UML建模語言有很多值得學(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開發(fā)MES系統(tǒng)的重要性。重點對MES系統(tǒng)中用例圖的和活動圖的建模過程做了詳細(xì)的分析。下面請看詳細(xì)介紹。

MES系統(tǒng)的UML建模方法

統(tǒng)一建模語言（UML）是面向?qū)ο蠼５臉?biāo)準(zhǔn)語言，在軟件工程發(fā)揮著重要作用。接合某具體車間MES系統(tǒng)實施建模過程，描述了UML在MES系統(tǒng)中的建模方法，論述了利用UML開發(fā)MES系統(tǒng)的重要性。重點對MES系統(tǒng)中用例圖的和活動圖的建模過程做了詳細(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。MES填補(bǔ)了企業(yè)計劃層與車間過程控制層的信息斷層，能根據(jù)計劃幫助組織生產(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)的計劃與執(zhí)行能得到很好的銜接，這對提高企業(yè)的管理水平與市場競爭力很有意義。因此，開發(fā)實施適用的MES系統(tǒng)是很有必要的。

建模是所有建造優(yōu)質(zhì)軟件活動中的中心環(huán)節(jié)。通過建模，可以便于開發(fā)人員展現(xiàn)系統(tǒng)，使人們理解項目。一個成功的模型可以允許開發(fā)人員指定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或行為，提供指導(dǎo)開發(fā)人員構(gòu)造系統(tǒng)的模板，記錄開發(fā)人員的決策等。

2UML概述

統(tǒng)一建模語言（UML）是一種用于提取面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計（OOAD）過程的產(chǎn)物的圖形化語言。它為交流面向?qū)ο蟮脑O(shè)計中的需求、行為、體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)提供了一套綜合的表示法。UML中所有事物都用對象的概念來描述：對象采取的行為、對象之間的關(guān)系、對象的部署，以及對象為了響應(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”、“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)系和實現(xiàn)關(guān)系。圖包括用例圖、活動圖、組建圖、順序圖、協(xié)作圖、類圖、狀態(tài)圖、部署圖、包圖等9個不同類型。

3MES系統(tǒng)UML建模的優(yōu)勢

現(xiàn)代軟件設(shè)計很大程度上或完全依賴于對象的概念，即將數(shù)據(jù)通過語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)對象來定義問題的過程，而面向?qū)ο蟮脑O(shè)計（OOD）是定義組件、接口、對象、類、屬性和操作的過程。一般情況下，以在分析期間定義的候選對象作為開始，然后，根據(jù)細(xì)化解決方案的需要而添加或改變對象。

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)，動態(tài)圖則描述了系統(tǒng)的行為，使用動態(tài)圖時，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，可以確保每個組件或類可以訪問執(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（SSAD）的工具，其符號和圖形不統(tǒng)一，不便于項目中人員間的交流，而UML是面向?qū)ο蠼ＵZ言的標(biāo)準(zhǔn)，避免了圖例混亂和溝通不暢等問題，它適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來描敘任何類型的系統(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)實世界”的類和協(xié)作的模型。在設(shè)計階段，模型的目的是在考慮實現(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。在實現(xiàn)階段，模型是那些寫并編譯的實際源代碼。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)建立模型的過程就是將任務(wù)劃分為需求分析階段、設(shè)計階段、實現(xiàn)階段、部署階段等幾個階段連續(xù)的迭代的過程。用UML活動圖模擬如圖1所示。

運(yùn)用UML進(jìn)行面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析時，首先要對項目進(jìn)行需求調(diào)研，分析項目的業(yè)務(wù)流程圖和數(shù)據(jù)流程圖，以及項目中涉及的各級操作人員，識別出系統(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建模工具畫出系統(tǒng)的用例圖；***，勾畫系統(tǒng)的概念層模型，借助UML建模工具描述概念層的類圖和活動圖。

UML建模過程具有如下特征：

（1）支持用例驅(qū)動。即首先將用戶需求轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需求（即用例），并根據(jù)對用例的描述和分析，得出系統(tǒng)類，然后進(jìn)一步描繪出系統(tǒng)類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為，繼而描述系統(tǒng)類的代碼結(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程中要圍繞系統(tǒng)架構(gòu)，對系統(tǒng)進(jìn)行抽象，并以用例為中心，構(gòu)造出簡單而又有效的體系結(jié)構(gòu)。

（3）迭代增量式開發(fā)過程。迭代增量式開發(fā)過程使項目開發(fā)人員能夠漸進(jìn)地開發(fā)和完善系統(tǒng),使得每次迭代都能對原有系統(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)，下面以某具體車間實施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。通過分析，該車間MES系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：

（1）物料流程管理。管理各種生產(chǎn)物料資源，使其在開始工作之前備齊，記錄和管理物料的分配與交接過程。

（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)并自動修正或提供決策支持給操作人員。

（4）條碼管理。管理條形碼的使用，并監(jiān)測條形碼的正確粘貼及其相關(guān)的產(chǎn)品裝箱與庫存產(chǎn)品條形碼管理。保證每批次產(chǎn)品的條形碼序列不重號、不漏號、不錯號。

（5）庫存管理。提供成品批號登記、入庫管理和數(shù)據(jù)上報公司等功能。

（6）績效分析。提供實際制造情形、歷史數(shù)據(jù)和預(yù)期狀況三者比較的實時報告，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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