柔性软件自动化生产线研究

论文摘要

自动化生产线是自动化技术在制造业中广泛应用的标志性产物,为制造业带来了空前的生产力。在软件行业步入产业成熟期的时刻,探索工艺技术,研究适用于软件业的自动化生产线具有重大的应用价值。论文从模型(工件)转换自动化和活动(流程)自动化两方面对软件自动化生产线进行了深入的研究。 论文由现有自动化开发框架的不足之处着手,在全面分析、比较制造业和软件业的共同点和区别的基础上,研究了软件业可以借鉴的制造业4项关键创新,得出了一个适用于软件业的SAPC模型,这个模型能够在今后很长一段时间内持续指导软件行业的技术更新方向;论文批评了软件开发只能停留于手工艺层面而不能工业化的观点,提出了软件业实现、应用自动化生产线的基础:引进基于确定的技术框架和系统架构的工艺设计过程,并定义了工艺设计过程的主要任务。 论文在多层面的综合集成及管理控制基本框架指导下,在应用管理、工程化原理和目的以及对SAPC模型的贯彻基础上,借鉴制造业的产品生命周期管理PLM和集成化项目支撑环境IPSE,提出了柔性软件自动化生产线fSAP概念,说明了fSAP的定义,所必须具备的柔性特征,结构和核心元素关系。 在模型(工件)转换自动化方面,论文提出了模板工程以及一种通用模型转换工具—模板转换引擎结构;详细分析了模板转换所需要的两个层次的模式,结合了具体模板实例加以说明在State、View、Model、Persistent Model 4个方面的映射模式;提出了贯彻面向对象思想的VMPS模式以及基于状态的面向对象方法学SOO。 在活动(流程)自动化方面,论文分析了软件过程、流程和活动的区别,详细说明了3种软件流程。在此基础上,实现了一个完整的以过程为核心的软件工程环境。在过程引擎方面引入了最具柔性的工作流引擎技术OSWorkflow以及对应的具有完备语言描述机制的过程建模语言;在对象管理系统方面,在将所有工件视为结构化程度不同的XML文档、引入NXD引擎以及LAM框架和OWL赋予的语义联系基础上,fSAP实现了一个能够在元素级别对于模型(工件)进行控制的工件引擎;在活动PDCA元流程支持方面,基于Agent技术实现了个人流程和组织流程的接口,并提出了一个2阶段任务分配算法。 fSAP柔性软件自动化生产线使得软件生产对于工件的控制粒度将细化到模型的元素级别,为使用模板转换引擎对工件所表述的模型进行转换以及模型的有效性验证提供了坚实的基础。基于fSAP,软件组织的开发过程可以得到全面的自动化控制,不仅组织、团队和个人三级的嵌套开发过程可以得到有效的支持,而且可以有效地实现团队中的任务安排以及工作量平衡,并完整地收集个人的生产力数据,达到定量管理的目的。 柔性软件自动化生产线的诞生将促进软件开发方式从个体作坊转变为基于、引进软件自动化生产线的开发,这个转变将显著地提升软件开发的自动化程度,有效地提高软件生产率

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 软件行业现状
• 1.2 软件开发自动化的定义
• 1.3 现有自动化开发框架分析
• 1.3.1 构件组装方法
• 1.3.2 模型（工件）转换自动化方法
• 1.3.3 活动（流程）自动化
• 1.3.4 现有框架局限性
• 1.4 论文的研究目标和内容
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 软件生产力的提高途径
• 2.1 引言
• 2.2 产业发展阶段模型概述
• 2.2.1 产品技术与工艺技术创新
• 2.2.2 产业生命周期
• 2.3 工业生产工艺的关键性创新总结
• 2.3.1 标准化
• 2.3.2 自动化
• 2.3.3 流水线
• 2.3.4 并行工程
• 2.4 软件生产与工业生产的区别研究
• 2.4.1 软件产品的特殊性
• 2.4.2 生命周期对比
• 2.4.3 软件生产过程本质分析
• 2.5 软件生产线的可行性评价
• 2.5.1 软件生产线基础
• 2.5.2 工艺设计内容
• 2.6 生产力提高SAPC模型
• 2.7 小结
• 第3章 fSAP柔性软件自动化生产线
• 3.1 引言
• 3.1.1 管理原理总结
• 3.1.2 软件工程化的原理和目的
• 3.2 柔性自动化软件生产线的定义
• 3.2.1 制造业生产线的演化
• 3.2.2 柔性软件自动化生产线
• 3.3 软件工程环境概述
• 3.3.1 产品生命周期管理PLM
• 3.3.2 集成化项目支撑环境IPSE
• 3.4 fSAP生产线的实现
• 3.4.1 框架模型
• 3.4.2 核心元素关系
• 3.5 小结
• 第4章 基于模板工程的模型转换自动化
• 4.1 引言
• 4.1.1 自动化工具与设备
• 4.1.2 基于生成的复用
• 4.2 模板工程概念探讨
• 4.2.1 核心要素
• 4.2.2 模板转换引擎
• 4.2.3 模板工程定义
• 4.3 面向对象的模板工程
• 4.3.1 面向对象本质分析
• 4.3.2 对象引擎概念
• 4.3.3 层语言的映射与执行
• 4.4 State支持
• 4.5 Model支持
• 4.6 View支持
• 4.7 业务规则支持
• 4.8 小结
• 第5章 软件过程、流程和活动的对比研究
• 5.1 引言
• 5.2 软件过程
• 5.2.1 软件过程的分类
• 5.2.2 基本开发过程BDP
• 5.3 软件流程
• 5.3.1 软件流程分类
• 5.3.2 工艺流程
• 5.3.3 工件复审追踪流程
• 5.3.4 工件配置与变更流程
• 5.3.5 知识管理流程
• 5.4 软件活动
• 5.4.1 软件活动的分类
• 5.4.2 活动状态
• 5.4.3 PDCA元流程
• 5.5 小结
• 第6章 基于柔性工作流的活动自动化
• 6.1 引言
• 6.2 工作流引擎的集成
• 6.2.1 工作流技术概述
• 6.2.2 柔性引擎
• 6.2.3 ASKRR活动元模型
• 6.3 工件引擎研究
• 6.3.1 工件种类
• 6.3.2 工件元数据OWL定义
• 6.3.3 工件的XML基础
• 6.3.4 LAM演化框架
• 6.3.5 引擎功能
• 6.4 Agent辅助的PSP
• 6.4.1 人的特殊性
• 6.4.2 Agent与工作流机的接口
• 6.4.3 任务分配算法
• 6.4.4 PSP过程数据的收集
• 6.5 fSAP实例应用
• 6.5.1 活动的执行
• 6.5.2 工件视图
• 6.5.3 模型自动转换
• 6.6 小结
• 第7章 结束语
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 进一步工作
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 软件工件核心元数据词汇表:参考描述
• 附录2 攻读博士学位期间的论文和成果