制造業(yè)信息化建模方法

1、第二章制造業(yè)信息化的建模方法制造業(yè)信息化中很重要的工作是對(duì)信息化對(duì)象進(jìn)行建模，包括功能模型、組織模型、過(guò)程模型、 信息模型和知識(shí)模型的建模，其作用是幫助信息化咨詢?nèi)藛T、開(kāi)發(fā)人員和用戶進(jìn)行溝通和知識(shí)轉(zhuǎn)移， 幫助確定信息化的需求，幫助進(jìn)行信息化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)等。制造業(yè)信息化建模需要一 套體系結(jié)構(gòu)的支持。2.1節(jié)將首先討論制造業(yè)信息化建模方法的需求，然后介紹國(guó)際上兩個(gè)著名的制造業(yè)信息化建模 體系結(jié)構(gòu)，以及制造業(yè)信息化的L3型體系結(jié)構(gòu)。2.2節(jié)將介紹若干制造業(yè)信息化模型設(shè)計(jì)方法，包括制造業(yè)信息化系統(tǒng)功能模型設(shè)計(jì)方法、社會(huì) -技術(shù)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)方法、面向軟件開(kāi)發(fā)的建模方法等。2.3節(jié)將分別介紹一

2、些常用的功能、組織、過(guò)程、信息和知識(shí)模型。2.1制造業(yè)信息化建模需求和體系結(jié)構(gòu)2.1.1制造業(yè)信息化建模方法的需求制造業(yè)信息化建模方法的需求主要是：不同專業(yè)技術(shù)和知識(shí)交流的需要、軟件工程的需要、制 造企業(yè)間信息交流的需要。不同專業(yè)技術(shù)和知識(shí)交流的需要制造業(yè)信息化需要信息技術(shù)、管理技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合。例如，企業(yè)管 理信息系統(tǒng)需要熟悉信息技術(shù)和管理技術(shù)的人員協(xié)同開(kāi)發(fā)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要熟悉信息技術(shù)和 產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的人員協(xié)同開(kāi)發(fā)；計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要熟悉信息技術(shù)和產(chǎn)品工藝技術(shù)的人員 協(xié)同開(kāi)發(fā)。如果對(duì)整個(gè)企業(yè)進(jìn)行信息集成，則需要熟悉信息技術(shù)、管理技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和制造 技

3、術(shù)。事實(shí)上不可能每個(gè)人都熟悉各種技術(shù)。因此需要建立包括有關(guān)方面人員的項(xiàng)目組，在項(xiàng)目開(kāi) 發(fā)和實(shí)施中，進(jìn)行各種業(yè)務(wù)知識(shí)的交流。為此，需要有一套能夠完整描述業(yè)務(wù)過(guò)程、信息系統(tǒng)等的 模型。軟件工程的需要軟件工程就是采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開(kāi)發(fā)與維護(hù)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。軟件工程是 一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。軟件工程主要包括三個(gè)要素，即：方法、工具和過(guò)程。在早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)軟件純屬一種開(kāi)發(fā)人員個(gè)體單干的智力產(chǎn)品。沒(méi)有標(biāo) 準(zhǔn)，沒(méi)有規(guī)范，以致形成了各種各樣的軟件系統(tǒng)。到了 60年代中期和70年代，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的 飛速發(fā)展，以往靠人工作坊式開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件產(chǎn)品，所暴露的問(wèn)題

4、越來(lái)越多，耗資幾十億美元，花 費(fèi)幾千人力才開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件系統(tǒng)，由于其所呈現(xiàn)的個(gè)體化特性，使得它們很難不斷根據(jù)用戶新的 需求，進(jìn)行修改與維護(hù)。并且這種維護(hù)工作所需費(fèi)用，大大超過(guò)開(kāi)發(fā)時(shí)所消耗的費(fèi)用，因此，迫使 一些軟件系統(tǒng)不得不提前報(bào)廢，造成了大量的人力、物力和資源浪費(fèi)。這就是所謂的軟件危機(jī)。為了解決軟件危機(jī)，出現(xiàn)了軟件工程，其目的是：（1）控制軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)度及其質(zhì)量；（2）提高軟件的可維護(hù)性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到軟件開(kāi)發(fā)不是一種技巧性個(gè)體勞動(dòng)，而是一個(gè)復(fù)雜的 系統(tǒng)工程，是管理科學(xué)和工程技術(shù)的結(jié)合，需要一套描述軟件系統(tǒng)和業(yè)務(wù)過(guò)程的建模方法。制造企業(yè)間信息交流的需要制造企業(yè)之間的協(xié)同設(shè)

5、計(jì)和協(xié)同制造已經(jīng)越來(lái)越廣泛，因此制造企業(yè)間的信息交流越來(lái)越頻繁。 在這種情況下也需要一套描述系統(tǒng)和過(guò)程的建模方法。2.1.2制造業(yè)信息化建模的體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀本節(jié)主要介紹制造業(yè)信息化方面最著名的兩個(gè)體系結(jié)構(gòu)。CIM-OSA （計(jì)算機(jī)集成制造開(kāi)放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，Open System Architecture for Computer Integrated Manufacturing）CIM-OSA是歐共體ESPRIT計(jì)劃CIM領(lǐng)域五個(gè)重點(diǎn)研究項(xiàng)目中最重要的一個(gè)，其目標(biāo)是為制造業(yè)的CIMS開(kāi)發(fā)和實(shí)施提供一套適用的參考結(jié)構(gòu)，同時(shí)還開(kāi)發(fā)出集成的企業(yè)環(huán)境和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以 支持CIMS的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施。C

6、IM-OSA的體系結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖2-1。在CIM-OSA中，立方體的三個(gè)軸分別表示三個(gè)不同的描述方面。（1）垂直方向（推導(dǎo)過(guò)程）描述了按階段劃分的三個(gè)描述層次：需求定義層、設(shè)計(jì)說(shuō)明層和實(shí) 施描述層。（2）在水平方向（具體化過(guò)程），概念被逐步具體化。首先，定義基本需求（通用的需求）然 后根據(jù)專用的需求（部分通用的需求）對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化。在第三步中，部分通用的需求被具 體化為特定企業(yè)的需求（專用的需求）。（3）第三個(gè)方向是“生成過(guò)程”，分別從“功能視圖”、“信息視圖”、“資源視圖”和“組織視 圖”來(lái)考察一個(gè)企業(yè)。“功能視圖”主要是關(guān)于功能模塊的描述；“信息視圖”涉及的是信息模型或 對(duì)象的定義；“資

7、源視圖”描述了信息系統(tǒng)和生產(chǎn)資源；“組織視圖”則描述了分層的組織結(jié)構(gòu)。企業(yè)建模是通過(guò)這三個(gè)過(guò)程的共同作用實(shí)現(xiàn)的。ARIS （集成信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，Architecture of Integrated Information Systems）ARIS是由德國(guó)Saarland大學(xué)A.W.Scheer教授于1992年提出的。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和發(fā)展，目 前已成為國(guó)際上最具影響力的企業(yè)建模體系結(jié)構(gòu)?；贏RIS思想開(kāi)發(fā)的支持工具ARIS Toolset已 被廣泛使用。ARIS由五個(gè)視圖、三個(gè)階段構(gòu)成（參見(jiàn)圖2-2），稱為ARIS房式模型。ARIS的五個(gè)視圖分別是：（1）功能視圖：描述系統(tǒng)各功能模塊之間靜態(tài)

8、的聯(lián)系（如構(gòu)成關(guān)系）；（2）組織視圖：描述系統(tǒng)各組織單元之間的聯(lián)系；（3）數(shù)據(jù)視圖：描述系統(tǒng)環(huán)境信息，以及觸發(fā)功能或被功能觸發(fā)的消息；（4）產(chǎn)品與服務(wù)視圖：包括所有物質(zhì)（產(chǎn)品）的和非物質(zhì)（服務(wù)）的輸入及輸出；（5）控制視圖：也稱為過(guò)程視圖，著重體現(xiàn)各視圖之間的聯(lián)系，并對(duì)過(guò)程進(jìn)行完整的描述。其 中還體現(xiàn)了功能模塊之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。具體化過(guò)程信息視L功能視通用需求定義構(gòu)筑模塊功能視 部分通用 需求定義 構(gòu)筑模塊信息視圖=信息一Z組織視生成過(guò)叱當(dāng)源視資源視組織視通用設(shè)計(jì)說(shuō)明構(gòu)筑模塊部分通用 設(shè)計(jì)說(shuō)明 構(gòu)筑模塊專用實(shí)施描述構(gòu)筑 模塊專用設(shè)計(jì) 說(shuō)明構(gòu)筑 模塊組織視圖/ 資源視圖/功能視 專用需求 定義構(gòu)筑

9、 模塊部分通用 實(shí)施描述 構(gòu)筑模塊通用實(shí)施 描述構(gòu)筑 模塊參考結(jié)構(gòu)專用結(jié)構(gòu)圖2-1 CIM-OSA體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品與服務(wù)圖2-2 ARIS房式模型2.1.3制造業(yè)信息化的L3型體系結(jié)構(gòu)1. L3型體系結(jié)構(gòu)的框架隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)全球化、企業(yè)管理新理念的出現(xiàn)以及企業(yè)信息化的全面推廣，需要 新的企業(yè)建模參考體系結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)。在這種背景下，需要對(duì)企業(yè)建模參考體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展和完 善，以幫助多層次、多角度、多方法地建立企業(yè)模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述、模擬和分析；幫助企業(yè)利 用參考模型，提高企業(yè)信息化的效率和質(zhì)量；將企業(yè)信息化建模的范圍從面向企業(yè)內(nèi)的集成擴(kuò)展到 面向企業(yè)間的集成，從面向信息的集成擴(kuò)展到面向知

10、識(shí)的集成，從面向功能的集成擴(kuò)展到面向過(guò)程 的集成。根據(jù)現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展環(huán)境，根據(jù)人們對(duì)企業(yè)建模參考體系結(jié)構(gòu)的新需求，提出了一種新的企業(yè) 建模參考體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠鋱D形類似于字母“LLL”，故稱之為L(zhǎng)3型體系結(jié)構(gòu)，如圖2-3所示。J企業(yè)間集成考行 模業(yè) 型參功能和 組織視圖空 間模型視圖過(guò)程和信息視圖維建模方法分階段實(shí)施信息/知識(shí) 集成過(guò)程集成第三層第二層第一層（L3）（L2）（L1）圖2-3 L3型體系結(jié)構(gòu)框架的三層結(jié)構(gòu)時(shí)間維L3型體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)三層結(jié)構(gòu)，并在每一層分為空間維和時(shí)間維：（1）第一層（L1）是企業(yè)模型的視圖層（圖形化表示方法）空間維主要采用功能和組織視圖， 時(shí)間維主要采用過(guò)程和信息視

11、圖；（2）第二層（L2）是企業(yè)模型的建模方法層，空間維主要提供行業(yè)參考模型庫(kù)，時(shí)間維描述了 建模分階段實(shí)施流程；（3）第三層（L3）是模型的應(yīng)用層，涉及信息集成、知識(shí)集成、企業(yè)間集成和過(guò)程集成等。2. L3型體系結(jié)構(gòu)的第一層次L1時(shí)間維圖2-4 L3型體系結(jié)構(gòu)的第一層次L1企業(yè)模型的視圖層圖2-4表示的是L3型體系結(jié)構(gòu)的第一個(gè)層次，即企業(yè)模型的視圖（圖形化表示方法）層。（1）面向空間維的視圖面向空間維的視圖有功能視圖、組織視圖等。這是一些靜態(tài)視圖，主要描述企業(yè)內(nèi)各項(xiàng)功能、 業(yè)務(wù)、人員和資源等之間的邏輯關(guān)系。（2）面向時(shí)間維的視圖面向時(shí)間維的視圖有過(guò)程視圖、信息視圖等。這是一些動(dòng)態(tài)視圖，主要描述

12、企業(yè)內(nèi)各項(xiàng)業(yè)務(wù)隨 時(shí)間變化的關(guān)系。知識(shí)視圖中包括了面向空間維的模型和面向時(shí)間維的模型。在系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)中，一般首先建立面向空間維的視圖，然后建立面向時(shí)間維的視圖，并由粗到 細(xì)進(jìn)行建模。3. L3型體系結(jié)構(gòu)的第二層次L2圖2-5表示了 L3型體系結(jié)構(gòu)的第二層次一一企業(yè)模型的建立方法層。制造業(yè)信息化是一項(xiàng)復(fù)雜 的系統(tǒng)工程，無(wú)論是在時(shí)間上還是在空間上的跨度都比較大，所以建立模型需要分成不同的層次和 階段來(lái)進(jìn)行。利用行業(yè)參考模型建模、需求總體詳細(xì)企業(yè)系統(tǒng)系統(tǒng)以法分析設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)重組實(shí)施評(píng)價(jià)分階段實(shí)施圖2-5 L鯉結(jié)構(gòu)的第二層次L2企業(yè)模型的建立方法層時(shí)間維1）空間維的建模過(guò)程空間維建模過(guò)程的思路是：產(chǎn)品或業(yè)

13、務(wù)相似的企業(yè)組成了行業(yè)，相似程度不同的行業(yè)可進(jìn)一步 分為行業(yè)大類、中類和小類。例如：動(dòng)力機(jī)械為行業(yè)大類，汽輪機(jī)為行業(yè)中類，工業(yè)汽輪機(jī)為行業(yè) 小類。對(duì)于不同類型的行業(yè)，分別建立通用程度不同的行業(yè)參考模型。這樣，企業(yè)建模就不必什么 都從頭開(kāi)始。企業(yè)在實(shí)施信息化時(shí)，利用行業(yè)參考模型可以快速建立起企業(yè)的專用模型。這樣不僅 可以降低建模成本，縮短建模時(shí)間，而且提高了模型的質(zhì)量，因?yàn)樾袠I(yè)參考模型往往是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢 驗(yàn)和專家反復(fù)論證的。如今較流行的企業(yè)參考體系結(jié)構(gòu)（如CIM-OSA、ARIS等）都很重視企業(yè)參 考模型。圖2-6描述了參考模型通用度與行業(yè)分類粒度的關(guān)系。行業(yè)分類粒度越大，參考模型的通用范 圍就越

14、廣，即空間越大，但對(duì)特定企業(yè)模型的適用度就越小。所以在建立企業(yè)模型時(shí)，應(yīng)首先選擇 自己企業(yè)所屬的行業(yè)小類的參考模型，如果找不到的話，再尋找上一層行業(yè)中類的參考模型，直到 找到參考模型為止。最后，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，對(duì)參考模型進(jìn)行修改，得到企業(yè)的專用模型。圖2-6參考模型通用度和行業(yè)分類粒度的關(guān)系2）時(shí)間維的建模過(guò)程對(duì)一個(gè)特定的企業(yè)進(jìn)行建模并不是一步完成的，需要分階段實(shí)施。在每一階段結(jié)束后，都要對(duì) 所建模型進(jìn)行評(píng)審，盡可能在建模的開(kāi)始階段就發(fā)現(xiàn)和解決錯(cuò)誤。圖2-5中所示的主要階段包括需 求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、企業(yè)重組、系統(tǒng)實(shí)施和系統(tǒng)評(píng)價(jià)等階段。企業(yè)建模主要集中在前三 個(gè)階段。在從詳細(xì)設(shè)計(jì)到企

15、業(yè)重組的過(guò)程中，主要依賴人的決策。但企業(yè)模型可以用于仿真分析、ABC （基于活動(dòng)的成本）分析等，幫助人們進(jìn)行決策。例如，在實(shí)施企業(yè)信息化中，有以下幾種實(shí)現(xiàn)途徑：（1）按照詳細(xì)設(shè)計(jì)的企業(yè)模型，選擇商品化的應(yīng)用軟件，對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；（2）按照詳細(xì)設(shè)計(jì)的企業(yè)模型，編制專業(yè)軟件，進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)施；（3）由詳細(xì)設(shè)計(jì)的企業(yè)模型自動(dòng)生成可執(zhí)行的軟件代碼，在對(duì)企業(yè)模型進(jìn)行修改后，要求能自 動(dòng)重新組合或修改相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，滿足企業(yè)的需求；（4）由詳細(xì)設(shè)計(jì)的企業(yè)模型自動(dòng)對(duì)軟件模塊進(jìn)行重組，以適應(yīng)企業(yè)的需要。在系統(tǒng)評(píng)價(jià)階段，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行，根據(jù)企業(yè)需求，按照詳細(xì)設(shè)計(jì)的企業(yè)模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn) 行各種性能評(píng)價(jià)。4.

16、 L3型體系結(jié)構(gòu)的第三層次L3圖2-7表示了 L3的第三層次一一模型的應(yīng)用層。模型的應(yīng)用層主要是將企業(yè)模型的應(yīng)用范圍進(jìn) 行擴(kuò)展：從功能集成擴(kuò)展到過(guò)程集成；從企業(yè)內(nèi)的集成擴(kuò)展到企業(yè)之間、企業(yè)與客戶之間的集成； 從信息集成擴(kuò)展到知識(shí)集成?？蛻絷P(guān)系管理J供應(yīng)鏈 管理集成范圍的拓寬知識(shí) 集成信息系統(tǒng)集成信息/知 袈集成辦公 自動(dòng)化工作流 管理產(chǎn)品 設(shè)計(jì)過(guò) 程管理工藝 設(shè)計(jì)過(guò) 程管理生產(chǎn)管理制造服務(wù)過(guò)程集成時(shí)間維圖2-7 L理體系結(jié)構(gòu)的第三層次L3模型的應(yīng)用層空間維 企業(yè)間、與客戶間的集成1）空間維的建模過(guò)程（1）信息系統(tǒng)集成模型在企業(yè)信息化實(shí)施中，人們將40%的時(shí)間用在信息系統(tǒng)集成中。因?yàn)檫@些信息系統(tǒng)

17、是由不同軟 件公司在不同時(shí)期開(kāi)發(fā)的，往往采用不同的編程語(yǔ)言。因此，信息系統(tǒng)的集成成為信息化中的重要 內(nèi)容，第六章中將介紹與信息系統(tǒng)集成模型有關(guān)的內(nèi)容。（2）知識(shí)集成模型知識(shí)集成模型的用途是描述知識(shí)與知識(shí)、知識(shí)與人、知識(shí)與過(guò)程的關(guān)系。知識(shí)集成模型處于發(fā) 展之中。目前人們提出或使用的知識(shí)集成模型有：知識(shí)黃頁(yè)、知識(shí)地圖、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖、知識(shí)需求模 型等。第五章將介紹與知識(shí)集成模型有關(guān)的內(nèi)容。（3）供應(yīng)鏈管理模型目前企業(yè)間的集成管理一般采用供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。采用供應(yīng)鏈管理參考模型有助于提高供應(yīng)鏈 管理的效率。第四章將介紹與供應(yīng)鏈管理模型有關(guān)的內(nèi)容。（4）客戶關(guān)系管理模型目前企業(yè)與客戶之間的集成管理一般采用客

18、戶關(guān)系管理系統(tǒng)。采用基于因特網(wǎng)的可視化圖形模 型有助于企業(yè)與客戶之間的溝通。第四章將介紹與客戶關(guān)系管理模型有關(guān)的內(nèi)容。2）時(shí)間維的建模過(guò)程（1）企業(yè)模型與企業(yè)過(guò)程管理現(xiàn)代制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段所建模型可用于企業(yè)過(guò)程集成的管理，如：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中利用過(guò) 程模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的管理；工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中用工藝過(guò)程圖對(duì)工藝進(jìn)行描述，并在作業(yè)計(jì)劃管 理中結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行管理；辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和工作流管理系統(tǒng)中利用過(guò)程模型進(jìn)行辦公 和其他業(yè)務(wù)過(guò)程的管理。（2）系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的集成時(shí)間維的建模過(guò)程實(shí)際上是一種系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的集成過(guò)程，其構(gòu)思如圖2-8所示。圖 中的小循環(huán)是仿真過(guò)程，小循環(huán)外的大

19、循環(huán)是系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行和驗(yàn)證過(guò)程。系統(tǒng)建模起了連接小循 環(huán)和大循環(huán)的作用，即所建的系統(tǒng)模型由小循環(huán)進(jìn)行仿真和優(yōu)化，然后由大循環(huán)實(shí)際驗(yàn)證模型的可 行性，最后再將修改后的模型通過(guò)小循環(huán)進(jìn)行仿真和優(yōu)化。通過(guò)兩個(gè)循環(huán)的交替，使模型不斷得到 優(yōu)化。（3）企業(yè)模型到企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換企業(yè)模型到計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換能夠幫助企業(yè)快速地將模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，減少編 程工作量，減輕系統(tǒng)維護(hù)難度，并可用企業(yè)模型直接對(duì)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制，使得企業(yè)的管 理和決策得以迅速實(shí)現(xiàn)，縮短企業(yè)軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期。例如，GeneXus系統(tǒng)。2.2制造業(yè)信息化模型設(shè)計(jì)方法制造業(yè)信息化的模型設(shè)計(jì)需要系統(tǒng)方法論的指導(dǎo)，如

20、功能模型設(shè)計(jì)方法、社會(huì)一技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方法、制造業(yè)信息化中的合理化方法等，后者在第七章中作介紹。2.2.1制造業(yè)信息化系統(tǒng)功能模型設(shè)計(jì)方法制造業(yè)信息化模型設(shè)計(jì)方法主要是：基于企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)立場(chǎng)的設(shè)計(jì)；需求驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)；層次考 察法；黑箱考察法；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法；功能模塊化設(shè)計(jì)法等。祁國(guó)寧96（1）基于企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)立場(chǎng)的設(shè)計(jì)制造業(yè)信息化設(shè)計(jì)要站在企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)的立場(chǎng)，即要著眼于企業(yè)的全局目標(biāo)和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。例如， 在信息化初始階段雖然只開(kāi)發(fā)一個(gè)局部的信息系統(tǒng)，但也必須從企業(yè)的全局目標(biāo)和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)進(jìn)行功 能設(shè)計(jì)，充分考慮到未來(lái)系統(tǒng)的集成問(wèn)題。（2）需求驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)建立制造業(yè)信息化功能和客戶需求的相關(guān)表。然后，根據(jù)企業(yè)

21、發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，選擇客戶需求強(qiáng) 的信息化功能，優(yōu)先進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施。表2-1表示了客戶關(guān)系管理（CRM）系統(tǒng)功能與某紡織機(jī)械 企業(yè)需求的相關(guān)表。表2-1中的15分值代表客戶需求和系統(tǒng)功能的相關(guān)度，1分表示相關(guān)度很弱，2分表示相關(guān) 度弱，3分表示相關(guān)度一般，4分表示相關(guān)度強(qiáng)，5分表示相關(guān)度很強(qiáng)?？梢园戳邢嗉右来斡?jì)算出 CRM系統(tǒng)所有功能的得分，得分最高的功能，就是對(duì)企業(yè)最有價(jià)值的功能（還可以對(duì)企業(yè)需求的重 要性進(jìn)行排序，并賦予一定的系數(shù)，用于修正CRM系統(tǒng)功能的價(jià)值分值）。經(jīng)過(guò)這一分析過(guò)程，可 以在實(shí)施CRM系統(tǒng)時(shí)，突出重點(diǎn)、分階段實(shí)施。表2-1CRM和某紡織機(jī)械企業(yè)需求的相關(guān)表客戶需求采集客戶需求

22、分析客戶資源管理客戶服務(wù)信息 管理客戶基本信息 管理及時(shí)了解客戶需求54223提高企業(yè)服務(wù)水平44352幫助企業(yè)爭(zhēng)取新客戶34521幫助企業(yè)留住老客戶33253幫助提高市場(chǎng)反應(yīng)能力54322（合計(jì)得分）2017151611（3）層次考察法制造業(yè)信息化系統(tǒng)是一種復(fù)雜系統(tǒng)，層次性是制造業(yè)信息化系統(tǒng)的一個(gè)重要特性。在認(rèn)為合理 和必要時(shí)，可以從不同角度、按不同標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考察、劃分制造業(yè)信息化功能的層次結(jié)構(gòu)。利用層次考察法可以幫助人們更清楚、更有條理地了解制造業(yè)信息化系統(tǒng)的構(gòu)成情況。由于制 造業(yè)信息化系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)是按照一定條件劃分的，所以層次結(jié)構(gòu)只具有相對(duì)的意義。例如，企業(yè)供應(yīng)鏈管理流程的構(gòu)成可分為不同的

23、層次，每個(gè)層次都可以用系統(tǒng)和有序的方法進(jìn) 行分析和評(píng)估。（4）黑箱考察法在進(jìn)行制造業(yè)信息化系統(tǒng)功能總體設(shè)計(jì)和子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，常常有意不考慮 某些子系統(tǒng)的內(nèi)部細(xì)節(jié)而只研究其輸入輸出關(guān)系。此時(shí)所關(guān)心的是該子系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生或應(yīng)該產(chǎn)生怎 樣的結(jié)果，而不是產(chǎn)生這些結(jié)果的原因或系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)制。這種考察問(wèn)題的方法在控制論中被稱為 黑箱考察法。（5）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法與環(huán)境不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息、人員交流的系統(tǒng)稱為開(kāi)放系統(tǒng)。作為一種典型的開(kāi)放系統(tǒng)， 企業(yè)與環(huán)境有著十分密切的聯(lián)系：一方面企業(yè)的環(huán)境不斷發(fā)生變化，從而對(duì)企業(yè)造成各種影響；另 一方面，隨著時(shí)間的推進(jìn)，企業(yè)的內(nèi)部狀態(tài)也不斷發(fā)生變化，從而反過(guò)來(lái)對(duì)

24、環(huán)境產(chǎn)生影響。因此， 需要用一種動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)對(duì)企業(yè)進(jìn)行考察。（6）功能模塊化設(shè)計(jì)法在功能分解中，要充分考慮以下原則：功能間的關(guān)聯(lián)度要盡可能小，功能內(nèi)的關(guān)聯(lián)度要盡可能 大。目的是使功能間的協(xié)調(diào)和置換變得更加容易。2.2.2社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)方法制造業(yè)信息化的社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型制造業(yè)信息系統(tǒng)是一種社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)，可以采用社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型進(jìn)行描述。社會(huì)系統(tǒng)包括： 企業(yè)的體制、文化、組織、管理、員工的素質(zhì)和激勵(lì)機(jī)制等。技術(shù)系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、各種 信息系統(tǒng)等。社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)模型需要充分考慮制造業(yè)信息化中社會(huì)系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)的匹配問(wèn)題。例 如，當(dāng)企業(yè)還不具備促使知識(shí)共享和交流的社會(huì)系統(tǒng)時(shí)，支持知識(shí)共

25、享和交流的工具顯然無(wú)法發(fā)揮 應(yīng)有的作用。社會(huì)系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)的匹配只有滿意解，而不存在最優(yōu)解，因?yàn)樯鐣?huì)系統(tǒng)難以精確描 述，并且總是在不斷發(fā)生變化。對(duì)于不同的制造業(yè)信息化系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)所起的作用是不同的。例如，在知識(shí)管理 中，社會(huì)系統(tǒng)往往起主要的和決定性的作用，技術(shù)系統(tǒng)起次要的和支持性的作用。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息 系統(tǒng)中，則技術(shù)系統(tǒng)往往起主要的和決定性的作用。制造業(yè)信息化的社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型如圖2-9所示。制造業(yè)信息系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)節(jié)都需要員工的參 與，只是在不同的環(huán)節(jié)中，員工間的參與程度不同而已。制造業(yè)信息化的社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)中的技術(shù)系統(tǒng)將在后面章節(jié)介紹。這里主要介紹社會(huì)系

26、統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（1）文化尊重知識(shí)和人才的文化和機(jī)制：建立一種民主、透明、公開(kāi)的決策機(jī)制，充分尊重員工的 價(jià)值。相互信任的文化：信任是實(shí)現(xiàn)信息和知識(shí)交流、使用與共享的前提。信任文化表現(xiàn)為：?jiǎn)T 工的合作精神；每個(gè)員工主動(dòng)貢獻(xiàn)信息和知識(shí)；構(gòu)建一種有利于交流的組織結(jié)構(gòu)和文化氛 圍，使員工之間的交流在心理上暢通無(wú)阻。自律的文化：對(duì)工作高度負(fù)責(zé)，有很強(qiáng)的自律性，不需要嚴(yán)厲的管理。創(chuàng)新的文化：工作主動(dòng)，富有創(chuàng)新激情，勇于冒險(xiǎn)，不怕失敗，容忍失敗。（2）制度完善的知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度：既能保護(hù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)者的利益，又能促進(jìn)知識(shí)的交流和應(yīng)用。完善的知識(shí)市場(chǎng)機(jī)制：以一定形式存在的知識(shí)可以作為商品進(jìn)行交易。必要的管理制度：有相應(yīng)的

27、業(yè)務(wù)流程和管理制度規(guī)范，將知識(shí)管理系統(tǒng)與員工的日常工作 緊密結(jié)合。合理的獎(jiǎng)勵(lì)制度：“論功行賞”，對(duì)積極合作，并產(chǎn)生效益的員工一定要給予合理的獎(jiǎng)勵(lì)。合乎人情的管理：建立以人為中心的管理制度，從而更好地發(fā)揮人的主動(dòng)性、自覺(jué)性和創(chuàng) 造性。（3）組織管理責(zé)權(quán)利統(tǒng)一：讓員工在工作中承擔(dān)起應(yīng)有的責(zé)任，并從中獲得相應(yīng)的報(bào)酬。自主管理：權(quán)力下放，以充分發(fā)揮員工的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。有效的組織激勵(lì)：將工作成果與員工激勵(lì)結(jié)合起來(lái)。面向過(guò)程集成的團(tuán)隊(duì)：消除員工之間交流與合作的障礙。社會(huì)系統(tǒng)信息化的d術(shù)系統(tǒng)主要內(nèi)容交流團(tuán)隊(duì)、過(guò)程集成、 激勵(lì)機(jī)制、企業(yè)文化、 知識(shí)市場(chǎng)、績(jī)效評(píng)價(jià)、主要環(huán)節(jié)作用大小作用大小 知識(shí)管理二I（KM

28、）系統(tǒng)主要內(nèi)容專家黃頁(yè)、知識(shí)交流平臺(tái)、 知識(shí)倉(cāng)庫(kù)、知識(shí)門戶、 知識(shí)地圖、知識(shí)推送知識(shí)產(chǎn)權(quán)、激勵(lì)機(jī)制、過(guò)程集成計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（CAI）系統(tǒng)創(chuàng)新能力拓展平臺(tái)計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（CAI）系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)管理環(huán)境、產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)共享項(xiàng)目組CAD系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)環(huán)境、PDM系統(tǒng)協(xié)同計(jì)算管理環(huán)境、產(chǎn)品計(jì)算知識(shí)共享、項(xiàng)目組C計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）系統(tǒng)41計(jì)算機(jī)輔助標(biāo)準(zhǔn) 化（CAS）系統(tǒng)協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)化管理環(huán)境、項(xiàng)目組、重視標(biāo)準(zhǔn)的文化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)CAE系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同計(jì)算技術(shù)環(huán)境、PDM系統(tǒng)CAS系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)化 技術(shù)環(huán)境、PDM系統(tǒng)協(xié)同工藝設(shè)計(jì)管理環(huán)境、工藝 知識(shí)共享、項(xiàng)目組項(xiàng)目組計(jì)算機(jī)輔助

29、工藝設(shè)計(jì)（CAPP）系統(tǒng)14計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)匚CAPP系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同工藝 設(shè)計(jì)技術(shù)環(huán)境、PDM系統(tǒng)CAM系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)控設(shè)備、PDM系統(tǒng)協(xié)同質(zhì)量管理環(huán)境、質(zhì)量管理認(rèn)證一質(zhì)量文化計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理（CA（2）系統(tǒng)匚CAQ系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同質(zhì)量管理技術(shù)環(huán)境企業(yè)文化、管理制度、團(tuán)隊(duì)組織、合理的流程匚制造資源計(jì)劃 _（ERP）系統(tǒng)_1供應(yīng)鏈管理（SCM）系統(tǒng)SCM理念、協(xié)同管理社會(huì)環(huán)境、企業(yè)群文化客戶關(guān)系管理 系統(tǒng).ERP系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)SCM系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同管理技 術(shù)環(huán)境CRM理念、協(xié)同管理社會(huì)環(huán)境、企業(yè)文化CRCRM系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同管理技術(shù)環(huán)境協(xié)同管理社會(huì)環(huán)境、項(xiàng)目組、企業(yè)文化產(chǎn)品全生命周期

30、 管理（PIM）系統(tǒng)PLM系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同管理技術(shù)環(huán)境圖2-9制造業(yè)信息化的社會(huì)-技術(shù)系統(tǒng)模型在制造業(yè)信息化的社會(huì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要涉及以下問(wèn)題：（1）企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和員工是怎樣理解和認(rèn)識(shí)信息化的，制造業(yè)信息化的目標(biāo)是什么？（2）企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和員工對(duì)信息化是否充滿熱情？（3）企業(yè)文化是否有助于企業(yè)員工間的合作與交流？（4）企業(yè)當(dāng)前的組織和激勵(lì)機(jī)制能否支持制造業(yè)信息化？（5）企業(yè)當(dāng)前的員工素質(zhì)能否支持企業(yè)開(kāi)展信息化？（6）企業(yè)當(dāng)前的管理模式是否有助于推進(jìn)制造業(yè)信息化？（7）在信息化的社會(huì)系統(tǒng)方面，企業(yè)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)、機(jī)會(huì)和威脅是什么？社會(huì)系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)原則在信息化過(guò)程中，人是最重要的，因此需要采用以“人”為

31、中心的設(shè)計(jì)方法，主要設(shè)計(jì)原則如 下：（1）人性特點(diǎn)是信息化設(shè)計(jì)的根據(jù)、前提和出發(fā)點(diǎn)。以人為本，做到人適其所、人盡其才，使 信息化的建設(shè)配合個(gè)人能力的發(fā)展，使信息化的目標(biāo)與個(gè)人的目標(biāo)有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。（2）應(yīng)該全面認(rèn)識(shí)員工的特點(diǎn)及其表現(xiàn)，并在信息化設(shè)計(jì)中予以體現(xiàn)。（3）信息化環(huán)境應(yīng)有助于企業(yè)員工自由表現(xiàn)自己、不斷創(chuàng)新、張揚(yáng)個(gè)性，應(yīng)滿足企業(yè)員工希望 積極、民主地共同參與企業(yè)各種活動(dòng)的需求。（4）在信息化設(shè)計(jì)中，注意滿足員工的高層次需求，如自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，工作多樣化，有較多 的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)等。（5）在信息化設(shè)計(jì)中，特別要注意責(zé)權(quán)利相統(tǒng)一的原則。責(zé)權(quán)利相統(tǒng)一可以廣泛地調(diào)動(dòng)廣大員 工的積極性，因?yàn)橹挥挟?dāng)人們看

32、到自己會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生某種程度的影響時(shí)，才會(huì)更主動(dòng)地工作，也更 愿意接受可能的變化，并和大家一起克服困難，為實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)而奮斗。2.2.3面向軟件開(kāi)發(fā)的建模方法面向軟件開(kāi)發(fā)的建模方法在一般的軟件工程或軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)教程中都有介紹，如數(shù)據(jù)流程圖、 數(shù)據(jù)字典、信息系統(tǒng)流程圖、處理流程圖等。本書(shū)僅介紹IDEF、UML建模方法。IDEF (集成定義方法，Integration Definition Method)IDEF方法是美國(guó)空軍在ICAM (集成計(jì)算機(jī)輔助制造，Integrated Computer Aided Manufacturing)工程中以結(jié)構(gòu)化分析方法為基礎(chǔ)發(fā)展形成的一套系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法

33、，IDEF是 ICAM DEFinition method的縮寫。根據(jù)用途，可以把IDEF方法分成兩類：第一類IDEF方法的作用是溝通系統(tǒng)集成人員之間的信息交流。主要有：IDEF0、IDEF1、IDEF3、 IDEF5。IDEF0通過(guò)對(duì)功能的分解、功能之間關(guān)系的分類(如按照輸入、輸出、控制和機(jī)制分類)來(lái) 描述系統(tǒng)功能；IDEF1用來(lái)描述企業(yè)運(yùn)作過(guò)程中的重要信息；IDEF3支持系統(tǒng)用戶視圖的結(jié)構(gòu)化描述； IDEF5用來(lái)采集事實(shí)和獲取知識(shí)。第二類IDEF方法的重點(diǎn)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)部分。目前有兩種IDEF設(shè)計(jì)方法：IDEF1X 可以輔助語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)；IDEF4可以產(chǎn)生面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)方法所需

34、的高質(zhì)量的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。UML(Unified Modeling Language)建模方法面向?qū)ο笙到y(tǒng)的統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML建模方法也是一種面向軟件開(kāi)發(fā)的建模方法。UML是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語(yǔ)言。在UML中融入了軟件工 程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。其不僅支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，還支持從需求分析開(kāi)始的 軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程。UML是軟件重用的基礎(chǔ)，已經(jīng)被對(duì)象管理組織(OMG)采納并成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。 利用UML和其推薦的統(tǒng)一建模過(guò)程(RUP，Rational Unified Process)，軟件開(kāi)發(fā)人員可以把復(fù)雜 的軟件系統(tǒng)模型化，并以此為基礎(chǔ)完成各個(gè)組件的開(kāi)發(fā)。利用RO

35、SE建模工具，可以建立用UML建模的軟件系統(tǒng)的模型，并自動(dòng)生成和維護(hù)C+、JAVA、 VB、PB、ORACLE等語(yǔ)言和系統(tǒng)的代碼。UML的定義包括UML語(yǔ)義和UML表示法兩個(gè)部分。UML語(yǔ)義。描述基于UML的精確元模型定義。元模型為UML的所有元素在語(yǔ)法和語(yǔ)義 上提供了簡(jiǎn)單、一致、通用的定義性說(shuō)明，使開(kāi)發(fā)者能在語(yǔ)義上取得一致，消除了因人而異的表達(dá) 方法所造成的影響。UML表示法。定義UML符號(hào)的表示法，為開(kāi)發(fā)者或開(kāi)發(fā)工具使用這些圖形符號(hào)和文本語(yǔ) 法提供了標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的重要內(nèi)容可以由下列5類圖來(lái)定義：用例圖(Use Case Diagram)；靜態(tài)圖(Static Diagram)，

36、包括類圖、對(duì)象圖和包圖；行為圖(Behavior Diagram)，包括狀態(tài)圖和活動(dòng)圖；交互圖(Interactive Diagram)，包括順序圖和合作圖；實(shí)現(xiàn)圖(Implementation Diagram)，包括組件圖和配置圖。2.3制造業(yè)信息化中的常用模型制造業(yè)信息化模型的形式有圖形化、文檔化和多媒體等多種形式，目前主要是前面兩種形式， 其中圖形化描述最為常用。多媒體描述方法是未來(lái)的發(fā)展方向。在圖形化描述中，考慮到制造企業(yè)的復(fù)雜性，一般采用多種視圖從不同角度進(jìn)行描述。最常用 的視圖有功能、組織、過(guò)程/控制、信息(數(shù)據(jù))、知識(shí)、產(chǎn)品/服務(wù)、資源視圖等。這些視圖從不同 角度描述了制造業(yè)信息

37、化系統(tǒng)的不同特征。不同視圖模型的關(guān)系如圖2-10所示。圖2-11描述了過(guò) 程/控制視圖與其他模型視圖的集成關(guān)系。圖2-10不同視圖模型的關(guān)系圖2-11以過(guò)程模型為核心的模型間的集成關(guān)系（1）功能模型功能是系統(tǒng)的外在表現(xiàn)。功能可以進(jìn)一步分解為一些子功能，因此，功能模型主要采用“樹(shù)結(jié) 構(gòu)”形式加以描述。功能模型的主要作用是：描述系統(tǒng)各組成部分的功能以及功能之間的聯(lián)系；在 功能模型的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步進(jìn)行組織、過(guò)程和信息模型的設(shè)計(jì)；根據(jù)功能模型進(jìn)行企業(yè)重組。（2）組織模型組織模型的主要作用是：對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范化描述，表現(xiàn)組織機(jī)構(gòu)應(yīng)該如何活動(dòng)；在功能和 組織模型基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步進(jìn)行過(guò)程和信息模型的

38、設(shè)計(jì)；根據(jù)組織模型進(jìn)行企業(yè)組織重組和優(yōu)化。在本書(shū)中，組織模型主要是對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)聯(lián)系進(jìn)行描述。（3）過(guò)程模型過(guò)程模型的主要作用是：描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，描述系統(tǒng)內(nèi)部事件之間的因果關(guān)系；描述過(guò)程中 系統(tǒng)的功能，反映信息流的情況；在功能、組織和過(guò)程模型的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步進(jìn)行信息模型的 設(shè)計(jì)；根據(jù)過(guò)程模型進(jìn)行企業(yè)過(guò)程重組和改善。（4）信息模型信息模型的主要作用是：從軟件設(shè)計(jì)的角度描述系統(tǒng)的信息流，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)和軟件模塊的設(shè)計(jì); 根據(jù)信息模型設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)；由信息模型轉(zhuǎn)化為信息系統(tǒng)。（5）知識(shí)模型知識(shí)模型的主要作用是：從知識(shí)重用的角度描述企業(yè)中知識(shí)的分布、程度以及知識(shí)流等情況； 根據(jù)知識(shí)模型設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)及知識(shí)管

39、理系統(tǒng)；基于知識(shí)模型進(jìn)行知識(shí)重用。2.3.1功能模型建立功能模型的目的是為了清晰地反映企業(yè)中各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間的邏輯關(guān)系。典型的功能建模方法 有功能樹(shù)圖、功能輪圖、IDEF0、UML建模方法中的用例圖、數(shù)據(jù)流程圖（Data Flow Draft, DFD） 法等，后面兩種方法可參考有關(guān)文獻(xiàn)。上述功能模型的主要差別在于它們或多或少地描述了功能之 間的相關(guān)性，當(dāng)這些相關(guān)性成為系統(tǒng)主要關(guān)注的內(nèi)容時(shí)，就成為過(guò)程模型。在企業(yè)實(shí)踐中，功能建 模方法是豐富多彩的，人們喜歡用形象、簡(jiǎn)潔的方式描述較多的信息。功能樹(shù)圖企業(yè)模型中的功能是指在實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)的過(guò)程中，針對(duì)某一信息對(duì)象的一項(xiàng)業(yè)務(wù)、一個(gè)操作或 一個(gè)活動(dòng)，所以功能

40、一定是用一個(gè)動(dòng)詞來(lái)描述的。功能往往是以時(shí)間和費(fèi)用為代價(jià)的，所以時(shí)間和 費(fèi)用是功能的基本屬性。功能樹(shù)圖又叫層次圖或H圖，它以逐層分解的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的表示（參 見(jiàn)圖2-4中的功能視圖）。對(duì)功能樹(shù)有如下要求：（1）功能樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)全部用動(dòng)詞性質(zhì)的短語(yǔ)表示，在整個(gè)模型體系中名稱要簡(jiǎn)練、唯一；（2）功能樹(shù)中，同層功能之間是并列關(guān)系，上層功能對(duì)下層功能是包容關(guān)系；（3）功能樹(shù)圖中的節(jié)點(diǎn)是可以不斷展開(kāi)的。功能輪圖功能輪圖實(shí)際上是以極坐標(biāo)形式描述的功能樹(shù)圖，在結(jié)構(gòu)上比較緊湊。例如，美國(guó)制造工程師 協(xié)會(huì)（SME）提出的CIMS總體結(jié)構(gòu)，就是采用功能輪圖描述的（見(jiàn)圖6-15和圖6-16）。IDEF0 圖功能樹(shù)圖

41、描述了系統(tǒng)的功能，并沒(méi)有表示出各功能之間的信息聯(lián)系，目前國(guó)內(nèi)外常采用IDEF0 圖，以克服功能樹(shù)圖所描述的信息量太少的問(wèn)題。IDEF0方法是一套結(jié)構(gòu)化的圖形建模方法。用IDEF0方法建立的模型是一套嚴(yán)格編碼的模型集， 每一個(gè)模型表示一個(gè)較大功能塊所分解的若干個(gè)子功能及其相互聯(lián)系。每個(gè)子功能又可以進(jìn)一步分 解為下一級(jí)子功能，這樣形成了一組按遞階層次分解的圖形。IDEF0的基本圖形是帶有多種箭頭的 長(zhǎng)方形盒子，它可以代表任何一種功能活動(dòng)，如圖2-12。圖2-12 IDEF0功能塊的表示盒子上、下、左、右各有若干個(gè)箭頭，分別表示功能的“控制”、“支撐機(jī)制”、“輸入”和“輸 出”。這些用名詞表示的事務(wù)

42、（如人、財(cái)、物、制度等），也可以是抽象的數(shù)據(jù)或信息等。箭頭表示 盒子所代表的功能活動(dòng)與外界的聯(lián)系，所謂功能就是在“控制”的指導(dǎo)和約束下，在“機(jī)制”的支 撐下，將“輸入”變換為“輸出”的過(guò)程。為了清晰地描述功能的內(nèi)部情況，對(duì)復(fù)雜的功能需要進(jìn)行進(jìn)一步分解。功能的分解是通過(guò)盒子 的展開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。功能的分解使得一項(xiàng)較復(fù)雜的功能變?yōu)槿舾蓚€(gè)較簡(jiǎn)單的功能，同時(shí)，其輸入、控 制、機(jī)制和輸出也相應(yīng)的展開(kāi)。功能樹(shù)圖與IDEF0圖之間的比較：（1）功能樹(shù)圖簡(jiǎn)單易懂，一張圖中可以包含多個(gè)層次；IDEF0圖考慮了系統(tǒng)的所需支撐機(jī)制、 控制約束、輸入以及輸出，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，規(guī)定嚴(yán)格，一張圖中只反映功能的一個(gè)層次；（2）功

43、能樹(shù)圖是面向純功能的；IDEF0圖是面向過(guò)程的功能模型，可以描述簡(jiǎn)單的過(guò)程，另外， IDEF0圖還反映了企業(yè)中的部分組織、資源、數(shù)據(jù)等信息。2.3.2組織模型企業(yè)由部門組成，功能由部門實(shí)現(xiàn)，為了了解部門、功能之間的關(guān)系，需要繪制一張組織圖。 這就是所謂企業(yè)組織模型的圖形化。由于一個(gè)組織機(jī)構(gòu)中各對(duì)象元素之間往往都是隸屬關(guān)系，相互 之間的關(guān)系比較簡(jiǎn)單，所以組織模型的表示相對(duì)而言是比較簡(jiǎn)單的。組織模型常常采用與功能樹(shù)圖 結(jié)構(gòu)相似的組織結(jié)構(gòu)圖表示，但也可以采用其他更形象的方法加以描述。（a）組織模型中的組織單元（b）組織模型中的職位圖2-13和圖2-14采用ARIS-Toolset的組織模型及工具描述

44、。（b）組織模型中的項(xiàng)目組示例運(yùn)輸部門連接類型：屬于圖2-13組織模型中的組織單元和職位（a）組織模型中的職員示例圖2-14組織模型中的職員示例和項(xiàng)目組示例組織結(jié)構(gòu)圖中的基本元素有：組織單元、職位、職員和項(xiàng)目組。（1）組織單元。組織單元是負(fù)責(zé)某項(xiàng)任務(wù)的一個(gè)單位實(shí)體，如圖2-13（a），生產(chǎn)部門和銷售 部門均為總部的組織單元，分別負(fù)責(zé)不同的任務(wù)。連接類型表示了總部與它們的關(guān)系。組織單元的命名要照顧行業(yè)傳統(tǒng)和國(guó)際慣例，最好使人一聽(tīng)就知道這個(gè)部門的管理職能，如財(cái) 務(wù)部管錢，人事部管人，車間管生產(chǎn)，公關(guān)部管形象。這樣便于與外界交往。（2）職位。職位是公司中最小的組織元素，對(duì)其工作職責(zé)和管理權(quán)限是有具體

45、描述的。如圖 2-13（b），銷售經(jīng)理和銷售助理是職位，連接類型表示了它們與銷售部門的關(guān)系。（3）職員。職員表示某個(gè)具體的員工，具有惟一的代碼。職員可以屬于一個(gè)組織單元，也可以 屬于一個(gè)職位。如圖2-14（a）所示，高某某、李某某均是職員。（4）項(xiàng)目組。項(xiàng)目組是一群為某一特定任務(wù)而組織起來(lái)的職員集合，具有一定的時(shí)效性。如圖 2-14（b）中的SAP項(xiàng)目工作組。2.3.3過(guò)程模型過(guò)程是人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)某一既定目標(biāo)所執(zhí)行的一系列步驟。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9000將“過(guò)程”定義為“一 組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動(dòng)，而“程序”則是“為進(jìn)行某項(xiàng)活動(dòng)所規(guī)定的途徑”。 從而將“過(guò)程”與“程序”加以區(qū)別

46、。ISO對(duì)“過(guò)程”的定義是從產(chǎn)品質(zhì)量管理的角度給出的。因此，其含義比一般的理解更深刻、更具 體。（1）任何過(guò)程都要有輸入。輸入的可能是人力、物力資源，也可能是信息資源?？傊?，沒(méi)有輸 入的過(guò)程是不存在的。（2）輸入不是目的，輸入要轉(zhuǎn)化為輸出。輸出的可能是物質(zhì)實(shí)體，也可能是某種信息。它們都 可被視為產(chǎn)品。（3）將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過(guò)程，也是對(duì)輸入資源的消耗過(guò)程或轉(zhuǎn)換過(guò)程，轉(zhuǎn)換的目的是要使之 增值，或者使輸出的產(chǎn)品價(jià)值提高，或者使輸出的信息更有意義。否則，轉(zhuǎn)換就成為毫無(wú)意義的活 動(dòng)。過(guò)程模型的建立是為了清晰地反映企業(yè)中各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間的邏輯關(guān)系。過(guò)程建模是最為復(fù)雜的， 因?yàn)檫^(guò)程模型中包含的信息元素與其他視

47、圖的模型相比要多得多，同時(shí)還要反映出其中的邏輯關(guān)系。 典型的過(guò)程建模圖形化方法有擴(kuò)展的事件驅(qū)動(dòng)過(guò)程鏈圖（eEPC）、過(guò)程圖、Petri網(wǎng)等。本節(jié)僅介紹 eEPC。擴(kuò)展的事件驅(qū)動(dòng)過(guò)程鏈圖（eEPC, extended Event-driven Process Chain）是以事件作為過(guò)程 驅(qū)動(dòng)器的鏈圖模型，其基本概念如下：Scheer. 1998（1）事件eEPC模型是以事件來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的，所謂事件是一種初始狀態(tài)（如訂單到達(dá)）或是一個(gè)功能操 作的結(jié)果（如訂單被修改）。事件中必須包含一個(gè)信息對(duì)象，并且同時(shí)包含對(duì)該對(duì)象狀態(tài)改變的描述， 在eEPC模型中，事件是以一個(gè)六邊形來(lái)表示的，如圖2-15所示。圖

48、2-15 eEP C模型中的基本元素定義（2）功能eEPC模型中事件所驅(qū)動(dòng)的是功能，所謂功能是指一項(xiàng)具體的業(yè)務(wù)（如產(chǎn)品銷售）或一個(gè)具體 的執(zhí)行動(dòng)作（如客戶訂單查詢）。功能中必須包含一個(gè)信息對(duì)象，并且同時(shí)包含一個(gè)對(duì)該對(duì)象的操作。 在eEPC模型中，功能是以一個(gè)帶圓角的矩形來(lái)表示的，如圖2-15所示。（3）先后邏輯關(guān)系與其他過(guò)程模型一樣，各個(gè)功能塊的發(fā)生是有時(shí)間上的先后關(guān)系的，這些在不同時(shí)間發(fā)生的功 能塊之間的關(guān)系被定義為先后邏輯關(guān)系，其描述比較簡(jiǎn)單，用一條連接不同功能和事件的有向線段 來(lái)表示，從而構(gòu)成了一個(gè)基本的鏈圖模型。（4）與或邏輯關(guān)系一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中除了較為簡(jiǎn)單的先后邏輯之外，還會(huì)包含一些

49、復(fù)雜的邏輯關(guān)系，eEPC模型 提供了三種邏輯符號(hào)，來(lái)描述過(guò)程中的這種邏輯關(guān)系，它們是“與AND）”、“或（OR）”和“異或 （XOR）”在eEPC中，由事件、功能和邏輯連接組成了模型的主干。由于功能是對(duì)數(shù)據(jù)、資源等對(duì)象的 操作和加工，所以模型中的功能實(shí)體存在著數(shù)據(jù)、資源等對(duì)象的輸入和輸出；同時(shí)功能是由相應(yīng)的 組織完成的，所以模型中的功能對(duì)象與組織對(duì)象發(fā)生聯(lián)系。這些都可以在圖2-16所示的eEPC模型 中得到體現(xiàn)。2.3.4信息模型在企業(yè)信息化中常用的信息建模方法有實(shí)體關(guān)系模型（E-R）、IDEF1X等，其中E-R描述的是 信息實(shí)體及其聯(lián)系，語(yǔ)義比較簡(jiǎn)單，能清晰而細(xì)致地表達(dá)、共享信息的內(nèi)容和關(guān)系

50、，且有成熟的建 模方法，應(yīng)用很廣泛。IDEF1X是IDEF系列方法中IDEF1的擴(kuò)展版本，其在E-R模型基礎(chǔ)上，增加 了一些嚴(yán)格的建模規(guī)則，改善了圖形表述能力，豐富了語(yǔ)義。E-R模型中的一些基本概念如下：（1）實(shí)體、關(guān)系、數(shù)量關(guān)系在E-R模型中，有相同特征的信息對(duì)象被集合成為一個(gè)類，稱為實(shí)體（用矩形表示）；實(shí)體之 間的連接反映了實(shí)體之間的關(guān)系（用菱形表示）實(shí)體之間還存在一定的數(shù)量關(guān)系。如圖2-17所示。進(jìn)進(jìn)貨二上柜,上繳銷售款圖2-16 eEP C模型示例圖2-17 E-R模型中的實(shí)體、關(guān)系、數(shù)量關(guān)系概念(2)實(shí)體的屬性在E-R模型中實(shí)體是信息的載體，每個(gè)實(shí)體都包含一定的屬性(用橢圓表示)，它

51、反映了實(shí)體 的特征和性質(zhì)。而實(shí)體的屬性中存在唯一標(biāo)識(shí)該實(shí)體的屬性或?qū)傩越M稱為實(shí)體主鍵，如圖2-17。將以上模型元素正確地組織起來(lái)就構(gòu)成了完整的E-R模型，如圖2-18。圖2-18 E-R模型示例在實(shí)際工程中，除了用E-R模型外，常用信息字典對(duì)信息模型作進(jìn)一步的說(shuō)明，以準(zhǔn)確地指導(dǎo)企業(yè)信息化實(shí)施階段中的數(shù)據(jù)庫(kù)建立。2.3.5知識(shí)模型企業(yè)知識(shí)模型的特點(diǎn)企業(yè)知識(shí)模型具有以下特點(diǎn)：（1）可識(shí)別性。利用知識(shí)模型識(shí)別出各種不同的知識(shí)。（2）統(tǒng)一性。將顯性知識(shí)和隱性知識(shí)以統(tǒng)一的方式進(jìn)行建模，這樣，在加強(qiáng)對(duì)隱性知識(shí)進(jìn)行有 效管理的同時(shí)，也有利于將隱性知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性知識(shí)。（3）開(kāi)放性。知識(shí)模型必須能適應(yīng)各種不同類型的企業(yè)與部門，適應(yīng)企