基于UML库存管理系统建模与仿真doc.docx

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基于UML库存管理系统建模与仿真doc

1绪论

1.1库存管理系统研发背景

计算机和信息技术的发明和应用，使人类社会从工业经济时代发展到知识经济时代。

在知识经济时代，管理信息系统MIS（ManagementInformationSystem）在强调管理、强调信息的现代社会中越来越普及。

管理信息系统是“一个由人、计算机等组成的能进行信息收集、传递、存储、加工和维护的系统[1-2]。

”它是一门新的学科，跨越了若干个领域，比如管理科学、系统科学、运筹学、统计学和计算机科学等，在这些学科的基础上，形成信息收集加工的方法，生成一个纵横交织的系统。

管理信息系统能实测企业的各种运行情况；利用过去的数据预测未来；从企业全局出发辅助企业进行决策；利用信息控制企业的行为；帮助企业实现其规划目标。

信息技术为人们创造了一种全新的不受时间、地域和计算机本身约束的信息交流、共享和协作的方式，这种新的方式给每个企业带来了新的机会和挑战[3-5]。

中小企业在我国经济生活中占有十分重要的地位。

据有关统计分析，占企业总数94%的中小企业创造了70%以上的国民生产总值，提供了75%的就业机会，同时中小企业的发展水平标志着一个国家经济发展的潜力和活力[6]。

中小企业在不断发展壮大的过程中，对内要不断完善自己的管理水平，对外要接受日益激烈的市场竞争，信息技术为他们提供了最好的途径。

但是我国中小型制造企业由于历史发展的原因，在企业管理中普遍存在着生产效率低下，对市场信息了解不够充分，对市场需求变化的应变能力差，决策盲目及盲目生产等问题，这些使得中小型企业在激烈的市场竞争中处于不利的地位[7]。

要实现企业信息化建设，关键是要实现企业的信息集成和共享，包括不同部门间、企业内部与外部间及企业同企业间的信息集成和共享。

很多中小型企业为了实现信息化，选择了库存管理系统。

此系统利用计算机对企业的采购、出库、库存进行一体化的管理，对库存产品建立清晰的报表，让管理者时刻对物资储备心里有数；通过建立采购管理，对采购的时间、地点、价格进行监控和分析，以便节省企业的资金；出库管理对销售订单紧密跟踪，帮助企业建立客户档案、价格管理等，牢固掌握出库动向[8-11]。

库存是制造企业经营的核心环节，也是一个企业能够取得效益的关键，如果能够做到合理生产、及时出库、库存最小、减小积压，那么企业就能取得最佳效益。

因此在新环境下非常值得对制造企业库存管理系统进行深入的研究和探讨。

1.2库存管理系统发展现状

国外发展现状

20世纪60年代末期，随着计算机技术和管理科学以及系统分析技术的发展，在美国出现了一种新的库存计划和控制方法—计算机辅助编制物料需求计划MRP（materialrequirementplanning），它打破了“发出订单，然后催办”的计划管理方式。

70年代，随着计算机硬件技术和软件技术的迅猛发展，使得以此为基础的MRP应用系统在美国普遍推广，并且在其他一些工业发达国家如西欧、日本也得到了应用。

随着应用领域的推广和信息处理技术及手段的发展，MRP进一步演变成MRPⅡ。

MRPⅡ不是以库存或缓冲时间为补偿的方法，而是以生产与库存控制的集成方法，解决阻碍生产的问题。

在国际企业管理界享有盛誉的美国生产与库存控制协会（AmericanProductionandInventoryControlSociety）将MRPⅡ称为制造业的唯一管理标准，并大力向工业界进行推广。

从80年代末期开始，随着企业所面临市场环境的变化，企业信息处理量不断加大，企业资源管理也日渐复杂，信息的集成度要求扩大到企业整个资源的利用和管理，MRPⅡ系统进一步发展成为ERP（EnterpriseResourcePlanning）系统[12-13]。

国外的企业管理软件发展比较成熟，现在许多大型信息系统开发商Sun、SAP、Oracle、Borland、Microsoft等都有相当成熟的商业化产品。

比如，德国SAP公司的SAPR/3、美国Oracle公司的OracleCooperationApplication、荷兰的BAANV和四班（FourthShift）的MSS等管理软件[14-16]。

最近Oracle、Sun和用友软件公司合作开发的大型企业管理软件iERP里面包含进销存管理系统的子模块，已经实现了含有的库存子模块和其他模块的高度集成。

对于大多数开发商来说，这些软件大部分是面向大型企业的。

近几年，随着经济的发展和技术的成熟以及中小企业的崛起，国外的SAP、微软等不失时机的开发了针对中小企业的ERP/MRP软件，且在国外的中小企业的应用效果非常显著。

国内发展现状

从1981年沈阳第一机床厂从德国工程师协会引进第一套MRPⅡ软件以来，MRPⅡ/ERP管理思想进入中国已20多年，全国有几千家企业使用了这些软件，覆盖机械、交通运输设备、机床、电子、化工、医药和食品等20多个行业。

自90年代以来，较多的企业实施了MPRⅡ/ERP系统，特别是863计划的计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）应用示范工程，许多企业引进国外的ERP/MRPⅡ系统。

进入2000年以来，随着中央提出“以信息化带动工业化”的战略，我国企业信息化与现代化步伐明显加快。

绝大多数全球著名软件厂商都看好中国市场，纷纷在华设立分公司或代表处，包括SAP公司、Oracle公司以及PeopleSoft、四班等。

巨大的企业管理软件市场也刺激着国产化ERP/MRPⅡ产品的不断深入和我国进销存企业管理软件产业的迅速发展。

国内开发的MRPⅡ商品软件，首推机械工业部北京自动化研究软件中心（利玛信息技术公司）开发的CAPMS软件包。

北京开思、上海启明、天津中北、西安交大博通资讯等软件公司也都相继推出商品化软件。

联想集团、华为集团、深圳中国集装箱进出口公司等国内大中型企业，在引进国外的软件基础上，结合自身经验，也开发使用了商品软件，并取得了一定的成效[17-19]。

由于国外的ERP/MRPⅡ的研究是从面向大型企业开始的，国内的ERP/MRPⅡ系统和库存产品的开发也必然如此。

中小企业规模小、人数少和运作流程简单，而ERP/MRPⅡ是高度集成和全面管理的企业软件且价格一般比较昂贵，中小型企业很少应用。

有些有实力的中小型企业和软件开发商合作开发了适合自身企业的进销存管理软件，但是这些软件一般停留在简单的进销存的层次上，缺乏信息决策能力，信息化水平较低。

由于是量身定做的，基本上只局限于某一企业使用，造成很大的资源浪费。

1.3课题的核心任务

对于我国大部分传统的中小制造业而言,手工记账和人工管理仍然是企业库存管理的主要方式,虽然国家将推进中小企业信息化放在企业发展的优先位置,但是,中小企业的信息化进程却步履维艰,整体的信息化程度较低。

大部分企业仍对信息化缺乏基本的了解,即便有一些企业意识到信息化的重要性,也大多基本停留在简单的电脑应用阶段,并且大部分以文字处理和账务处理为主。

按照诺兰模型,处于基本的初装和蔓延阶段,缺乏集成的整体的信息管理。

对于我国中小制造企业而言,他们的库存管理普遍具存在以下问题:

1）凭经验进行库存管理和控制:

库存的管理没有科学合理的依据,库存管理流程和方法以库存管理人员的经验为准,对于什么时间购买原材料,购买多少,都没有科学规范的方法,为了保证企业生产经营的连续性和稳定性,往往设置较高的安全库存以防止各种意外情况,从而导致库存的大量积压;对库存没有分类管理的意识,管理的重点在于保证企业正常生产,疲于应付各种突发情况,忽视库存积压对于企业资金的影响。

2）信息化程度低,软件应用层次低:

据2004年赛迪顾问对年销售额在500万到5亿元之间的中小企业系统建设状况的调研显示:

中小企业对ERP软件的应用很少,成功应用ERP系统的中小企业仅占0.6%,失败率很高[20]。

大部分企业注重财务软件的应用,但对于库存管理系统却不太重视。

企业库存管理以人工管理为主,效率极为低下,往往花费了大量的时间精力进行企业库存的盘点和统计,疲于应付各种账目和实务的盘点差距。

3）无法把握库存的动态信息,管理效率低下:

人工记账和库存管理的重点往往在于出入库的流水账记录,对于同一种原材料的出入库数据,多重记录,轻统计,库存管理效率低下。

特别是库存原材料种类繁多,层次性较强,很难提供即时的库存信息,更无法了解特定时间段内原材料的消耗情况,加之人工记账的纸质数据无法共享,对于企业组织生产和原材料采购无法提供有力的决策支持,采购和生产之间往往脱节,经常出现由于库存数据不明而导致采购不及时或者采购过量,从而导致生产中断及库存积压等现象。

近几年来,随着我国企业信息化进程的推进,也有一些中小制造企业开始实施信息化管理,它们购买有关的ERP软件,甚至有的不惜重点购买MRP,ERP等管理系统软件,耗资巨大,但效果却不尽人意。

其原因一方面在于中小企业缺乏相应的管理基础,另一方面在于中小企业人员素质和信息化的基础比较薄弱,在这种情况下,根据中小企业自身生产的特点和库存管理的实际情况,制定合理的信息化战略,开发一套简单实用的库存管理系统非常具有现实意义。

1.4可行性研究与需求分析

物流管理信息系统是管理信息系统（MIS）在物流领域的发展和应用,它利用各种信息进行实时、集中、统一的管理,实现信息流对物流、资金流的控制与协调[21-22]。

按照管理思想或理念的不同,物流管理信息系统（LMIS）有不同的分类,库存管理信息系统属于物流信息管理系统中应用非常广泛的一个子系统,是各类物资及物流管理系统的基础系统。

无论进行何种企业管理,库存信息都是基础的管理信息,库存信息管理对于企业管理意义重大。

相对于企业传统的人工管理,库存管理系统具有如下优点:

1）提高入库!

出库的效率:

传统的人工库存管理模式中,入库和出库等基本业务需要填写大量的入库出库单据,同时需要进行相关的数量运算和清点工作,效率低下。

库存管理系统以电子数据为主要处理对象,简化了过程,减少了入库出库的环节,提高了入库出库的效率。

2）方便查询和检索有关库存的信息:

传统的库存管理主要依靠人工进行数据统计,查询检索库存数据往往出现速度慢,错误率高等问题,特别是对于复杂条件的查询无能为力。

库存管理系统彻底解决了这个问题,利用信息化处理优势,可以方便的依据各种条件查询和检索有关的库存信息。

3）随时监控库存状态:

适量的库存是保证企业生产经营连续性的基础,因库存短缺而导致生产和经营的中断,不仅仅增加了企业的生产成本,降低了生产效率,更会给企业造成信誉上的损失。

传统的人工库存管理模式只适应于简单的库存管理,对于复杂生产经营的库存监控毫无办法,库存管理系统依托先进的信息技术,可以随时监控库存的状态,以便为企业的生产经营提供决策参考。

4）方便生成各种报表:

人工管理无法在短时间内提供标准化的报表,因而对企业生产经营起不到应有的辅助决策作用。

对于库存管理系统而言,可以在很短时间内按照企业经营者的要求,生成各种各样美观准确的报表,并对有关的数据进行统计和分析,从而提高了企业管理者的决策效率。

从整个企业管理的角度看,库存管理系统在保证生产和销售的基础上,降低了企业的库存资金占用,加快了库存资金的周转速度,从而提高了企业管理的效率。

正是基于上述优点,库存管理系统的研究一直是企业信息化研究中的一个重要组成部分。

如何充分利用计算机和网络优势,提高库存管理的效率,成为库存管理信息化的研究重点。

通过库存管理系统，利用信息化手段把先进的企业管理方法引入企业的实践，为企业的管理改革提供切实易行的途径。

更重要的是，库存管理系统可以及时通过信息技术把企业数据快速转化为企业信息，进而为相关管理者提供决策依据。

在本次设计的制造企业库存管理系统中功能性需求主要包括以下几个方面：

（1）采购入库单的自动生成；

（2）出库单的自动生成；

（3）根据采购信息和出库信息对库存定期进行盘点；

（4）历史采购和销售记录的查询；

（5）配件信息、车间信息和供应商的维护。

通过以上几个功能的实现，基本能够满足企业的进出仓库的管理需要，为企业的管理现代化和运营信息化提供强有力的支持。

2基于UML的系统建模

2.1系统开发工具

UML概述

UML[23]作为一种对软件系统进行规约、构造、可视化和文档化的语言，融合了Booch方法、OMT方法和OOSE方法的核心概念，取其精华、去其繁杂，形成了一个统一的、公共的、具体的具有广泛适用性的建模语言。

UML设计者的任务就是建立一种具有统一语义的公共的元模型，然后建立一套公共的基于这些统一语义的符号体系。

UML的设计者推出了一套以用例为驱动、以体系结构为中心、迭代和增量的开发过程。

UML定义了一套建模语言，该语言与面向对象组织在核心建模概念上一致，并且UML允许通过自身的扩展机制在表达上有所不同。

通常可以将UML的概念和模型分为静态结构、动态结构、实现构造、模型组织和扩展机制等部分。

模型包含两方面的含义：

一个是语义方面的含义，另一个是可视化的表达方法，即模型包含语义和表示法。

从可视化的角度，可将UML的概念模型划分为视图、图和模型元素。

视图是表达系统在某一方面特征的UML建模构建的子集。

在每一类视图中可使用一种或多种特定的图来可视化地表示视图中的各种概念。

把可以在图中使用的基本概念统称为模型元素。

模型元素使用相关的语义，元素的正式定义、确定的语句来表达正确的含义。

RationalRose对UML的支持

RationalRose算得上是最出名的分析和设计面向对象软件系统可视化工具，它允许系统开发人员、系统管理人员和系统分析人员在软件的各个开发周期内建立系统需求和系统体系架构的可视化模型，并且能够将这些需求和系统体架构可视化模型转换成代码，帮助系统开发。

RationalRose建模工具能够为UML提供很好的支持，可以从一下六个方面进行说明：

（1）RationalRose为UML提供基本的绘图功能；

（2）RationalRose为UML提供模型库；

（3）RationalRose提供导航功能；

（4）RationalRose提供代码生成功能；

（5）RationalRose为UML提供逆向工程功能；

（6）RationalRose为UML提供模型互换功能

使用RationalRose建立的Rose模型中分别包括4中视图，分别是用例视图（UseCaseView）、逻辑视图（LogicalView）、构件视图（ComponentView）和部署视图（DeloymentView）。

在RationalRose建立一个工程的时候就会自动包含这四种视图。

VisualBasic与SQLServe2000

VB[24]作为当今应用极为普遍的数据库客户端开发工具之一，对客户端应用程序调用服务器端存储过程提供了强大的支持。

特别是随着VB6.0的推出，VB客户端应用程序可以方便地利用ADO的对象和集合来实现对数据库存储过程的调用。

在笔者编写的制造企业库存管理系统中，就是采用VB6.0作为开发平台，采用SQLServer2000[25]数据库管理数据，在这个库存管理系统中有海量的数据，并且对数据库有频繁的访问，利用存储过程访问数据库节省了执行时间，大大提高了系统的性能。

ADOData控件可以实现以下功能：

●连接一个本地数据库或远程数据库。

●打开一个指定的数据库表，或定义一个基于结构化查询语言（SQL）的查询、存储过程或该数据库中的表的视图的记录集合。

●将数据字段的数值传递给数据绑定控件，可以在这些控件中显示或更改这数值。

●添加新的记录，或根据更改显示在绑定的控件中的数据来更新一个数据库。

2.2创建系统用例模型

进行系统分模型析与设计的第一步就是创建系统的用例。

作为描述系统的用户或参与者所能操作的图，它在需求分析阶段有着重要的作用，整个开发过程都是围绕着需求用例表述的问题和问题模型进行的。

制造企业库存管理系统的参与者主要包含以下几种：

●采购员：

采购人员能够通过该系统查询到采购信息，打印出采购单；同时能修改属于自己用户名的密码。

●出库员：

出库人员根据系统查询出库的材料，打印出出库单，同是能够修改属于自己用户名的密码。

●数据库管理员：

数据库管理员能够及时修改出库入库信息，方便采购员和入库员查询，同时能对仓库的其余信息进行管理和查询。

●企业管理人员：

能方便的查询到有助于自己决策的库存信息。

2.2.1采购者用例图

采购人员能够通过该系统进行如下活动：

●登录系统：

采购人员能够通过自己的用户名与密码组合登录相关界面；

●查询采购信息：

通过身份验证之后，可以通过系统查询到采购信息，包括零件的需求量、供应商等信息；打印采购订单，到相关部门盖章核实；

●修改密码：

采购人员可以通过系统修改自己用户名的密码

●退出系统

通过上述活动，获得的采购员的用例图如图2.2.1所示：

图2.2.1采购员用例图

2.2.2出库员用例图

出库员通过该系统进行如下活动：

●登录系统：

出库人员能够通过自己的用户名与密码组合登录相关界面；

●查询采购信息：

通过身份验证之后，可以通过系统查询到出库信息，包括零件的需求量、需求零件车间的信息等；打印出库单，到相关部门盖章核实；

●修改密码：

出库人员可以通过系统修改自己用户名的密码

●退出系统

通过上述活动，获得的采购员的用例图如图2.2.2所示：

图2.2.2出库员用例图

2.2.3企业管理人员用例图

企业管理员通过该系统进行如下活动：

●登录系统：

企业管理人员能够通过自己的用户名与密码组合登录相关界面；

●查询库存信息：

通过身份验证之后，可以通过系统查询到出库/入库信息，包括零件的需求量、价格，使用情况等；

●修改密码：

企业管理人员可以通过系统修改自己用户名的密码

●退出系统

通过上述活动，获得的企业管理员的用例图如图2.1.3所示：

图2.2.3企业管理员用例图

2.2.4仓库管理员用例图

仓库管理员通过该系统进行如下活动：

●登录系统：

仓库管理员能够通过自己的用户名与密码组合登录相关界面；

●修改出库/入库信息：

通过身份验证之后，可以通过系统修改出库/入库信息，包括零件的需求量、供应山、需求零件车间的信息等；

●管理其余信息：

仓库管理员可以通过系统增加、删除、修改各种供应商、出库员、入库员和需要零件的车间的信息；可以查询到历史出库/入库的信息

●修改密码：

出库人员可以通过系统修改自己用户名的密码

●退出系统

通过上述活动，获得的仓库管理员的用例图如图2.2.4所示：

图2.2.4库存管理员用例图

2.3创建系统动态模型

根据系统的用例模型还可以通过对象之间的相互作用来考察系统对象的行为。

这种交互作用通过两种方式进行考察，一种是通过相互作用的一组对象为中心考察，即通过交互图进行，包括序列图和协作图；另一种是通过以独立的对象为中心进行考察，包括活动图和状态图。

对象之间的相互作用构成系统的动态模型。

序列图描绘了系统中的一组对象在时间上交互的整体行为。

协作图描绘了系统中的一组对象在集合排列上的交互行为。

在仓库管理系统中，通过上述的用例可以获得以下的交互行为：

●用户登录系统

●用户查阅相关信息

●仓库管理员修改库入库/出库信息

●用户修改密码

●用户退出系统

2.3.1“采购员查询采购信息”用例

对“采购员查询采购信息”用例的描述如表2.3.1所示

表2.3.1采购员查询采购信息

名称

采购员查询采购信息

标识

PurchaseandSale001

描述

采购员查询采购信息，包括零件种类与数量

前提

仓库管理员已经将采购信息输入数据库

结果

显示相关采购信息

扩展

N/A

包含

N/A

继承自

N/A

可以通过更加具体的描述来确定采购员查询采购信息，基本工作流程如下：

1）采购员输入用户名和密码

2）通过身份验证，进入查询界面

3）选择采购信息查询

4）返回采购信息

5）打印采购单

6）退出打印界面

7）退出系统

根据基本流程，创建采购员查询采购信息的序列图如图2.3.1.1所示：

图2.3.1.1采购员查询采购信息序列图

与序列图等价的协作图如图2.3.1.2所示：

图2.3.1.2采购员查询采购信息协作图

2.3.2“出库员查询出库信息”用例

对“出库员查询出库信息”用例的描述如表2.3.2所示：

表2.3.2出库员查询出库信息

名称

出库员查询出库信息

标识

PurchaseandSale002

描述

出库员查询出库信息，包括零件种类与数量

前提

仓库管理员已经将出库信息输入数据库

结果

显示相关出库信息

扩展

N/A

包含

N/A

继承自

N/A

可以通过更加具体的描述来确定出库员查询出库信息，基本工作流程如下：

1）出库员输入用户名和密码

2）通过身份验证，进入查询界面

3）选择出库信息查询

4）返回出库信息

5）打印出库单

6）退出打印界面

7）退出系统

根据基本流程，创建出库员查询出库信息的序列图如图2.3.2.1所示：

图2.3.2.1出库员查询出库信息的序列图

与序列图等价的协作图如图2.3.2.2所示：

图2.3.2.2出库员查询出库信息的协作图

2.3.3“企业管理员查询库存信息”用例

可以通过更加具体的描述来确定企业管理员查询库存信息，基本工作流程如下：

1）企业管理员输入用户名和密码

2）通过身份验证，进入查询界面

3）选择需要查询的库存信息

4）返回结果

5）选择需要查询的其余信息（包括人员、供应商、历史出库/入库信息）

6）退出系统

对“企业管理员查询库存信息”用例的描述如表2.3.3所示

表2.3.3企业管理员查询库存信息

名称

企业管理员查询库存信息

标识

PurchaseandSale003

描述

企业管理员查询库存信息，包括零件种类、数量、价格

前提

仓库管理员已经将库存信息输入数据库

结果

显示相关查询信息

扩展

N/A

包含

N/A

继承自

N/A

根据基本流程，创建企业管理员管理库存信息的序列图如图2.3.3.1所示：

图2.3.3.1企业管理员查询库存信息序列图

与序列图等价的协作图如图2.3.3.2所示：

图2.3.3.2企业管理员查询库存信息协作图

2.3.4“库存管理员修改库存信息”用例

对“库存管理员管理库存信息”用例的描述如表2.3.4所示：

表2.3.4库存管理员管理库存信息

名称

库存管理员管理库存信息

标识

PurchaseandSale004

描述

管理员修改、查询库存信息，同时管理其他信息

前提

仓库管理员登录

结果

显示相关库存或管理信息

扩展

N/A

包含

管理其余信息用例

继承自

N/A

可以通过更加具体的描述来确定库存管理员管理库存信息，基本工作流程如下：

1）库存管理员输入用户名和密码

2）通过身份验证，进入管理界面

3）修改入库/出库信息

4）返回信息显示修改成功与否

5）查询库存信息

6）返回查询结果

7）管理其余信息

8）返回信息管理成功与否

9）退出系统

根据基本流程，创建库存管理员管理库存信息的序列图如图2.3.4.1所示：

图2.3.4.1管理员管理库存信息的序列图

与序列图等价的协作图如图2.3.4.2所示：

图2.3.4.2管理员管理库存信息的协作图

2.4创建系统静态模型

在获得系统基本的用例模型之后，可通过考察系统对象的各种属性创建系统的静态模型。

首先，确定系统参与者的属性；

其次，可以确定在系统中的主要业务实体类

最后，通过关系连接将这些类连接起