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理和决策得以迅速实现，缩短企业软件项目的开发周期。例如，GeneXus系统。
建模统计分析“As-Is”Model企业建模工具过程建模仿真“To-Be”Model数据采集控制监视工作流管理系统过程控制图2-8 系统建模、仿真和优化的集成技术 2.2 制造业信息化模型设计方法
制造业信息化的模型设计需要系统方法论的指导，如功能模型设计方法、社会－技术系统设计方法、制造业信息化中的合理化方法等，后者在第七章中作介绍。
2.2.1 制造业信息化系统功能模型设计方法
制造业信息化模型设计方法主要是：基于企业最高领导立场的设计；需求驱动的设计；层次考
祁国宁, 1996]
察法；黑箱考察法；动态设计法；功能模块化设计法等。[
（1）基于企业最高领导立场的设计
制造业信息化设计要站在企业最高领导的立场，即要着眼于企业的全局目标和长远目标。例如，在信息化初始阶段虽然只开发一个局部的信息系统，但也必须从企业的全局目标和长远目标进行功能设计，充分考虑到未来系统的集成问题。
（2）需求驱动的设计
建立制造业信息化功能和客户需求的相关表。然后，根据企业发展战略目标，选择客户需求强的信息化功能，优先进行设计和实施。表2-1表示了客户关系管理（CRM）系统功能与某纺织机械企业需求的相关表。
表2-1中的1~5分值代表客户需求和系统功能的相关度，1分表示相关度很弱，2分表示相关度弱，3分表示相关度一般，4分表示相关度强，5分表示相关度很强。可以按列相加依次计算出CRM系统所有功能的得分，得分最高的功能，就是对企业最有价值的功能（还可以对企业需求的重要性进行排序，并赋予一定的系数，用于修正CRM系统功能的价值分值）。经过这一分析过程，可以在实施CRM系统时，突出重点、分阶段实施。
表2-1 CRM和某纺织机械企业需求的相关表 及时了解客户需求 提高企业服务水平 帮助企业争取新客户 帮助企业留住老客户 帮助提高市场反应能力 （合计得分） 客户需求采集 5 4 3 3 5 20 客户需求分析 4 4 4 3 4 17 客户资源管理 2 3 5 2 3 15 客户服务信息管理 2 5 2 5 2 16 客户基本信息管理 3 2 1 3 2 11 （3）层次考察法
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制造业信息化系统是一种复杂系统，层次性是制造业信息化系统的一个重要特性。在认为合理和必要时，可以从不同角度、按不同标准来考察、划分制造业信息化功能的层次结构。
利用层次考察法可以帮助人们更清楚、更有条理地了解制造业信息化系统的构成情况。由于制造业信息化系统的层次结构是按照一定条件划分的，所以层次结构只具有相对的意义。
例如，企业供应链管理流程的构成可分为不同的层次，每个层次都可以用系统和有序的方法进行分析和评估。
（4）黑箱考察法
在进行制造业信息化系统功能总体设计和子系统详细设计时，为了简化问题，常常有意不考虑某些子系统的内部细节而只研究其输入输出关系。此时所关心的是该子系统将会产生或应该产生怎样的结果，而不是产生这些结果的原因或系统内部的机制。这种考察问题的方法在控制论中被称为黑箱考察法。
（5）动态设计法
与环境不断进行物质、能量、信息、人员交流的系统称为开放系统。作为一种典型的开放系统，企业与环境有着十分密切的联系：一方面企业的环境不断发生变化，从而对企业造成各种影响；另一方面，随着时间的推进，企业的内部状态也不断发生变化，从而反过来对环境产生影响。因此，需要用一种动态的观点对企业进行考察。
（6）功能模块化设计法
在功能分解中，要充分考虑以下原则：功能间的关联度要尽可能小，功能内的关联度要尽可能大。目的是使功能间的协调和置换变得更加容易。
2.2.2 社会-技术系统模型设计方法
1. 制造业信息化的社会-技术系统模型
制造业信息系统是一种社会-技术系统，可以采用社会-技术系统模型进行描述。社会系统包括：企业的体制、文化、组织、管理、员工的素质和激励机制等。技术系统包括：计算机、网络、各种信息系统等。社会-技术系统模型需要充分考虑制造业信息化中社会系统和技术系统的匹配问题。例如，当企业还不具备促使知识共享和交流的社会系统时，支持知识共享和交流的工具显然无法发挥应有的作用。社会系统和技术系统的匹配只有满意解，而不存在最优解，因为社会系统难以精确描述，并且总是在不断发生变化。
对于不同的制造业信息化系统，社会系统和技术系统所起的作用是不同的。例如，在知识管理中，社会系统往往起主要的和决定性的作用，技术系统起次要的和支持性的作用。在产品设计信息系统中，则技术系统往往起主要的和决定性的作用。
制造业信息化的社会-技术系统模型如图2-9所示。制造业信息系统中每个环节都需要员工的参与，只是在不同的环节中，员工间的参与程度不同而已。
2. 制造业信息化的社会-技术系统模型的设计
社会-技术系统中的技术系统将在后面章节介绍。这里主要介绍社会系统的设计。 （1）文化
? 尊重知识和人才的文化和机制：建立一种民主、透明、公开的决策机制，充分尊重员工的
价值。
? 相互信任的文化：信任是实现信息和知识交流、使用与共享的前提。信任文化表现为：员
工的合作精神；每个员工主动贡献信息和知识；构建一种有利于交流的组织结构和文化氛围，使员工之间的交流在心理上畅通无阻。
? 自律的文化：对工作高度负责，有很强的自律性，不需要严厉的管理。 ? 创新的文化：工作主动，富有创新激情，勇于冒险，不怕失败，容忍失败。 （2）制度
? 完善的知识产权制度：既能保护知识发现者的利益，又能促进知识的交流和应用。 ? 完善的知识市场机制：以一定形式存在的知识可以作为商品进行交易。
? 必要的管理制度：有相应的业务流程和管理制度规范，将知识管理系统与员工的日常工作
紧密结合。
? 合理的奖励制度：“论功行赏”，对积极合作，并产生效益的员工一定要给予合理的奖励。 ? 合乎人情的管理：建立以人为中心的管理制度，从而更好地发挥人的主动性、自觉性和创
造性。
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（3）组织管理
? 责权利统一：让员工在工作中承担起应有的责任，并从中获得相应的报酬。 ? 自主管理：权力下放，以充分发挥员工的主动性和创造性。 ? 有效的组织激励：将工作成果与员工激励结合起来。 ? 面向过程集成的团队：消除员工之间交流与合作的障碍。 社会系统主要内容交流团队、过程集成、激励机制、企业文化、知识市场、绩效评价、作用大小信息化的主要环节知识管理（KM）系统技术系统作用大小主要内容专家黄页、知识交流平台、知识仓库、知识门户、知识地图、知识推送知识产权、激励机制、过程集成计算机辅助创新（CAI）系统创新能力拓展平台计算机辅助创新（CAI）系统协同设计管理环境、产品设计知识共享、项目组计算机辅助设计（CAD）系统CAD系统、网络、协同设计技术环境、PDM系统协同计算管理环境、产品计算知识共享、项目组计算机辅助工程（CAE）系统CAE系统、网络、协同计算技术环境、PDM系统协同标准化管理环境、项目组、重视标准的文化协同工艺设计管理环境、工艺知识共享、项目组计算机辅助标准化（CAS）系统CAS系统、网络、协同标准化技术环境、PDM系统计算机辅助工艺设计(CAPP)系统CAPP系统、网络、协同工艺设计技术环境、PDM系统项目组计算机辅助制造（CAM）系统CAM系统、网络、数控设备、PDM系统协同质量管理环境、质量管理认证、质量文化计算机辅助质量管理(CAQ)系统CAQ系统、网络、协同质量管理技术环境企业文化、管理制度、团队组织、合理的流程SCM理念、协同管理社会环境、企业群文化CRM理念、协同管理社会环境、企业文化协同管理社会环境、项目组、企业文化制造资源计划（ERP）系统ERP系统、网络供应链管理（SCM）系统SCM系统、网络、协同管理技术环境客户关系管理（CRM）系统CRM系统、网络、协同管理技术环境产品全生命周期管理(PLM)系统PLM系统、网络、协同管理技术环境 图2-9 制造业信息化的社会-技术系统模型
在制造业信息化的社会系统的设计中，主要涉及以下问题：
（1）企业领导和员工是怎样理解和认识信息化的，制造业信息化的目标是什么？ （2）企业领导和员工对信息化是否充满热情？
（3）企业文化是否有助于企业员工间的合作与交流？ （4）企业当前的组织和激励机制能否支持制造业信息化？ （5）企业当前的员工素质能否支持企业开展信息化？ （6）企业当前的管理模式是否有助于推进制造业信息化？
（7）在信息化的社会系统方面，企业的优势和劣势、机会和威胁是什么？ 3. 社会系统部分的设计原则
在信息化过程中，人是最重要的，因此需要采用以“人”为中心的设计方法，主要设计原则如下：
（1）人性特点是信息化设计的根据、前提和出发点。以人为本，做到人适其所、人尽其才，使信息化的建设配合个人能力的发展，使信息化的目标与个人的目标有机地统一起来。
（2）应该全面认识员工的特点及其表现，并在信息化设计中予以体现。
（3）信息化环境应有助于企业员工自由表现自己、不断创新、张扬个性，应满足企业员工希望
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积极、民主地共同参与企业各种活动的需求。
（4）在信息化设计中，注意满足员工的高层次需求，如自我价值的实现，工作多样化，有较多的学习机会等。
（5）在信息化设计中，特别要注意责权利相统一的原则。责权利相统一可以广泛地调动广大员工的积极性，因为只有当人们看到自己会对结果产生某种程度的影响时，才会更主动地工作，也更愿意接受可能的变化，并和大家一起克服困难，为实现共同的目标而奋斗。
2.2.3 面向软件开发的建模方法
面向软件开发的建模方法在一般的软件工程或软件开发基础教程中都有介绍，如数据流程图、数据字典、信息系统流程图、处理流程图等。本书仅介绍IDEF、UML建模方法。
1. IDEF（集成定义方法，Integration Definition Method）
IDEF方法是美国空军在ICAM（集成计算机辅助制造，Integrated Computer Aided Manufacturing）工程中以结构化分析方法为基础发展形成的一套系统分析和设计方法，IDEF是ICAM DEFinition method的缩写。根据用途，可以把IDEF方法分成两类：
第一类IDEF方法的作用是沟通系统集成人员之间的信息交流。主要有：IDEF0、IDEF1、IDEF3、IDEF5。IDEF0通过对功能的分解、功能之间关系的分类（如按照输入、输出、控制和机制分类）来描述系统功能；IDEF1用来描述企业运作过程中的重要信息；IDEF3支持系统用户视图的结构化描述；IDEF5用来采集事实和获取知识。
第二类IDEF方法的重点是系统开发过程中的设计部分。目前有两种IDEF设计方法： IDEF1X
可以辅助语义数据模型的设计；IDEF4可以产生面向对象实现方法所需的高质量的设计产品。
2. UML（Unified Modeling Language）建模方法
面向对象系统的统一建模语言UML建模方法也是一种面向软件开发的建模方法。
UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。在UML中融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。其不仅支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发全过程。UML是软件重用的基础，已经被对象管理组织（OMG）采纳并成为业界标准。利用UML和其推荐的统一建模过程（RUP，Rational Unified Process），软件开发人员可以把复杂的软件系统模型化，并以此为基础完成各个组件的开发。
利用ROSE建模工具，可以建立用UML建模的软件系统的模型，并自动生成和维护C++、JAVA、VB、PB、ORACLE等语言和系统的代码。
UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。
（1）UML语义。描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的表达方法所造成的影响。
（2）UML表示法。定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法提供了标准。
标准建模语言UML的重要内容可以由下列5类图来定义： ? 用例图（Use Case Diagram）；
? 静态图（Static Diagram），包括类图、对象图和包图； ? 行为图（Behavior Diagram），包括状态图和活动图； ? 交互图（Interactive Diagram），包括顺序图和合作图； ? 实现图（Implementation Diagram），包括组件图和配置图。
2.3 制造业信息化中的常用模型
制造业信息化模型的形式有图形化、文档化和多媒体等多种形式，目前主要是前面两种形式，其中图形化描述最为常用。多媒体描述方法是未来的发展方向。
在图形化描述中，考虑到制造企业的复杂性，一般采用多种视图从不同角度进行描述。最常用的视图有功能、组织、过程/控制、信息（数据）、知识、产品/服务、资源视图等。这些视图从不同角度描述了制造业信息化系统的不同特征。不同视图模型的关系如图2-10所示。图2-11描述了过程/控制视图与其他模型视图的集成关系。
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功能模型组织模型总部连接类型：上级企业功能模型：企业做什么销售部门过程模型生产部门企业组织模型：企业是什么企业组织优化企业静态结构企业过程模型：企业怎么做企业动态结构企业过程优化信息模型客户代码日期客户代码客户名称客户代码货物代码货物代码日期数量订单条款货物货物描述订单头事件日期销售部门企业信息模型：信息化企业是什么企业知识模型：怎样实现知识共享收到订单收到订单知识模型制造部门制造部门制造制造销售部门接受订单接受订单订单已接受订单已接受制造完成制造完成企业信息化企业敏捷化企业知识化会计知识会计知识执行某功能执行某功能后学会或提后学会或提升的知识升的知识营销知识营销知识执行功能执行功能时必需的时必需的知识知识制造知识制造知识 图2-10 不同视图模型的关系 信息视图销售数据销售数据过程/控制视图功能视图销售过程验证订单订单数据订单数据客户数据客户数据验证单验证单订单到达监控订单输入数据负责组织组织视图厂办公室销售经理生产部门销售部门生产计划员销售助理输出数据验证订单所需知识验证完成验证完成^监控订单监控订单货物被装送货物被装送制订生产计划生产计划被制订被制定知识视图知识视图销售知识签单细则合同法 图2-11 以过程模型为核心的模型间的集成关系 （1）功能模型
功能是系统的外在表现。功能可以进一步分解为一些子功能，因此，功能模型主要采用“树结构”形式加以描述。功能模型的主要作用是：描述系统各组成部分的功能以及功能之间的联系；在功能模型的基础上，可以进一步进行组织、过程和信息模型的设计；根据功能模型进行企业重组。
（2）组织模型
组织模型的主要作用是：对组织结构进行规范化描述，表现组织机构应该如何活动；在功能和组织模型基础上，可以进一步进行过程和信息模型的设计；根据组织模型进行企业组织重组和优化。
在本书中，组织模型主要是对系统的静态联系进行描述。 （3）过程模型
过程模型的主要作用是：描述系统的动态性，描述系统内部事件之间的因果关系；描述过程中系统的功能，反映信息流的情况；在功能、组织和过程模型的基础上，可以进一步进行信息模型的设计；根据过程模型进行企业过程重组和改善。
（4）信息模型
信息模型的主要作用是：从软件设计的角度描述系统的信息流，支持数据库和软件模块的设计；根据信息模型设计信息系统；由信息模型转化为信息系统。
（5）知识模型
知识模型的主要作用是：从知识重用的角度描述企业中知识的分布、程度以及知识流等情况；根据知识模型设计知识库及知识管理系统；基于知识模型进行知识重用。
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