ＵＭＬ工具在企業資源計劃系統建模中的應用

[摘要] 介紹了統一建模語言UML的規范和主要內容，通過ERP下的生產控制系統論述了UML在企業信息系統建模中的應用，證實了利用UML作為開發工具對于提高ERP系統開發效率和質量的重要性。

[關鍵詞] 統一建模語言 企業資源計劃系統 建模 分析

一、引言

ERP是企業資源計劃 (Enterprise Resources Planning)的縮寫，作為企業管理思想，它是一種新型的管理模式;作為一種管理工具，它又是一套先進的計算機管理系統。20世紀80年代以來，國內的經濟格局同國外一樣發生了重大變化，市場營銷觀念發展為“市場需要什么就生產和銷售什么”，“哪里有消費者的需求，哪里就有機會”。一方面，企業所面臨的共同問題是更加激烈的市場競爭，在競爭中技術因素變得越來越重要；另一方面，過去那種僅僅面向“生產經營”的管理方式已不再適應激烈的市場競爭，企業為了適應市場需求，在不斷完善其內部生產管理的同時，都在延長自己的產品線，更加注重產品的研究開發、質量控制、市場營銷和售后服務等環節，并且發現僅靠自己企業的資源不可能有效地參與市場競爭，而必須把經營過程的有關各方如供應商、客戶、制造工廠、分銷網絡等納入一個緊密的供應鏈中。因此，企業的管理技術也必須緊跟不斷變化的市場競爭的需求，不斷地在其廣度和深度上加以完善和更新，不斷為企業提供競爭制勝的有力手段。而ERP正是這一背景下的產物，它是對企業的三大流：物流、資金流、信息流進行全面一體化管理的信息系統。

二、UML簡介

UML是統一建模語言的縮寫，是一種用于描述、可視化和構架軟件系統，以及商業建模的語言。它溶入了軟件工程領域的新思想、新方法和新技術，支持從需求分析開始的軟件開發的全過程，隨著人們對軟件工程概念的重視，UML在軟件開發中的應用也日益廣泛。

UML提供了9種簡便直觀的圖形來幫助用戶分析、設計和管理系統中各個元素的信息及其之間的關系。根據UML的建模機制，UML可看成為以4+1視角模型來表示的軟件系統的圖形體系結構。這5部分從不同角度體現了UML建模系統的特性，它們包括用例視角、設計視角、實現視角、進程視角和配置視角，如圖1所示。圖中可清楚地看出用例視角在整個視角模型整合中的特殊地位，這也體現了用例分析在UML建模過程中的重要性。

三、基于UML的ERP系統分析和設計

在ERP系統中，生產控制是關鍵的模塊之一，主要是了解加工什么、什么時候加工、加工多少、在什么地方加工和怎么加工。它面臨生產的第一線，直接影響到一個企業的生產，一旦生產控制系統出現問題，則給企業帶來巨大的經濟損失。圖2給出一個簡化的生產控制結構圖。

UML易于表達，其功能強大，適用于信息管理系統、實時系統、分布式系統、Web系統等的開發。下面結合生產控制系統的生產調度部分來闡述如何利用UML工具對ERP系統進行分析和設計。

1.用例圖

用例圖表示一個系統對于系統外部的交互者的功能。強調從用戶的角度看到的或需要的系統功能。其用例是系統提供的高級功能模塊，根據用例圖的描述，可對生產控制系統的調度部分的功能劃分為接受訂單、任務平衡、下達生產任務等，當然還應有相關的智能功能，比如，任務調整、組合查詢、意外處理等功能。而該系統的主要用戶就是管理者和生產車間（生產車間是任務的接受者，也作為用戶考慮），調度部分的用例圖如圖3所示。

2.交互圖

交互圖包括順序圖和協作圖，順序圖反映若干個對象之間的動態協作關系，主要分析對象之間已發消息的先后次序，說明對象之間的交互過程，以及系統執行過程中，在某一具體位置將會發生什么事件。所以，順序圖是UML分析業務過程中非常重要的一種圖，它是對整個系統工作流程的一個過程反映，直接影響其構造的系統將來是否和實際系統相符合。

要畫出順序圖，就必須對整個工作流程的細節都要清楚了解，否則就不可能畫出系統相應的順序圖來。在生產控制系統中的一個主要的簡化的業務流程就是接受MPS的訂單，進行任務平衡和分解，向相應工作中心下達生產任務，向庫存發物料需求單，各個工作中心相互合作，在產品的生產過程中請求質量檢驗部門的檢驗，控制不合格產品的非法流動。

協作圖是表示角色之間交互的視圖，除了反映角色之間的消息變化（交互）外，還能夠反映角色和它們之間的關系（稱為上下文相關）。由于協作圖和順序圖透視反映角色之間的交互，所以建模時可任意選擇一種圖來反映對象間的協作關系，并根據其強調的是時間序列還是上下文相關來確定畫哪一種圖，在ROSE工具中，提供了方便的順序圖和協作圖的轉化工具。

3.類圖、對象圖和包圖

類圖表示系統中需要處理的事務，類與類之間有多種連接方式（關系），比如關聯、依賴、通用化、打包等。這些關系體現在類圖的內部結構之中，通過類的屬性和操作反映出來。一般一個系統有若干個類圖，一個類圖不一定包含系統中的所有類，一個類可以加到幾個類圖中。

在生產控制系統中，根據其簡化的業務流程可得出這些類：調度員類（完成訂單任務的接受、判斷和下達）；MPS任務類（對訂單任務的處理）；任務平衡類（提供任務平衡計算的方法）；工作中心類（任務加工和內部工作處理）；質量檢驗類（提供質量檢驗）；庫存類（提供生產產品的倉庫管理）；意外處理類（對不合格產品的處理）。

對象圖是類圖的實例化，不是真正的類，是類圖的一個范例，它及時、具體的反映了系統執行到某處時的工作狀況。

包圖是設計元素分組的通用組織機制，利用包圖將系統逐步細化，分成若干子系統，這樣便于設計者理解、修改、維護和測試。

4.活動圖

活動圖反應一個連續的活動流，主要用于描述某個操作執行時的活動狀態，對調度部分的接受定單而言，首先獲取各個任務定單，定單合法檢查、定單分類，更新數據庫。其他用例的活動與此相似的進行分析和處理。

5.狀態圖

狀態圖是對類所描述的對象的一個補充，顯示了類的所有對象可能具有的狀態，以及引起的狀態變化。在生產系統中，一個產品從MPS訂單到加工成型入庫，要經歷不同的狀態：在開始是MPS訂單狀態，在調度員接受后，進入生產預準備態，在經過平衡計算后，下達到各個工作中心后，進入生產態，在生產加工以后，進入質量檢驗狀態，合格后，提交到庫存，進入庫存態，如果不合格，則進入意外處理態。這里的不同狀態由不同的事件來觸發。不難看出，在描述一個跨越多個用例的單個對象的分析時狀態圖是非常有用和方便的。

6.組件圖和展開圖

組件圖描述軟件組件和組件之間的關系，顯示代碼的結構。其中的組件可以是源組件、二進制、可執行組件，在生產控制系統中可以分為調度界面子程序、MPS任務子程序、生產平衡處理子程序、生產處理子程序、質量檢驗子程序、庫存管理子程序等組件。

展開圖描述系統拓撲的最終物理描述。生產控制系統中，考慮到生產場所相對集中，在企業內部網上本應采用C/S結構的物理架構，但考慮到調度管理可能是遠程的控制，因此最好采用B/S和C/S結構的方式，管理人員在本地時，直接在本地計算機上調度，在異地時，可通過Web方式來進行生產調度。

四、結束語

在軟件工程領域，UML建模語言的提出改善了面向對象的分析與設計，使得以從需求分析開始的軟件開發過程變得清晰明了，有據可依，并最終能夠形成文檔，保證軟件產品的高質量。本文通過介紹UML建模在ERP開發應用中的一個方面，充分展示了UML工具在ERP系統開發設計中的重要作用。此外，由于系統的設計不可能完全預計需求，因而它應該是也必須是可以更改的，如果認為UML的模型是完美的，開發者生搬硬套地以此設計代碼，將極有可能導致不符合實際需要的產品出現。

參考文獻:

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。