基于模型的生產(chǎn)管理軟件研發(fā)與應(yīng)用

趙陽 賈偉

在智能制造的大背景下，新技術(shù)發(fā)展日新月異，生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)需求的不斷變化，對軟件實(shí)現(xiàn)過程和項(xiàng)目實(shí)施管理提出了更高的要求。信息技術(shù)中心（金航數(shù)碼）順應(yīng)大勢，應(yīng)用架構(gòu)方法研究基于模型的產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用，以升級研發(fā)模式為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)軟件研發(fā)過程以模型為紐帶貫穿需求分析、架構(gòu)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計到編碼等階段，轉(zhuǎn)變多復(fù)制、難遷移的項(xiàng)目傳統(tǒng)模式;以轉(zhuǎn)變項(xiàng)目應(yīng)用模式為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)品為原型的靈活配置與部署應(yīng)用，保障用戶需求能夠快速響應(yīng)和準(zhǔn)確反饋。

一、基于模型的軟件研發(fā)方法

基于模型的軟件研發(fā)方法，本質(zhì)是基于模型的傳遞，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與IT的貫通，主要圍繞流程、數(shù)據(jù)和組件化三條主線來實(shí)現(xiàn)基于模型的傳遞，以下主要通過業(yè)務(wù)流程建模和數(shù)據(jù)建模兩個方面介紹基于模型軟件方法在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

業(yè)務(wù)流程建模方面，通過業(yè)務(wù)模型，對工業(yè)軟件研發(fā)過程進(jìn)行表達(dá)和傳遞，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確描述和知識有效積累，遵循產(chǎn)品設(shè)計、軟件實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目應(yīng)用和產(chǎn)品回歸的技術(shù)路線，開展基于模型的產(chǎn)品研發(fā)及項(xiàng)目應(yīng)用，以可視化的方式，貫通從需求分析、業(yè)務(wù)梳理、軟件設(shè)計到產(chǎn)品交付的產(chǎn)品研發(fā)全過程如圖1所示，由傳統(tǒng)定制化研發(fā)向基于模型、面向服務(wù)的新研發(fā)模式轉(zhuǎn)變，達(dá)到降低成本、縮短周期以及加快交付的目的。

數(shù)據(jù)建模方面，通過數(shù)據(jù)模型驅(qū)動，承接邏輯參考模型，從業(yè)務(wù)對象到數(shù)據(jù)對象，再到物理數(shù)據(jù)模型，定義和規(guī)范數(shù)據(jù)庫對象如圖2所示，通過對數(shù)據(jù)庫對象的創(chuàng)建、變更及查詢管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫變更的追溯與版本管理;通過對業(yè)務(wù)組件與數(shù)據(jù)庫對象的映射，實(shí)現(xiàn)功能與數(shù)據(jù)模型關(guān)系的可視化展示;通過數(shù)據(jù)模型驅(qū)動對生產(chǎn)業(yè)務(wù)緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全貌性、整體性的分析和描述，統(tǒng)一系統(tǒng)模型的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)集成，解決數(shù)據(jù)對象重復(fù)問題;通過元數(shù)據(jù)規(guī)則統(tǒng)一，從根本上解決數(shù)據(jù)孤島，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量;通過數(shù)據(jù)的模型管理工具，使產(chǎn)品物理模型應(yīng)用項(xiàng)目數(shù)量、回歸的項(xiàng)目所依據(jù)的產(chǎn)品版本、項(xiàng)目在定制化開發(fā)過程中的變更內(nèi)容（數(shù)據(jù)庫對象變更、變更內(nèi)容和變更比對）均具有可描述性，提高研發(fā)質(zhì)量及數(shù)據(jù)質(zhì)量。

二、軟件研發(fā)過程實(shí)現(xiàn)

在軟件研發(fā)過程中，貫通產(chǎn)品需求分析、業(yè)務(wù)梳理、數(shù)據(jù)模型梳理、軟件設(shè)計和產(chǎn)品交付各階段，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)系統(tǒng)軟件研發(fā)從傳統(tǒng)研發(fā)到基于模型研發(fā)的轉(zhuǎn)型。在需求分析階段，選取典型案例、抽取業(yè)務(wù)需求、提煉共性與差異;在業(yè)務(wù)梳理階段，以需求分析成果物為輸入，構(gòu)建業(yè)務(wù)模型、數(shù)據(jù)模型，從業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)兩個方面，通過可視化的企業(yè)建模系統(tǒng)，定義業(yè)務(wù)流程、設(shè)定功能屬性和參數(shù)，將業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)相結(jié)合，管理業(yè)務(wù)功能模塊和數(shù)據(jù)的對照關(guān)系，滿足可追溯的要求;最終基于用例圖、類圖進(jìn)行組件設(shè)計和軟件開發(fā)，以基于模型的研發(fā)工具支撐生產(chǎn)管理產(chǎn)品研發(fā)，與業(yè)務(wù)解決方案深度融合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與IT的貫通，促進(jìn)軟件開發(fā)從定制到配置，涵蓋復(fù)雜組織體架構(gòu)、流程架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。

三、研發(fā)成果及應(yīng)用

產(chǎn)品研發(fā)過程，以模型的思想為指導(dǎo)，完成生產(chǎn)計劃管理、庫存管理、采購管理、供應(yīng)商管理、MES、項(xiàng)目制造、成本管理、關(guān)務(wù)管理、生產(chǎn)管控、APS高級排產(chǎn)和銷售管理等11個軟件產(chǎn)品的研制，企業(yè)建模系統(tǒng)支撐產(chǎn)品設(shè)計的快速轉(zhuǎn)化，提高設(shè)計與開發(fā)效率。以模型為引導(dǎo)，通過定義參數(shù)，在模型內(nèi)部進(jìn)行不同組合，滿足不同業(yè)務(wù)需求。

項(xiàng)目應(yīng)用過程，以基于模型的產(chǎn)品研發(fā)快速落地為條件，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的快速實(shí)施與交付，成果已在鄭飛、快飛、黎陽、貴飛和西飛（天津）等項(xiàng)目中經(jīng)過多輪驗(yàn)證。其中，黎陽的生產(chǎn)管控項(xiàng)目2018年驗(yàn)收，被航發(fā)集團(tuán)推薦為科技成果創(chuàng)新項(xiàng)目。通過模型促進(jìn)業(yè)務(wù)和IT融合的同時，項(xiàng)目也從傳統(tǒng)實(shí)施模式向基于模型的軟件實(shí)施模式轉(zhuǎn)型，更多產(chǎn)品組件可以復(fù)用，減少項(xiàng)目定制化開發(fā)，更好的用戶體驗(yàn)和用戶交互方式提升了用戶滿意度。

四、結(jié)論

基于模型的軟件研發(fā)與應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)過程模型貫通、項(xiàng)目應(yīng)用快速交付。從產(chǎn)品研發(fā)角度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程從需求分析、流程梳理、數(shù)據(jù)模型管理、軟件設(shè)計、參數(shù)配置到產(chǎn)品應(yīng)用的全生命周期管理;從客戶需求角度，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求快速轉(zhuǎn)化與迭代，強(qiáng)邏輯復(fù)用與定制化頁面，保障項(xiàng)目平穩(wěn)落地與高效實(shí)施;從項(xiàng)目管理角度，實(shí)現(xiàn)研發(fā)過程橫向到邊的產(chǎn)品譜系全覆蓋，以及項(xiàng)目應(yīng)用縱向到底的客戶需求快響應(yīng)，有效達(dá)到降本增效的目標(biāo)。