基于數(shù)據(jù)倉庫的裝備綜合保障系統(tǒng)設(shè)計研究

代冬升,謝峰,孫江生,梁偉杰

(1.軍事科學(xué)院軍事運籌分析研究所,北京100091;2.軍械技術(shù)研究所,石家莊050000)

基于數(shù)據(jù)倉庫的裝備綜合保障系統(tǒng)設(shè)計研究

代冬升1,2,謝峰2,孫江生2,梁偉杰2

(1.軍事科學(xué)院軍事運籌分析研究所,北京100091;2.軍械技術(shù)研究所,石家莊050000)

摘.要.目的使各類裝備保障信息系統(tǒng)中的裝備保障數(shù)據(jù)得到綜合利用,實現(xiàn)服務(wù)上級決策支持的功能。方法提出設(shè)計綜合性的裝備保障系統(tǒng)的構(gòu)想,闡述構(gòu)建裝備保障數(shù)據(jù)倉庫的總體方式,并針對體系結(jié)構(gòu)、運行流程、中心數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、運維管理等方面進行設(shè)計。結(jié)果形成了融入知識庫等多數(shù)據(jù)庫的擴展數(shù)據(jù)倉庫,從理論的角度對構(gòu)建裝備數(shù)據(jù)倉庫以支持。結(jié)論裝備綜合保障系統(tǒng)的設(shè)計思想與設(shè)計理論,為系統(tǒng)的最終實現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ),為推動裝備保障信息化發(fā)展起到重要作用。

數(shù)據(jù)倉庫;裝備綜合保障;系統(tǒng)設(shè)計

隨著裝備信息化程度的提高,圍繞裝備全壽命 過程中的數(shù)據(jù)量日趨增加,繁冗的數(shù)據(jù)體系日益增加了保障人員對裝備保障的難度。當前,裝備保障部門根據(jù)各自的業(yè)務(wù)職能,在各個環(huán)節(jié)建立了相應(yīng)的信息系統(tǒng),如裝備數(shù)質(zhì)量管理系統(tǒng),裝備維修信息管理系統(tǒng),裝備保障人員信息管理系統(tǒng)等等?，F(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng),一定程度上滿足了相應(yīng)部門的工作需求,提高了裝備保障工作的效率。由于系統(tǒng)設(shè)計缺乏頂層規(guī)劃,各類系統(tǒng)獨立分散,時效性差,共享困難,無法從統(tǒng)一的角度綜合利用裝備保障信息,難以為決策部門及時、準確地對數(shù)據(jù)資源進行全局分析[1—2]。

鑒于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)良好的數(shù)據(jù)綜合能力、決策支持能力,文中提出以數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)構(gòu)建裝備綜合保障系統(tǒng)的設(shè)計理念,并結(jié)合構(gòu)建知識庫、裝備保障維修所需的交互式電子維修手冊創(chuàng)編發(fā)布庫,將各類裝備保障數(shù)據(jù)及信息進行匯總和整合,按照決策需求,以擴展數(shù)據(jù)倉庫的形式進行重新組織和存儲,建設(shè)具備決策支持功能的裝備綜合保障系統(tǒng)。為上層領(lǐng)導(dǎo)更加準確地掌握裝備生產(chǎn)、使用、維修、更換等一系列狀況,跟蹤裝備發(fā)展趨勢,合理地制定裝備工作的策略與方案,發(fā)揮重要作用[3]。

1 裝備綜合保障系統(tǒng)要素設(shè)計

1.1 總體設(shè)計方法

系統(tǒng)的設(shè)計方法通常有2種,一種為依據(jù)需求構(gòu)建的系統(tǒng)開發(fā)生命周期(System Development Life Cycle,SDLC)方法,即自上而下的設(shè)計方法。這種方法以需求為驅(qū)動,由上層領(lǐng)導(dǎo)提出具體需求,通過設(shè)計人員加以實現(xiàn)。另一種為依據(jù)已有數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境下的系統(tǒng)開發(fā)生命周期(Cycle Life Development System,CLDS)方法[4],即自下而上的設(shè)計方法。這種方法以數(shù)據(jù)為驅(qū)動,通過原有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù),設(shè)計上層系統(tǒng)。依據(jù)裝備綜合保障系統(tǒng)頂層設(shè)計的指導(dǎo)方向,自上而下明確發(fā)展路徑,同時在多年各專項業(yè)務(wù)及系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上,自下而上支撐信息化建設(shè)。通過兩者結(jié)合的設(shè)計方法,實現(xiàn)信息化建設(shè)項目科學(xué)化、精細化管理[5—6],如圖1所示。

1.2 裝備數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1 裝備綜合保障系統(tǒng)的上下結(jié)合構(gòu)建方法Fig.1 Construction of integrated equipment support system by combining the upper and lower levels

裝備綜合保障系統(tǒng)的建設(shè),除了完成數(shù)據(jù)的集成,還要實現(xiàn)對上層領(lǐng)導(dǎo)的決策支持,這就要求該數(shù)據(jù)倉庫具有良好的擴展性和靈活性,能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的上層需求[7]。

裝備數(shù)據(jù)倉庫主要以目前運行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ),包含從裝備設(shè)計生產(chǎn)到使用退役全壽命過程的數(shù)據(jù)內(nèi)容[8]。這些數(shù)據(jù)分布管理于異構(gòu)的數(shù)據(jù)平臺,數(shù)據(jù)不易集成。裝備綜合保障系統(tǒng)建立在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之上,將這些數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的格式,集成、存儲在一起,向上通過數(shù)據(jù)分析技術(shù),最終向各類用戶提供包括輔助決策在內(nèi)的各類服務(wù)。裝備綜合保障系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。在安全/運維體系和標準體系的規(guī)范下,數(shù)據(jù)從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層中的多類數(shù)據(jù)中進行采集,通過數(shù)據(jù)管理與建模工具,在對數(shù)據(jù)加工的基礎(chǔ)上,抽取、轉(zhuǎn)換、加載進入數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)服務(wù)層與數(shù)據(jù)應(yīng)用層根據(jù)客戶的不同需求,通過多種方式的數(shù)據(jù)信息挖掘與展示方式,最終滿足各類用戶需求[9]。

1.3 系統(tǒng)運行流程設(shè)計

裝備綜合保障系統(tǒng)包含多個子系統(tǒng),主要子系統(tǒng)運行流程如圖3所示。

1)業(yè)務(wù)人員按照信息資源元數(shù)據(jù)標準、分類標準和標識標準,通過信息資源管理子系統(tǒng)將裝備技術(shù)信息和裝備業(yè)務(wù)信息標引、著錄、導(dǎo)入到信息資源庫中。對于裝備技術(shù)信息,可在裝備綜合保障系統(tǒng)直接完成入庫工作,也可通過信息資源采集子系統(tǒng)采集后導(dǎo)入裝備綜合保障系統(tǒng)信息資源庫。

圖2 裝備綜合保障系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.2 Architecture of the integrated equipment support system

圖3 裝備綜合保障系統(tǒng)運行流程Fig.3 The operation process of the integrated equipment support system

2)根據(jù)應(yīng)用需要,數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)從信息資源庫中提取業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù),將原始數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入二維表中,通過清洗、轉(zhuǎn)換、加載、入庫,將二維表中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)倉庫;提取裝備保障信息進行交互式電子手冊創(chuàng)編,并生成相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品;提取相關(guān)信息資源進行知識提取、知識管理與服務(wù)。

3)通過決策支持系統(tǒng),構(gòu)建數(shù)據(jù)分析模型和指標體系,進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、深度挖掘和可視化展現(xiàn),為決策提供支持[10]。

4)裝備綜合保障系統(tǒng)門戶子系統(tǒng)訪問上述3個子系統(tǒng)結(jié)果數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)各種信息服務(wù)。

1.4 中心數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

擴展后的裝備綜合保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫體系從邏輯上劃分,主要包括信息資源庫、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫、交互式電子手冊創(chuàng)編與發(fā)布數(shù)據(jù)庫、知識庫等4個部分,如圖4所示。

信息資源庫:主要由元數(shù)據(jù)庫、資源標識庫、分類目錄庫和資源存儲庫組成,其中元數(shù)據(jù)庫用于存儲信息資源描述元數(shù)據(jù),資源標識庫用于存儲信息資源標識相關(guān)信息,分類目錄庫用于存儲信息資源分類目錄體系,資源存儲庫用于存儲信息資源實體。

數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫[11—12]:主要包括元數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)有各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲管理庫,其中元數(shù)據(jù)庫用于存儲基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)描述元數(shù)據(jù),基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫用于存儲基礎(chǔ)代碼、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用字典、業(yè)務(wù)標準數(shù)據(jù)等,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫用于存儲相應(yīng)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)歷年業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

交互式電子手冊創(chuàng)編與發(fā)布數(shù)據(jù)庫:該數(shù)據(jù)庫在元數(shù)據(jù)的規(guī)范下,將符合構(gòu)建交互式電子手冊的相關(guān)數(shù)據(jù)加工整理,完成從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,技術(shù)資源加工數(shù)據(jù)庫到最終數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的逐步轉(zhuǎn)換。

圖4 裝備綜合保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Fig.4 The database structure of the integrated equipment support system

知識庫[13]:知識庫是數(shù)據(jù)倉庫體系下,裝備綜合保障系統(tǒng)的重要拓展。大量相關(guān)知識的融入,有效拓展了上層數(shù)據(jù)的利用價值。知識庫內(nèi)容涉及的面廣,數(shù)據(jù)量大,在知識收集的過程中必須進行有效甄選,避免錯誤、無用的知識內(nèi)容進入知識庫,造成資源的浪費。

在以上4個中心庫的設(shè)計完成后,就要形成數(shù)據(jù)倉庫統(tǒng)一規(guī)范下的數(shù)據(jù)使用體系構(gòu)建[14]。主要包括主題數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫、主數(shù)據(jù)庫和編碼數(shù)據(jù)庫,其中主題數(shù)據(jù)庫針對不同決策分析主題建立,包括裝備管理、修理、供應(yīng)、訓(xùn)練、科研、保障資源等主題庫。主題庫中數(shù)據(jù)由各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲管理庫中存儲的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

1.5 運維管理設(shè)計

裝備綜合保障系統(tǒng)存儲信息有一定的保密限制,不能直接聯(lián)網(wǎng)使用。在此情況下,必須形成裝備綜合保障系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò),再通過多種加密途徑開展數(shù)據(jù)服務(wù)。

如圖5所示,信息資源入庫的方式包括:由業(yè)務(wù)人員到裝備綜合保障系統(tǒng)進行信息資源的提交,完成資源標引、著錄;由業(yè)務(wù)人員通過信息采集系統(tǒng)進行信息采集,并生成上報數(shù)據(jù)報裝備綜合保障系統(tǒng),由裝備綜合保障系統(tǒng)技術(shù)人員完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入;裝備綜合保障系統(tǒng)技術(shù)人員對已有的各種載體的信息資源進行數(shù)字化加工、標引著錄,完成信息資源入庫。由裝備綜合保障系統(tǒng)技術(shù)人員根據(jù)應(yīng)用需要,進行信息資源加工處理;由系統(tǒng)管理員對各種信息資源、數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行審核、管理與發(fā)布[15]。裝備綜合保障系統(tǒng)服務(wù)方式包括:由裝備綜合保障系統(tǒng)技術(shù)人員根據(jù)總部機關(guān)需求進行信息處理,并將結(jié)果以光盤或紙質(zhì)文檔的方式提交總部機關(guān);業(yè)務(wù)人員通過裝備綜合保障系統(tǒng)局域網(wǎng)按權(quán)限使用裝備綜合保障系統(tǒng)提供的各種信息服務(wù),并將結(jié)果以光盤形式導(dǎo)出;在軍事綜合信息網(wǎng)建立信息服務(wù)網(wǎng)站,發(fā)布相應(yīng)密級信息資源,對于各級保障人員的特殊需求,在經(jīng)過上報審批后,由裝備綜合保障系統(tǒng)技術(shù)人員以機要的形式發(fā)送請求人員,或由請求單位派專人領(lǐng)取。

圖5 裝備綜合保障系統(tǒng)運行模式Fig.5 The operation mode of the integrated equipment support system

2 結(jié)語

裝備綜合保障系統(tǒng)的建立是裝備保障工作發(fā)展的必然,在完成數(shù)據(jù)存儲功能的同時,打造全方位的數(shù)據(jù)服務(wù)支持體系,既能實現(xiàn)基本的業(yè)務(wù)工作,完成數(shù)據(jù)的收集整理,又能對上層領(lǐng)導(dǎo)的決策進行支持。為有效支撐圍繞裝備展開的各項業(yè)務(wù),提高綜合信息服務(wù)能力、提升科學(xué)決策水平奠定堅實基礎(chǔ)。

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Study of Integrated Equipment Support System Design Based on Data Warehouse

DAI Dong-sheng1,2,XIE Feng2,SUN Jiang-sheng2,LIANG Wei-jie2

(1.Military Operation Analysis Institute,Academy of Military Science,Beijing 100091,China; 2.Ordnance Technical Research Institute,Shijiazhuang 050000,China)

Objective To achieve comprehensive utilization of the equipment support data in various equipment support information systems,and realize the function of supporting leadership decisions.Methods The design of an integrated equipment support system was proposed.The overall approach of building equipment data warehouse was expounded and the architecture,running processes,structure of center database as well as running management were designed in this article. Results An expended data warehouse integrating multiple databases including knowledge database was formed,and the construction of equipment warehouse was supported from the theoretical point of view.Conclusion The design ideas and design theory of an integrated equipment support system laid a theoretical foundation for the final realization of the system,and is of great importance for promoting the development of equipment support information technology.

data warehouse;integrated equipment support system;system design

10.7643/issn.1672-9242.2014.06.028

TP311.1

:A

1672-9242(2014)06-0163-05

2014-09-15;

2014-10-22

Received:2014-09-15;Revised:2014-10-22

代冬升(1979—),男,博士研究生,主要研究方向為數(shù)據(jù)工程。

Biography:DAI Dong-sheng(1979—),Male,Doctoral sutdent,Research focus:data engineering.