面向制造企業(yè)信息集成化綜合發(fā)展的企業(yè)模型應(yīng)用

馬秋菊

(承德石油高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)與信息工程系，河北 承德 067000)

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)將信息技術(shù)、管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段。從而提高工作效率和設(shè)計(jì)水平，最終提升企業(yè)的市場應(yīng)變能力和核心競爭能力。但是隨著市場需求變化以及先進(jìn)制造等技術(shù)的不斷出現(xiàn)，企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)的集成與動(dòng)態(tài)重組也隨之相應(yīng)變化，這就要求企業(yè)集成能快速、動(dòng)態(tài)地重組各種業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不斷地改進(jìn)、更新、添加新的業(yè)務(wù)和新技術(shù)流程，而企業(yè)模型是保證制造企業(yè)信息集成綜合發(fā)展的重要基礎(chǔ)，因此，為不斷適應(yīng)企業(yè)重組帶來的新變化，研究和開發(fā)更靈活、更具柔性的面向制造企業(yè)信息集成化綜合發(fā)展的企業(yè)模型應(yīng)用平臺(tái)具有重要意義[1-2］。

1 制造企業(yè)模型平臺(tái)是信息化綜合發(fā)展的必要基礎(chǔ)

企業(yè)信息集成化是將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)等結(jié)合起來，一方面通過信息化的實(shí)施來提高管理水平和整體素質(zhì)，對原有不合理的業(yè)務(wù)流程或資源配置進(jìn)行優(yōu)化，以幫助企業(yè)建立一個(gè)科學(xué)、規(guī)范的管理基礎(chǔ)，并能夠靈活有效地進(jìn)行計(jì)劃和管理，提升生產(chǎn)、經(jīng)營、決策能力，并且快捷地滿足客戶的動(dòng)態(tài)需求和當(dāng)前市場的競爭形式[3］。另一方面，將各種先進(jìn)的管理方法、企業(yè)的生產(chǎn)、業(yè)務(wù)過程優(yōu)化策略以信息系統(tǒng)的形式物化下來，為企業(yè)協(xié)同化運(yùn)行提供支撐環(huán)境和使用工具，保持競爭能力。

然而，隨著制造企業(yè)經(jīng)營的不斷變化，要求所規(guī)劃實(shí)施的信息系統(tǒng)，在信息技術(shù)發(fā)展或產(chǎn)品制造技術(shù)和經(jīng)營市場環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，能夠根據(jù)新的經(jīng)營運(yùn)作需求進(jìn)行升級或能夠進(jìn)行快速重組。在規(guī)劃和實(shí)施企業(yè)信息化系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施到運(yùn)行維護(hù)的各個(gè)階段，都需要考慮制造企業(yè)內(nèi)部的相關(guān)產(chǎn)品、過程、資源、組織、管理等多方面的因素，還需要分析這些因素對信息化實(shí)施帶來的影響，為了保護(hù)企業(yè)已有技術(shù)、投資及重要信息資源，要求所規(guī)劃實(shí)施的信息系統(tǒng)，在信息技術(shù)發(fā)展或市場環(huán)境發(fā)生變化時(shí)能夠根據(jù)新的經(jīng)營運(yùn)作需求進(jìn)行升級或能夠進(jìn)行快速重組。實(shí)施一個(gè)既能夠滿足當(dāng)前企業(yè)需求，又具有可持續(xù)升級能力、敏捷地實(shí)現(xiàn)集成系統(tǒng)重組，且功能強(qiáng)大并具有良好綜合發(fā)展能力的信息系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確、快速、方便為企業(yè)集成提供前提條件的企業(yè)建模系統(tǒng)是關(guān)鍵。

2 面向制造企業(yè)信息化綜合發(fā)展的企業(yè)模型平臺(tái)框架

2.1 先進(jìn)集成制造理念是企業(yè)信息化綜合發(fā)展方案的指導(dǎo)思想

在現(xiàn)代集成制造理念的指導(dǎo)下，利用先進(jìn)的信息技術(shù)，基于已有問題的求解方案，規(guī)劃和設(shè)計(jì)一個(gè)可持續(xù)支持企業(yè)信息化工作的集成框架，通過各種模型描述企業(yè)內(nèi)部各種應(yīng)用系統(tǒng)、功能、人員、信息資源及數(shù)字化設(shè)備間的協(xié)同關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)以模型為核心的企業(yè)信息化實(shí)施的關(guān)鍵。圖1是以模型為核心的企業(yè)信息化實(shí)施框架，特別是以演進(jìn)的集成化產(chǎn)品、過程、資源模型為核心的集成思想和集成策略。

框架分為企業(yè)入口、應(yīng)用軟件與構(gòu)件、資源模型管理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫四個(gè)層次。企業(yè)入口為用戶提供安全的訪問企業(yè)信息系統(tǒng)界面;先進(jìn)的過程管理系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和決策系統(tǒng)層，包括CRM、ERP、CAD、CAM等應(yīng)用軟件與構(gòu)件，為企業(yè)信息化解決方案提供面向生產(chǎn)全生命周期管理的信息化技術(shù)支持;網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)層。

演進(jìn)的集成化產(chǎn)品、過程、資源模型管理系統(tǒng)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、過程、資源集成的核心，也是實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用軟件之間信息和過程集成的載體。該層次隨著產(chǎn)品的整個(gè)生命周期不斷變化，以適應(yīng)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的不同階段對模型在視圖、模型細(xì)致程度、重點(diǎn)因素方面的要求。

2.2 面向制造企業(yè)信息集成化綜合發(fā)展需要的建模支持平臺(tái)框架

在以模型為核心的企業(yè)信息化解決方案的實(shí)施中，建模支持平臺(tái)框架與工具主要包括企業(yè)模型庫及管理系統(tǒng)、建模管理系統(tǒng)、建模與分析系統(tǒng)、模型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、平臺(tái)與執(zhí)行系統(tǒng)和輔助管理系統(tǒng)。圖2給出了面向信息化整體解決方案實(shí)施需要的主要支持平臺(tái)與工具，以及這些平臺(tái)和工具之間的關(guān)系。

2.2.1 企業(yè)模型庫與模型管理系統(tǒng)

模型庫中存放采用建模工具建立的企業(yè)模型，它存儲(chǔ)了模型數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。模型庫中存放的模型包含了數(shù)據(jù)框架中的不同生命周期、不同視圖以及不同通用性的所有模型。模型庫提供整個(gè)集成化企業(yè)建模體系結(jié)構(gòu)的所有成分，既包括不同的建模階段、不同的建模視圖的基本模型構(gòu)件，也包括與建?；顒?dòng)相關(guān)的約束、規(guī)則、術(shù)語、服務(wù)和協(xié)議等，所有模型采用統(tǒng)一的描述語言來表示各模型元素和元素間的關(guān)系，并保持模型數(shù)據(jù)之間的一致性。

企業(yè)建模活動(dòng)從簡單到復(fù)雜，從抽象到具體、從一般到特殊逐步進(jìn)行，利用模型構(gòu)件及參考模型是在大量工程應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽取而得到的，模型構(gòu)件及參考模型庫的建立和維護(hù)可以為企業(yè)信息化工程不同階段的工作提供有實(shí)際應(yīng)用的模型框架基礎(chǔ)，并有助于進(jìn)行企業(yè)診斷和模型優(yōu)化。為提高企業(yè)建模質(zhì)量、縮短企業(yè)建模周期、減少企業(yè)建模成本提供直接的支持。

模型管理系統(tǒng)主要完成對模型的管理，并為其他系統(tǒng)訪問模型提供模型訪問語言和操作接口，其他應(yīng)用工具通過一致的模型訪問語言對模型庫中的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問和使用，包括執(zhí)行查詢、增加、刪除、修改和運(yùn)算等操作。

2.2.2 模型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

主要負(fù)責(zé)處理建模系統(tǒng)與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)之間的消息傳遞和格式轉(zhuǎn)換。模型翻譯器完成企業(yè)模型庫中的模型、企業(yè)中已有的其他模型、應(yīng)用需要的格式模型之間的翻譯和轉(zhuǎn)換，通過這個(gè)翻譯器實(shí)現(xiàn)對已有模型的重用，以及對其他主流建模語言的集成。如UML、XML及STEP等。

2.2.3 建模管理系統(tǒng)與建模輔助系統(tǒng)

建模管理系統(tǒng)包含建模過程管理工具和知識(shí)管理工具。建模過程管理工具完成對建模過程的控制和管理，并對建模系統(tǒng)中不同工具之間的協(xié)作進(jìn)行管理，以提高建模的效率和減少模型之間的沖突。知識(shí)管理工具完成企業(yè)知識(shí)、建模知識(shí)的抽取和管理，完成參考模型管理和整個(gè)建模過程的文檔管理。它從知識(shí)工程的角度上支持知識(shí)處理相關(guān)的過程，如支持企業(yè)需求到建模的轉(zhuǎn)化、參考模型到企業(yè)模型的例化、企業(yè)模型到參考模型的抽取等過程。隨著經(jīng)營的不斷擴(kuò)大和制造技術(shù)、管理水平的不斷提高，要及時(shí)對模型庫進(jìn)行更新，形成基本、通用、專有以及復(fù)雜等各層次模型。通過模型的重用可以提高企業(yè)建模的效率，以便更好地支持企業(yè)信息化整體解決方案的實(shí)施。

建模輔助系統(tǒng)包含可視化工具和文檔工具等，為其他各個(gè)子系統(tǒng)提供諸如數(shù)據(jù)可視化、文檔生產(chǎn)、文檔處理等公共輔助工具和附件。

2.2.4 建模與分析系統(tǒng)

建模與分析系統(tǒng)包含建模、模型診斷和模型仿真等工具，建模工具完成模型的創(chuàng)建和編輯;仿真工具對模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析、出生仿真數(shù)據(jù)提供給診斷工具;診斷工具利用模型、仿真結(jié)果以及診斷規(guī)則對企業(yè)模型進(jìn)行診斷分析并提供診斷報(bào)告。

另外還有平臺(tái)與執(zhí)行系統(tǒng)，它包括企業(yè)集成平臺(tái)、功能或系統(tǒng)配置工具、工作流管理系統(tǒng)和CASE工具等，它們是企業(yè)集成框架的物化工具，在模型的基礎(chǔ)上對信息系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制及維護(hù)提供支持。按照用戶對系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型，完成業(yè)務(wù)構(gòu)成模型的更改，通過基于模型的修改和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的新需求到運(yùn)行系統(tǒng)之間的逐步實(shí)施和平緩過渡，減少新需求的實(shí)施和業(yè)務(wù)功能調(diào)整對企業(yè)系統(tǒng)的沖擊，提高企業(yè)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的魯棒性。

3 結(jié)束語

制造企業(yè)的運(yùn)營優(yōu)化是一個(gè)持續(xù)的過程，所以，企業(yè)模型總是處于不斷進(jìn)演的狀態(tài)中，信息系統(tǒng)實(shí)施的生命周期可以分為需求分析階段、系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段、系統(tǒng)實(shí)施階段和運(yùn)行維護(hù)階段。一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施后在運(yùn)行維護(hù)階段搜集的問題和需求又會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的生命周期。所以，在整個(gè)企業(yè)模型演進(jìn)中構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)，每個(gè)階段的結(jié)果是下一個(gè)階段的輸入，上一個(gè)生命周期的運(yùn)行維護(hù)階段得到的輸出是下一個(gè)生產(chǎn)周期需求分析階段的輸入，這個(gè)不斷循環(huán)的生命周期以螺旋上升的信息系統(tǒng)的綜合發(fā)展形式實(shí)現(xiàn)了企業(yè)相關(guān)狀態(tài)及行為的改進(jìn)與擴(kuò)展。

[1]孟曉軍.基于Web服務(wù)的企業(yè)集成平臺(tái)框架研究[J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2008(5):142－151.

[2]傅仕偉，林峰.中小型制造企業(yè)集成應(yīng)用模式研究[J］.CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2005(7):142－151.

[3]范玉順，李建強(qiáng).企業(yè)集成與集成平臺(tái)技術(shù)[M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.