LIMS系统设计.docx
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LIMS系统设计
第一章引言
1.1陆路运输简介
1.1.1我国铁路运输业背景以及发展现状
中国铁路运输行业距今已有127年的历史。
与计算机、通讯、生物等高新技术行业相比，它是个传统行业。
进入21世纪，世界铁路交通运输行业正由传统行业向现代行业转变。
世界发达国家铁路在较高的起点上，以全新的方式，用较短的时间，完成了由传统行业向现代行业的升级，使铁路这个传统行业展现出了全新的面貌。
而中国铁路交通运输行业建设起步并不晚，但与世界发达国家相比，差距很大，还存在很多问题。
改革开放以前，国家铁路实行“政企合一”的计划管理体制。
这种管理体制，与国家宏观计划经济的整体基础相适应，也与铁路当时自身经营的环境与条件相适应。
当时我国经济技术落后，资金资源严重短缺，不可能优先发展资金和技术密集度要求较高的航空和公路运输，适合中国国情、运价低廉的铁路运输因而长期处于垄断优势地位，没有面临生存竞争方面的任何挑战。
进入新时期之后，国家经济运行体制由计划经济向市场经济转变，铁路运输行业随之出现了许多问题，这些问题集中表现在运能短缺上。
运能短缺一方面是铁路物质基础相当薄弱的基本情况的客观存在，另一方面是不断扩大的对客货运输的巨大需求。
在二者的共同作用下，铁路运能短缺的问题不可避免。
进入上世纪90年代，全社会爆发出来的巨大货运需求压向铁路，国民经济发展急需的石油、棉花、粮食、煤炭、磷矿石等重要原材料运输严重受阻，影响东部地区电力供应缺口加大，迫使不少工厂半停产运行。
因铁路发展不足致使国家损失巨大。
同时，对局部区域铁路客运列车而言，一方面有些落后地区根本就没有开通铁路交通运输；另一方面普遍超员严重，特别是在重大节假日。
客运全面紧张已成为严重的社会问题。
1.1.2我国铁路交通运输行业存在的问题
首先，我国铁路总体规模发展不足且各地区间发展不平衡。
建国六十多年来，我国铁路运输业虽然有了较快的发展，但近些年，随着市场经济改革的进一步纵深和国民经济发展增速，铁路运输行业随之出现了许多问题，这些问题集中表现在铁路总体规模发展不足致使运能短缺。
目前，随着我国国民经济的快速发展，全社会爆发出来的巨大客货运需求一起压向铁路，致使铁路运能与运量的矛盾突出，因铁路运输能力不足造成的后果更加一览无余。
同时，我国铁路现状各地区间发展且不平衡。
东部地区铁路较发达，而中西部地区特别是西部地区铁路比较落后，甚至一些落后地区根本就没有开通铁路交通运输。
这种现实状况将不利于各地区间的协调发展，也对国民经济的健康发展产生了不利的影响。
其次，铁路运输业的属性未明，阻碍了铁路运输业的健康发展。
在我国目前铁路政企不分的经营管理体制下，铁路运输业在市场经济体制中，究竟是纯粹公益性行业还是市场主体是不明确的，其属性处于模糊状态。
这种属性未明直接结果是人们不把铁路运输业当成企业看，认为铁路运输业要承担的是更多的社会责任，铁路运输业即使经营入不敷出，政府也是应该财政补贴的。
正是这种长期的属性未明，造成铁路运输业缺乏市场竞争的能力和失去降低成本、创造利润的激情和动力。
目前，尽管随着不断的国企改革，铁道部给铁路运输企业下放了许多经营权和其他相关权利，但这只是名义上的下放。
铁路运输企业还远未成为市场主体。
再次，高垄断致使铁路系统内部缺乏竞争机制和服务质量不高。
虽然我国铁路运输业进行了现代企业制度的改制，但由于改革缺乏正确的引导，在重复中耗费了巨大的改革成本后而收效甚微。
企业国有资本的独占性未从根本上改变，相对独立经营的体系也尚未建立，仍属于垄断式国有企业。
垄断致使铁路系统内部缺乏竞争机制，扼杀了其竞争活力，使其在日趋激烈的市场竞争面前视而不见、反应迟钝，是造成铁路运输业效能下降的主要原因之一。
最后，铁路沿线小站安全管理上存在着管理滞后、缺乏持续性等弊端。
铁路沿线小站的安全在铁路运输安全中占据着非常重要的地位，不仅影响着铁路运输业本身的生产效率和经济效益，也对社会政治和经济有着重大影响。
目前基层站段对沿线小站的安全管理，存在着管理被动和“以罚代管”等现象。
站段安全专职人员一般在事故发生后，在进行安全总结分析后，对有关人员进行处罚，而未进行各种安全业务指导和教育。
这种单独“以罚代管”形式的效果，只能是暂时缓解沿线小站面临的严峻铁路运输安全，带来的后果却是铁路员工心理上产生的反抗情绪。
这种滞后的安全管理模式是缺乏稳定性和持续性，将会大大削弱了铁路运输安全的基础
1.1.3铁路运输特点
优点：
①运输能力大，这使它适合于大批量低值产品的长距离运输；
②单车装载量大，加上有多种类型的车辆，使它几乎能承运任何商品，几乎可以不受重量和容积的限制；
③车速较高，平均车速在五种基本运输方式中排在第二位，仅次于航空运输；
④铁路运输受气候和自然条件影响较小，在运输的经常性方面占优势；
⑤可以方便地实现驮背运输、集装箱运输及多式联运。
缺点：
①铁路线路是专用的，固定成本很高，原始投资较大，建设周期较长；
②铁路按列车组织运行，在运输过程中需要有列车的编组、解体和中转改编等作业环节，占用时间较长，因而增加了货物在途中的时间；
③铁路运输中的货损率较高，而且由于装卸次数多，货物损毁或丢失事故通常比其他运输方式多；
④不能实现“门对门”的运输，通常要依靠其他运输方式配合，才能完成运输任务，除非托运人和收货人均有铁路支线。
铁路货物运输种类即铁路货物运输方式，按中国铁路技术条件，现行的铁路货物运输种类分为整车、零担、集装箱三种。
整车适于运输大宗货物；零担适于运输小批量的零星货物；集装箱适于运输精密、贵重、易损的货物。
1.2公路运输简介
1.2.1我国公路运输业背景以及发展现状
1、公路运输基础设施方面。
20世纪90年代到21世纪初，是我国公路运输业发展历史上发展最快，规模最大，影响最广的十几年。
据统计，截止2008年为止，全国公路总里程达到373．02万公里，其中等级公路277．85万公里，约占总里程3／4，高速公路60302公里，与上年相比增长了12％，是改革开放初期的近4倍。
经过三十年来的发展建设，我国公路密度由改革开放初期的9．1km／km2上升到近40kin／km2，公路运输网络的快速交叉扩大，实现了大范围的省省、省市、市县、县乡以及村村多层次的公路覆盖，对国民经济发展在当时起到很大的贡献并满足了当前人民物质文化生活的需要。
2、公路运输量方面。
自建国至今，我国公路运输持续快速增长，尤其是改革开放以后，我国公路运输虽然数量较大，但仍然持续高速增长，其所占的交通运输比重大幅提高。
2008年，全国公路客运输量达到268．21亿人次，旅客周转量达12476．1亿人公里，分别比上年增长了30．78％和8．42％；全国货运量上升至191．68亿吨，货运周转量32868．19亿吨公里，分别是上年的1．17倍和2．89倍。
3、公路运输安全管理和行业文明方面。
近几年以来，全国各级省市及地区交通主管部门在“行业管安全”的总的指导思想下，严格认真履行“三关一监督"的安全管理职责，安全管理基础性工作逐渐不断强化，各省市及地区的交通安全事故发生率稳中有降，安全管理工作取得了较大成果，安全生产形式明显好转。
公路运输业的文明建设工作也取得了明显成效。
各级交通管理部门坚持以人为本，执政为民、统筹兼顾、协调发展，把行业文明建设放在重要的位置，在“窗口”服务、服务质量以及运送的各个环节都取得了明显的成效。
4、公路运输车辆方面。
公路运输发展状况的新变化还表现在全国汽车拥有量的迅速增长。
截止2007年年底，全国民用汽车拥有量4358．36万辆，其中载客汽车3159．99万辆，载货汽车1054．06万辆，其他汽车108．31万辆。
全国公路运输汽车拥有量849．22万辆，其中载客汽车164．73万辆，拥有2428．81万客位，载货汽车684．49万辆，拥有载货吨位3135．69万吨。
1.2.2公路运输特点
1、机动灵活，适应性强：
由于公路运输网一般比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输车辆可以“无处不到、无时不有”。
公路运输在时间方面的机动性也比较大，车辆可随时调度、装运，各环节之间的衔接时间较短。
尤其是公路运输对客、货运量的多少具有很强的适应性，汽车的载重吨位有小（0.25t～1t左右）有大（200t～300t左右）,既可以单个车辆独立运输,也可以由若干车辆组成车队同时运输，这一点对抢险、救灾工作和军事运输具有特别重要的意义。
2、可实现“门到门”直达运输：
由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的路网运行外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口，实现“门到门”直达运输。
这是其它运输方式无法与公路运输比拟的特点之一。
3、在中、短途运输中，运送速度较快：
在中、短途运输中，由于公路运输可以实现“门到门”直达运输，中途不需要倒运、转乘就可以直接将客货运达目的地，因此，与其它运输方式相比，其客、货在途时间较短，运送速度较快。
4、原始投资少，资金周转快：
公路运输与铁、水、航运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此，投资兴办容易，投资回收期短。
据有关资料表明，在正常经营情况下，公路运输的投资每年可周转1～3次，而铁路运输则需要3～4年才能周转一次。
5、掌握车辆驾驶技术较易：
与火车司机或飞机驾驶员的培训要求来说，汽车驾驶技术比较容易掌握，对驾驶员的各方面素质要求相对也比较低。
6、运量较小，运输成本较高：
目前，世界上最大的汽车是美国通用汽车公司生产的矿用自卸车，长20多米，自重610t，载重350t左右，但仍比火车、轮船少得多；由于汽车载重量小，行驶阻力比铁路大9～14倍，所消耗的燃料又是价格较高的液体汽油或柴油，因此，除了航空运输，就是汽车运输成本最高了。
7、运行持续性较差：
据有关统计资料表明，在各种现代运输方式中，公路的平均运距是最短的，运行持续性较差。
如我国1998年公路平均运距客运为55km，货运为57km，铁路客运为395km，货运为764km。
8、安全性较低，污染环境较大：
据历史记载，自汽车诞生以来，已经吞吃掉3000多万人的生命，特别是20世纪90年代开始，死于汽车交通事故的人数急剧增加，平均每年达50多万。
这个数字超过了艾滋病、战争和结核病人每年的死亡人数。
汽车所排出的尾气和引起的噪声也严重地威胁着人类的健康，是大城市环境污染的最大污染源之一。
1.3设计目的
（1）通过本次设计，初步练习采用UML建模分析问题以及根据用户需求分析进行陆路运输物流管理信息系统设计；
（2）根据UML的CASE工具RATIONTALROSE（或StarUML或MicrosoftVisio）进行系统分析与设计的实现，绘制出相关UML可视化视图，并在此基础上撰写出系统分析与设计的文档，达到了解UML建模步骤及对CASE工具熟练使用的目的。
（3）达到学会查阅参考文献及使用网络资源解决自学或课程设计过程中遇到的问题及难点和进一步学会新知识的目的。
1.4设计内容
（1）根据选定的题目，采用UML面向对象建模的思想进行系统分析，然后进行系统设计。
（2）采用RATIONALROSE2003（或StarUML或MicrosoftVisio）绘制相关可视化视图。
（3）撰写相关文档。
1.5设计要求
1.由个人报名组队或课代表集中分组，确定每6-8个人一小组选定一个题目。
2.每个小组一个小组长，由小组长协调小组成员分工协调共同查阅资料，共同分析所做题目的背景资料，并根据所学UML建模知识进行系统分析和设计。
3.分工协作撰写相关文档材料。
4.要求独立思考，小组内团结协作，集思广益做好各自小组物流信息系统设计的任务。
第二章陆路运输物流管理信息系统分析
2.1公路运输物流管理信息系统分析
2.1.1物流信息系统分析的定义、目的
物流信息系统分析是以系统的观点，对已经选定的对象与开发范围进行有目的的、有步骤的实际调查和科学分析。
系统分析的目的是回答新系统将要“做什么”这个关键的问题。
这一阶段要集中精力，认真分析用户的需求，用科学的分析来表达新系统的逻辑方案，建立新系统的逻辑模型。
要解决“系统应干什么”的问题，系统分析人员必须与用户密切协商，这是系统分析的特点之一。
系统分析阶段的任务是将目标系统目标具体化为用户需求，再将用户需求转化为目标系统逻辑模型，最后提交系统说明书。
它们之间的关系如图2.1所示。
图4.1目标系统目标、用户需求和目标系统逻辑模型
图2.1系统分析三阶段之间的关系
管理信息系统的开发是一项大的系统工程，系统工程一般有三个成功要素：
首先，合理确定系统目标；再次，组织系统性队伍；最后，遵循系统工程的开发步骤。
进行全面信息系统开发，首先是进行全系统的规划，系统规划是全面的长期的计划，在规划的指导下就可以进行一个个项目的开发。
制订系统规划以后，就可根据规划的要求组织一个个项目的开发。
每个项目的开发均可分四个阶段来完成，即系统分析、系统设计、系统实现和系统评价。
这四个阶段组成一个生命周期。
这个周期是周而复始进行的，一个系统开发完成以后就不断地评价和积累问题，积累到一定程度就要重新进行系统分析，开始一个新的生命周期。
一般来说，不管系统运行好坏，每隔3-5年就进行新的一轮的开发。
当然几年以后，对系统规划也要修订。
2.1.2组织结构分析
组织结构指的是一个组织的构成及这些组成部分之间的隶属关系和管理关系，通常使用组织结构图来描述。
组织结构图是一张反应组织内机构设置情况和各机构之间隶属关系的树状结构图。
公路运输管理组织结构图如图2.2所示。
图2.2公路运输管理组织结构图
业务功能图全面、概括和明确的描述，对信息系统分析和设计工作、对划分子系统、对系统的改善等都起到重要作用。
图2.3是一张业务功能图。
图2.3业务功能图
2.1.3公路运输业务流程分析
业务流程图是一种描述系统内各单位、人员之间业务关系、作业顺序和管理信息流向的图表，利用它可以帮助分析人员找出业务流程中的不合理流向，它是物理模型。
业务流程图主要是描述业务走向，业务流程图描述的是完整的业务流程，以业务处理过程为中心，一般没有数据的概念。
旅客货物业务流程图如图2.4所示。
图2.4公路运输总体业务流程图
2.1.4公路运输管理信息系统数据流程分析
数据流程图是对原系统进行数据流程分析和抽象的工具，也是描述系统逻辑模型的主要工具。
它可以描述系统的主要功能、系统与外部环境间的输入和输出、数据传递、数据存数等信息。
数据流程图根据业务流程图描述的业务流程顺序，将调查中获得的数据处理过程绘制成一套完整的数据流程图，一边整理绘图，一边核对相应的数据、报表和模型等。
数据流程图用少量符号综合反应信息在系统中的流动、处理和存储的逻辑关系。
数据流程图具有抽象性和概括性两个特点。
公路运输管理可分为系统管理、货运安排、搬运装箱、交货装车、报站报检、斜传提货等货运程序。
公路运输管理信息系统主要任务是最大限度的利用现代计算机及网络通讯技术加强企业的信息管理，通过对企业拥有的人力、物力、财力、设备、技术等资源的调查了解，建立正确的数据，加工处理并编制成各种信息资料及时提供给管理人员，以便进行正确的决策，不断提高企业的管理水平和经济效益。
数据流程图的分层表示模型如图2.5所示。
图2.5数据流程图的分层模型
系统分析是建立管理信息系统的重要阶段,只有在全面、正确地了解公路的实际情况,明确其实际需求的条件下,才能够建立高效可行的管理信息系统。
统一建模语言是当前系统分析建模中较为先进的系统开发工具,它不仅能够直观、详尽地刻画系统,而且能够为后续系统设计工作的交付提供方便,同时能满足公路运输服务业务流程灵活、高效的个性化服务需求。
UML面向对象的特点使其能够直接通过问题域中的事物来识别系统中的对象,且可以确保系统对象与客观事物保持一致,并保持各项事物间关系的本来面貌,使得在系统分析中能直接、客观地描述问题域,最终建立的管理信息系统更加符合企业实际运作需要。
UML具有的可视化和强大的表示能力,使基于UML的系统分析能够加速软件开发进程,方便系统复用以及系统建模的前向工程和逆向工程,支持灵活变动的业务需求，公路运输管理信息系统整体数据流程图如图2.6所示。
图2.6公路运输管理流程图
2.1.5公路运输与物流关系
（一）运输体系的发展对物流的影响
在现代物流体系中，仅仅依靠某一种运输方式很难满足发展的需要，因地制宜，综合发挥各种运输方式的长处，使之实现有机结合，已成为现代物流的必然选择。
因此，现代物流的发展离不开综合运输体系的支持，在其支持下，现代物流可以在全球范围内实现快速、及时、准确的服务。
目前，我国综合交通运输体系已初步形成，已有的与未来体系发展的完善必将对传统的物流方式产生多方面的影响。
效率与水平不断提高，运输方式之间的界限将被打破。
目前物流的基本功能很大程度上脱胎于传统的交通运输服务，具有运输方式分立、规模小、成本高、效率低等特点。
一体化运输是交通运输发展的必然趋势，是改善运输服务质量、提高运输效率的突破口。
因此，在交通运输基础设施网络和运输规模不断扩大的背景下，物流服务向集约化、规范化方向的发展将不断加快，物流（运输）的组织效率与水平会不断提高，运输与物流成本会不断降低，运输方式之间的界限将被打破，公路运输物流管理系统如图2.7所示：
图2.7公路运输物流管理系统
（二）公路运输对发展物流的重要性
综观当前现代物流的发展特点,考虑到未来现代物流的总体发展趋势与方向,现代物流对货物运输服务的要求体现在以下七个方面:
一、对运输成本的要求
运输成本在现代物流总成本中占的比重较大,虽然物流组织的形式或供应链的结构不同,但运输成本大体在物流总成本中占50%～90%左右的比例,所以,运输成本的高低,直接关乎物流成本的大小。
现代物流对运输成本的要求主要反映在5个方面:
1.要具有较低的运输成本。
要求运输成本要合理和提供这种运输服务的企业的成本低于社会平均成本。
2.运输成本具有比较优势和竞争性。
其含义是同一种运输方式的运输供应商在成本较低的基础上,因管理与经营的优势而具有与其他企业竞争的能力;或不同运输方式企业因运输组织方式、服务方式的合理和科学,使完成运输全过程的成本具有系统性竞争优势。
3.运输成本比较稳定。
在一定时间和空间范围内,能使成本的波动在合理的、不影响物流总成本的范围内,确保物流系统的稳定性。
4.运输成本可以调节和控制。
现代物流是一项管理技术,管理技术的特点是应用该技术形成的管理系统随管理对象的改变而可以改变,但在这种改变中,对运输的组织会发生变化,运输成本在这个过程中,就要能够调节和控制,以适应这种系统性的变化。
5.运输成本可以不断降低。
在物流服务规模化运作的情况下,通过科学合理的运输组织与管理,具备较大的降低运输成本的空间。
二、对运输时间的要求
无论何种结构的物流供应链系统,完成物流全过程的时间的准确控制,对物流系统的稳定性和发挥作用是非常重要的,既然运输是物流活动的核心环节,对运输时间的控制就成为很重要的因素。
物流对运输时间的要求包括4个方面的内容:
1.对运输时间的准确性要求。
从目前物流发展的现状分析,这是一种时间段要求,即通常要求在规定的时间段（如天、小时）内完成运输任务。
2.对运输时间的精确性要求。
供应链系统对各个环节的衔接具有严格的时间要求,当这种要求达到较高水准时,运输的送达时间就必须做到精确,如零库存的生产线、物流系统等。
3.运输时间的可调节与可控制性要求。
有时由于生产和销售活动发生变动,供应链过程需要调整,以便维持整个供应链的系统效能,这种调整要求运输能从速度和完成运输的时间上进行调节和控制。
4.时间的稳定性。
物流系统在一定时间内要求相对稳定,在物流节点上的时间相对容易控制的情况下,运输过程的稳定性将非常关键。
三、对运输效率的要求
输效率的高低除取决于运输技术和装备外,较为重要的因素是:
1.运输组织的合理性。
要求运输企业的服务组织、运输过程的指挥与调度等要科学和合理,适应或符合物流系统对运输组织的高效率要求。
2.运输衔接的快捷性。
在完成运输的过程中,往往要求不同运输方式之间、运输与节点作业之间的衔接要尽可能节省时间,以保证所需的运输效率。
四、对运输能力的要求
运输能力是构建物流系统的基本保障,从宏观的角度,物流系统要求运输基础设施和装备的供给要充足,但从物流的特点出发,所要求的还包括:
1.运输能力的适应性。
在物流组织过程中物流量的变化中,在服务能力上运输要能够做到适应这种变化的需要。
2.运输能力的选择性。
物流量的变化往往会导致在批量上产生对不同运输方式的运输成本承受能力的改变,从而可以选择与过去不同的运输方式来完成运输任务,运输要为这种改变提供可能的条件。
3.运输能力的持续性与稳定性。
从经营管理的角度,运输能力满足物流服务要求应是基本目的,但从物流效率和成本特征出发,达到这种目的需要经营管理能保证能力提供上的可持续性与稳定性,否则,运输能力仅仅是物理上的意义,而没有实际的经济价值。
五、对运输安全的要求
从物流活动的整体安全性分析,运输的安全性对其具有重要影响,集中体现在以下2个方面:
1.运输车辆的安全。
从总体上分析,运输车辆的安全既是技术性指标,也是管理指标,只有选择技术可靠的适应物流服务要求的车辆,以及在管理上保证车辆的安全,才能达到安全的目的。
2.运输货物的安全。
货物安全也是构成运输安全的因素之一,除去车辆自身因素对货物安全的影响,货物安全主要来自运输装卸过程的作业安全,驾驶员按照安全规程进行操作,防盗措施,防变质、毁损等措施。
六、对运输质量的要求
从目前已掌握的第三方物流服务合同中对运输质量方面的要求分析,物流对运输质量的要求是一个较为宽泛的概念,条目既多且细,既包括上述已经涉及的运输成本、运输时间、运输效率、运输能力、运输安全等方面的具体指标性要求,这些要求集中体现了物流对运输服务的可靠性的要求;同时,也包括单证传递、信息传递、信息服务等方面的质量要求,反映了物流管理对运输管理的可靠性、运输组织的可靠性等方面的要求。
因此,在反映物流服务质量的指标中,相当部分是针对运输过程和环节的,从这种特性考虑,传统的运输是很难做到的。
七、对运输服务系统的要求
从系统的角度分析,物流对运输的上述六个方面的要求,站在运输发展的高度,即是对运输服务系统的要求,这种从系统角度的要求,体现在如下3个方面:
1.要有适应物流网络化运作的货物运输网络系统。
要求具备功能完善、布局合理、规模适当的运输节点设施,要具备保证运输效率的网络化运输服务与组织方式,节点与运输间的衔接要便利。
2.运输企业的服务组织要适应运输网络系统发展的需要。
运输企业必须通过企业组织创新、服务模式创新、管理技术创新,以运输服务的多样性,运输组织方式的可选择性,适应物流网络化运作方式和运输网络系统建设的需要。
3.必须建立具有信息化特征的运输服务体系。
信息化是运输网络化和企业服务组织创新的基本保证和重要手段,运输领域从整体上必须具备必要的信息管理手段,并使信息管理手段成为运输企业经营管理决策、车辆调度、车辆跟踪、货物跟踪、信息传递的基本技术手段,从而建立具有信息化特征的由运输网络和企业服务组织系统构成的运输服务体系。
2.1.6对公路运输企业发展物流服务的分析
（一）对公路运输企业发展物流服务的建议
面对物流服务的发展需求与提供能力的不足，公路货运企业应如何融入物流，发展物流服务，成为真正
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