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UML建模語(yǔ)言有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里向大家介紹一下MES系統(tǒng)的UML建模方法，本節(jié)論述了利用UML開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)的重要性。重點(diǎn)對(duì)MES系統(tǒng)中用例圖的和活動(dòng)圖的建模過(guò)程做了詳細(xì)的分析。下面請(qǐng)看詳細(xì)介紹。
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MES系統(tǒng)的UML建模方法
統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）是面向?qū)ο蠼５臉?biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，在軟件工程發(fā)揮著重要作用。接合某具體車(chē)間MES系統(tǒng)實(shí)施建模過(guò)程，描述了UML在MES系統(tǒng)中的建模方法，論述了利用UML開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)的重要性。重點(diǎn)對(duì)MES系統(tǒng)中用例圖的和活動(dòng)圖的建模過(guò)程做了詳細(xì)的分析。
1前言
制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是當(dāng)今制造型企業(yè)信息化的熱點(diǎn)。MES填補(bǔ)了企業(yè)計(jì)劃層與車(chē)間過(guò)程控制層的信息斷層，能根據(jù)計(jì)劃幫助組織生產(chǎn)，并能控制和記錄產(chǎn)品的復(fù)雜生產(chǎn)流程，使得企業(yè)的計(jì)劃與執(zhí)行能得到很好的銜接，這對(duì)提高企業(yè)的管理水平與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力很有意義。因此，開(kāi)發(fā)實(shí)施適用的MES系統(tǒng)是很有必要的。
建模是所有建造優(yōu)質(zhì)軟件活動(dòng)中的中心環(huán)節(jié)。通過(guò)建模，可以便于開(kāi)發(fā)人員展現(xiàn)系統(tǒng)，使人們理解項(xiàng)目。一個(gè)成功的模型可以允許開(kāi)發(fā)人員指定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或行為，提供指導(dǎo)開(kāi)發(fā)人員構(gòu)造系統(tǒng)的模板，記錄開(kāi)發(fā)人員的決策等。
2UML概述
統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）是一種用于提取面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)（OOAD）過(guò)程的產(chǎn)物的圖形化語(yǔ)言。它為交流面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中的需求、行為、體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)提供了一套綜合的表示法。UML中所有事物都用對(duì)象的概念來(lái)描述：對(duì)象采取的行為、對(duì)象之間的關(guān)系、對(duì)象的部署，以及對(duì)象為了響應(yīng)外部事件而改變狀態(tài)的方式。
UML用于描述模型的基本詞匯有三種：要素（Things）、關(guān)系（Relationships）和圖（Diagrams）。其中，要素包括表述結(jié)構(gòu)的要素，如“用例”、“類(lèi)”、“接口”和“協(xié)作”等；表示行為的要素，如“交互”和“狀態(tài)機(jī)”；表示組織的要素，如“包”；關(guān)系有關(guān)聯(lián)關(guān)系、依賴關(guān)系、泛化關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系。圖包括用例圖、活動(dòng)圖、組建圖、順序圖、協(xié)作圖、類(lèi)圖、狀態(tài)圖、部署圖、包圖等9個(gè)不同類(lèi)型。
3MES系統(tǒng)UML建模的優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)代軟件設(shè)計(jì)很大程度上或完全依賴于對(duì)象的概念，即將數(shù)據(jù)通過(guò)語(yǔ)法緊密綁定到可在該數(shù)據(jù)上執(zhí)行的操作。面向?qū)ο蟮姆治觯∣OA）是根據(jù)對(duì)象來(lái)定義問(wèn)題的過(guò)程，而面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)（OOD）是定義組件、接口、對(duì)象、類(lèi)、屬性和操作的過(guò)程。一般情況下，以在分析期間定義的候選對(duì)象作為開(kāi)始，然后，根據(jù)細(xì)化解決方案的需要而添加或改變對(duì)象。
在使用UML的OOAD情況中，模型主要由圖組成：靜態(tài)圖描述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)圖則描述了系統(tǒng)的行為，使用動(dòng)態(tài)圖時(shí)，可以跟蹤具體的行為，并且分析不同的情況如何結(jié)束。使用靜態(tài)圖時(shí)，可以確保每個(gè)組件或類(lèi)可以訪問(wèn)執(zhí)行它應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)行為需要的接口和信息，并且可以很容易地在模型中進(jìn)行改變。
其他建模工具，如常用的實(shí)體-關(guān)系圖、數(shù)據(jù)流圖及HIPO圖等都是結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)（SSAD）的工具，其符號(hào)和圖形不統(tǒng)一，不便于項(xiàng)目中人員間的交流，而UML是面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)，避免了圖例混亂和溝通不暢等問(wèn)題，它適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來(lái)描敘任何類(lèi)型的系統(tǒng)，***還能直接生成構(gòu)造系統(tǒng)的模板，UML貫穿于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段，具有較大的靈活性。
4UML建模的流程
UML能在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段建立不同的模型，在分析階段，模型的目的是捕獲系統(tǒng)的需求，建立“現(xiàn)實(shí)世界”的類(lèi)和協(xié)作的模型。在設(shè)計(jì)階段，模型的目的是在考慮實(shí)現(xiàn)環(huán)境的情況下，將分析模型擴(kuò)展為可行的技術(shù)方案。在實(shí)現(xiàn)階段，模型是那些寫(xiě)并編譯的實(shí)際源代碼。在部署階段，模型描述了系統(tǒng)是如何在物理結(jié)構(gòu)中部署的。
系統(tǒng)建立模型的過(guò)程就是將任務(wù)劃分為需求分析階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、部署階段等幾個(gè)階段連續(xù)的迭代的過(guò)程。用UML活動(dòng)圖模擬如圖1所示。
運(yùn)用UML進(jìn)行面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析時(shí)，首先要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行需求調(diào)研，分析項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程圖和數(shù)據(jù)流程圖，以及項(xiàng)目中涉及的各級(jí)操作人員，識(shí)別出系統(tǒng)中的所有用例和角色；接著分析系統(tǒng)中各角色和用例間的聯(lián)系，使用UML建模工具畫(huà)出系統(tǒng)的用例圖；***，勾畫(huà)系統(tǒng)的概念層模型，借助UML建模工具描述概念層的類(lèi)圖和活動(dòng)圖。
UML建模過(guò)程具有如下特征：
（1）支持用例驅(qū)動(dòng)。即首先將用戶需求轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需求（即用例），并根據(jù)對(duì)用例的描述和分析，得出系統(tǒng)類(lèi)，然后進(jìn)一步描繪出系統(tǒng)類(lèi)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為，繼而描述系統(tǒng)類(lèi)的代碼結(jié)構(gòu)和物理配置。
（2）以系統(tǒng)架構(gòu)為中心。以系統(tǒng)架構(gòu)為中心就是在建模過(guò)程中要圍繞系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行抽象，并以用例為中心，構(gòu)造出簡(jiǎn)單而又有效的體系結(jié)構(gòu)。
（3）迭代增量式開(kāi)發(fā)過(guò)程。迭代增量式開(kāi)發(fā)過(guò)程使項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員能夠漸進(jìn)地開(kāi)發(fā)和完善系統(tǒng),使得每次迭代都能對(duì)原有系統(tǒng)有所改善。
5基于UML的MES建模的方法
MES是一種復(fù)雜的制造業(yè)信息系統(tǒng)，下面以某具體車(chē)間實(shí)施MES的案例作為本文的背景進(jìn)行研究，描述基于UML的MES建模方法和過(guò)程。
5.1MES系統(tǒng)的功能需求
系統(tǒng)建模前首先要明確需求。通過(guò)分析，該車(chē)間MES系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）物料流程管理。管理各種生產(chǎn)物料資源，使其在開(kāi)始工作之前備齊，記錄和管理物料的分配與交接過(guò)程。
（2）分派生產(chǎn)單位。依據(jù)工作單、順序、批量、批次及任務(wù)令來(lái)管理生產(chǎn)單位的流程，根據(jù)工廠內(nèi)所發(fā)生的事件及時(shí)指示所需進(jìn)行的作業(yè)，且能彈性的更改已定的排程。
（3）過(guò)程管理。能獲得處理中產(chǎn)品及參數(shù)的數(shù)據(jù)，監(jiān)控生產(chǎn)并自動(dòng)修正或提供決策支持給操作人員。
（4）條碼管理。管理?xiàng)l形碼的使用，并監(jiān)測(cè)條形碼的正確粘貼及其相關(guān)的產(chǎn)品裝箱與庫(kù)存產(chǎn)品條形碼管理。保證每批次產(chǎn)品的條形碼序列不重號(hào)、不漏號(hào)、不錯(cuò)號(hào)。
（5）庫(kù)存管理。提供成品批號(hào)登記、入庫(kù)管理和數(shù)據(jù)上報(bào)公司等功能。
（6）績(jī)效分析。提供實(shí)際制造情形、歷史數(shù)據(jù)和預(yù)期狀況三者比較的實(shí)時(shí)報(bào)告，包括資源利用率、產(chǎn)品合格率、資源耗費(fèi)等數(shù)據(jù)。
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