論太鋼信息化決策支持系統(tǒng)

裴艷菊

（太鋼自動化公司，山西 太原 030003）

1 太鋼的信息化決策支持系統(tǒng)實現(xiàn)的背景及目的

企業(yè)管理的信息化是增強企業(yè)市場競爭能力的客觀需要，是實現(xiàn)企業(yè)管理創(chuàng)新的重要途徑，是解決企業(yè)管理中突出問題的有效措施。企業(yè)管理信息化的核心是運用現(xiàn)代信息技術(shù)，把先進的管理理念和方法引入到企業(yè)管理流程中，提高管理效率和水平，促進管理創(chuàng)新，進而提高企業(yè)經(jīng)濟效益和企業(yè)核心競爭力。要實現(xiàn)企業(yè)管理的信息化，就要實施企業(yè)的信息化建設(shè)。太鋼從2002年開始逐步實施信息化基礎(chǔ)建設(shè)；太鋼信息化系統(tǒng)于2003年開始調(diào)研；2004年完成了信息化的整體規(guī)劃設(shè)計，確定信息化項目分為三期實施；2005年6月正式開工建設(shè)信息化一期項目；2006年7月太鋼信息化一期項目成功上線運行。太鋼信息化一期所實現(xiàn)的系統(tǒng)包括了ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、檢化驗系統(tǒng)、計質(zhì)量系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、能源計量自動采集系統(tǒng)、硬件及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等。

太鋼信息化決策支持系統(tǒng)簡稱BW系統(tǒng)（即數(shù)據(jù)倉庫）是太鋼信息化建設(shè)的最重要的一部分，也是太鋼實現(xiàn)企業(yè)管理信息化的重要標志。BW系統(tǒng)是在太鋼ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，ERP系統(tǒng)是一套集成的、功能豐富的企業(yè)級套裝應用軟件，用以支持企業(yè)主要的核心業(yè)務流程，通常包括：生產(chǎn)計劃、銷售分銷、物料管理、質(zhì)量管理、財務會計、成本會計、項目管理、人力資源管理等，可以整體、實時的提供與各項業(yè)務相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括以前難以及時獲取的數(shù)據(jù)，可以向領(lǐng)導者提供企業(yè)整體的狀況，反映企業(yè)的盈利能力和各項業(yè)務活動的情況。太鋼已實現(xiàn)的ERP的模塊功能包括:生產(chǎn)計劃PP模塊、銷售分銷DD模塊、質(zhì)量管理QM模塊、財務會計FI模塊、成本管理CO模塊、物料管理MM模塊、設(shè)備管理PM模塊等。BW系統(tǒng)是在ERP系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上，主要提取ERP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行提煉和加工，得到?jīng)Q策層需要查看的數(shù)據(jù)，并以各種報表的形式展現(xiàn)出來。

一個先進的企業(yè)信息化體系應該從最底層的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線及物料控制系統(tǒng)，向上延伸到企業(yè)的最高決策層。包括五層系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)。這五級系統(tǒng)分別為：

（1）一級系統(tǒng)：設(shè)備控制系統(tǒng)，即生產(chǎn)裝備及基礎(chǔ)自動化系統(tǒng) L1（電氣、儀表、PLC）。

（2）二級系統(tǒng)：過程控制系統(tǒng)（PCS）L2，即生產(chǎn)過程控制和自動化工控系統(tǒng)（工藝、數(shù)模、質(zhì)控）。

（3）三級系統(tǒng)：車間級制造執(zhí)行系統(tǒng)L3（即MES），也包括太鋼計質(zhì)量、檢化驗等系統(tǒng)。

（4）四級系統(tǒng)：企業(yè)資源計劃系統(tǒng)L4（即ERP），太鋼的sap四級系統(tǒng)。

（5）五級系統(tǒng)：決策支持系統(tǒng)L5，即太鋼已實施的BW系統(tǒng)，及未來要實施的供應商關(guān)系管理SRM、客戶關(guān)系管理CRM、供應鏈管理SCM等系統(tǒng)。

2 BW數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的簡介

BW數(shù)據(jù)倉庫的定義：數(shù)據(jù)倉庫就是面向主題的、集成的、相對穩(wěn)定的、隨時間不斷變化（不同時間）的數(shù)據(jù)集合，用以支持經(jīng)營管理中的決策制定過程、數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)面向主題，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫面向應用相對應。主題是一個在較高層次上將數(shù)據(jù)歸類的標準，每一個主題對應一個宏觀的分析領(lǐng)域。數(shù)據(jù)倉庫的集成特性是指在數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)倉庫之前，必須經(jīng)過數(shù)據(jù)加工和集成，這是建立數(shù)據(jù)倉庫的關(guān)鍵步驟，首先要統(tǒng)一原始數(shù)據(jù)中的矛盾之處，還要將原始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做一個從面向應用向面向主題的轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)倉庫的穩(wěn)定性是指數(shù)據(jù)倉庫反映的是歷史數(shù)據(jù)的內(nèi)，而不是日常事務處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)加工和集成進入數(shù)據(jù)倉庫后是極少或根本不修改的。數(shù)據(jù)倉庫是不同時間的數(shù)據(jù)集合，它要求數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)保存時限能滿足進行決策分析的需要，而且數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)都要標明該數(shù)據(jù)的歷史時期。

（1）面向主題操作型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織面向事務處理任務，各個業(yè)務系統(tǒng)之間各自分離，而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是按照一定的主題域進行組織。主題是一個抽象的概念，是指用戶使用數(shù)據(jù)倉庫進行決策時所關(guān)心的重點方面，一個主題通常與多個操作型信息系統(tǒng)相關(guān)。

（2）集成的面向事務處理的操作型數(shù)據(jù)庫通常與某些特定的應用相關(guān)，數(shù)據(jù)庫之間相互獨立，并且往往是異構(gòu)的。而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是在對原有分散的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)抽取、清理的基礎(chǔ)上經(jīng)過系統(tǒng)加工、匯總和整理得到的，必須消除原數(shù)據(jù)中的不一致性，以保證數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的信息是關(guān)于整個企業(yè)的一致的全局信息。

（3）相對穩(wěn)定的操作型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常實時更新，數(shù)據(jù)根據(jù)需要及時發(fā)生變化。數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)主要供企業(yè)決策分析之用，所涉及的數(shù)據(jù)操作主要是數(shù)據(jù)查詢，一旦某個數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)倉庫以后，一般情況將被長期保留，也就是數(shù)據(jù)倉庫中一般有大量的查詢操作，但修改和刪除操作很少，通常只需要定期的加載、刷新。

（4）反映歷史變化操作型數(shù)據(jù)庫主要關(guān)心當前某一個時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)通常包含歷史信息，系統(tǒng)記錄了企業(yè)從過去某一時點到目前的各個階段的信息，通過這些信息，可以對企業(yè)的發(fā)展歷程和未來趨勢作出定量分析和預測。企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)，是以現(xiàn)有企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)和大量業(yè)務數(shù)據(jù)的積累為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)倉庫不是靜態(tài)的概念，只有把信息及時交給需要這些信息的使用者，供他們作出改善其業(yè)務經(jīng)營的決策，信息才能發(fā)揮作用，信息才有意義。而把信息加以整理歸納和重組，并及時提供給相應的管理決策人員，是數(shù)據(jù)倉庫的根本任務。因此，從產(chǎn)業(yè)界的角度看，數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)是一個工程，更是一個過程。

3 BW報表與傳統(tǒng)業(yè)務報表的區(qū)別

對一個應用軟件系統(tǒng)，一般都會有不少查詢、報表模塊。傳統(tǒng)業(yè)務報表使用OLTP技術(shù)（聯(lián)機事務處理系統(tǒng)，On-Line Transaction Processing簡稱OLTP）實現(xiàn)，所謂OLTP報表，就是在業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫上，緊密集成在業(yè)務系統(tǒng)中的各種查詢報表。由于OLTP數(shù)據(jù)模型千差萬別，所以很難有簡單的方法來描述數(shù)據(jù)的語義、規(guī)則。可以想象，在OLTP數(shù)據(jù)庫上產(chǎn)生報表是一件非常頭疼的事，要是每張報表都需要軟件編寫者硬編碼實現(xiàn)，通常很難實現(xiàn)。國內(nèi)外也有不少報表軟件用來在OLTP基礎(chǔ)上生成報表，這樣可大大提升報表模塊的開發(fā)效率。但由于沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式，這些報表軟件需要使用者根據(jù)具體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)來定義報表，需要定義的內(nèi)容有：報表版式、取數(shù)關(guān)系、公式運算等。

而BW報表使用OLAP技術(shù)（聯(lián)機分析處理，On-Line Analysis Processing，簡寫為OLAP）實現(xiàn)，OLAP數(shù)據(jù)本來就是面向分析的，并已經(jīng)根據(jù)分析的需要把數(shù)據(jù)表分成了維表和事實表。并且必須符合一定數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，才能算是OLAP數(shù)據(jù)庫。如MOLAP的立方體模型，ROLAP的星形模型、雪花模型等。符合標準的OLAP數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型，前端的數(shù)據(jù)分析展示工具軟件就具備了可交換性，也就是一套數(shù)據(jù)用多個軟件分析展示都可以，差別只是不同的軟件性價比、展示能力不同。另外，由于OLAP符合統(tǒng)一的模型，使得直接用界面操作而非繁復的報表定義成為了可能。很多好的展示軟件都支持即性報表，即允許用戶通過界面操作直接生成報表。

OLAP是基于數(shù)據(jù)倉庫的，而數(shù)據(jù)倉庫管理的數(shù)據(jù)一般為歷史數(shù)據(jù)。從業(yè)務數(shù)據(jù)庫抽取數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)倉庫的過程，稱為ETL過程。如果ETL執(zhí)行的頻度過高，可能會影響業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫訪問資源。所以一般ETL也是定期執(zhí)行的，如每月、每周、每10天，少數(shù)時效性要求高的系統(tǒng)，則可能每天抽取一次。不管怎樣，OLAP分析的觸角無法伸到業(yè)務數(shù)據(jù)庫中（OLTP），只能對抽取出來的數(shù)據(jù)進行分析挖掘。

在某些應用環(huán)境下，深入分析當前數(shù)據(jù)也非常重要，甚至需要把當前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行對比分析。當然，業(yè)務軟件中也具備報表能力，但一般業(yè)務軟件的報表能力比較有限，無法滿足領(lǐng)導決策的要求，所以企業(yè)在建設(shè)綜合數(shù)據(jù)分析應用平臺時，也要重視對OLTP數(shù)據(jù)的報表和分析需求。

為了減少報表分析對業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫資源的搶占，一般可采用避開業(yè)務高峰期來進行報表運算的策略；也可采用數(shù)據(jù)庫復制技術(shù)，安排OLTP報表可在復制庫的基礎(chǔ)上來運算。

4 太鋼BW系統(tǒng)的體系架構(gòu)及實施步驟

太鋼的BW系統(tǒng)采用的是同太鋼ERP系統(tǒng)的同一供應商SAP的產(chǎn)品。

SAP BW系統(tǒng)分為3層體系架構(gòu)，第一層為源系統(tǒng)（Source systems），也就是BW系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，分為兩種類型：①SAP源系統(tǒng)，即太鋼已實施的SAP R/3系統(tǒng)；②非SAP系統(tǒng)包括：文本文件、第三方的源系統(tǒng)（太鋼計質(zhì)量系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等其他信息系統(tǒng)。

第二層為SAP BW 數(shù)據(jù)庫服務器，主要包括OLAP處理器、管理員工作臺（主要負責數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)抽取的機制和監(jiān)控）、數(shù)據(jù)抽取工具（ETL）、對外發(fā)布數(shù)據(jù)服務等組件。

第三層為SAP BW展示層，包括業(yè)務資源分析器、查詢設(shè)計器、業(yè)務資源瀏覽器、web報表生成器等。最后將生成的報表通過企業(yè)門戶展現(xiàn)出來。

BW系統(tǒng)是從太鋼ERP、計質(zhì)量等源系統(tǒng)中抽取原始業(yè)務數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲在SAP BW 數(shù)據(jù)庫服務器，與一般的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不同，BW數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要提取海量的原始業(yè)務數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)組合成一個新的數(shù)據(jù)模型，這個新的數(shù)據(jù)模型是星型或者多維度的數(shù)據(jù)模型，并對這些海量數(shù)據(jù)進行分析和數(shù)據(jù)挖掘，最后將分析和挖掘的數(shù)據(jù)結(jié)果以報表的形式展現(xiàn)出來。

BW系統(tǒng)實施步驟包括：數(shù)據(jù)預處理、建立數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)展現(xiàn)4個主要階段。數(shù)據(jù)預處理是整合原始數(shù)據(jù)的第一步，從ERP、計質(zhì)量等系統(tǒng)中抽取原始數(shù)據(jù)，通過相應的機制對原始數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)倉庫中；建立數(shù)據(jù)倉庫是用于存放預處理過的海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)倉庫對數(shù)據(jù)進行多維度分類、存儲和管理；數(shù)據(jù)分析主要是對數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)匯總、運用各種算法對數(shù)據(jù)進行計算、對數(shù)據(jù)進行多維度處理，分析和挖掘出數(shù)據(jù)背后隱藏的知識和信息；數(shù)據(jù)展現(xiàn)是將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可視化，太鋼主要采用SAP EP（Enterprise Portal企業(yè)門戶）將BW報表展現(xiàn)。

BW系統(tǒng)的特點：

（1）報表的實時性，BW系統(tǒng)數(shù)據(jù)隨ERP、計質(zhì)量業(yè)務量的增加，數(shù)據(jù)也在隨時增加和更新，在報表中呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)幾乎跟太鋼的整個業(yè)務生產(chǎn)實時的。

（2）報表的快速生成，因為BW系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型是一個多維度的數(shù)據(jù)倉庫，采用特制的抽取方式、傳輸機制、更新方法，使數(shù)據(jù)能快速準確地提取出來，快速生成報表。

（3）數(shù)據(jù)的高度集成，BW系統(tǒng)主要針對高層領(lǐng)導所設(shè)計的報表，高層看到的信息都是宏觀的、整體的。比如太鋼整個的銷售狀況、生產(chǎn)庫存、采購成本等信息。所以數(shù)據(jù)從各個二級廠提煉并疊加生成。

BW系統(tǒng)由于技術(shù)人員當初對此項技術(shù)缺乏了解，以及技術(shù)的掌握程度低，沒有更充分地利用其中的技術(shù)細節(jié)，致使BW系統(tǒng)存在一定的缺陷：①界面單調(diào)，枯燥、缺乏交互性；②報表形式的單一，圖標展示的功能太少；③報表內(nèi)容的專業(yè)性強，內(nèi)容相對簡單等缺點。

BW系統(tǒng)作為太鋼信息化決策支持系統(tǒng)，作為信息化建設(shè)的核心內(nèi)容，還需要進一步的發(fā)展和優(yōu)化。