UML工具在企业资源计划系统建模中的应用

[摘要] 介绍了统一建模语言uml的规范和主要内容，通过ERP下的生产控制系统论述了UML在企业信息系统建模中的应用，证实了利用UML作为开发工具对于提高ERP系统开发效率和质量的重要性。

[关键词] 统一建模语言 企业资源计划系统 建模 分析

一、引言

ERP是企业资源计划 (Enterprise Resources Planning)的缩写，作为企业管理思想，它是一种新型的管理模式;作为一种管理工具，它又是一套先进的计算机管理系统。20世纪80年代以来，国内的经济格局同国外一样发生了重大变化，市场营销观念发展为“市场需要什么就生产和销售什么”，“哪里有消费者的需求，哪里就有机会”。一方面，企业所面临的共同问题是更加激烈的市场竞争，在竞争中技术因素变得越来越重要；另一方面，过去那种仅仅面向“生产经营”的管理方式已不再适应激烈的市场竞争，企业为了适应市场需求，在不断完善其内部生产管理的同时，都在延长自己的产品线，更加注重产品的研究开发、质量控制、市场营销和售后服务等环节，并且发现仅靠自己企业的资源不可能有效地参与市场竞争，而必须把经营过程的有关各方如供应商、客户、制造工厂、分销网络等纳入一个紧密的供应链中。因此，企业的管理技术也必须紧跟不断变化的市场竞争的需求，不断地在其广度和深度上加以完善和更新，不断为企业提供竞争制胜的有力手段。而ERP正是这一背景下的产物，它是对企业的三大流：物流、资金流、信息流进行全面一体化管理的信息系统。

二、UML简介

UML是统一建模语言的缩写，是一种用于描述、可视化和构架软件系统，以及商业建模的语言。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术，支持从需求分析开始的软件开发的全过程，随着人们对软件工程概念的重视，UML在软件开发中的应用也日益广泛。

UML提供了9种简便直观的图形来帮助用户分析、设计和管理系统中各个元素的信息及其之间的关系。根据UML的建模机制，UML可看成为以4+1视角模型来表示的软件系统的图形体系结构。这5部分从不同角度体现了UML建模系统的特性，它们包括用例视角、设计视角、实现视角、进程视角和配置视角，如图1所示。图中可清楚地看出用例视角在整个视角模型整合中的特殊地位，这也体现了用例分析在UML建模过程中的重要性。

三、基于UML的ERP系统分析和设计

在ERP系统中，生产控制是关键的模块之一，主要是了解加工什么、什么时候加工、加工多少、在什么地方加工和怎么加工。它面临生产的第一线，直接影响到一个企业的生产，一旦生产控制系统出现问题，则给企业带来巨大的经济损失。图2给出一个简化的生产控制结构图。

UML易于表达，其功能强大，适用于信息管理系统、实时系统、分布式系统、Web系统等的开发。下面结合生产控制系统的生产调度部分来阐述如何利用UML工具对ERP系统进行分析和设计。

1.用例图

用例图表示一个系统对于系统外部的交互者的功能。强调从用户的角度看到的或需要的系统功能。其用例是系统提供的高级功能模块，根据用例图的描述，可对生产控制系统的调度部分的功能划分为接受订单、任务平衡、下达生产任务等，当然还应有相关的智能功能，比如，任务调整、组合查询、意外处理等功能。而该系统的主要用户就是管理者和生产车间（生产车间是任务的接受者，也作为用户考虑），调度部分的用例图如图3所示。

2.交互图

交互图包括顺序图和协作图，顺序图反映若干个对象之间的动态协作关系，主要分析对象之间已发消息的先后次序，说明对象之间的交互过程，以及系统执行过程中，在某一具置将会发生什么事件。所以，顺序图是UML分析业务过程中非常重要的一种图，它是对整个系统工作流程的一个过程反映，直接影响其构造的系统将来是否和实际系统相符合。

要画出顺序图，就必须对整个工作流程的细节都要清楚了解，否则就不可能画出系统相应的顺序图来。在生产控制系统中的一个主要的简化的业务流程就是接受MPS的订单，进行任务平衡和分解，向相应工作中心下达生产任务，向库存发物料需求单，各个工作中心相互合作，在产品的生产过程中请求质量检验部门的检验，控制不合格产品的非法流动。

协作图是表示角色之间交互的视图，除了反映角色之间的消息变化（交互）外，还能够反映角色和它们之间的关系（称为上下文相关）。由于协作图和顺序图透视反映角色之间的交互，所以建模时可任意选择一种图来反映对象间的协作关系，并根据其强调的是时间序列还是上下文相关来确定画哪一种图，在ROSE工具中，提供了方便的顺序图和协作图的转化工具。

3.类图、对象图和包图

类图表示系统中需要处理的事务，类与类之间有多种连接方式（关系），比如关联、依赖、通用化、打包等。这些关系体现在类图的内部结构之中，通过类的属性和操作反映出来。一般一个系统有若干个类图，一个类图不一定包含系统中的所有类，一个类可以加到几个类图中。

在生产控制系统中，根据其简化的业务流程可得出这些类：调度员类（完成订单任务的接受、判断和下达）；MPS任务类（对订单任务的处理）；任务平衡类（提供任务平衡计算的方法）；工作中心类（任务加工和内部工作处理）；质量检验类（提供质量检验）；库存类（提供生产产品的仓库管理）；意外处理类（对不合格产品的处理）。

对象图是类图的实例化，不是真正的类，是类图的一个范例，它及时、具体的反映了系统执行到某处时的工作状况。

包图是设计元素分组的通用组织机制，利用包图将系统逐步细化，分成若干子系统，这样便于设计者理解、修改、维护和测试。

4.活动图

活动图反应一个连续的活动流，主要用于描述某个操作执行时的活动状态，对调度部分的接受定单而言，首先获取各个任务定单，定单合法检查、定单分类，更新数据库。其他用例的活动与此相似的进行分析和处理。

5.状态图

状态图是对类所描述的对象的一个补充，显示了类的所有对象可能具有的状态，以及引起的状态变化。在生产系统中，一个产品从MPS订单到加工成型入库，要经历不同的状态：在开始是MPS订单状态，在调度员接受后，进入生产预准备态，在经过平衡计算后，下达到各个工作中心后，进入生产态，在生产加工以后，进入质量检验状态，合格后，提交到库存，进入库存态，如果不合格，则进入意外处理态。这里的不同状态由不同的事件来触发。不难看出，在描述一个跨越多个用例的单个对象的分析时状态图是非常有用和方便的。

6.组件图和展开图

组件图描述软件组件和组件之间的关系，显示代码的结构。其中的组件可以是源组件、二进制、可执行组件，在生产控制系统中可以分为调度界面子程序、MPS任务子程序、生产平衡处理子程序、生产处理子程序、质量检验子程序、库存管理子程序等组件。

展开图描述系统拓扑的最终物理描述。生产控制系统中，考虑到生产场所相对集中，在企业内部网上本应采用C/S结构的物理架构，但考虑到调度管理可能是远程的控制，因此最好采用B/S和C/S结构的方式，管理人员在本地时，直接在本地计算机上调度，在异地时，可通过Web方式来进行生产调度。

四、结束语

在软件工程领域，UML建模语言的提出改善了面向对象的分析与设计，使得以从需求分析开始的软件开发过程变得清晰明了，有据可依，并最终能够形成文档，保证软件产品的高质量。本文通过介绍UML建模在ERP开发应用中的一个方面，充分展示了UML工具在ERP系统开发设计中的重要作用。此外，由于系统的设计不可能完全预计需求，因而它应该是也必须是可以更改的，如果认为UML的模型是完美的，开发者生搬硬套地以此设计代码，将极有可能导致不符合实际需要的产品出现。

参考文献:

[1]冀振燕:UML系统分析设计与应用案例[M].北京:人民邮电出版社,2003

[2]蒋慧吴礼发:UML Programming Guide[M].北京:希望电脑公司，2001

[3]Wendy Boggs,Michael Boggs.UML with Rational Rose 2002从入门到精通[M].北京:电子工业出版社,2002

[4]尤克滨:UML应用建模实践过程[M].北京:机械工业出版社2003

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。