面向制造企業信息集成化綜合發展的企業模型應用

馬秋菊

(承德石油高等專科學校計算機與信息工程系，河北 承德 067000)

現代集成制造系統將信息技術、管理技術和制造技術相結合，并應用于企業產品全生命周期的各個階段。從而提高工作效率和設計水平，最終提升企業的市場應變能力和核心競爭能力。但是隨著市場需求變化以及先進制造等技術的不斷出現，企業內部業務流程、業務數據和應用系統的集成與動態重組也隨之相應變化，這就要求企業集成能快速、動態地重組各種業務流程和業務系統，不斷地改進、更新、添加新的業務和新技術流程，而企業模型是保證制造企業信息集成綜合發展的重要基礎，因此，為不斷適應企業重組帶來的新變化，研究和開發更靈活、更具柔性的面向制造企業信息集成化綜合發展的企業模型應用平臺具有重要意義[1-2］。

1 制造企業模型平臺是信息化綜合發展的必要基礎

企業信息集成化是將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術等結合起來，一方面通過信息化的實施來提高管理水平和整體素質，對原有不合理的業務流程或資源配置進行優化，以幫助企業建立一個科學、規范的管理基礎，并能夠靈活有效地進行計劃和管理，提升生產、經營、決策能力，并且快捷地滿足客戶的動態需求和當前市場的競爭形式[3］。另一方面，將各種先進的管理方法、企業的生產、業務過程優化策略以信息系統的形式物化下來，為企業協同化運行提供支撐環境和使用工具，保持競爭能力。

然而，隨著制造企業經營的不斷變化，要求所規劃實施的信息系統，在信息技術發展或產品制造技術和經營市場環境發生變化時，能夠根據新的經營運作需求進行升級或能夠進行快速重組。在規劃和實施企業信息化系統分析，系統設計、系統實施到運行維護的各個階段，都需要考慮制造企業內部的相關產品、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施帶來的影響，為了保護企業已有技術、投資及重要信息資源，要求所規劃實施的信息系統，在信息技術發展或市場環境發生變化時能夠根據新的經營運作需求進行升級或能夠進行快速重組。實施一個既能夠滿足當前企業需求，又具有可持續升級能力、敏捷地實現集成系統重組，且功能強大并具有良好綜合發展能力的信息系統，能夠準確、快速、方便為企業集成提供前提條件的企業建模系統是關鍵。

2 面向制造企業信息化綜合發展的企業模型平臺框架

2.1 先進集成制造理念是企業信息化綜合發展方案的指導思想

在現代集成制造理念的指導下，利用先進的信息技術，基于已有問題的求解方案，規劃和設計一個可持續支持企業信息化工作的集成框架，通過各種模型描述企業內部各種應用系統、功能、人員、信息資源及數字化設備間的協同關系，是實現以模型為核心的企業信息化實施的關鍵。圖1是以模型為核心的企業信息化實施框架，特別是以演進的集成化產品、過程、資源模型為核心的集成思想和集成策略。

框架分為企業入口、應用軟件與構件、資源模型管理、網絡數據庫四個層次。企業入口為用戶提供安全的訪問企業信息系統界面;先進的過程管理系統、制造系統和決策系統層，包括CRM、ERP、CAD、CAM等應用軟件與構件，為企業信息化解決方案提供面向生產全生命周期管理的信息化技術支持;網絡與數據庫管理系統是企業信息化的基礎層。

演進的集成化產品、過程、資源模型管理系統是企業實現產品、過程、資源集成的核心，也是實現不同應用軟件之間信息和過程集成的載體。該層次隨著產品的整個生命周期不斷變化，以適應企業在產品設計制造的不同階段對模型在視圖、模型細致程度、重點因素方面的要求。

2.2 面向制造企業信息集成化綜合發展需要的建模支持平臺框架

在以模型為核心的企業信息化解決方案的實施中，建模支持平臺框架與工具主要包括企業模型庫及管理系統、建模管理系統、建模與分析系統、模型轉換系統、平臺與執行系統和輔助管理系統。圖2給出了面向信息化整體解決方案實施需要的主要支持平臺與工具，以及這些平臺和工具之間的關系。

2.2.1 企業模型庫與模型管理系統

模型庫中存放采用建模工具建立的企業模型，它存儲了模型數據和模型數據之間的關系。模型庫中存放的模型包含了數據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。模型庫提供整個集成化企業建模體系結構的所有成分，既包括不同的建模階段、不同的建模視圖的基本模型構件，也包括與建模活動相關的約束、規則、術語、服務和協議等，所有模型采用統一的描述語言來表示各模型元素和元素間的關系，并保持模型數據之間的一致性。

企業建模活動從簡單到復雜，從抽象到具體、從一般到特殊逐步進行，利用模型構件及參考模型是在大量工程應用案例的基礎上進行抽取而得到的，模型構件及參考模型庫的建立和維護可以為企業信息化工程不同階段的工作提供有實際應用的模型框架基礎，并有助于進行企業診斷和模型優化。為提高企業建模質量、縮短企業建模周期、減少企業建模成本提供直接的支持。

模型管理系統主要完成對模型的管理，并為其他系統訪問模型提供模型訪問語言和操作接口，其他應用工具通過一致的模型訪問語言對模型庫中的模型數據進行訪問和使用，包括執行查詢、增加、刪除、修改和運算等操作。

2.2.2 模型轉換系統

主要負責處理建模系統與企業其他應用系統之間的消息傳遞和格式轉換。模型翻譯器完成企業模型庫中的模型、企業中已有的其他模型、應用需要的格式模型之間的翻譯和轉換，通過這個翻譯器實現對已有模型的重用，以及對其他主流建模語言的集成。如UML、XML及STEP等。

2.2.3 建模管理系統與建模輔助系統

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

建模輔助系統包含可視化工具和文檔工具等，為其他各個子系統提供諸如數據可視化、文檔生產、文檔處理等公共輔助工具和附件。

2.2.4 建模與分析系統

建模與分析系統包含建模、模型診斷和模型仿真等工具，建模工具完成模型的創建和編輯;仿真工具對模型進行動態仿真分析、出生仿真數據提供給診斷工具;診斷工具利用模型、仿真結果以及診斷規則對企業模型進行診斷分析并提供診斷報告。

另外還有平臺與執行系統，它包括企業集成平臺、功能或系統配置工具、工作流管理系統和CASE工具等，它們是企業集成框架的物化工具，在模型的基礎上對信息系統的規劃、設計、運行控制及維護提供支持。按照用戶對系統業務模型，完成業務構成模型的更改，通過基于模型的修改和調整，實現信息系統的新需求到運行系統之間的逐步實施和平緩過渡，減少新需求的實施和業務功能調整對企業系統的沖擊，提高企業業務信息系統的魯棒性。

3 結束語

制造企業的運營優化是一個持續的過程，所以，企業模型總是處于不斷進演的狀態中，信息系統實施的生命周期可以分為需求分析階段、系統設計階段、系統實施階段和運行維護階段。一個系統實施后在運行維護階段搜集的問題和需求又會啟動一個新的生命周期。所以，在整個企業模型演進中構成一個閉環，每個階段的結果是下一個階段的輸入，上一個生命周期的運行維護階段得到的輸出是下一個生產周期需求分析階段的輸入，這個不斷循環的生命周期以螺旋上升的信息系統的綜合發展形式實現了企業相關狀態及行為的改進與擴展。

[1]孟曉軍.基于Web服務的企業集成平臺框架研究[J］.計算機集成制造系統，2008(5):142－151.

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

[3]范玉順，李建強.企業集成與集成平臺技術[M］.機械工業出版社，2004.