學習筆記 MES系統的UML建模方法
UML建模語言有很多值得學習的地方，這里向大家介紹一下MES系統的UML建模方法，本節論述了利用UML開發MES系統的重要性。重點對MES系統中用例圖的和活動圖的建模過程做了詳細的分析。下面請看詳細介紹。
MES系統的UML建模方法
統一建模語言（UML）是面向對象建模的標準語言，在軟件工程發揮著重要作用。接合某具體車間MES系統實施建模過程，描述了UML在MES系統中的建模方法，論述了利用UML開發MES系統的重要性。重點對MES系統中用例圖的和活動圖的建模過程做了詳細的分析。
1前言
制造執行系統（MES）是當今制造型企業信息化的熱點。MES填補了企業計劃層與車間過程控制層的信息斷層，能根據計劃幫助組織生產，并能控制和記錄產品的復雜生產流程，使得企業的計劃與執行能得到很好的銜接，這對提高企業的管理水平與市場競爭力很有意義。因此，開發實施適用的MES系統是很有必要的。
建模是所有建造優質軟件活動中的中心環節。通過建模，可以便于開發人員展現系統，使人們理解項目。一個成功的模型可以允許開發人員指定系統的結構或行為，提供指導開發人員構造系統的模板，記錄開發人員的決策等。
2UML概述
統一建模語言（UML）是一種用于提取面向對象分析和設計（OOAD）過程的產物的圖形化語言。它為交流面向對象的設計中的需求、行為、體系結構和實現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、對象之間的關系、對象的部署，以及對象為了響應外部事件而改變狀態的方式。
UML用于描述模型的基本詞匯有三種：要素（Things）、關系（Relationships）和圖（Diagrams）。其中，要素包括表述結構的要素，如“用例”、“類”、“接口”和“協作”等；表示行為的要素，如“交互”和“狀態機”；表示組織的要素，如“包”；關系有關聯關系、依賴關系、泛化關系和實現關系。圖包括用例圖、活動圖、組建圖、順序圖、協作圖、類圖、狀態圖、部署圖、包圖等9個不同類型。
3MES系統UML建模的優勢
現代軟件設計很大程度上或完全依賴于對象的概念，即將數據通過語法緊密綁定到可在該數據上執行的操作。面向對象的分析（OOA）是根據對象來定義問題的過程，而面向對象的設計（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，根據細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：靜態圖描述了系統的結構，動態圖則描述了系統的行為，使用動態圖時，可以跟蹤具體的行為，并且分析不同的情況如何結束。使用靜態圖時，可以確保每個組件或類可以訪問執行它應當負責行為需要的接口和信息，并且可以很容易地在模型中進行改變。
其他建模工具，如常用的實體-關系圖、數據流圖及HIPO圖等都是結構化分析與設計（SSAD）的工具，其符號和圖形不統一，不便于項目中人員間的交流，而UML是面向對象建模語言的標準，避免了圖例混亂和溝通不暢等問題，它適用于以面向對象技術來描敘任何類型的系統，***還能直接生成構造系統的模板，UML貫穿于系統開發的不同階段，具有較大的靈活性。
4UML建模的流程
UML能在系統開發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的需求，建立“現實世界”的類和協作的模型。在設計階段，模型的目的是在考慮實現環境的情況下，將分析模型擴展為可行的技術方案。在實現階段，模型是那些寫并編譯的實際源代碼。在部署階段，模型描述了系統是如何在物理結構中部署的。
系統建立模型的過程就是將任務劃分為需求分析階段、設計階段、實現階段、部署階段等幾個階段連續的迭代的過程。用UML活動圖模擬如圖1所示。
運用UML進行面向對象的系統分析時，首先要對項目進行需求調研，分析項目的業務流程圖和數據流程圖，以及項目中涉及的各級操作人員，識別出系統中的所有用例和角色；接著分析系統中各角色和用例間的聯系，使用UML建模工具畫出系統的用例圖；***，勾畫系統的概念層模型，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）支持用例驅動。即首先將用戶需求轉換為系統需求（即用例），并根據對用例的描述和分析，得出系統類，然后進一步描繪出系統類的靜態結構和動態行為，繼而描述系統類的代碼結構和物理配置。
（2）以系統架構為中心。以系統架構為中心就是在建模過程中要圍繞系統架構，對系統進行抽象，并以用例為中心，構造出簡單而又有效的體系結構。
（3）迭代增量式開發過程。迭代增量式開發過程使項目開發人員能夠漸進地開發和完善系統,使得每次迭代都能對原有系統有所改善。
5基于UML的MES建模的方法
MES是一種復雜的制造業信息系統，下面以某具體車間實施MES的案例作為本文的背景進行研究，描述基于UML的MES建模方法和過程。
5.1MES系統的功能需求
系統建模前首先要明確需求。通過分析，該車間MES系統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）分派生產單位。依據工作單、順序、批量、批次及任務令來管理生產單位的流程，根據工廠內所發生的事件及時指示所需進行的作業，且能彈性的更改已定的排程。
（3）過程管理。能獲得處理中產品及參數的數據，監控生產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，并監測條形碼的正確粘貼及其相關的產品裝箱與庫存產品條形碼管理。保證每批次產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、入庫管理和數據上報公司等功能。
（6）績效分析。提供實際制造情形、歷史數據和預期狀況三者比較的實時報告，包括資源利用率、產品合格率、資源耗費等數據。
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