信息系統(tǒng)建模環(huán)境下的企業(yè)建模

1、信息系統(tǒng)建模環(huán)境下企業(yè)建模在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程。數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使人類第一次可以利用極為簡潔的“0”和“1”編碼技術(shù)，來實現(xiàn)對一切聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)

2、的編碼、解碼。各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和高速處理。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。信息系統(tǒng)建模屬于數(shù)字化制造的發(fā)展的一個重要方面。大型信息系統(tǒng)通常十分復(fù)雜，很難直接對它進(jìn)行分析設(shè)計，人們經(jīng)常借助模型來設(shè)計分析系統(tǒng)。模型是現(xiàn)實世界中的某些事物的一種抽象表示。抽象的含義是抽取事物的本質(zhì)特性，忽略事物的其他次要因素。因此，模型既反映事物的原型，又不等于該原型。模型是理解、分析、開發(fā)或改造事物原型的一種常用手段。例如，建造大樓前常先做大樓

3、的模型，以便在大樓動工前就能使人們對未來的大樓有一個十分清晰的感性認(rèn)識，顯然，大樓模型還可以用來改進(jìn)大樓的設(shè)計方案。在信息系統(tǒng)中，模型是開發(fā)過程中的一個不可缺少的工具。實質(zhì)上，信息系統(tǒng)可以看成是由一系列有序的模型構(gòu)成的，這些有序模型通常為：功能模型、信息模型、數(shù)據(jù)模型、控制模型和決策模型，所謂有序是指這些模型上分別在系統(tǒng)的不同開發(fā)階段、不同開發(fā)層次上建立的。模型的表示形式可以是數(shù)學(xué)公式、縮小的物理裝置、圖表文字說明，也可以是專用的形式化語言。模型建立的思路有兩種：自頂向下、逐步求精和自底向上、綜合集成。模型的目標(biāo)即模型研究的目的，知識是指現(xiàn)實系統(tǒng)的知識和模型構(gòu)造知識，數(shù)據(jù)是指系統(tǒng)的原始信息，這

4、三方面構(gòu)成了建模過程的輸入。模型構(gòu)造是具體的建模技術(shù)的運(yùn)用過程?？尚判苑治鍪侵阜治鏊Ｐ湍芊駶M足系統(tǒng)目標(biāo)。信息系統(tǒng)建模的出現(xiàn)對企業(yè)建模提出了新的要求：面對動態(tài)多變的市場環(huán)境，不僅單個企業(yè)的經(jīng)營過程需要不斷進(jìn)行重組以快速響應(yīng)市場，企業(yè)之間也要通過信息系統(tǒng)，以動態(tài)聯(lián)盟的方式組成虛擬企業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢，最大限度獲得共贏。企業(yè)建模必須圍繞著跨地域、多利潤中心的產(chǎn)品全生命周期展開，企業(yè)模型應(yīng)該具有高靈活性和低風(fēng)險性，并表現(xiàn)出虛擬企業(yè)成員之間的密切協(xié)作，既適應(yīng)虛擬企業(yè)經(jīng)營過程快速重組的要求，同時還要盡量避免 或 減 少 傳 統(tǒng) 上BPR （ Business Process Reengineering，

5、企業(yè)經(jīng)營過程重構(gòu)）的高風(fēng)險。因此，研究基于系統(tǒng)建模的企業(yè)建模理論、技術(shù)和方法，并開發(fā)出相應(yīng)的工具系統(tǒng)，具有十分重要的意義。一、傳統(tǒng)企業(yè)建模的局限企業(yè)建模在國外已經(jīng)研究多年，并且取得了豐富的研究成果。比較著名的有：CIMOSA方法、GRAI/GIM方法、IDEF方法、ARIS體系結(jié)構(gòu)和 PERA方法等，另外，工作流技術(shù)和面向?qū)ο蠓椒ǖ纫脖粦?yīng)用到企業(yè)建模研究中。這些方法從不同的角度和出發(fā)點(diǎn)提出了各自對于企業(yè)這個復(fù)雜系統(tǒng)的理解和描述，并相應(yīng)開發(fā)了一些工具系統(tǒng)。這幾個建模方法主要應(yīng)用于傳統(tǒng)的 CIMS工程，隨著信息系統(tǒng)建模的提出，它們的局限性不可避免地暴露出來，集中反映在如下幾個方面：（1)現(xiàn)有建模方

6、法的各個視圖主要是針對一個集中式企業(yè)的靜態(tài)視圖，無法適應(yīng)信息系統(tǒng)環(huán)境下經(jīng)常變化的信息集成、資源集成、過程集成和企業(yè)間集成，缺乏完成對虛擬企業(yè)信息系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和維護(hù)過程的持續(xù)支持。（2) 由于企業(yè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，許多學(xué)者采用多視圖建模的方法來描述企業(yè)的不同側(cè)面，而不同視圖之間的集成卻是很多建模方法的弱點(diǎn)，在信息系統(tǒng)環(huán)境下，虛擬企業(yè)的信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比單個企業(yè)的更加復(fù)雜，視圖集成的難度也更大，因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究。另外，傳統(tǒng)的企業(yè)建模方法也不能滿足信息系統(tǒng)建模制造工程實施的需要。（3) 信息系統(tǒng)建模制造環(huán)境下，生產(chǎn)組織形式采用的是多個企業(yè)圍繞產(chǎn)品全生命周期的項目管理，各種視圖模型的建立同以

7、往都有較大不同，這需要適應(yīng)性和柔性更強(qiáng)的企業(yè)建模工具，現(xiàn)有的這些工具難以滿足這樣的要求。而且，即使在傳統(tǒng)的 CIMS 工程中，建模工具與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成也一直是一個沒有解決好的問題，在當(dāng)前的異構(gòu)跨域的網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)環(huán)境下，更是難以直接將這些方法應(yīng)用到虛擬企業(yè)的動態(tài)建模上。（4) 模型性能評價指標(biāo)體系在企業(yè)建模方法中占有重要的地位，由于信息系統(tǒng)建模的制造企業(yè)同傳統(tǒng)企業(yè)在組織、結(jié)構(gòu)和管理模式上都有較大差異，現(xiàn)有的模型性能評價體系難以適用。 （5) 信息系統(tǒng)建模環(huán)境下的企業(yè)建模過程涉及到多個企業(yè)（或利潤中心）的協(xié)同問題，這也是傳統(tǒng)建模方法所不能承擔(dān)的?？傊?，企業(yè)建模是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，信息系統(tǒng)建模

8、的模式對企業(yè)建模理論和方法在適應(yīng)性、集成化、面向全生命周期、性能優(yōu)化、一體化建模與實施等方面提出了更高的要求，傳統(tǒng)的 CIMS 企業(yè)建模已經(jīng)不能滿足這些需要。二、 信息系統(tǒng)建模環(huán)境下的企業(yè)建模 信息系統(tǒng)建模環(huán)境下的企業(yè)建模并非完全拋棄傳統(tǒng)的企業(yè)建模方法，而主要是在各個企業(yè)已存在模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品需求，通過分布式協(xié)同建模方式，對部分模型或視圖進(jìn)行重新整合。這種對成員企業(yè)部分模型或視圖的集成，將大大提高企業(yè)原有建模成果的可重用性，縮短建模周期和降低成本。因此，信息系統(tǒng)建模環(huán)境下的企業(yè)模型仍可以用傳統(tǒng)的多視圖方式來表達(dá)：（1）功能視圖由于企業(yè)是應(yīng)市場上對某種產(chǎn)品的需求產(chǎn)生，因此只要產(chǎn)品訂單被認(rèn)定

9、，有時甚至僅僅有一個意向，完成產(chǎn)品需要的功能就可能被提出了。這時候，盡管企業(yè)還沒有真正建立起來，發(fā)起人或盟主卻可以開始圍繞產(chǎn)品進(jìn)行虛擬企業(yè)功能視圖的初步勾畫，把該視圖同本企業(yè)原有功能視圖進(jìn)行比較，就可以確定本企業(yè)所能承擔(dān)的任務(wù)，超出本企業(yè)功能之外的部分則作為尋找加盟伙伴的依據(jù)。因此在時序上，功能視圖先于其它視圖提出。單個企業(yè)的功能視圖反映了該企業(yè)的能力和技術(shù)優(yōu)勢，各個侯選的企業(yè)成員通過信息系統(tǒng)提交自己的功能視圖，然后與盟主的功能要求進(jìn)行比較和整合，從而形成一個比較完備的虛擬企業(yè)功能視圖。其后，隨著項目的進(jìn)展和其它視圖的生成，功能視圖還要被進(jìn)一步改善和細(xì)化。（2）資源視圖 資源視圖是對企業(yè)資源的

10、分類、構(gòu)成、結(jié)構(gòu)、資源之間聯(lián)系及資源與其它企業(yè)視圖元素聯(lián)系的等描述。在虛擬企業(yè)中，各個成員企業(yè)提供的可能只是其總體資源的一部分，或者說，參與企業(yè)的只是成員企業(yè)資源樹的一個分枝，那么它們的資源視圖也只是部分可見的。各個企業(yè)資源視圖的可見部分匯集在一起，經(jīng)過重新整合，形成了企業(yè)的資源視圖結(jié)構(gòu)。（3）組織視圖 企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)是建立在這樣的一個基礎(chǔ)上：各個成員企業(yè)抽調(diào)出一定的組織單元或人員（我們把一個成員企業(yè)的組織單元或人員稱為一個隊員），組成圍繞產(chǎn)品全生命周期的開發(fā)團(tuán)隊。每個隊員由本企業(yè)的一個靜態(tài)角色轉(zhuǎn)化為虛擬企業(yè)網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu)中的一個節(jié)點(diǎn)，它們在信息系統(tǒng)建模環(huán)境下協(xié)同工作。因此，企業(yè)的組織視圖是根據(jù)

11、產(chǎn)品全生命周期過程的需要，通過對各個隊員的角色進(jìn)行重新定義而完成。 （4）信息視圖 組織視圖確定了各個隊員的協(xié)作關(guān)系，從而在一定程度上也暗示了它們之間的信息傳遞關(guān)系，從而提供了建立信息視圖的依據(jù)，虛擬企業(yè)的信息視圖主要任務(wù)不再是對最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征描述（因為大部分在各企業(yè)的信息視圖中已經(jīng)完成），而把注意力集中在如何描述各個成員之間的信息共享關(guān)系上，因此這里的信息視圖是建立不同企業(yè)成員間信息接口的依據(jù)。 （5）過程視圖 虛擬企業(yè)的過程視圖不直接同各成員企業(yè)模型相關(guān)，而是在上述幾個視圖的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，它從功能視圖中抽取產(chǎn)品全生命周期各個階段的目標(biāo)；從資源視圖中抽取各資源在各個階段可能的狀態(tài)信息；從

12、組織視圖中抽取完成各個活動的角色信息；從信息視圖中抽取數(shù)據(jù)流信息。然后將這些信息歸約為過程目標(biāo)和系統(tǒng)約束條件，將產(chǎn)品全生命周期中的關(guān)鍵活動組織為適當(dāng)?shù)倪^程。過程視圖直接映射了產(chǎn)品全生命周期的各個階段，它是信息系統(tǒng)建模境下企業(yè)建模的核心視圖，過程視圖不僅從其它視圖中提取信息，反過來也驅(qū)動其它視圖的修改和完善。 在信息系統(tǒng)環(huán)境下建立起來的企業(yè)模型盡管保留了許多傳統(tǒng)企業(yè)模型的形式，但還有許多新的特點(diǎn)：1）以過程視圖作為貫穿于產(chǎn)品全生命周期的一條主線，將其它視圖緊密聯(lián)系在一起，反映了虛擬企業(yè)全貌。 2）模型具有動態(tài)性，伴隨虛擬企業(yè)產(chǎn)生而產(chǎn)生，當(dāng)虛擬企業(yè)解體時，即完成歷史使命，變?yōu)榻⑵渌摂M企業(yè)時的參考模型。 3）具有可重用性，除了過程視圖外，其它的視圖都是用從成員企業(yè)模型中抽取出來部分視圖整合而成，這意味著它具有插裝式特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1 段吉海. 基于CPLD/FPGA的數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設(shè)計. 電子工業(yè)出版社, 20042 周中元. 信息系統(tǒng)建模方法. 機(jī)械工程學(xué)院學(xué)報, 20023 趙博,范玉順. 網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的動態(tài)企業(yè)建模. 機(jī)械工程學(xué)院學(xué)報，20024劉俊萍. 信息化工程人力資源子系統(tǒng)研究D. 南京理工大學(xué), 20045梁卓. 數(shù)字化制造在企業(yè)實施的探討A,第二屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集 C, 20066楊建華. 面向網(wǎng)絡(luò)化制造的敏捷企業(yè)動態(tài)建模