面向制造企业信息集成化综合发展的企业模型应用

马秋菊

(承德石油高等专科学校计算机与信息工程系，河北 承德 067000)

现代集成制造系统将信息技术、管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期的各个阶段。从而提高工作效率和设计水平，最终提升企业的市场应变能力和核心竞争能力。但是随着市场需求变化以及先进制造等技术的不断出现，企业内部业务流程、业务数据和应用系统的集成与动态重组也随之相应变化，这就要求企业集成能快速、动态地重组各种业务流程和业务系统，不断地改进、更新、添加新的业务和新技术流程，而企业模型是保证制造企业信息集成综合发展的重要基础，因此，为不断适应企业重组带来的新变化，研究和开发更灵活、更具柔性的面向制造企业信息集成化综合发展的企业模型应用平台具有重要意义[1-2］。

1 制造企业模型平台是信息化综合发展的必要基础

企业信息集成化是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术等结合起来，一方面通过信息化的实施来提高管理水平和整体素质，对原有不合理的业务流程或资源配置进行优化，以帮助企业建立一个科学、规范的管理基础，并能够灵活有效地进行计划和管理，提升生产、经营、决策能力，并且快捷地满足客户的动态需求和当前市场的竞争形式[3］。另一方面，将各种先进的管理方法、企业的生产、业务过程优化策略以信息系统的形式物化下来，为企业协同化运行提供支撑环境和使用工具，保持竞争能力。

然而，随着制造企业经营的不断变化，要求所规划实施的信息系统，在信息技术发展或产品制造技术和经营市场环境发生变化时，能够根据新的经营运作需求进行升级或能够进行快速重组。在规划和实施企业信息化系统分析，系统设计、系统实施到运行维护的各个阶段，都需要考虑制造企业内部的相关产品、过程、资源、组织、管理等多方面的因素，还需要分析这些因素对信息化实施带来的影响，为了保护企业已有技术、投资及重要信息资源，要求所规划实施的信息系统，在信息技术发展或市场环境发生变化时能够根据新的经营运作需求进行升级或能够进行快速重组。实施一个既能够满足当前企业需求，又具有可持续升级能力、敏捷地实现集成系统重组，且功能强大并具有良好综合发展能力的信息系统，能够准确、快速、方便为企业集成提供前提条件的企业建模系统是关键。

2 面向制造企业信息化综合发展的企业模型平台框架

2.1 先进集成制造理念是企业信息化综合发展方案的指导思想

在现代集成制造理念的指导下，利用先进的信息技术，基于已有问题的求解方案，规划和设计一个可持续支持企业信息化工作的集成框架，通过各种模型描述企业内部各种应用系统、功能、人员、信息资源及数字化设备间的协同关系，是实现以模型为核心的企业信息化实施的关键。图1是以模型为核心的企业信息化实施框架，特别是以演进的集成化产品、过程、资源模型为核心的集成思想和集成策略。

框架分为企业入口、应用软件与构件、资源模型管理、网络数据库四个层次。企业入口为用户提供安全的访问企业信息系统界面;先进的过程管理系统、制造系统和决策系统层，包括CRM、ERP、CAD、CAM等应用软件与构件，为企业信息化解决方案提供面向生产全生命周期管理的信息化技术支持;网络与数据库管理系统是企业信息化的基础层。

演进的集成化产品、过程、资源模型管理系统是企业实现产品、过程、资源集成的核心，也是实现不同应用软件之间信息和过程集成的载体。该层次随着产品的整个生命周期不断变化，以适应企业在产品设计制造的不同阶段对模型在视图、模型细致程度、重点因素方面的要求。

2.2 面向制造企业信息集成化综合发展需要的建模支持平台框架

在以模型为核心的企业信息化解决方案的实施中，建模支持平台框架与工具主要包括企业模型库及管理系统、建模管理系统、建模与分析系统、模型转换系统、平台与执行系统和辅助管理系统。图2给出了面向信息化整体解决方案实施需要的主要支持平台与工具，以及这些平台和工具之间的关系。

2.2.1 企业模型库与模型管理系统

模型库中存放采用建模工具建立的企业模型，它存储了模型数据和模型数据之间的关系。模型库中存放的模型包含了数据框架中的不同生命周期、不同视图以及不同通用性的所有模型。模型库提供整个集成化企业建模体系结构的所有成分，既包括不同的建模阶段、不同的建模视图的基本模型构件，也包括与建模活动相关的约束、规则、术语、服务和协议等，所有模型采用统一的描述语言来表示各模型元素和元素间的关系，并保持模型数据之间的一致性。

企业建模活动从简单到复杂，从抽象到具体、从一般到特殊逐步进行，利用模型构件及参考模型是在大量工程应用案例的基础上进行抽取而得到的，模型构件及参考模型库的建立和维护可以为企业信息化工程不同阶段的工作提供有实际应用的模型框架基础，并有助于进行企业诊断和模型优化。为提高企业建模质量、缩短企业建模周期、减少企业建模成本提供直接的支持。

模型管理系统主要完成对模型的管理，并为其他系统访问模型提供模型访问语言和操作接口，其他应用工具通过一致的模型访问语言对模型库中的模型数据进行访问和使用，包括执行查询、增加、删除、修改和运算等操作。

2.2.2 模型转换系统

主要负责处理建模系统与企业其他应用系统之间的消息传递和格式转换。模型翻译器完成企业模型库中的模型、企业中已有的其他模型、应用需要的格式模型之间的翻译和转换，通过这个翻译器实现对已有模型的重用，以及对其他主流建模语言的集成。如UML、XML及STEP等。

2.2.3 建模管理系统与建模辅助系统

建模管理系统包含建模过程管理工具和知识管理工具。建模过程管理工具完成对建模过程的控制和管理，并对建模系统中不同工具之间的协作进行管理，以提高建模的效率和减少模型之间的冲突。知识管理工具完成企业知识、建模知识的抽取和管理，完成参考模型管理和整个建模过程的文档管理。它从知识工程的角度上支持知识处理相关的过程，如支持企业需求到建模的转化、参考模型到企业模型的例化、企业模型到参考模型的抽取等过程。随着经营的不断扩大和制造技术、管理水平的不断提高，要及时对模型库进行更新，形成基本、通用、专有以及复杂等各层次模型。通过模型的重用可以提高企业建模的效率，以便更好地支持企业信息化整体解决方案的实施。

建模辅助系统包含可视化工具和文档工具等，为其他各个子系统提供诸如数据可视化、文档生产、文档处理等公共辅助工具和附件。

2.2.4 建模与分析系统

建模与分析系统包含建模、模型诊断和模型仿真等工具，建模工具完成模型的创建和编辑;仿真工具对模型进行动态仿真分析、出生仿真数据提供给诊断工具;诊断工具利用模型、仿真结果以及诊断规则对企业模型进行诊断分析并提供诊断报告。

另外还有平台与执行系统，它包括企业集成平台、功能或系统配置工具、工作流管理系统和CASE工具等，它们是企业集成框架的物化工具，在模型的基础上对信息系统的规划、设计、运行控制及维护提供支持。按照用户对系统业务模型，完成业务构成模型的更改，通过基于模型的修改和调整，实现信息系统的新需求到运行系统之间的逐步实施和平缓过渡，减少新需求的实施和业务功能调整对企业系统的冲击，提高企业业务信息系统的鲁棒性。

3 结束语

制造企业的运营优化是一个持续的过程，所以，企业模型总是处于不断进演的状态中，信息系统实施的生命周期可以分为需求分析阶段、系统设计阶段、系统实施阶段和运行维护阶段。一个系统实施后在运行维护阶段搜集的问题和需求又会启动一个新的生命周期。所以，在整个企业模型演进中构成一个闭环，每个阶段的结果是下一个阶段的输入，上一个生命周期的运行维护阶段得到的输出是下一个生产周期需求分析阶段的输入，这个不断循环的生命周期以螺旋上升的信息系统的综合发展形式实现了企业相关状态及行为的改进与扩展。

[1]孟晓军.基于Web服务的企业集成平台框架研究[J］.计算机集成制造系统，2008(5):142－151.

[2]傅仕伟，林峰.中小型制造企业集成应用模式研究[J］.CAD/CAM与制造业信息化，2005(7):142－151.

[3]范玉顺，李建强.企业集成与集成平台技术[M］.机械工业出版社，2004.