应用组件技术开发矿山管理信息系统

D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.06.004 第24卷第6期 北京科技大学学报 Vol.24 No.6 2002年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2002 应用组件技术开发矿山管理信息系统 侯运炳曹文虎张成伟 中国矿业大学（北京校区）.北京100083 摘要采用软件组件和系统构架的设计思想开发矿山管理信息系统.根据管理角色与业务 的关系，提取功能独立的管理角色组件模型和业务组件模型，作为重构管理流程的基本组件， 建立组件的消息触发机制控制组件的运行顺序，有利于增强系统的可重构性， 关键词矿山信息系统：软件组件；系统重构 分类号TP311 中国矿业管理信息系统(M$)的开发和应 COM/DCOM的组件/构架开发技术，使之能够 用存在的主要问题是：(1)矿业MS日趋复杂， 适应企业的发展变化，延长生命周期，同时为矿 软件开发周期长；(2)低水平重复开发现象严重， 业信息系统的软件复用积累经验 开发出的产品质量难以提高；(3)开发出的系统 不能适应企业的发展变化，生命周期短；(4)由于 1 系统框架结构及组件模型 缺乏统一的标准和规范，导致软件的通用性和 该矿共有10余个物资仓库，存储了万余种 商品化程度极低. 材料.材料管理信息系统的主要功能包括：①日 软件复用被认为是推动软件行业走向工业 常业务；②材料库管理；③查询；④统计；⑤报表 化的有效途径.通过软件复用，在应用系统的开 输出；⑥系统管理. 发中可以直接利用已有的开发成果，从而提高 系统采用3层结构体系，从逻辑上分为用 开发效率并避免了低水平重复开发， 户界面层、业务应用层和后台数据服务层.相应 基于组件技术的复用技术是软件复用的主 组件分为客户端用户界面组件、中间层业务组 流技术.组件是软件具有可复用特性的基本部 件和数据处理组件.系统框架结构如图1所示. 件，一经产生，就与具体实现语言无关，无需编 程而直接作为功能模块用于软件系统的装配 领导查询 业务操作 系统管理员 (即插即用).基于组件的软件开发是提高软件 系统生产效率和产品质量的有效途径.而且，当 权限控制 消息分配与管理 应用系统随着时间的变化功能需要增加或某些 局部需要修改（即系统重构）时，只需增加、修改 业 报 或更换相应的组件即可，因此大大增加了应用 软件系统的柔性和可重构性.目前，组件技术领 件管理 方式 打 系统维 询操作 域比较成熟并获得广泛应用的技术规范主要有 定义 微软的COM/DCOM、对象管理组(OMG)制定的 CORBA和SUN发布的JavaBeans等四，' 矿业信息系统领域存在着大量的可复用软 ,数据通讯及管理 件对象，具备软件复用的良好条件.本文在进行 某矿材料管理信息系统的开发时，采用了基于 数据库 收稿日期20020808侯运炳男，40岁，教授，博士 图1系统结构 *国家自然科学基金资助项目No.50074031) Fig.1 System structure

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 应用组件技术开发矿 山管理信息 系统 侯运炳 曹文虎 张成伟 中国矿业大学口匕京校 区 ， 北京 摘 要 采用 软件组件和 系统构架 的设计思 想开发矿 山管理信息 系统 根据管理角色与业务 的关系 ， 提取功能独立 的管理角色组件模型 和业务组件模型 ， 作为重构管理流程 的基本组件 ， 建立组件的消息触发机制控制组件 的运行顺序 ， 有利于增强系统 的可 重构性 关键词 矿山信息 系统 软件组件 系统重构 分类号 中 国矿业管理信息系统 的开 发和 应 用存在 的主要 问题是 矿业 日趋复杂 ， 软件开发周期长 低水平重 复开发现象严重 ， 开 发 出的产 品质量难 以 提高 开发 出的 系统 不 能适应企业 的发展变化 ， 生命周期短 由于 缺乏 统一 的标准 和规范 ， 导致软件 的通用 性 和 商 品化程度极低 软件复用 被认为是推动软件行业走 向工业 化 的有效途径 通过软件复用 ， 在应用 系统 的开 发 中可 以直接利用 已 有 的开 发成果 ， 从而提高 开 发效率并避免 了低水平重复开 发 基于组件技术 的复用技术是软件复用 的主 流技术 组件是软件具有可 复用特性 的基本部 件 ， 一 经产生 ， 就与具体实现语言无关 ， 无需 编 程 而 直接作为功 能模块 用 于 软件 系统 的装 配 即插 即用 基于 组件 的软件开发是提高软件 系统生产效率和产品质量 的有效途径 而且 ， 当 应用 系统随着时间的变化功能需要增加或某些 局 部需要修改 即系统重构 时 ， 只需增加 、 修改 或更换相 应 的组 件 即 可 ， 因此大大增加 了应 用 软件系统的柔性和 可 重构性 目前 ， 组件技术领 域 比较成熟并获得广泛应用 的技术规范主要有 微软 的 、 对象管理组 制定 的 和 发布的 等 〔 ‘ 矿业信息 系统领域存在着大量 的可复用 软 件对象 ， 具备软件复用 的 良好条件 本文在进行 某矿材料管理信息 系统 的开 发 时 ， 采 用 了基于 的组 件 构 架开 发技术 ， 使之能够 适应企业 的发展变化 ， 延长生命周期 ， 同时为矿 业信息系统 的软件复用 积 累经验 系统框架结构及组件模型 该矿共有 余个物资仓库 ， 存储 了万余种 材料 材料管理信息系统的主要功能包括 ① 日 常业务 ②材料库管理 ③查询 ④统计 ⑤报表 输 出 ⑥系统管理 系统采用 层 结构 体系 ， 从逻 辑上 分为用 户界面层 、 业务应用层和后 台数据服务层 相应 组件分为 客户 端用 户界面组 件 、 中间层业务组 件和数据处理组 件 系统框架结构如图 所示 竖 匡权塑限控控 噩 制金一竖吧巨消堑 竺 显息分坦配夔与 翌 夔管鑫理里 文件 业务 查 系 管 方 询 统 理 式 操 维 定 作 护 义 数据通讯及管理 数据库 收稿 日期 一 一 侯运炳 男 ， 岁 ， 教授 ， 博士 国家 自然科学 基金资助项 目困 图 系统 结构 · DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．06．004

·594 北京科技大学学报 2002年第6期 首先通过建立工作流模型描述系统框架， 质检合格 盘点 在工作流系统框架的基础上，采用面向对象分 析方法提取组件模型四.组件模型的划分采用以 申请入（出）库单 上验收单 领料单 下原则：对于业务或流程比较固定的部分，组件 出售单 库存帐 模型采用较大的划分粒度；对于业务或流程易 调拨单 退料单 变的部分，将大粒度组件模型进一步划分为较 小粒度的模型，以便通过基本功能组件的重组 图2材料管理业务 实现重构工作流程的目的 Fig.2 Workflow of material management 用户界面类组件提供用户交互界面，主要 包括用户查询界面组件、业务操作界面组件和 领用、出租、出借、委托加工、盘亏等.月底可按 系统管理界面组件、权限控制和消息分配与管 领用部门和用途进行汇总. 理等组件 业务内容基本上是稳定不变的，但业务流 中间层业务类组件主要包括文件管理、业 程则可能发生变化.例如，对于领料单的处理， 务方式定义、日常业务、报表打印、查询操作及 原先的流程为：供应计划员→供应主管→保 系统维护等组件 管→稽核；而随着管理结构的调整，处理流程又 文件管理组件主要实现密码设置及打印设 变为：科室操作员→部门主管→供应主管→保 置等功能；业务方式定义组件主要实现定义出 管.为了适应这种变化，在建立组件模型时，首 入库方式和结算方式功能；查询组件实现出入 先提取领料单、退料单、调拨单、出售单、验收 库查询和库存查询功能；系统维护组件主要实 单、库存等基本实体对象模型，然后建立各个管 现期初库存及数据库设置等功能；报表打印组 理角色（如科室操作员、部门主管、供应主管、保 件主要用于打印各种报表（如主要材料消耗表、 管员等)组件模型，将各个角色的操作内容封装 收销存报表等)，该组件可以自定义方式打印任 在组件中，这样就实现了业务内容、角色与工作 意格式的报表，具有较大的灵活性例.日常业务 流程的分离.当需要改变工作流程时，只需改变 组件是多个组件的集合，用于实现材料管理的 组件的工作顺序即可.图3所示为保管员组件 日常业务功能. 与验收业务组件之间的关系. 数据通讯与管理组件主要实现数据通讯、 数据库管理、并发控制及查询优化等功能 保管员 验收单 属性1，…，n 属性1，，m 2基于角色的组件模型 验收签字 签字 日常业务管理是管理信息系统的重要内 保管签字 审核 科长签字 容，在图1中用了大粒度概念性模型表示（即日 4用果年0 常业务组件)，其基本任务如图2所示，包括： (1)核实采购部门填写的申请入库单，对质 图3角色模型与业务模型的关系 Fig.3 Relation between the role and the work model 检合格的材料办理正式入库手续；对质检不合 格的材料办理暂入库手续，并由采购部填写退 3组件的消息驱动 货单. (2)材料入库方式有采购、自制、退货、委托 组件实现的功能是相对独立的.为了使组 加工收回、受托加工、租用、借用、盘盈等 件之间能够相互协调工作，在建立组件模型时 (3)退料单由领用部门填写，仓库点数并办 设计了组件的消息触发和处理功能仰.其基本工 理人库手续. 作原理是：当某个（或数个）组件处于某种状态 (4)调拨单是指本矿内部相互调用材料时办 时，向相应的组件发送消息，并根据消息触发机 理的手续，包括调拨入库和调拨出库 制驱动执行一个或多个组件.消息的描述为： (5)领料单是各部门领用材料出库所办理的 MESSAGE:(Destination,Operation,Arguments) 手续.材料出库分为生产领用、销售、维修、办公 其中，Destination定义了接受消息的对象，Oper-

· 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 首先通 过建立 工作 流 模型 描述 系统框架 ， 在工作 流 系统框架 的基础 上 ， 采用 面 向对象分 析方法提取组 件模型〔 组件模型 的划 分采用 以 下 原则 对于业务或 流程 比较 固定 的部分 ， 组件 模型 采用 较大 的划 分粒度 对于业务或流程易 变 的部分 ， 将大粒度组件模型 进一步划分为 较 小粒度 的模型 ， 以 便通过基本功能组件 的重组 实 现重构工作流程 的 目的 用 户界面类组件提供用 户交互界面 ， 主要 包括用 户 查询 界 面组件 、 业务操作界 面组件和 系统管理界 面组件 、 权 限控制 和 消息分配 与管 理等组件 中间层 业务类组件主要 包括文件管理 、 业 务方式定义 、 日常业务 、 报表打印 、 查询操作及 系统维护 等组件 文件管理组件主要实现密码设置及打印设 置等功能 业务方式 定义组件 主要实 现定义 出 人库方式和结算方式功能 查询组件实现 出人 库查 询 和 库存查 询功能 系统维护 组件主要实 现期 初库存及数据库设置等功能 报表打 印组 件主要用于 打印各种报表 如主要材料消耗表 、 收销存报表等 ， 该组件可 以 自定义方式打印任 意 格 式 的报表 ， 具有较大 的灵活 性 口〕 日常业务 组件是 多个组件 的集合 ， 用 于实现材料管理 的 日常业务功能 数据通讯 与 管理组件主要实现数据通讯 、 数据库管理 、 并发控制及查询优化等功能 质检合格 盘点 申请入 出 库单 验收革 领料单 出售单 库存帐 调拨单 一 退料单 图 材料 管理业 务 · 、 领用 、 出租 、 出借 、 委托加工 、 盘亏 等 月 底可 按 领用 部 门和用途进行汇 总 业务 内容基本上是稳定不变 的 ， 但业 务流 程则可 能发生 变化 例如 ， 对于领料单 的处理 ， 原 先 的流 程 为 供应 计 划 员 。 供应 主 管。 保 管。 稽核 而 随着管理结构 的调 整 ， 处理流程又 变为 科室 操作员 。 部 门主 管。 供应 主管、 保 管 为 了适应这种变化 ， 在建立 组件模型 时 ， 首 先提取领料单 、 退料单 、 调拨单 、 出售单 、 验收 单 、 库存等基本实体对象模型 ， 然后建立各个管 理角色 如科室操作员 、 部门主管 、 供应 主管 、 保 管员 等 组件模型 ， 将各个角色的操作 内容封装 在组件 中 ， 这样就实现 了业务 内容 、 角色与工作 流程 的分离 当需要改变工作流程时 ， 只需改变 组件 的工作顺序即可 图 所示 为保管员组件 与验收业务组件之 间 的关系 基于角色的组件模型 日常业 务 管理 是 管理信息 系 统 的 重 要 内 容 ， 在 图 中用 了大粒度概念性模型 表示 即 日 常业 务组件 ， 其基本任务如 图 所示 ， 包括 核实采购 部 门填写 的 申请人库单 ， 对质 检合格 的材料办理正式人库手续 对质检不 合 格 的材料办理暂人库手续 ， 并 由采购部填写退 货单 材料人库方式有采购 、 自制 、 退货 、 委托 加工 收 回 、 受托加工 、 租用 、 借用 、 盘盈等 退料单 由领用部 门填写 ， 仓库点数并办 理人库手续 调拨单是指本矿 内部相互调用 材料时办 理 的手续 ， 包括调拨人库和 调 拨 出库 领料单是各部 门领用材料 出库所办理的 手续 材料 出库分为生产领用 、 销 售 、 维修 、 办公 属性 ， … ， 属 性 ， … ， 签字 验收签字 审核 保管签字 科长签字 图 角 色模型 与业 务模型 的关 系 幻汗 组件的消息驱动 组件实现 的功能是相对独立 的 为 了使组 件之 间能够相互协调 工作 ， 在建立 组 件模型 时 设计了组件的消息触发和处理功能 其基本工 作原理是 当某个 或数个 组件处于某种 状态 时 ， 向相应 的组件发送消息 ， 并根据消息触发机 制驱动执行一个 或多个组件 消息 的描述为 ， ， 其 中 ， 定义 了接受 消息 的对象

Vol.24 侯运炳等：应用组件技术开发矿山管理信息系统 ·595· ation指定了接受消息的操作，Arguments为完成 科长，而根据管理结构的调整可重新分配消息 操作所需的参数。 的触发顺序，将业务流程改为供应计划员→科 例如，供应计划员组件处理完领料单后，通 长，从而去掉“供应主管”这个环节（图中虚线所 过一定途径发送消息给供应主管组件并触发该 示部分)，反之亦然 组件进行处理，以此类推，直至该业务处理完 毕.消息包括用户界面输入的消息和组件间传 4 结论 递的消息.根据需要，组件的消息触发可以有一 提高矿业管理信息系统的柔性和可重构性 对一（一个组件触发另一个组件）、一对多等几 以及组件的复用性，对于延长系统生命周期、提 种形式. 高系统建设效率具有重要意义.采用组件开发 基于软件系统构架和软件总线的设计思 技术，提取和建立功能独立的软件组件模型，作 想，并根据组件的消息驱动机制，建立了软件系 为重构管理流程的基本组件，并通过组件的消 统的消息控制和管理组件（见图1）.该组件规定 息触发机制构造软件系统，是解决上述问题的 了消息的分配方案和触发顺序，用于对整个系 有效途径. 统的组件进行协调和管理，实际上起到了控制 组件技术带来的效率和质量的提高，需要 系统结构和业务流程的作用. 通过组件的可复用程度来体现.目前还很难评 组件的消息驱动机制为系统的重构提供了 估矿业信息系统采用组件技术提高开发效率的 一种途径.当需要调整某些业务流程，增加或删 程度，但这种技术具有的潜力是显而易见的 改某些业务功能时，可通过消息控制和管理组 件的用户界面修改消息分配方案和组件触发顺 参考文献 序，即可实现系统重构的目的.例如，在图4中， 1吴明晖，基于构件的框架开发方法及其特定域应用 调拨单的处理顺序为供应计划员→供应主管→ [).计算机工程，1999,25(10)：86 2侯运炳，王炳文，任勇.基于工作流和面向对象的矿 供应计划员 供应主管 科长 山物资管理信息系统.北京科技大学学报，2001， 23(6):554 3侯运炳，饶运章，张福平，矿山报表通用可视化生成 调拨单 方法】.中国矿业大学学报，2001,30(4)：403 4宋豫川，阁春平.基于COM/DCOM和消息驱动的企 图4消息分配与管理 业可重构信息系统[U.重庆大学学报，2001,24(3)：15 Fig.4 Message distribution and management Development of Mine Management Information System Based on Software Components HOU Yunbing,CAO Wenhu,ZHANG Chenwei China University of Mining Engineering and Technology,Beijing 100083,China ABSTRACT A management information system is developed based on components and architecture.Ac- cording to the relationship between the management role and the work,the role components and work com- ponents with independent functions are built which will be used as basic components to re-organize the man- agement work flower,and the message activating mechanism of components is built to control the component activity order.The methods above-described can improve the re-organizing property of the management in- formation system. KEY WORDS mine anagement information system;component;system re-organizing

侯运炳等 应 用 组件技术 开 发矿 山管理信 息 系统 指定 了接受消息 的操作 ， 为完成 操作所需 的参数 。 例如 ， 供应计划员组件处理完领料单后 ， 通 过一定途径发送消息给供应 主管组件并触发该 组 件进行处理 ， 以此类推 ， 直 至该业务处理完 毕 消息包括用户界 面输人 的消息和 组件 间传 递 的消息 根据需要 ， 组件的消息触发可 以有一 对一 一 个组 件触发另 一个组件 、 一对多等几 种形式 基 于 软件 系统 构架 和 软件 总 线 的设计思 想 ， 并根据组 件的消息驱动机制 ， 建立 了软件系 统 的消息控制和管理组件 见 图 该组件规定 了消息 的分配方案和触发顺序 ， 用 于对整个系 统 的组 件进行协调 和 管理 ， 实 际上起到 了控制 系统结构和业务流程 的作用 组 件的消息驱动机制为系统 的重构提供了 一种途径 当需要调整某些业务流程 、 增 加或删 改某些业务 功能时 ， 可通 过消 息控制和 管理组 件的用户界面修改消息分配方案和组件触发顺 序 ， 即可 实现系统重构 的 目的 例如 ， 在 图 中 ， 调拨单的处理顺序为供应计划员斗供应 主管斗 科长 ， 而根据管理结构 的调整 可重 新分配 消息 的触发顺序 ， 将业 务流程 改为供应计划 员。 科 长 ， 从而 去掉 “ 供应 主管 ” 这个环节 图 中虚线所 示 部分 ， 反 之亦然 结论 提高矿业管理信息 系统 的柔性和 可 重构性 以及组件的复用性 ， 对于延长 系统生命周期 、 提 高系统建设效率具有 重要意义 采 用 组 件开 发 技术 ， 提取和建立功能独立 的软件组件模型 ， 作 为重构管理流程 的基本组件 ， 并通 过组件 的消 息触发机制构造软件系统 ， 是解决上述 问题 的 有效途径 组件技术带来 的效率和 质量 的提高 ， 需 要 通 过组件 的可 复用 程度来体现 目前还很难评 估矿业信息系统采用组件技术提高开发效率的 程度 ， 但这 种技术具有 的潜力是显 而易见 的 · 供应计划员 供应主管 科长 一 调拨单 卜 · 图 消息分 配与管理 参 考 文 献 吴 明晖 ， 基于构件的框架开发方法及其特定域应用 计算机工程 ， ， 侯运炳 ， 王 炳文 ， 任勇 基于工作流 和 面 向对象的矿 山物资管理信息系统 北京科技大学学报 ， ， 侯运炳 ， 饶运章 ， 张福平 矿 山报表通用 可 视化生成 方法 中国矿业 大学学报 ， ， 宋豫川 ， 阎春平 基于 心 和消息驱动 的企 业可重构信息系统 重庆大学学报 ， ， 巧 月〔 ， 确 ， 乙阮咬刀 田 ， ， ， 一 ， 一 一 允 一