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现代服务业ERP系统的模型驱动开发与优化研究

作　者: 吴雷
导　师: 魏臻
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: ERP系统开发业务模型驱动元模型模型映射服务构件识别 Memetic VRPTW
分类号: TP311.5
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

传统的ERP系统是在企业应用与管理策略驱动下的多功能集成应用系统,其结构相对复杂、封闭且灵活性较差,无法适应现代服务业企业动态多变的业务流程,也无法满足现代服务业高度协同和异构分布的复杂特性。因此,如何提高ERP系统的开发、维护效率,提高系统的灵活性与开放性,并能支持跨企业间动态协作,便成为一个有价值的研究课题。面向服务架构下的模型驱动开发方法,为现代服务业的ERP系统开发提供了一种新的企业模型驱动的应用开发体系。本文以某大型出版传媒企业ERP项目为依托,结合现代服务业企业的实际需求,以企业模型驱动的ERP开发方法和ERP系统中的优化算法研究为主线,系统研究了现代服务业ERP开发中的企业建模、模型转换、构件识别、优化算法等若干关键技术问题,提出了一个面向服务的ERP轻量级开发框架,为现代服务业的ERP应用产品提供了一种快速实施方法,并为今后ERP功能扩展时需要的大规模软件集成与重用提供了解决方案。本文的主要研究内容如下：(1)提出了一套ERP系统快速开发与实施框架。将模型驱动开发方法学和面向服务架构融入到ERP系统开发过程中,建立了一套轻量级的ERP系统快速开发框架：模型驱动方法的应用使得用户需求和业务的变化可以及时反映到应用系统代码中,从而节省软件的开发成本以及维护工作量,提高开发效率；面向服务架构的应用增强了ERP系统的开放性和可扩展性,使得企业内部、供应链上下游企业之间的应用系统交互成为了可能,为实现SOA下软件的低耦合集成与重构提供了解决方案。(2)在模型驱动架构的基础上,将元建模理论应用于ERP领域建模,建立了面向现代服务业ERP开发的领域模型。对BPMN的元模型进行改进,扩展出了一个以过程模型为核心,涵盖组织、功能、信息、资源四个方面的ERP业务领域元模型,并对构成元模型的各元素以及各元素之间的关系进行了描述；其次,借鉴MOF中对元模型的描述方法,采用XMLSchema对所提元模型进行了基于XML的描述。上述工作也为企业模型向下一级别的系统模型转换奠定了建模基础。(3)提出了一种从企业业务模型向Web Services架构下的企业应用模型转换的方法。首先建立了面向服务架构下的服务模型,并对服务模型的元模型构成作了形式化说明；其次,采用基于元模型的模型转换理论,阐述了从业务模型向服务模型转换的映射规则与方法。模型驱动的开发方法,将业务逻辑与具体的编码实现进行了有效分离,使得设计人员和编程人员可以关注各自的领域,并能通过对业务模型的重用及可变分析实现应用的快速开发,在一定程度上提高了开发效率。(4)为获取面向服务架构下适合的服务构件,提出了一种从服务模型中获取服务构件的识别方法。在服务构件识别过程中,采用数学方法对服务模型作了形式化描述,通过服务之间的关联度计算公式,形成关联度矩阵,采用聚类分析方法对矩阵进行分析,从而获取高内聚、低耦合、可复用的业务构件,提高了框架的可重用性。(5)通过对粒子群算法进行改进,提出了一种基于Memetic框架的混合粒子群算法。该算法能够在加快收敛速度的同时提高算法的搜索多样性,避免算法陷入局部最优,并通过实验证明了所提算法的有效性。随后研究了该算法在离散型优化领域的应用,采用基于实数的编码映射方案,使得该算法能够应用在现代服务业ERP的相关离散型优化问题上,并在物流配送调度及路径优化方面作了实例验证。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
致谢  12-18
第1章绪论  18-30
  1.1 研究背景和意义  18-21
    1.1.1 现代服务业信息化现状  18-19
    1.1.2 ERP在现代服务业应用存在的问题  19-20
    1.1.3 选题意义  20-21
  1.2 相关问题国内外研究现状  21-27
    1.2.1 ERP产品开发研究现状  21-23
    1.2.2 企业建模技术研究现状  23-25
    1.2.3 模型驱动开发方法研究现状  25-26
    1.2.4 服务构件识别方法研究现状  26
    1.2.5 ERP优化算法研究现状  26-27
  1.3 研究的主要内容  27-28
  1.4 论文结构和组织  28-30
第2章企业模型驱动的柔性ERP系统开发框架  30-44
  2.1 现代服务业ERP系统柔性化的方法  30-33
    2.1.1 柔性化系统开发的动因  30-31
    2.1.2 柔性化系统开发的方法  31-33
  2.2 企业模型驱动的柔性ERP系统开发框架  33-38
    2.2.1 MDA下的MFDF_ERP框架  33-36
    2.2.2 SOA下的MFDF_ERP框架  36-38
  2.3 模型驱动的柔性ERP系统开发过程  38
  2.4 MFDF_ERP框架的柔性分析  38-42
    2.4.1 MFDF_ERP框架的可复用性  38-39
    2.4.2 MFDF_ERP框架的可重构性  39-40
    2.4.3 MFDF_ERP框架的可集成性  40-42
  2.5 本章小结  42-44
第3章基于元模型的现代服务企业建模方法  44-56
  3.1 企业建模基本原理  44-45
  3.2 现代服务业ERP领域的企业建模方法需求  45-46
  3.3 对现有建模方法的改进  46-49
    3.3.1 对传统企业模型组成部分的改进  46-47
    3.3.2 基于元模型的业务建模方法  47-48
    3.3.3 基于特征的功能分解建模方法  48-49
  3.4 面向ERP领域的企业建模元模型  49-53
    3.4.1 基于特征分解的功能视图  49-50
    3.4.2 基于BPMN扩展的过程视图  50-53
  3.5 基于XML的企业元模型描述方法  53-55
  3.6 本章小结  55-56
第4章企业模型到ERP系统的转换  56-74
  4.1 面向服务的平台无关模型  56-59
    4.1.1 服务功能视图  56-57
    4.1.2 服务过程视图  57-59
    4.1.3 服务信息视图  59
  4.2 企业模型向服务模型的映射  59-63
    4.2.1 基于元模型的模型转换理论  60
    4.2.2 模型映射的元素对应关系  60-62
    4.2.3 基于QVT的模型转换实现  62-63
  4.3 服务构件的识别方法  63-71
    4.3.1 服务构件的基本概念  63-64
    4.3.2 服务构件识别主要步骤  64-65
    4.3.3 服务模型相关定义  65
    4.3.4 服务关联度计算  65-67
    4.3.5 服务构件识别算法  67-68
    4.3.6 服务构件的性能度量方法  68-69
    4.3.7 实验与分析  69-71
  4.4 服务模型向Web Services平台相关模型的转换  71-72
    4.4.1 基于Web Services构造平台相关层  71-72
    4.4.2 服务模型向Web Services模型的转换  72
  4.5 本章小结  72-74
第5章优化算法在现代服务业ERP中的应用  74-92
  5.1 相关算法与理论介绍  74-75
    5.1.1 粒子群算法  74
    5.1.2 禁忌搜索算法  74-75
    5.1.3 拉马克进化  75
  5.2 基于Memetic的混合粒子群算法  75-84
    5.2.1 对拉马克学习机制的改进  76-77
    5.2.2 基于Memetic框架的混合粒子群算法  77-79
    5.2.3 算法收敛性分析  79-80
    5.2.4 算法时间复杂度分析  80
    5.2.5 实验与分析  80-84
  5.3 HM-PSO算法在物流配送调度及路径优化领域的应用  84-90
    5.3.1 带时间窗的车辆路径问题数学模型  85-86
    5.3.2 HM-PSO算法求解带时间窗车辆路径问题  86-88
    5.3.3 实验与分析  88-90
  5.4 本章小结  90-92
第6章现代服务业ERP系统开发实例  92-106
  6.1 项目背景  92-93
  6.2 项目需求特点  93-94
  6.3 企业模型驱动的柔性ERP系统开发工具  94-95
    6.3.1 开发工具体系结构  94
    6.3.2 开发工具实现技术  94-95
  6.4 物流配送调度及路径优化问题模型  95-96
    6.4.1 问题描述  95
    6.4.2 模型建立  95-96
  6.5 应用实例  96-103
    6.5.1 建模过程  96-97
    6.5.2 模型转换过程  97-99
    6.5.3 服务构件识别过程  99-100
    6.5.4 图书出版子系统实现  100-101
    6.5.5 出版物流配送子系统实现  101-103
  6.6 应用效果及特点分析  103
  6.7 本章小结  103-106
第7章总结与展望  106-110
  7.1 全文总结  106-107
  7.2 研究展望  107-110
参考文献  110-118
攻读博士学位期间发表的论文和参加的项目  118

现代服务业ERP系统的模型驱动开发与优化研究

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