系統(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)的研究

馮滿幸

摘 要：系統(tǒng)集成與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等聯(lián)系緊密，旨在使系統(tǒng)整體最優(yōu)化，以降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充、維護(hù)系統(tǒng)、提高服務(wù)質(zhì)量。文章圍繞“系統(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)”展開討論，分析了系統(tǒng)集成、集成自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、集成自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)，希望能夠?yàn)檠芯肯到y(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)人士提供幫助。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)集成；集成自動(dòng)化系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)不斷向人們的生產(chǎn)、生活滲透，并使之產(chǎn)生了深刻變革。在新的時(shí)代背景之下，人們對(duì)“集成”已經(jīng)不再陌生，集成在一定程度上改變了人們的生活方式，也給人們的生活、工作帶來(lái)了便捷。深入研究系統(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)有著極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)人士需要予以重視。

1 系統(tǒng)集成

“系統(tǒng)”是以某一特定功能為目標(biāo)，將眾多元素有機(jī)結(jié)合而形成的一個(gè)集合體。系統(tǒng)集成是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的再次創(chuàng)造。因此，集成系統(tǒng)不是單一的系統(tǒng)，更不是所有部件的組合或是堆積，而是綜合利用了各個(gè)系統(tǒng)的特征，構(gòu)建起的一種綜合性技術(shù)。系統(tǒng)集成包含了眾多思想技術(shù)，是系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)劃、布局、策略，是以向用戶提供一體化解決方案的一種服務(wù)模式。只有將系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部分有機(jī)聯(lián)系，系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)特定的功能，也才能夠被稱為“集成”。

現(xiàn)如今，集成思想已經(jīng)深入人心，在人們生產(chǎn)、生活的方方面面都可以看到集成。如，將電子、玻璃、輪胎廠家提供的產(chǎn)品，經(jīng)總裝廠裝配后上市銷售的汽車；再例如，由不同的加工設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械按照一定工藝要求生產(chǎn)的系列產(chǎn)品等都融合了集成思想。集成思想最早的應(yīng)用領(lǐng)域毫無(wú)疑問當(dāng)屬計(jì)算機(jī)工業(yè)中的集成電路技術(shù)。以一塊陶瓷封裝的集成電路芯片中包含了成千上萬(wàn)的集成電路，用戶可以根據(jù)芯片上的引腳個(gè)數(shù)、電機(jī)參數(shù)和功能將之有效結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)建成具備一定功能的產(chǎn)品，如聲卡、網(wǎng)卡等，進(jìn)而為組裝計(jì)算機(jī)、局域網(wǎng)甚至是互聯(lián)網(wǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)80年代，系統(tǒng)集成商應(yīng)運(yùn)而生，系統(tǒng)集成行業(yè)的發(fā)展因此不斷加快，并在引導(dǎo)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面作出了卓越的貢獻(xiàn)。由于系統(tǒng)集成行業(yè)內(nèi)并未形成明確的規(guī)定區(qū)分各類系統(tǒng)集成商。也因此，早些年人們將能夠聯(lián)系智能系統(tǒng)并進(jìn)行交談的工程師稱之為“集成者”。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)集成有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，集成被定義為具備一定體系的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)企業(yè)需要計(jì)算機(jī)、過程控制器、通信系統(tǒng)、管理人員等。近年來(lái)，隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，集成系統(tǒng)的研究不斷深入，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化與開放性不斷提升，集成系統(tǒng)的主要任務(wù)也發(fā)生了變化。為了契合時(shí)代發(fā)展的需要，系統(tǒng)集成商服務(wù)不斷擴(kuò)大，特殊產(chǎn)品的定制開發(fā)、系統(tǒng)軟件的集成、合作廠家的協(xié)調(diào)等工作都需要系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)，系統(tǒng)集成商發(fā)展不斷加快，并由此催生、細(xì)分出各個(gè)領(lǐng)域的系統(tǒng)集成專業(yè)廠商。

2 集成自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

集成自動(dòng)化系統(tǒng)作為一種高新綜合技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)在各種工業(yè)設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。集成自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要包括如下幾點(diǎn)：（1）集成自動(dòng)化系統(tǒng)的使用使得設(shè)備的性能得以優(yōu)化，各個(gè)領(lǐng)域的工作需求都得以滿足。（2）基于計(jì)算機(jī)控制的集成自動(dòng)化系統(tǒng)利用電腦發(fā)出指令，可以為企業(yè)節(jié)約人力、物力、資源。（3）電力是21世紀(jì)的時(shí)代命脈，集成自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以幫助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班或是少工作人員值班的目標(biāo)，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性得以保障，電力系統(tǒng)的故障發(fā)生率得以有效降低。

3 集成自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

3.1 集成自動(dòng)化系統(tǒng)與PERA

在控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理思想等綜合發(fā)展之下，集成自動(dòng)化系統(tǒng)不斷發(fā)展。集成自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)旨在為企業(yè)提供成套的結(jié)構(gòu)模型、基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)施辦法。集成自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)需要包括時(shí)間、視角、參考模型3層面的內(nèi)容，如PERA系統(tǒng)由“功能觀點(diǎn)”和“實(shí)施觀點(diǎn)”支撐，功能觀點(diǎn)包括信息功能體系結(jié)構(gòu)、制造功能體系結(jié)構(gòu)、信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；實(shí)施觀點(diǎn)包括人員和組織體系結(jié)構(gòu)、制造設(shè)備體系結(jié)構(gòu)。對(duì)于企業(yè)而言，企業(yè)參考模型是非常重要的，在研究、認(rèn)購(gòu)體系的過程中，研究者或者組織需要提供可供企業(yè)參考的相關(guān)模型。參考模型可以對(duì)系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)、實(shí)施方法等進(jìn)行建模，進(jìn)而將系統(tǒng)平滑連接，為企業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施集成自動(dòng)化提供參考。

3.2 系統(tǒng)集成的初步體系框架

基于系統(tǒng)工程的系統(tǒng)集成初步體系框架應(yīng)該包括安全平臺(tái)、用戶界面、綜合應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)、系統(tǒng)軟件平臺(tái)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及硬件平臺(tái)、環(huán)境支持平臺(tái)。只有保證上述系統(tǒng)平臺(tái)多層次融合，能夠在集成體系中發(fā)揮自身的作用，才能夠基本構(gòu)建出系統(tǒng)集成的初步體系。

3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成體系框架

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，企業(yè)對(duì)信息的需求不斷增加，企業(yè)需要打破信息孤島格局，讓信息與外部互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的高度共享。企業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成體系基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一般包括傳輸子系統(tǒng)、交換子系統(tǒng)、接入子系統(tǒng)、布線子系統(tǒng)、測(cè)試子系統(tǒng)、安全子系統(tǒng)、網(wǎng)管子系統(tǒng)、服務(wù)器子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、服務(wù)子系統(tǒng)。想要保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成體系充分發(fā)揮自身作用，不僅要考慮相關(guān)的技術(shù)問題，還要考慮企業(yè)的管理問題。從技術(shù)角度看來(lái)，不同廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和管理軟件不盡相同，在應(yīng)用技術(shù)時(shí)，還可能會(huì)遭遇網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的異構(gòu)和異質(zhì)連接問題，也因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成體系的構(gòu)架是非常復(fù)雜的，需要從多個(gè)角度考慮系統(tǒng)的功能，并按照特定的系統(tǒng)集成方式落實(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成體系構(gòu)架。

4 數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)

對(duì)于系統(tǒng)集成而言，數(shù)據(jù)集成是一個(gè)重、難點(diǎn)問題。想要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)在于將之集成成為一個(gè)緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。在構(gòu)建數(shù)據(jù)模型時(shí)，原始數(shù)據(jù)遵循的并非是一套業(yè)務(wù)規(guī)則，也因此在集成數(shù)據(jù)時(shí)，必然會(huì)遭遇業(yè)務(wù)規(guī)則差異問題。為了保證數(shù)據(jù)集成的質(zhì)量，必須對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)則之間的差異進(jìn)行深入分析，研究出一套完整的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，合理地提取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并最終形成集成綜合為一體的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成體系。

在數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)之中，基于“面向?qū)ο笏枷搿碧岢鲠槍?duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的通用數(shù)據(jù)模型“半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)自描述”的數(shù)據(jù)模型，從異構(gòu)數(shù)據(jù)源抽取數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)抽取器形成具備統(tǒng)一格式的多源數(shù)據(jù)。隨后將數(shù)據(jù)集成緩沖區(qū)，利用集成器完成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成。與此同時(shí)，要利用監(jiān)視器及時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給集成器，以便于集成器抽取器及時(shí)執(zhí)行抽取任務(wù)。對(duì)于數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)而言，集成器是關(guān)鍵模塊，主要負(fù)責(zé)基于集成要求配置參數(shù)規(guī)則獲取數(shù)據(jù)，并對(duì)集成緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪選過濾，并傳輸給數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。集成器的實(shí)現(xiàn)需要依賴各種數(shù)據(jù)源，還需要對(duì)各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也因此是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜困難的過程。只有科學(xué)地完成上述步驟，并將數(shù)據(jù)集成體系化為一套可供實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)集成方法，系統(tǒng)集成的作用才能夠發(fā)揮。

現(xiàn)如今，我國(guó)的自動(dòng)化系統(tǒng)集成生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不斷增加，很多企業(yè)都能夠保證提供良好的裝配以及技術(shù)支持。然而，就現(xiàn)階段的實(shí)際情況而言，集成自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用還需要各類技術(shù)改進(jìn)工作不斷地完善和提高，國(guó)內(nèi)外的集成技術(shù)應(yīng)用廠家需要能夠有意識(shí)地加大與國(guó)外集成技術(shù)應(yīng)用廠家的聯(lián)系度，在優(yōu)化自身技術(shù)的同時(shí)，促使我國(guó)集成自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展不斷國(guó)際化。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化程度的要求將會(huì)不斷提高，系統(tǒng)集成只有契合社會(huì)發(fā)展的步調(diào)才能夠與時(shí)俱進(jìn)。基于此，科研人員要善于將科學(xué)方法和工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，要利用系統(tǒng)集成更好地解決實(shí)際問題。此外，在應(yīng)用系統(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)不斷創(chuàng)新自身的思維，有意識(shí)地優(yōu)化、改進(jìn)應(yīng)用系統(tǒng)集成的方式，如此才能夠最大限度地發(fā)揮出系統(tǒng)集成與集成自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，進(jìn)而使之更好地服務(wù)于社會(huì)和人民。