方法的形成， 指导建模软件的设计与组建 4.集成化建模方法： 从建立多个独立的视图发展到集成化企业建模阶段， 视图之间应该是一个有机结合的整体， 需要发展一种集成的、以某一视图为主、以其它视图为补充的对企业进行全面建模的方法,2020/7/10,37,企业建模方法的发展趋势,5.加强分析功能： 在发展建模方法的同时， 加强对模型的分析功能， 通过系统

19、化的仿真分析可以对所建立的企业进行功能、组织和过程的优化 6.采用模块化、层次化和可重用的建模软件系统结构 7.充分利用已有的研究成果： 在研究和开发新的企业建模与分析方法时， 充分利用已有的研究成果， 这是快速、高效建立企业模型的有效手段,2020/7/10,38,企业建模方法的发展趋势,8.遵循已有的国际标准： 采用开放的系统体系结构： 采用面向对象的软件设计开发方法与软构件技术， 以保证系统有良好的可扩展性和软件模块的可重用性； 9.实用性和方便性： 提高建模分析工具的实用性和方便性， 可以促进建模工具在更大范围内进行推广应用； 10.注重产品的设计开发过程： 当今企业的竞争在很大程度上

20、取决于企业产品创新的能力， 企业建模过程中， 要充分注重产品设计开发过程的建模； 11.方便的用户界面： 建模工具的用户界面采用WEB方式以统一用户界面风格， 方便用户使用,3.4面向企业整体解决方案的建模工具的应用,2020/7/10,40,企业CIMS实施四个阶段,企业诊断阶段 需求分析阶段 系统设计阶段 实施与运行维护阶段,2020/7/10,41,企业诊断阶段,在业务调查基础上，利用仿真工具和诊断工具进行企业现状的分析、诊断，确定存在的问题，分析相应的对策，并建立企业现状改进方案。 1.企业现状分析 2.诊断,了解企业现状,企业现状信息,企业现状建模,企业现状模型,企业现状模型仿真,仿

21、真分析数据,企业现状模型诊断,诊断结果,分析诊断结果,企业现状改进方案,建模工具,仿真工具,诊断工具,企业现状分析,诊断,2020/7/10,42,需求分析阶段,描述一个企业目标，约束，基本的规则等，确定企业的业务需求及对CIMS系统的功能需求，即描述为了实现企业目标应该作些什么？ 1.企业需求定义 2.需求模型优化 3.需求模型细化,用户需求询问,用户需求,需求定义,需求定义初步模型,需求定义初步模型仿真,仿真分析数据,需求定义初步模型评价,评价结果,评价结果与预期目标比较,可接受的需求定义初步模型,建模工具,仿真工具,评价工具,需求模型优化,需求模型细化,业务现状分析,优化目标,企业需求,

22、一致否？,需求定义细化,需求定义模型,建模工具,否,是,需求定义,2020/7/10,43,系统设计阶段,在需求分析阶段所建立的需求定义初步模型的基础上，逐步建立在技术上可实现的设计模型，所得到的设计模型独立于具体实施语言和实施方式。 1.系统设计 2.系统优化,系统设计初步模型,模型仿真,仿真分析数据,诊断,诊断结果,模型优化,优化模型,优化模型仿真,仿真分析数据,建模工具,仿真工具,诊断工具,系统优化,系统设计,存在问题？,优化前后模型对比,需求定义模型,评价工具,否,是,系统设计,优化？,系统设计模型,建模工具,仿真工具,优,否,2020/7/10,44,实施与运行维护阶段,在设计模型的基础上，通过定义具体的操作者，执行器，资源实体，组织单元和应用软件，来描述系统的实施状态。 面向应用的详细设计 模型转换 系统维护,工作流模型定义,工作流模型,工作流实例化,工作流执行模型,其他视图向应用模 型的转换与映射,系统应用模型,模型转换,应用系统,系统维护,需求文档,建模工具,