王 輝 劉 霽 謝 衛(wèi)
(中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院,北京 100840)
勘察設(shè)計(jì)企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)
王 輝 劉 霽 謝 衛(wèi)
(中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院,北京 100840)
本文依據(jù)技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)理論,并結(jié)合工程實(shí)例,提出勘察設(shè)計(jì)企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)參考方案,給出系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的參考設(shè)計(jì)方法與模型。
SOA;知識(shí)資源;數(shù)據(jù)模型;資源庫(kù);資源平臺(tái);分布式
“十五”與“十一五”期間,勘察設(shè)計(jì)行業(yè)信息化步入快速發(fā)展時(shí)期,企業(yè)信息化建設(shè)也在朝著“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)施規(guī)范化、數(shù)據(jù)資源化、業(yè)務(wù)集成化、系統(tǒng)平臺(tái)化、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化”的方向發(fā)展,一套技術(shù)成熟并有一定通用性的系統(tǒng)架構(gòu)工程方法已成為勘察設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)施信息系統(tǒng)工程的迫切需求,這種需求主要體現(xiàn)在:
(1)企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)已演變?yōu)閺?fù)雜的系統(tǒng)工程,從早期僅限于單項(xiàng)業(yè)務(wù)處理的事務(wù)處理軟件,到當(dāng)前注重企業(yè)管理與生產(chǎn)業(yè)務(wù)協(xié)同并強(qiáng)調(diào)企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)決策功能的集成化管理信息系統(tǒng),信息系統(tǒng)工程無論規(guī)模還是復(fù)雜性都有了質(zhì)的飛躍,信息系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)在企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)中上升到至關(guān)重要的地位。
(2)在當(dāng)前信息技術(shù)“網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、平臺(tái)化”的發(fā)展趨勢(shì)下,企業(yè)信息系統(tǒng)架構(gòu)必須具備分布式、集成化、快速開發(fā)等綜合性信息技術(shù)支撐能力。
(3)在全球化經(jīng)濟(jì)與知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下,知識(shí)管理能力已經(jīng)成為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素??辈煸O(shè)計(jì)企業(yè)是典型的知識(shí)密集型企業(yè),要求信息系統(tǒng)架構(gòu)本身對(duì)知識(shí)資源管理具備良好的支撐能力[1]。
(4)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)在多年的信息化管理歷程中積累了生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、輔助管理等多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息,需建立企業(yè)知識(shí)資源管理系統(tǒng),并將知識(shí)采集、加工、存儲(chǔ)、傳遞、利用等各應(yīng)用環(huán)節(jié)融于企業(yè)現(xiàn)有的各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),使知識(shí)資源管理系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)交互與業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)能力。
本文結(jié)合我院實(shí)際系統(tǒng)工程建設(shè),給出勘察設(shè)計(jì)企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)參考方案,各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的參考設(shè)計(jì)方法與模型,供同行討論和借鑒。
信息系統(tǒng)架構(gòu)是企業(yè)信息化工程的設(shè)計(jì)“藍(lán)圖”,定義了企業(yè)信息化建設(shè)的結(jié)構(gòu)框架與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法。信息系統(tǒng)架構(gòu)是一系列系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)的結(jié)構(gòu)化集合,由技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等共同構(gòu)成[2]。
根據(jù)“以信息系統(tǒng)集成平臺(tái)為支撐,以企業(yè)知識(shí)資源庫(kù)為核心,以業(yè)務(wù)流程進(jìn)行驅(qū)動(dòng),面向用戶資源服務(wù)”的系統(tǒng)架構(gòu)原則,綜合信息系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù),我院基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法如表 1所示:
根據(jù)企業(yè)自身業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn),建立企業(yè)信息系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)評(píng)測(cè)指標(biāo)(見表2),作為系統(tǒng)平臺(tái)的選擇和評(píng)測(cè)依據(jù),通過對(duì)市場(chǎng)主流軟件產(chǎn)品的綜合評(píng)測(cè),選擇評(píng)測(cè)性能最佳的技術(shù)架構(gòu)方案,即基于 SOA技術(shù)架構(gòu)的軟件開發(fā)平臺(tái),建立以資源數(shù)據(jù)為核心的信息系統(tǒng)架構(gòu)分層模型:包括基礎(chǔ)平臺(tái)、知識(shí)資源管理平臺(tái)、應(yīng)用支撐平臺(tái)、業(yè)務(wù)集成應(yīng)用平臺(tái)、用戶統(tǒng)一資源訪問平臺(tái)。在分層模型的框架下,構(gòu)建以企業(yè)資源管理為核心,支持企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、輔助管理和決策支持業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)信息交換的集成平臺(tái)。如圖1所示。
信息系統(tǒng)架構(gòu)的本質(zhì)是以數(shù)據(jù)處理為中心,建立企業(yè)核心資源庫(kù)。在基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)中,數(shù)據(jù)架構(gòu)位于系統(tǒng)架構(gòu)的核心地位。數(shù)據(jù)架構(gòu)的具體步驟和方法見表 3:
表 2 信息系統(tǒng)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
表 3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)方法
圖 1 企業(yè)信息系統(tǒng)集成平臺(tái)
進(jìn)行數(shù)據(jù)架構(gòu)時(shí),應(yīng)首先對(duì)企業(yè)資源開展數(shù)據(jù)需求分析:通過企業(yè)資源規(guī)劃確定企業(yè)資源應(yīng)用的數(shù)據(jù)需求,并對(duì)企業(yè)資源進(jìn)行定義與分類,形成企業(yè)資源規(guī)劃與分類編碼標(biāo)準(zhǔn),在此標(biāo)準(zhǔn)之上建立企業(yè)數(shù)據(jù)指標(biāo)體系,該數(shù)據(jù)指標(biāo)體系是企業(yè)規(guī)范化數(shù)據(jù)需求的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式,也是企業(yè)資源各種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的集合,主要包括采集指標(biāo)、分析指標(biāo)等。企業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的主要作用:
(1)是數(shù)據(jù)建模的標(biāo)準(zhǔn);
(2)是企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集與共享的標(biāo)準(zhǔn);
(3)是企業(yè)對(duì)外數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn);
(4)是與外部系統(tǒng)進(jìn)行集成的接口規(guī)范。
企業(yè)數(shù)據(jù)指標(biāo)的一般設(shè)計(jì)方法,是將資源抽象為元數(shù)據(jù),并為其定義了屬性信息。屬性信息通常應(yīng)包括:指標(biāo)編號(hào)、指標(biāo)名稱、數(shù)據(jù)類型、指標(biāo)來源、指標(biāo)級(jí)別(數(shù)據(jù)采集深度與粒度)、采集頻率、計(jì)量單位、值域、約束條件等內(nèi)容。
在系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)方法中,數(shù)據(jù)建模是由數(shù)據(jù)邏輯模型生成數(shù)據(jù)物理模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模主要包含三類數(shù)據(jù)邏輯模型:數(shù)據(jù)關(guān)系模型、物理存儲(chǔ)模型、數(shù)據(jù)訪問模型。圖 2給出了一個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模示例[3]。
(1)數(shù)據(jù)關(guān)系模型
企業(yè)數(shù)據(jù)指標(biāo)體系描述了數(shù)據(jù)集合之間的邊界,數(shù)據(jù)關(guān)系模型的設(shè)計(jì)原則是:數(shù)據(jù)關(guān)系模型應(yīng)與數(shù)據(jù)指標(biāo)的結(jié)構(gòu)在基本粒度(不可再分)保持一致,即在末級(jí)指標(biāo)中的指標(biāo)項(xiàng),被實(shí)例化后也應(yīng)隸屬同一模型。但在高一層級(jí)上,數(shù)據(jù)關(guān)系模型與指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)不必一致,因?yàn)閿?shù)據(jù)指標(biāo)本身體現(xiàn)的是用戶應(yīng)用需求,而系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型是從系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)角度出發(fā)的。
(2)物理存儲(chǔ)模型
數(shù)據(jù)類型決定了資源的存儲(chǔ)方式,勘察設(shè)計(jì)企業(yè)知識(shí)資源主要包含兩種數(shù)據(jù)類型,其中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)形式進(jìn)行存儲(chǔ)管理,大量非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)相結(jié)合的存儲(chǔ)管理模式:索引及屬性信息存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行管理,資源文件本身以系統(tǒng)文件形式存儲(chǔ),通過調(diào)用保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的鏈接地址進(jìn)行資源文件的訪問。
(3)數(shù)據(jù)訪問模型
主要由三個(gè)因素綜合決定:一、數(shù)據(jù)訪問形式(離線或在線);二、資源的時(shí)間屬性;三、資源的數(shù)據(jù)占用空間。例如偶爾才會(huì)被用戶訪問且占用龐大的存儲(chǔ)空間的資源可存儲(chǔ)于離線的光盤庫(kù)中,對(duì)于會(huì)被用戶頻繁訪問,考慮其訪問效率,在存儲(chǔ)空間許可的情況下應(yīng)盡量存儲(chǔ)于實(shí)時(shí)在線的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或文件系統(tǒng)(如 IP-SAN)中。
根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)體模型,將抽象的數(shù)據(jù)模型實(shí)例化為二維數(shù)據(jù)庫(kù)表字段,具體方法應(yīng)遵循數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般原則 (如關(guān)系范式)。參照數(shù)據(jù)實(shí)體模型進(jìn)行物理數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),建立企業(yè)核心知識(shí)資源庫(kù),如圖 3所示。
根據(jù)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)資源管理信息采集、加工、存儲(chǔ)、傳遞、利用等各應(yīng)用環(huán)節(jié)的需要,建設(shè)包含企業(yè)六大核心資源庫(kù)和資源采集系統(tǒng),資源存儲(chǔ)與管理系統(tǒng),資源發(fā)布系統(tǒng)及資源訪問平臺(tái)的知識(shí)資源管理平臺(tái)。如圖 4所示。
圖 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型(示例)
(1)資源采集系統(tǒng)
按照相關(guān)數(shù)據(jù)采集指標(biāo)要求,通過數(shù)據(jù)采集接口從各應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)采集;各類采集數(shù)據(jù)暫存在采集中間數(shù)據(jù)庫(kù)中,按照企業(yè)資源分類,將采集中間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理,形成企業(yè)資源數(shù)據(jù)并分類上傳至相應(yīng)的企業(yè)核心資源庫(kù)中。
(2)資源存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)
1企業(yè)知識(shí)資源庫(kù):包含六大核心資源庫(kù)。
④外部資源引用接口:進(jìn)行企業(yè)外部資源的引用與訪問集成。如集成中國(guó)知網(wǎng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范庫(kù)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)等。
㈣數(shù)據(jù)管理與維護(hù)子系統(tǒng):包括指標(biāo)元數(shù)據(jù)維護(hù)與管理,資源數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),資源訪問權(quán)限管理以及資源備份管理。
(3)資源發(fā)布子系統(tǒng)
1發(fā)布共享數(shù)據(jù)庫(kù):按照不同的應(yīng)用需求,對(duì)企業(yè)核心資源庫(kù)的資源進(jìn)行發(fā)布,實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源統(tǒng)一共享及資源受控訪問。
㈣主題分析庫(kù):建立企業(yè)數(shù)據(jù)分析模型,實(shí)現(xiàn)多維度、高層次的的企業(yè)知識(shí)應(yīng)用展現(xiàn)。
?企業(yè)資源編目數(shù)據(jù)庫(kù):對(duì)企業(yè)資源庫(kù)中的所有資源進(jìn)行編目,建立索引,并設(shè)置查詢關(guān)鍵詞,實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源訪問性能的優(yōu)化。
(4)資源訪問平臺(tái)
用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的界面,是用戶進(jìn)行系統(tǒng)功能應(yīng)用、獲取知識(shí)資源和其它系統(tǒng)服務(wù)的統(tǒng)一入口。
1企業(yè)門戶:包括資源信息發(fā)布、企業(yè)資源查詢、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、主題分析等。
④設(shè)計(jì)師輔助支持系統(tǒng):與協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行集成,在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中,通過設(shè)計(jì)師輔助支持系統(tǒng)(與企業(yè)核心資源庫(kù)進(jìn)行接口),在 CAD工作環(huán)境下為設(shè)計(jì)師提供設(shè)計(jì)知識(shí)資源的在線支持。
㈣個(gè)人知識(shí)庫(kù):以各種數(shù)據(jù)文件形式為載體對(duì)個(gè)人知識(shí)(論文、專著、技術(shù)總結(jié)等)進(jìn)行上載,通過知識(shí)評(píng)價(jià)體系,將個(gè)人知識(shí)提升為企業(yè)知識(shí),并納入企業(yè)資源庫(kù)中,建立企業(yè)知識(shí)再利用的反饋系統(tǒng)。
企業(yè)信息系統(tǒng)集成平臺(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用層集成了企業(yè) 4大類共 12個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng),各系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)集成通過 SOA平臺(tái)的相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn):縱向上利用數(shù)據(jù)接口技術(shù),通過知識(shí)資源管理平臺(tái)提供統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換;橫向上通過業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程掛接。
圖 5是協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)與資源管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成實(shí)例。協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了工程數(shù)據(jù)采集和工程師輔助支持接口,知識(shí)資源管理系統(tǒng)提供了資源數(shù)據(jù)采集、管理與維護(hù)、查詢與快速檢索為一體的資源管理與應(yīng)用,兩系統(tǒng)通過知識(shí)資源管理服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行工程數(shù)據(jù)交互,形成在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中進(jìn)行知識(shí)采集、加工、存儲(chǔ)和再利用的知識(shí)管理閉環(huán)過程。
當(dāng)前企業(yè)信息系統(tǒng)較少采用單純的集中架構(gòu)模式,系統(tǒng)集中與分布程度與企業(yè)本身組織機(jī)構(gòu)地域分布和企業(yè)運(yùn)行模式有關(guān)。通常企業(yè)包含總部以及位于各地的分支機(jī)構(gòu),這就要求系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)需綜合 3方面因素:一、采取分布或集中與分布相結(jié)合的形式;二、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸設(shè)計(jì)需要結(jié)合企業(yè)具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件;三、系統(tǒng)服務(wù)器的部署模式需要結(jié)合用戶訪問量與訪問形式。
圖 5 業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成示意圖
圖 6給出了一個(gè)基于分布式架構(gòu)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問模型示例:
· 企業(yè)全部資源集中存儲(chǔ)在企業(yè)總部的數(shù)據(jù)中心,結(jié)構(gòu)化資源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在核心資源數(shù)據(jù)庫(kù)中,非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)(IPSAN)中[4]。
· 根據(jù)數(shù)據(jù)采集與傳輸規(guī)則,位于企業(yè)總部的數(shù)據(jù)中心定期從分支機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或復(fù)制同步。同時(shí),企業(yè)數(shù)據(jù)中心承擔(dān)著分布數(shù)據(jù)庫(kù)的異地備份功能。
· 數(shù)據(jù)中心與分布數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)傳輸通過互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)專網(wǎng)進(jìn)行。
· 用戶可以通過企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行本地資源的訪
問,也可以通過授權(quán)直接訪問企業(yè)數(shù)據(jù)中心。
圖 7給出了一個(gè)集中與分布相結(jié)合的系統(tǒng)部署模型:
· 集中式部署:統(tǒng)一的基于 SOA架構(gòu)的信息系統(tǒng)平臺(tái)部署在總院數(shù)據(jù)中心機(jī)房,系統(tǒng)用戶(全院)通過企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)訪問和應(yīng)用系統(tǒng)。
· 分布式部署:系統(tǒng)可根據(jù)需要,部署在系統(tǒng)用戶單位機(jī)房,系統(tǒng)用戶通過本單位網(wǎng)絡(luò)本地化訪問和應(yīng)用系統(tǒng)。
· 應(yīng)用負(fù)載均衡:企業(yè)總部的應(yīng)用服務(wù)器集合了系統(tǒng)全部的應(yīng)用服務(wù)資源,系統(tǒng)用戶可通過授權(quán)進(jìn)行訪問。同時(shí)分支機(jī)構(gòu)服務(wù)器優(yōu)先響應(yīng)本地用戶系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求,起到了對(duì)企業(yè)總部服務(wù)的應(yīng)用負(fù)載均衡的作用。
本文以企業(yè)核心資源庫(kù)與知識(shí)資源平臺(tái)為重點(diǎn)內(nèi)容,系統(tǒng)化的總結(jié)了基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)方法,在國(guó)內(nèi)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)知識(shí)管理技術(shù)發(fā)展和建設(shè)初期,為行業(yè)內(nèi)企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)提供了一套系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考“藍(lán)圖”。但如何建立行業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),是一項(xiàng)艱巨任務(wù),需要業(yè)內(nèi)企業(yè)共同努力。
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Infor mation System Architecture Based on Resource Manage ment for Survey and Design Enterprises
Wang Hui,Liu Ji,XieWei
(China Electronics Engineering Design Institute,Beijing100840,China)
Based on technical architecture,data architecture,application architecture,business architecture,network architecture and other information systems architecture design theory combing an engineering instance.This paper proposes a reference design solution for the Information system architecture based on resourcemanagement for survey and design enterprises,meanwhile,gives reference designmethods andmodels of the key techniques in the system architecture's design.
SOA;Know ledgeResource;DataMode;l Resource Library;Resource Platfor m Distributed;ApplicationModel
F270.7
A
1674-7461(2011)02-0037-08
“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助課題(2007BAF23B03)
王輝(1979-),男,工程師,項(xiàng)目經(jīng)理。主要研究方向:工程設(shè)計(jì)企業(yè)信息化技術(shù)與方案實(shí)施。