久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

    （廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）胡范金
                               
    胡范金（1983-）男，湖北荊州人，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)電液智能控制及仿真。

    摘要：介紹了UML的基本建模方法和Power Designer建模工具，通過(guò)分析輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的基本需求，實(shí)現(xiàn)了基于UML的該系統(tǒng)用例模型、靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型和實(shí)現(xiàn)模型。

    關(guān)鍵詞：UML；Power Designer；信息采集系統(tǒng)

    Abstract: This paper introduces the basic modeling method of the UML and modeling tools of Power Designer. By analyzing the basic requirements of the Tyre Production Process Information Collection System, we carry out the Case Model, Static Model, dynamical Model and Implementation Model of this system.

    Key words: UML; Power Designer; Information Collection System

    輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)是一個(gè)集數(shù)據(jù)、監(jiān)控、決策、知識(shí)為一體的綜合生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在對(duì)輪胎生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝信息實(shí)時(shí)采集、對(duì)操作工的生產(chǎn)操作實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上為管理層提供實(shí)時(shí)信息檢索、生產(chǎn)決策和質(zhì)量管理的平臺(tái)。該系統(tǒng)由于涉及到輪胎生產(chǎn)的多個(gè)復(fù)雜的工藝環(huán)節(jié)，并且需要解決采集器、服務(wù)器硬軟件之間的技術(shù)融合問(wèn)題，其開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)工作將是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。為有效的縮短開(kāi)發(fā)周期、更好的提高系統(tǒng)的可靠性，可利用UML（Unified Modeling Language，統(tǒng)一建模語(yǔ)言）對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析[1]。

    1 UML概述及Power Designer建模工具

    UML融合了Booch、OMT和OOSE方法中的基本概念，在廣泛征求意見(jiàn)、集眾家之后形成的一種通用的面向?qū)ο罂梢暬ＵZ(yǔ)言，具有對(duì)軟件進(jìn)行描述、可視化處理和建立系統(tǒng)產(chǎn)品文檔等特點(diǎn)，包含了概念的語(yǔ)義、表示法和說(shuō)明以及靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)環(huán)境及組織結(jié)構(gòu)模型。它通過(guò)對(duì)對(duì)象模型的描述、真正建立起基于用戶的需求規(guī)格說(shuō)明，使系統(tǒng)的可維護(hù)性得到較大改善。

    UML通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種機(jī)制來(lái)對(duì)系統(tǒng)建模，以方便在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不同的描述。UML采用一下5類圖形表示法來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模[2]。

    第一類是用例圖(Use Case Diagram)，表示用例（系統(tǒng)功能）與角色（人或系統(tǒng)）之間的交互，從用戶角度描述系統(tǒng)功能，界定各功能的操作者。

    第二類是靜態(tài)圖 (Static Diagram)，包括類圖、對(duì)象圖和包圖。其中類圖用于描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)象圖表示類圖的實(shí)例，包圖由包或類組成，表示包與包之間的關(guān)系。

    第三類是行為圖（Behavior Diagram），描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型和組成對(duì)象間的交互關(guān)系。狀態(tài)圖是對(duì)類圖的補(bǔ)充，在實(shí)用上并不需要為所有的類提供狀態(tài)圖。

    第四類是交互圖（Interactive Diagram），描述對(duì)象間的交互關(guān)系。其中順序圖顯示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系，合作圖表示對(duì)象間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系。

    第五類是實(shí)現(xiàn)圖（Implementation diagram）。其中構(gòu)件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各部件之間的依賴關(guān)系。

    建模工具Power Designer是Sybase公司的CASE工具集，也是目前常用的建模分析工具之一，它將對(duì)象設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫地集成在起，可在一個(gè)集成的工作環(huán)境中即可完成面向?qū)ο蟮姆治觥⒃O(shè)計(jì)和建模建立，并支持完整的企業(yè)分布式應(yīng)用[3]。 特別是PowerDesign12之后更加方便的支持以下4種模型的建立。

    概念數(shù)據(jù)模型（CDM）

    CDM 是可脫離具體的軟件或數(shù)據(jù)儲(chǔ)藏結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部邏輯與結(jié)構(gòu)的模型，一個(gè)概念模型經(jīng)常包括在物理數(shù)據(jù)庫(kù)中仍然不實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)對(duì)象，為運(yùn)行計(jì)劃或業(yè)務(wù)活動(dòng)的數(shù)據(jù)提供了一個(gè)正式表現(xiàn)方式。

    物理數(shù)據(jù)模型（PDM）

    PDM模型描述了數(shù)據(jù)庫(kù)的物理實(shí)現(xiàn)，通過(guò)它設(shè)計(jì)者可直接構(gòu)思真實(shí)物理實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

    面向?qū)ο竽Ｐ停∣OM）

    OOM模型是由一系列包、類、接口及他們的關(guān)系構(gòu)成，通過(guò)這一系列的包、類、接口及他們的關(guān)系可表達(dá)出某一軟件系統(tǒng)邏輯視圖的類結(jié)構(gòu)。本質(zhì)上一個(gè)OOM就是某一軟件系統(tǒng)的靜態(tài)的概念模型。

    業(yè)務(wù)程序模型（BPM）

    BPM 模型從業(yè)務(wù)合伙人的觀點(diǎn)來(lái)分析業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，首先描述業(yè)務(wù)的各種不同內(nèi)在任務(wù)和內(nèi)在流程，并進(jìn)一步詳細(xì)構(gòu)思這些任務(wù)和流程的互相影響及信息和合作協(xié)議之間的交互作用。

    2 基于UML的輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)建模

    2.1 基于UML的輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)建模

    采用UML的面向?qū)ο蠹夹g(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，大致遵循由系統(tǒng)需求分析到靜態(tài)模型、再由靜態(tài)模型向動(dòng)態(tài)模型的循序漸進(jìn)的模式進(jìn)行，即首先從輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的需求分析入手，對(duì)系統(tǒng)建立靜態(tài)的模型，以構(gòu)造系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)過(guò)的動(dòng)態(tài)模型[4]。

    2.2 輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)基本需求分析

    輪胎生成過(guò)程主要包括了成型、硫化、質(zhì)檢、倉(cāng)儲(chǔ)四大環(huán)節(jié)，其中質(zhì)檢可根據(jù)產(chǎn)品的需要進(jìn)行有選擇的環(huán)節(jié)，一般包括外觀檢查、動(dòng)平衡、X光檢測(cè)等，倉(cāng)庫(kù)包括了入庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)、出庫(kù)等。由于輪胎生產(chǎn)需要的工藝環(huán)節(jié)較多，屬于典型的勞動(dòng)密集型行業(yè)，為準(zhǔn)確記載各個(gè)工藝環(huán)節(jié)當(dāng)中的信息，避免工人因手工記錄而產(chǎn)生差錯(cuò)的可能性，現(xiàn)采用條碼、RFID等技術(shù)手段建立信息采集平臺(tái)，以完成對(duì)輪胎生產(chǎn)中各工藝環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、管理，并提供生產(chǎn)排產(chǎn)、質(zhì)量管理和決策支持等高級(jí)應(yīng)用功能[5]。

    因此從用戶的角度分析，輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的用戶主要包括兩大類，一個(gè)是系統(tǒng)管理員，負(fù)責(zé)系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的管理、系統(tǒng)權(quán)限管理等，另外一個(gè)就是負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)并負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的操作工，主要對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集。從系統(tǒng)的功能模塊分析，輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)主要包括運(yùn)行管理模塊、基礎(chǔ)管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、生產(chǎn)排產(chǎn)模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊五大模塊。系統(tǒng)用例圖如圖1所示。
                        
                                    圖1  系統(tǒng)用例圖
    2.3 靜態(tài)建模分析

    所謂靜態(tài)建模分析是根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從靜態(tài)的角度出發(fā)描述系統(tǒng)的視圖，即靜態(tài)模型分析就是對(duì)輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)中的對(duì)象、類以及他們之間的內(nèi)外關(guān)系結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。其中類圖是展示一系列類、接口、協(xié)作、包及其關(guān)系的視圖。輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)中主要包括類有tShape（成型）類、tSulfur（硫化）類、tFaceCheck（外觀檢查）類、tMoveCheck（動(dòng)平衡檢查）類、tXCheck（X光檢查）類、tIntoStore（入庫(kù)）類、tOutStore（出庫(kù)）類，例如tShape（成型）類包括了datShapeDate(成型時(shí)間）、intPlanIndex（成型計(jì)劃索引）、intUserIndex（操作工索引）、botDelete（刪除標(biāo)志）、strBarCode（輪胎條碼）等屬性。

    2.4 動(dòng)態(tài)模型分析

    對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析可以大致描述對(duì)象的行為，但還不夠全面反映系統(tǒng)各對(duì)象之間的運(yùn)作細(xì)節(jié)。為如何詳細(xì)的描述對(duì)象及其之間的關(guān)系必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的分析，即動(dòng)態(tài)模型分析將對(duì)輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的各個(gè)組件間的交互行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)的描述，以準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。可借助用例圖和順序圖來(lái)表達(dá)輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的各個(gè)組件間的交互行為。

    圖2顯示的是操作工如何通過(guò)采集終端對(duì)硫化工藝環(huán)節(jié)中的信息進(jìn)行采集的順序圖，即首先操作工在采集終端激活系統(tǒng)，進(jìn)入到登錄界面后，將個(gè)人信息（工號(hào)和密碼）傳遞到中間件及數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)，獲得系統(tǒng)認(rèn)證后進(jìn)入到采集終端的采集界面，在此界面采集有關(guān)的硫化工藝信息，通過(guò)中間件傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)獲得實(shí)施信息采集的功能。
                      
                                     圖2  硫化工藝數(shù)據(jù)采集順序圖
    2.5 建立實(shí)現(xiàn)模型

    UML提供了組件圖和部署圖兩種方式描述系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)這兩種圖描述出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的特征，包括功能實(shí)現(xiàn)的源代碼靜態(tài)分布特征、系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)特征等。其中圖3描述了系統(tǒng)各個(gè)組建之間的部署關(guān)系，其中數(shù)據(jù)庫(kù)是輪胎生產(chǎn)過(guò)程所有信息的保存?zhèn)}庫(kù)，采集終端通過(guò)中間件實(shí)時(shí)將各工藝信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，瀏覽器通過(guò)Web服務(wù)器連入系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。
                          
                                      圖3  系統(tǒng)部署圖
    3 結(jié)語(yǔ)

    本文通過(guò)Power Designer工具探討了基于UML的輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)，建立了系統(tǒng)的用例模型、靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型及實(shí)現(xiàn)模型。通過(guò)這些模型的建立和分析，使得輪胎生產(chǎn)過(guò)程信息采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)更加貼近用戶的真實(shí)需求。

    參考文獻(xiàn)：

    [1] 王方智. 條碼在輪胎工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 輪胎工業(yè)，1999.

    [2] 吳忠，高偉群，李京川. 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在現(xiàn)代輪胎工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 輪胎工業(yè)，2002 (12 ): 760-76.

    [3] 李曉品，張曉輝. SQL Server 2000數(shù)據(jù)處理技術(shù)[M]. 人民郵電出版社，2002.

    [4] 劉陷，樓興華. SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航[M]. 人民郵電出版社，2004.

    [5] 王珊. 數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)[M]. 電子工業(yè)出版社. 1995.

    摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第六期