第4章 工程管理信息系统的开发方法与系统规划.docx
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第4章工程管理信息系统的开发方法与系统规划
第4章工程管理信息系统的开发方法与系统规划
在当代社会中，管理信息系统（MIS）正以飞快的发展速度渗入到各行各业中，对于任何一个组织来说，要想建立以计算机为基础的信息系统，科学的组织、管理和系统所采用的开发方法是至关重要的，而开发方法的选择是一个信息系统开发能否成功的重要前提，因此对MIS开发方法进行深入研究，提高工作效率，提高开发成功率，降低开发成本已经变得十分重要。
4.1开发管理信息系统的方法
4.1.1管理信息系统的开发
4.1.1.1MIS开发工作的复杂性
国外关于MIS研制特点有条定律——墨菲定律
1.工作比想象的更为复杂;
2.花费的时间比想象的更长;
3.所需费用比设想的更多;
4.毛病能出到什么程度,就一定会出到那个程度.
这条定律生动地说明了MIS研制工作的复杂性和艰巨性。
管理信息系统是一个社会技术系统，涉及管理、信息、经济、人等社会因素。
其开发工作会引起企业管理的变化、组织的变化、工作流程的变化和工作方式的变化。
“凡事预则立,不预则废”
4.1.1.2、MIS开发的思想
（一）系统工程的思想
系统工程是以系统概念为基础的，解决大型工程项目组织和管理的一们学科。
系统工程的一般步骤
调查研究
在最初设计阶段，确定系统目标和相应功能
考虑尽量多的方案，从中选择最优。
系统建成以后，要一面使用，一面维护，进行评价。
（二）软件工程的思想
软件工程是用工程的原理，指导计算机软件开发与维护的科学。
出发点是采用工程的概念、原理、和方法、技术，开发、维护软件。
（1）工程特点：
1）有生命周期2）分阶段3）人员分工4）有工程图纸
（2）软件工程的特点
1）软件开发分阶段进行
分为系统分析、系统设计、系统实施、系统维护与评价
2）软件开发人员角色与分工明确
人员角色：
系统分析员、系统设计员、程序员、数据录入人员、经济管理模型设计人员、系统平台管理员（网络管理、数据库管理）
3）软件文档
采用各种图形、表格、说明文字等
需要明确的是软件开发≠程序设计软件≠程序
软件=文档+程序
4.1.1.3管理信息系统的开发策略
管理信息系统的开发有两种策略：
（1）自下而上的开发策略
该开发策略是从现行系统的业务状况出发，先实现一个个具体的功能，逐步地由低级到高级建立MIS。
1）适用：
初装或蔓延阶段，小型系统。
2）优点：
避免大规模系统可能出现运行不协调的危险。
3）缺点：
缺乏整体性，没有从整个系统出发来考虑问题，随着系统的进展往往要进行许多大的修改，甚至重新规划、设计，浪费资源。
（2）自上而下的开发策略
该开发策略强调从整体上协调和规划，由全面到局部，由长期到近期，从探索合理的信息流出发来设计信息系统。
1）适用：
适用于大型系统的开发设计。
2）优点：
逻辑性强、整体性好。
从整个系统出发来考虑问题，对系统的进行整体规划和设计。
3）缺点：
难度大，不易实施。
4.1开发管理信息系统的方法
4.1.1管理信息系统的开发
4.1.2管理信息系统的开发方法
4.1.2.1系统开发生命周期
任何系统都会经历一个发生、发展和消亡的过程。
新系统的总体规划——新系统的分析——新系统的设计——系统的实施——新系统的运行评价。
这种周期叫IS的生命周期。
IS的生命周期循环不息。
生命周期法：
按信息系统的生命过程，自顶而下，严格按照五个工作阶段规定的步骤去开发系统。
（1）系统开发生命周期的基本原理
原理一：
用户的积极参与
原理二：
使用问题求解方法
原理三：
严格按划分的阶段和活动进行系统开发
原理四：
文档的标准化
原理五：
检查点的设立
原理六：
分而治之的思想
（2）生命周期法内容
IS的开发分为五个阶段：
总体规划（确定范围）/系统分析/系统设计/系统实施/系统的运行维护
对其每一阶段规定它的任务、工作流程、管理目标及要编制的文档，使开发工作易于管理和控制，形成一个可操作的规范。
4.1.2管理信息系统的开发方法
4.1.2.2结构化系统开发方法
结构化系统开发方法是在生命周期法基础上发展起来的，用系统工程的思想与工程化的方法，按用户至上的原则，结构化、模块化、自顶向下地对系统进行分析与设计。
（1）结构化系统开发法的特点
自顶向下整体性的分析与设计和自底向上逐步实施的系统开发过程；
用户至上；
深入调查研究；
严格区分工作阶段；
充分预料可能发生的变化；
开发过程工程化。
（2）MIS工程工作流程
结构化系统开发法通常是在系统需求比较明确的情况下采用，它主要的特点是：
目标明确、结构化的分析设计思想、严格区分工作阶段、文档标准化、开发过程易于控制，但开发周期长，见效慢，风险也比较大。
在实际开发中，这种传统的开发方法已经逐渐渗入了新的思想，或者与其它方法结合起来使用。
GB8566-88《计算机软件开发规范》
GB8567-88《计算机软件产品开发文件编制指南》
GB1526-89《信息处理—数据流程图、系统流程图和系统资源图的文件编制符号及约定》
GB/T12504-90《计算机软件质量保证及配置管理计划规范》
结构化系统开发法的小结
优点：
1、建立面向用户的观点。
2、严格区分工作区间。
3、结构化、模块化、自顶向下进行分析、设计。
4、在分析阶段充分预料可能发生的因素。
5、工作文件的标准化和文献化。
缺点：
开发周期长。
繁琐，使用工具落后。
不能充分预料可能发生的情况及变化。
不直观，用户最后才能看到真实模型。
（3）结构化系统开发法的优、缺点
4.1.2管理信息系统的开发方法
4.1.2.1系统开发生命周期
4.1.2.2结构化系统开发方法
4.1.2.3原型方法
4.1.2.4面向对象方法
4.1.2.5计算机辅助开发（CASE）方法
4.1.2.6各种开发方法的比较
4.1.2.3原型方法
原型法：
首先建立一个能反映用户重要需求的原型，通过与用户反复的交流，不断地对系统进行修改，直到建立一个完全符合用户要求的新系统。
而当今一些信息系统其特点是：
信息系统的开发要快、成本要低；信息系统使用过程中环境经常发生变化；用户需求开在发初期难以完全确定；随着信息技术的迅速发展，另一种开发方法——快速原型法得到越来越广泛的使用。
（1）快速原型法的作用
原型法是一个建立模型的过程，一个原型就是一个目标产品、服务或系统的模型。
获得需求：
原型法是一个很好的需求获得工具，它能从建立基本系统需求的简单原型开始，然后允许知识工作者增加更多的需求（信息或过程）作为对原型的修订。
大多数人采用原型法就是因为这个目的。
帮助确定需求：
在很多系统开发过程中，用户都难以确定他们究竟需要什么，他们只知道现行系统不能满足自己的需求。
在这种情况下，可采用原型法帮助用户确定他们的确切需求。
（1）快速原型法的作用
证明系统在技术上是可行的
推广目标系统的思想：
由于原型法相对而言开发速度快，因此我们无需投入太多的时间就能建立起一个原型，以使人们确信这个目标系统值得开发。
一个用于使人们确信目标系统价值的原型就是推广原型。
（2）快速原型法的开发过程
快速原型法的开发过程是：
首先利用RAD工具建立一个能反映用户主要需求的原型，让用户实际看见新系统的概貌，以便判断哪些功能符合要求、哪些需要改进，通过对原型的反复改进，最终建立符合用户要求的新系统。
快速原型法在建立新系统时可分为下述四个阶段：
1、确定用户的基本需求
在这个阶段中，系统开发人员首先进行详细的系统调查，识别出新系统的基本需求，如：
系统功能、人—机界面、输入输出、运行环境、性能及安全可靠性。
（2）快速原型法的开发过程
2、开发初始原型
根据用户的要求，开发人员迅速建立起一个初始原型，该原型是在计算机上初步实现的信息系统。
3、征求用户对原型的改进意见
让用户亲自使用原型，对原型进行检查、评价和测试，指出原型的缺点和不足，提出改进意见和需求。
4、修正和改进原型
开发人员对原型进行修改、扩充、完善，直到用户满意为止。
（3）原型法工作流程
1、用户提出系统要求
2、识别、归纳上述要求
3、开发一个模型／原型
4、评价模型
5、模型不可行处理
6、模型不满意处理
7、修改模型
8、确定模型后的处理
9、实际系统开发、运行、维护等
（4）原型法的优缺点
优点：
开发周期短，费用相对少。
提供原型给用户，使用户参与更为实际，更富有建设性。
易于用户使用，减少对用户的培训时间，同时用户满意度高。
缺点：
对大型系统或复杂性高的系统不适用。
开发过程管理困难。
原型不断的修改完善，使用户容易缺乏信心和耐心，而把某个阶段的原型当做新系统。
开发人员也很容易潜意识用原型取代系统分析。
4.1.2管理信息系统的开发方法
4.1.2.4面向对象方法
OO方法认为，客观世界是由各种各样的对象组成的，每种对象都有各自的内部状态和运动规律，不同的对象之间的相互作用和联系就构成了各种不同的系统。
当我们设计和实现一个客观系统时，如能在满足需求的条件下，把系统设计成由一些不可变的（相对固定）部分组成的最小集合，这个设计就是最好的。
而这些不可变的部分就是所谓的对象。
例：
由于控制飞机飞行平面的螺线管的线绕得不正确，当命令飞机向上飞时，它却向下飞；而命令它向下飞时，它却又向上飞。
管理人员认为按照项目当时的进展情况，要想改正螺线管的绕线已经不可能了。
但问题总得解决，于是只能修改飞行控制软件。
试想，如果当时软件是用面向对象技术开发的，这种修改无疑是举手之劳，不费吹灰之力。
因为螺线管极性的秘密完全可以容纳在一个单独的程序块——即一个对象中。
如果控制飞行方向的代码分散在各个地方，则修改就困难了。
“面向对象”
表明了存在于现实世界中的事物（的抽象）和计算机程序块，或对象之间的某种联系。
对象到底是什么？
对象指的是一个独立的、异步的、并发的实体，它能“知道一些事情”（存储数据）、“做一些工作”（封装服务），并“与其它对象协同”（通过交换消息），从而完成（模块化）系统的所有功能。
“为什么要对对象感兴趣？
”
答案是很简单的——即可复用性。
面向对象技术允许复用的不仅仅是代码，还有其它更多的东西。
通过面向对象技术，我们可以复用需求、分析、设计、测试计划、用户界面以及体系结构等等。
事实上，软件工程生存期中的每个部分都可以封装成为可复用的对象。
面向对象系统的开发方法是从80年代各种面向对象的程序设计方法（如Smalltalk，C++等）逐步发展而来的。
面对对象方法（objectoriented，简称OO方法），从面向对象的角度为我们认识事物，强调系统的行为属性。
进而为开发系统提供了一种全新的方法。
90年代面向对象（OO）的技术和程序设计语言取得了巨大的成功，信息系统的开发更多的采用面向对象的程序设计语言和支持面向对象的数据库管理系统；
面向对象的技术把对象的属性（数据）和处理（方法）封装在一起，是真正的抽象思维，它通过子类对父类的继承，使软件便于维护和扩充，提高了软件的可重用性。
而结构化（SD）方法把数据和过程作为相互独立的实体，使得软件的可复用性、维护困难。
OO方法的特点和面临的问题
OO方法以对象为基础，利用特定的软件工具直接完成从对象客体的描述到软件结构之间的转换。
这是OO方法最主要的特点和成就。
OO方法的应用解决了传统结构化开发方法中客观世界描述工具与软件结构的不一致性问题，缩短了开发周期，解决了从分析和设计到软件模块结构之间多次转换映射的繁杂过程，是一种很有发展前途的系统开发方法。
但是同原型方法一样，OO方法需要一定的软件基础支持才可以应用，
另外在大型的MIS开发中如果不经过自顶向下的整体划分，而是一开始就自底向上的采用OO方法开发系统，同样也会造成系统结构不合理、各部分关系失调等等问题。
所以OO方法和结构化方法目前仍是两种在系统开发领域相互依存的、不可替代的方法。
CASE方法
利用CASE工具进行开发
CASE：
计算机辅助软件工程
必须和其他方法结合，可以大大提高效率，减少必要但是很琐碎的一些过程。
4.1.2.6各种开发方法的比较
开发过程中各环节所占的比重
阶段调查分析设计实现
工作量>30％>40％<20％<10%
从表中不难看出系统调查、需求分析和管理功能分析两个环节占到总开发工作量的70％以上，而系统设计和系统实现两个环节只占总开发工作量的不到30％，其中原来在开发工作中占工作量最大的编程与调试工作，而今只占不到10％的工作量。
这一切都要归功于4GL，RDBMS以及各种开发工具的出现。
（1）原型方法
它通过模拟以及对模拟后原型的不断讨论和修改最终建立系统。
要想将这样一种方法应用于一个大型信息系统开发过程中的所有环节是根本不可能的，故它多被用于小型局部系统或处理过程比较简单系统的设计到实现环节。
它是一种围绕对象来进行系统分析和系统设计，然后用面向对象的工具建立系统的方法。
这种方法可以普遍适用于各类信息系统开发，但是它不能涉足系统分析以前的开发环节。
（2）面向对象法
它是一种除系统调查外全面支持系统开发过程的方法，同时也是一种自动化（准确地说应该是半自动化）的系统开发方法。
因此从方法学的特点来看，它具有前面所述方法的各种特点，同时又具有其自身的独特点之处——高度自动化的特点。
但值得注意的是，在这个方法的应用以及CASE工具自身的设计中，自顶向下、模块化、结构化却是贯穿始终的。
这一点从CASE自身的文档和其生成系统的文档中都可看出。
（3）CASE方法
综上所述，只有结构化系统开发方法是真正能较全面支持整个系统开发过程的方法。
其它几种方法尽管有很多优点，但都只能作为结构化系统开发方法在局部开发环节上的补充，暂时都还不能替代其在系统开发过程中的主导地位，尤其是在占目前系统开发工作量最大的系统调查和系统分析这两个重要环节。
这里再一次强调所例举的几种方法不是相互独立的，它们经常是可以混合应用的。
第4章工程管理信息系统的开发方法与系统规划
4.1开发管理信息系统的方法
4.2系统规划的主要工作
4.3制定系统规划的常用方法
4.4系统详细调查
4.5可行性研究
系统规划对MIS的影响
系统规划是MIS建设成功的关键因素之一，比具体项目的开发重要得多：
好的系统规划+好的系统开发=优秀的MIS
好的系统规划+差的系统开发=
差的系统规划+好的系统开发=
差的系统规划+差的系统开发=
好的MIS
差的MIS
混乱的MIS
4.2系统规划的主要工作
管理信息系统的系统规划是依据企业资源状况、企业整体信息管理需求及当前技术环境，从系统目标、总体功能结构、关键功能需求、关键信息需求、开发进度等方面对企业管理信息系统作出的计划安排。
4.2.1系统规划的任务
系统规划是在开发系统之前，钕对整个系统进行的全面规划，通过系统规划设计出新系统的总体框架，确定新系统的总目标，用于指导整个信息系统的开发。
主要任务包括如下几项：
（1）制定信息系统的发展战略
信息系统服务于企业管理，其发展战略必须与整个企业的战略目标协调一致。
制定信息系统的发展战略，首先要调查分析企业的目标和发展战略，评价现行的信息系统的功能、环境和应用状况。
在此基础上确定信息系统的使命，制定信息系统的战略目标及相关政策。
（2）制定信息系统的总体方案，安排项目开发计划
在调查分析企业信息系统需求的基础上，提出信息系统的总体结构方案。
根据发展战略和总体结构方案，确定系统和应用项目开发次序及时间安排。
（3）制定系统建设和资源分配计划
提出实现开发计划所需要的硬件、软件、技术人员、资金等资源及整个系统建设的概算，进行可行性分析。
4.2.2系统规划的主要工作
系统规划一般包括三年或更长期的计划，也包括一年的短期计划。
规划的内容
（1）信息系统的目标、约束及总体结构。
其中：
信息系统的目标确定了管理信息系统应实现的功能；信息系统的约束包括MIS实现环境、条件（如管理的规章制度、人力、物力等）；信息系统的总体结构指明了信息的主要类型和主要的子系统。
（2）组织的状况。
包括计算机软件及硬件情况、产业人员的配备情况以及开发费用的投入情况。
（3）业务流程的现状、存在的问题和不足，以及流程在新技术条件下的重组。
企业流程重组实际上是根据信息技术的特点，对手工方式下形成的业务流程进行根本性的再思考、再设计。
（4）对影响规划的信息技术发展的预测。
这些信息技术主要包括计算机硬件技术、网络技术及数据处理技术等。
这些技术的不断更新将给管理信息系统的开发带来深刻的影响（如处理效率、响应时间等），与管理信息系统的性能有着密切的联系，决定着管理信息系统的优劣。
因此，在规划过程中需要吸收相关技术的最新发展，从而使所开发的管理信息系统具有更强大的生命力。
系统规划步骤：
1.基本规划问题的确定，
应包括规划的年限、规划的方法，确定集中式还是分散式的规划，以及是进取还是保守的规划。
2.收集初始信息。
包括从本企业内部各种信息系统委员会、各管理层、与卖主相似的企业、各种文件以及从书籍和杂志中收集信息。
3.现存状态的评价和识别计划约束。
包括目标、系统开发方法、计划活动、现存硬件和它的质量、信息部门人员、运行和控制、资金、安全措施、人员经验、手续和标准、中期和长期优先序、外部和内部关系、现存的设备、现存软件及其质量，以及企业的思想和道德状况。
4.设置目标。
这实际上应由总经理和计算机委员会来设置，它应包括服务的质量和范围、政策、组织以及人员等，它不仅包括信息系统的目标，而且应有整个企业的目标。
5.准备规划矩阵。
这实际上是信息系统规划内容之间相互关系所组成的矩阵，这些矩阵列出后，实际上就确定了各项内容以及它们实现的优先序。
6.识别上面列出的各种活动，是一次性的工程项目性质的活动，还是一种重复性的经常进行的活动。
由于资源有限，不可能所有项目同时进行，只有选择一些好处最大的项目先进行，要正确选择工程类项目和日常重复类项目的比例，正确选择风险大的项目和风险小的项目的比例。
7.给定项目的优先权和估计项目的成本费用。
8.根据第7步的结果来编制项目的实施进度计划
9.把战略长期规划书写成文，在此过程中还要不断与用户、信息系统工作人员以及信息系统委员会的领导交换意见。
10.总经理批准并宣告战略规划任务的完成。
4.3制定管理信息系统战略规划的常用方法
用于管理信息系统规划的方法很多，主要是关键成功因素法（criticalsuccessfactorsCSF）、战略目标集转化法（strategysettransformationSST）和企业系统规划法（businesssystemplanningBSP）、企业信息分析与集成技术（BIAIT）、产出/方法分析（E/MA）、投资回收法（ROI）、征费法（chargeout）、零线预算法、阶石法等。
用得最多的是前面三种，后面的几种用于特殊情况．或者作整体规划的一部分使用。
4.3.1关键因素法（CSF）
1970年哈佛大学教授WilliamZani在MIS模型中用了关键成功变量，这些变量是确定MIS成败的因素。
过了10年，MIT教授JohnRockart把CSF提高成为MIS的战略。
作为一个例子，有人把这种方法用于数据库的分析与建立。
步骤
了解企业目标
识别关键成功因素
识别性能的指标和标准
识别测量性能的数据
这四个步骤可以用一个图表示。
关键成功因素法源自企业目标，通过目标分解和识别、关键成功因素识别、性能指标识别，一直到产生数据字典。
这好像建立了一个数据库，一直细化到数据字典。
关键成功因素就是要识别联系于系统目标的主要数据类及其关系．识别关键成功因素所用的工具是树枝因果图。
例如，某企业有一个目标，是提高产品竞争力，可以用树枝图画出影响它的各种因素，以及影响这些因素的各种因素。
如何评价这些因素中哪些因素是关键成功因素，不同的企业是不同的。
对于一个习惯于高层人员个人决策的企业，主要由高层个人在此图中选择；
对于习惯于群体决策的企业，可以用德尔斐法或其他方法把不同人设想的关键因素综合起来。
关键成功因素法在高层应用，一般效果好，因为每一个高层领导人员日常总在考虑什么是关键因素。
对中层领导来说一般不大适合，因为中层领导所面临的决策大多数是结构化的，其自由度较小，对他们最好应用其他方法。
4.3.2战略目标标集转化法（SST）
WilliamKing于1978年提出，他把整个战略目标看成是一个“信息集合”，由使命、目标、战略和其他战略变量（如管理的复杂件、改革习惯以及重要的环境约束）等组成。
MIS的战略规划过程是把组织的战略目标转变为MIS战略目标的过程。
SST采用的步骤
这个方法的第一步是识别组织的战略集，先考查一下该组织是否有写成文的战略式长期计划，如果没有，就要去构造这种战略集合。
1．描绘出组织各类人员结构，如卖主、经理、雇员、供应商、顾客人、贷款人、地区社团及竞争者等。
2．识别每类人员的目标。
3．对于每类人员识别其使命及战略。
当组织战略初步识别后，应立即送交总经理审阅和修改。
第二步是将组织战略集转化成MIS战略，MIS战略应包括系统目标、约束以及设计原则等。
这个转化的过程包括对应组织战略集的每个元素识别对应的MIS战略约束，然后提出整个MIS的结构。
最后，选出一个方案送总经理。
4.3.3企业系统规划法（BSP）
IBM公司于20世纪70年代初将BSP作为用于内部系统开发的一种方法，它主要是基于用信息支持企业运行的思想。
在总的思路上它和前述的方法有许多类似之处，它也是先自上而下识别系统目标，识别企业过程，识别数据，然后再自下而上设计系统，以支持目标，该方法步骤如图所示。
（1）BSP方法步骤
（2）BSP法的工作步骤
用BSP制定规划是一项系统工程，其主要的工作步骤：
1．准备工作成立由最高领导层牵头的委员会，下设一个规划研究组，并提出工作计划。
2．调研查阅资料，深入各级管理层，搜集整理材料、资料。
3．定义业务过程（企业过程或管理功能）
定义业务过程是BSP法的核心。
业务过程是指企业管理中必要的且逻辑上相关的、为了完成某种管理功能的一组活动。
4．业务过程重组
在业务过程定义的基础上，找出业务过程中存在问题的过程、低效率的过程，正确的过程等，并在信息技术支持下进行优化处理，使业务过程合理化。
5．定义数据类
数据类是指支持业务过程所必须的逻辑上相关的数据。
对数据进行分类是按业务过程进行的，即分别从各项业务过程的角度将与该业务过程有关的输入数据和输出数据按逻辑相关性整理出来归纳成数据类。
6．定义信息系统总体结构
目的：
刻画未来信息系统的框架，和相应的数据数据类。
工作：
划分子系统
方法：
使用U/C矩阵
7．确定总体结构的优先顺序。
安排子系统的开发顺序。
8．完成BSP研究报告，提出项目建议书和开发计划。
BSP详细步骤
4.3.4企业流程重组（再造BPR）
BPR是美国80年代开始兴起的由过程的观点来看待企业的，BPR与BSP是一样的，所不同的是BPR主张彻底的变革．而且在改造企业过程方面研究了许多行之有效的方法。
因而把BSP向前推进了一步；有人认为BPR已进入了运营管理的领域，因而已和信息系统离得较远。
但实际上BPR是信息系统向上的自然延伸．而不是由运营管理向下扩展，推行BPR的也多为信息系
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