一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架及其开发方法

摘要

本发明提供了一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架及方法，开发框架包括界面层、服务层和数据层，界面层内置基础组件，服务层内置微服务架构，数据层包括MySQL数据库和对象模型管理模块，基础组件和微服务架构均通过对象模型管理模块访问数据库。开发方法包括：流程制造企业的库存管理业务分析、数据建模、界面快速构建、业务流程模型快速构建。本发明使用微服务架构使开发框架内部松耦合，将前端界面逻辑和后端流程业务逻辑区别开，通过拖拉拽和属性配置的开发方式，提高了开发框架的灵活性与扩展性，有效降低了流程制造企业库存管理软件开发难度、开发成本和开发技术门槛。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机软件设计技术领域，具体但不限于涉及一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架及其开发方法。

背景技术

库存管理系统可以对流程工业制造企业生产过程中库存涉及的全部物料进行统一有效的管理，将传统的纸质单据和人工操作转变为计算机辅助管理和智能化物流传输，库存状态的任何一次变动(出库、入库等)都可以及时反映在库存管理系统的台账中，帮助企业准确地掌握现有库存及资金占用等信息。

随着流程制造企业库存管理业务的不断增加或更新，其库存管理软件的开发设计面临极大挑战。传统软件开发多使用纯代码开发，开发流程复杂、代码冗长，软件各模块之间的代码易冲突，往往导致某个库存业务的细微变动(如出入库业务审批流程更改)会使得对应模块代码以及其他一系列模块的代码都要作相应变动，用户唯有等待专业软件技术人员才能进行维护，维护成本高、时间长。此外，开发人员还需要掌握专门的软件编程知识，如Java语言、C++语言、C#语言等，才能实施系统软件的开发任务，这使得开发周期长、难度大、开发成本高。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明结合工业APP应用软件的设计开发环境，提出了一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架及其开发方法，帮助开发人员不需要掌握专门的软件知识，即可快速开发流程制造企业的库存管理软件，同时借助可视化组件技术快速构建业务应用界面，利用工作流技术快速构建业务流程模型，使用微服务架构使开发框架内部松耦合，提高开发框架的灵活性与扩展性，降低开发成本和开发技术门槛。

实现本发明目的的技术解决方案为：

根据本发明的一个方面，一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，包括：

界面层，用于快速构建流程制造企业库存管理软件的业务界面，所述界面层内置若干基础组件；

服务层，用于完成流程生产制造过程中库存管理的业务流程、处理界面层提交的数据请求，并将要保存的数据提交给数据库，所述服务层内置微服务架构；

数据层，用于对流程生产制造过程中库存管理相关信息进行数据采集和数据建模，并与界面层和服务层实时交互数据，包括MySQL数据库和对象模型管理模块，所述界面层的基础组件和服务层的微服务架构均通过对象模型管理模块访问数据库。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，所述界面层包括图表组件库、表单组件库和图元组件库等基础组件，所述图表组件库、表单组件库和图元组件库均采用MVVM架构，将用户界面与库存管理软件的业务逻辑分离、解耦。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，图表组件库包括折线图、曲线图、柱状图、面积图和散点图等组件；表单组件库包括表格、输入框、下拉框、按钮和标签等组件；图元组件库包括不规则图形、圆形、矩形、椭圆、圆角矩形、正多边形、三角形、圆弧形、文字、连线、图片、数据连接和线段等组件。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，所述服务层的微服务架构采用Spring Cloud作为微服务框架。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，所述服务层包括组织管理微服务、人员管理微服务和工作流微服务，其中：

组织管理微服务，用于根据企业的人力资源关系对企业内部有关库存管理的机构和岗位进行构建与管理；

人员管理微服务，用于管理企业中涉及生产制造过程库存管理职责和业务的人员信息；

工作流微服务，用于在流程制造企业库存管理的各个业务环节中构建业务流程模型，通过制定业务规则来形成完整的工作流，并将系统处理的业务逻辑从程序代码中抽离出来转变为简单的业务规则，以结构化的业务规则数据来表示业务行为。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，所述对象模型管理模块采用面向对象的方式来操作持久化对象，并将这些操作转化成底层的SQL操作，所述持久化对象包括创建、修改、删除和查询。

根据本发明的另一个方面，一种流程制造企业库存管理软件的开发方法，基于上述任一的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，包括前端构建和后端构建，其中：

前端构建用于构建库存管理软件的界面，将前端模块化，创建可组合、可复用、可维护的组件，并在快速开发框架中通过嵌套拼接组件形成视图界面；

后端构建用于构建库存管理软件的业务流程，将实际生产过程中库存管理的一条条业务规则转化成工作流引擎所需的BPMN模型，并在快速开发框架的工作流微服务中根据BPMN模型构建业务流程模型。

进一步的，本发明的流程制造企业库存管理软件的开发方法，具体包括以下步骤：

步骤1：分析流程制造企业在生产过程中对库存管理软件的具体业务和功能需求，并抽离出实体关系图；

步骤2：根据实体关系图建立数据库概念模型，再通过对象模型管理模块创建数据模型实例，并配置实例属性的数据结构；

步骤3：使用快速开发框架中的组件库或调用第三方组件库，通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建流程制造企业生产制造过程的库存管理软件业务的应用界面，或通过编写脚本代码完成各种业务界面的逻辑关联和生产制造过程中各类属性数据表的增删改查；

步骤4：使用组织管理微服务构建与管理企业内部有关生产制造过程库存管理的机构和岗位，使用人员管理微服务管理企业中涉及生产制造过程库存管理职责和业务的人员信息，在工作流微服务中通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建库存管理软件的业务流程模型；

步骤5：进行系统性测试，测试通过则完成软件开发。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的技术方案利用可视化组件技术和工作流技术，提供了一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，使用微服务架构使开发框架内部松耦合，提高了开发框架的灵活性与扩展性，有效降低了流程制造企业库存管理软件开发难度。

2、本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，通过将前端界面逻辑和后端流程业务逻辑区别开，使开发者能够进行快速数据建模、快速构建界面和业务流程模型，从而实现快速开发出适用于不同流程生产制造过程场景的库存管理软件。

3、本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，通过拖拉拽和属性配置的软件开发方式，使编程基础少甚至无编程基础的人员也能快速开发各种适于流程制造企业场景需求的库存管理软件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与说明描述一起用于解释本发明的实施例，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的流程制造企业库存管理软件的快速开发框架示意图。

图2是本发明实施例的可视化组件库设计框架图。

图3是本发明的流程制造企业库存管理软件的开发方法流程图。

图4是本发明实施例的库存业务流程图。

图5是本发明实施例的原材料出库流程图。

图6是本发明实施例的钢材入库流程图。

图7是本发明实施例的原材料库存基础数据E-R图。

图8是本发明实施例的钢材库存基础数据E-R图。

图9是本发明实施例的用户权限E-R图。

图10是本发明实施例的钢材原材料出库BPMN图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

一种流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，包括：

界面层，用于快速构建流程制造企业库存管理软件的业务界面。所述界面层包括图表组件库、表单组件库和图元组件库等基础组件，所述图表组件库、表单组件库和图元组件库均采用MVVM架构，将用户界面与库存管理软件的业务逻辑分离、解耦。所述图表组件库包括折线图、曲线图、柱状图、面积图和散点图等组件；所述表单组件库包括表格、输入框、下拉框、按钮和标签等组件；所述图元组件库包括不规则图形、圆形、矩形、椭圆、圆角矩形、正多边形、三角形、圆弧形、文字、连线、图片、数据连接和线段等组件。

服务层，用于完成流程生产制造过程中库存管理的业务流程、处理界面层提交的数据请求，并将要保存的数据提交给数据库。所述服务层包括组织管理微服务、人员管理微服务和工作流微服务，所述服务层的微服务架构采用Spring Cloud作为微服务框架。其中，组织管理微服务，用于根据流程制造企业内部的人力资源关系对企业内部与库存管理相关的机构和岗位进行构建与管理；人员管理微服务，用于管理流程制造企业中与生产制造过程库存管理职责和业务相关的人员信息；工作流微服务，用于在流程制造企业库存管理的各个业务环节中构建业务流程模型，通过制定业务规则来形成完整的工作流，并将系统处理的业务逻辑从程序代码中抽离出来转变为简单的业务规则，以结构化的业务规则数据来表示业务行为。

数据层，用于对流程生产制造过程中库存管理相关信息进行数据采集和数据建模，并与界面层和服务层实时交互数据，包括MySQL数据库和对象模型管理模块，所述界面层的基础组件和服务层的微服务架构均通过对象模型管理模块访问数据库。所述对象模型管理模块采用面向对象的方式来操作持久化对象，并将这些操作转化成底层的SQL操作，所述持久化对象包括创建、修改、删除和查询。

一种流程制造企业库存管理软件的开发方法，基于上述流程制造企业库存管理软件的快速开发框架，包括前端构建和后端构建，其中，前端构建包括构建库存管理软件的界面，将前端模块化，创建可组合、可复用、可维护的组件，并在快速开发框架中通过嵌套拼接组件形成视图界面；后端构建包括构建库存管理软件的业务流程，将实际生产过程中库存管理的一条条业务规则转化成工作流引擎所需的BPMN模型，并在快速开发框架的工作流微服务中根据BPMN模型构建业务流程模型。具体开发步骤包括：

步骤1：分析流程制造企业在生产过程中对库存管理软件的具体业务和功能需求，并抽离出实体关系图；

步骤2：采用实体关系图建立数据库概念模型，使用数据层中的对象模型管理模块创建数据模型实例，配置实例属性的数据结构；

步骤3：使用快速开发框架中的组件库或调用第三方组件库，通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建流程制造企业生产制造过程的库存管理软件业务的应用界面，或通过编写脚本代码完成各种业务界面的逻辑关联和生产制造过程中各类属性数据表的增删改查；

步骤4：使用组织管理微服务构建与管理企业内部有关生产制造过程库存管理的机构和岗位，使用人员管理微服务管理企业中涉及生产制造过程库存管理职责和业务的人员信息，在工作流微服务中通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建库存管理软件的业务流程模型；

步骤5：进行系统性测试，测试通过则完成软件开发。

实施例1

以流程制造过程中的钢材库存管理业务为例，采用本发明的技术方案设计了一种分层的、可灵活配置的钢材库存管理软件快速开发框架，如图1所示，包括界面层、服务层和数据层。钢材库存管理软件快速开发框架的界面层基于组件技术进行可视化组态设计，通过拖拉拽组件即可快速构建业务应用界面。钢材库存管理软件快速开发框架的服务层基于微服务架构设计，使每个服务都有属于自己的数据库，在这种微服务架构中，如果任何一个服务需要增加某种功能，只需要对该种服务增加所需的功能即可，不会影响整体进程。钢材库存管理软件快速开发框架的数据层包括数据存储和数据持久化功能，通过开发环境的对象模型管理模块即可实现对数据库的增删改查。

具体地，钢材库存管理软件的界面层包括图表组件库、表单组件库和图元组件库，用于实现钢材库存管理软件业务界面快速构建，图表组件库包括折线图、曲线图、柱状图、面积图和散点图等组件，表单组件库包括表格、输入框、下拉框、按钮和标签等组件，图元组件库包括不规则图形、圆形、矩形、椭圆、圆角矩形、正多边形、三角形、圆弧形、文字、连线、图片、数据连接和线段等组件。以折线图为例，在使用该组件时首先需要绑定数据源，数据源必须是在对象管理模块中已经完成数据建模的钢材库存管理对象属性，然后进行属性配置，可对折线图的标题、样式、图例、XY轴和标签等参数进行字体大小、字体颜色、背景颜色、对齐方式等属性的操作。所使用的组件可以是钢材库存管理开发框架中预置的组件，也可以由开发人员调用第三方组件库中的组件。此外，当采用当前的属性配置无法满足开发者的界面逻辑需求时，可以在脚本编辑器中编写少量脚本代码实现各种页面交互功能(如钢材信息的新增、修改、删除和创建)。

可视化组件库的设计框架如图2所示，包括组件库、编辑器、JSON Schema和服务端。搭建组件库需要开发两份代码程序，一份是关于组件本身的，另一份是用来配置组件属性的配置面板。组件的作用有两个：一个是提供给编辑器，以便在画板上能够展示组件；另一个作用是将组件打包后提供给服务端作为脚本插入。组件的配置面板通过在编辑器中注册产生JSON数据，然后在服务端渲染时对项目的JSON数据进行解析，最终渲染出页面。

具体地，钢材库存管理软件的服务层包括组织管理微服务、人员管理微服务和工作流微服务，用于实现钢材库存管理的业务流程。组织管理微服务：根据企业的人力资源关系，实现对企业内部有关库存管理的机构和岗位的构建与管理；人员管理微服务：用于管理企业中涉及钢材库存管理职责和业务的人员信息；工作流微服务：在微服务框架中集成activity工作流引擎，用于在钢材库存管理的各个业务环节中构建业务流程模型，通过制定业务规则来形成一条条完整的工作流，使整个业务过程运行流畅且正确，将系统处理的业务逻辑从程序代码中抽离出来，转变为简单的业务规则，以结构化的业务规则数据来表示业务行为。

在设计过程中选择Spring Cloud作为微服务框架，可以将一些优秀的微服务框架如服务发现、服务注册、配置中心、链路追踪、异常处理等集成到Spring Cloud中进行封装，从而减少了各模块的开发成本和难度。其中：

组织管理微服务和人员管理微服务按照RBAC(Role-Based Access Control)权限设计模型，结合JWT(JSON WEB TOKEN)认证协议使用Spring Cloud中的Spring Security进行设计。RBAC模型包括用户、角色和权限等内容，它能实现用户和角色的多对多关系，同一个用户拥有多个角色属性等功能。在软件设计时利用这个概念来构建组织架构，从而实现对角色数据权限的分配。用户认证和授权基于token的形式，用户根据用户名和密码认证成功后，获取当前用户角色的一系列的权限值，并以用户名为key，权限列表为value的权限列表形式存入Redis缓存中，并且浏览器会根据用户名相关信息生成token，然后将token记录到cookie中。当Spring Security模块判断当前请求是否有权限访问时，由于每次调用API接口都默认将token插入到JWT的header请求头中，因此Spring Security需要从header请求头中获取token信息，再从token信息中解析出当前用户名，根据用户名从Redis缓存中即可获取权限列表，从而使Spring Security模块完成对当前请求访问权限的判断。Token的定义：Token是服务端生成的一串字符串，作为客户端进行请求的一个令牌，当第一次登录后，服务器生成一个Token后将此Token返回给客户端，以后客户端只需带上这个Token请求数据即可，无需再次使用用户名和密码。

工作流微服务的流程主要包括以下几个部分：(1)流程设计与定义；(2)流程的实例化与流程实例的管理；(3)工作流引擎与用户应用工具的交互。其中：

(1)流程设计与定义即分析钢材库存管理业务流程，采用开发环境的建模工具对钢材库存管理业务流程进行建模，其中activity工作流引擎采用了BPMN2.0规范完成流程设计。流程模型是由开始事件、结束事件、任务、排他网关、并行网关、顺序流、子流程等模型元素构建的有向模型图，并最终转为bpmn格式的流程模型文件，每个bpmn文件包括多个流程定义。

(2)流程实例化与管理包括以下几项工作：(a)启动钢材库存管理业务流程实例，即解析bpmn文件，按照定义的钢材库存管理业务模型，实例化一个钢材库存管理业务流程并流转到第一个节点的任务人手中；(b)钢材库存管理业务流程实例的流转，即每个节点的任务完成后，将该流程进度推进到下一个节点；(c)钢材库存管理业务流程实例的删除与撤销；(d)钢材库存管理业务流程实例中执行人的分配与变更等工作，即根据组织管理微服务和人员管理微服务中的人员和岗位安排配置各节点属性。

(3)工作流引擎与用户应用工具交互主要包括：流程模型或实例与业务逻辑的连接、监听流程变动等工作内容。

具体地，钢材库存管理软件的数据层包括MySQL数据库和对象模型管理模块，它通过对象模型管理模块访问数据库，实现对数据库操作，并与服务层和界面层组件通信。对象模型管理模块引入egg.js官方提供的egg-sequelize插件，以面向对象的方式来操作持久化对象(例如创建,修改,删除和查询)，并且将这些面向对象的操作转化成底层的SQL(Structured Query Language)操作。数据建模就是将钢材库存管理业务分析后抽离出来的E-R关系图概念模型转化为物理模型，通过对象模型管理模块的对象实例、对象模板可以构建一个复杂的模型。每个对象实例都是根据对象模板创建的。一个对象模板可以继承另外一个对象模板。当对象模板进行更改时，所做的更改会同步到继承该对象模板的对象实例，可实现方便、快捷地维护建模。对象模板可对对象实例的类别进行分类。如果有两个对象实例，且它们具有相同的属性、服务和事件，则可以将它们建模为一个对象模板。对象模板分为实体模版、表单模版和关系模板。其中，实体模板：平台实体与工厂内实际物品相匹配的对象模板，例如工厂的车间、人员、设备、钢材等。表单模板：用户可以在表单模板下手动创建关系数据的表单结构，每个属性即为一列表头字段，每个对象实例即为一行数据。关系模板：支持模型与模型之间关系的构建；例如将公司模板下的属性“公司名称”和人员模板下的属性“人员名称”进行关联，构建雇佣关系模板，可在关系实例创建关联关系。

使用本发明的快速开发框架进行钢材库存管理软件开发的具体流程如图3所示，在从原材料到钢材制成品的整个生产过程库存管理业务流程中，信息流与库存管理软件的关系图如图4所示。

具体开发方法如下：

步骤1：分析钢材库存管理软件的具体业务和功能需求，以原材料出库业务和钢材入库业务为例，原材料出库业务流程图如图5所示，钢材入库业务流程图如图6所示。

其中，原材料出库业务流程具体步骤如下：

S1：生产部门根据生产计划向库存部门提出出库申请，并填写原材料出库单。

S2：库存业务员将填写的出库单提交给库存管理员审核。审核通过，准备原材料出库，转到S3；审核不通过，需重新填写原材料出库单，重新执行S2。

S3：库存业务员对原材料进行检验，检验通过，将原材料出库转到S4；若检验不通过，需重新准备原材料，转到S2。

S4：更改原材料库存信息。

钢材入库业务流程具体步骤如下：

S1：钢材生产完成后，生产部门通知库存业务员。

S2：库存业务员对生产的钢材进行检验。检验通过，就填写入库单，转到S3；检验不通过，需重新进行钢材检验，重新执行S2。

S3：库存业务员将填写的入库单提交给库存管理员审核。审核通过，将钢材入库，转到S4；审核不通过，需重新填写入库单，重新执行S3。

S4：更改钢材库存信息。

步骤2：数据模型设计过程中采用E-R关系图方法建立数据库概念模型，分别为原材料库存基础数据E-R图、钢材库存基础数据E-R图、用户权限E-R图，分别如图7、图8、图9所示。原材料的出库单具有编号、名称、价格等信息，钢材的入库单具有编号、名称、类型、材质等信息。利用对象模型管理模块对数据进行建模，创建出入库单模板使数据能够准确无误的采集到数据库中。

步骤3：使用开发框架中的组件库通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建软件业务界面，编写少量的脚本代码完成出入库业务界面逻辑关联以及各类钢材属性数据表的增删改查。

步骤4：首先，使用组织管理微服务构建与管理企业内部有关库存管理的机构和岗位，然后，使用人员管理微服务管理企业中涉及钢材库存管理职责和业务的人员信息，最后，在工作流微服务中通过拖拉拽和属性配置的方式快速构建业务流程模型。其中：

在组织管理微服务和人员管理微服务中为人员分配职务和权限，包括库存管理员、库存业务员。库存管理员主要负责出库、入库的管理以及相关信息的查询，包括入库单、出库单的审核、查询以及仓库信息和钢材信息的查询、添加、删除、修改。库存业务员主要负责库存管理和相关信息查询，包括入库单、出库单查询、添加、删除、修改、撤销审核、库存查询以及钢材信息查询、原材料信息查询和仓库信息查询。

借助开发框架的工作流微服务构建原材料出库业务流程和钢材入库业务流程的BPMN流程图并发布该流程实例。本实施例中以原材料出库业务流程为例，如图10所示。

步骤5：对钢材库存管理软件进行系统性测试，测试通过完成软件开发。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。