淺談制造企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)開發(fā)

梁建交

一、數(shù)據(jù)管理已成為制造業(yè)信息化關(guān)注的焦點(diǎn)

近幾年，隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展和跨界融合應(yīng)用，作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)核心要素之一的數(shù)據(jù)，逐漸被各行各業(yè)重視起來，數(shù)據(jù)相關(guān)的理論、方法和工具迎來了新的生機(jī)。甚至可以說，缺少了對數(shù)據(jù)的管理和使用，新一代信息技術(shù)就成了無源之水、無本之木。

實際上，早在上世紀(jì)七、八十年代，美國信息系統(tǒng)專家諾蘭（Richard L. Nolan）就提出了企業(yè)信息化發(fā)展的階段模型，即：起步階段、擴(kuò)展階段、控制階段、集成階段、數(shù)據(jù)管理階段和成熟階段。直到幾十年后的今天，國內(nèi)大部分制造企業(yè)的信息化才走到“集成階段”，與此同時，企業(yè)發(fā)現(xiàn)自己仿佛掉入了“集成應(yīng)用陷阱”，很難跨越到全要素、全流程、全場景、全生命周期應(yīng)用，仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，必須解決數(shù)據(jù)管理問題。

從國內(nèi)數(shù)據(jù)應(yīng)用比較領(lǐng)先的行業(yè)（如金融、電信、政務(wù)等）來看，它們在享受到數(shù)據(jù)所帶來的價值之前，均開展了持續(xù)的數(shù)據(jù)治理（數(shù)據(jù)管理）。例如，中國建設(shè)銀行早在十多年前，便已經(jīng)制定了通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并開始探索建立數(shù)據(jù)管控體系。中國聯(lián)通于2007年便已經(jīng)制定和發(fā)布了數(shù)據(jù)架構(gòu)規(guī)范。制造業(yè)數(shù)據(jù)管理水平在所有的行業(yè)當(dāng)中，處于較為落后的地位，這恐怕也是工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用相對于滯后其他行業(yè)的原因之一。

二、數(shù)據(jù)架構(gòu)是數(shù)據(jù)管理的起點(diǎn)和基石

DAMA International（國際數(shù)據(jù)管理協(xié)會）將數(shù)據(jù)管理劃分為十個職能領(lǐng)域，分別是：數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)架構(gòu)管理、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)操作管理、數(shù)據(jù)安全管理、參考數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)倉庫和商智能管理、文檔和內(nèi)容管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理。在《DAMA數(shù)據(jù)管理知識體系指南》（簡稱DAMA-DMBOK）中，數(shù)據(jù)管理職能架構(gòu)被描繪成一個鐘表形的圖，數(shù)據(jù)治理處于“鐘表”的中心，而數(shù)據(jù)架構(gòu)管理則處于“0點(diǎn)鐘”的位置，象征著一個起點(diǎn)。

數(shù)據(jù)規(guī)劃最早可以追溯到上世紀(jì)八十年代，美國管理和信息專家詹姆斯？馬?。↗ames Martin）撰寫了《Information Engineering》和《Strategic DataPlanning Methodologies》兩部經(jīng)典著作。上世紀(jì)九十年代，高復(fù)先教授及其團(tuán)隊在信息資源規(guī)劃（Information Resource Planning，IRP）方面開展了深入研究，并在政務(wù)、港務(wù)、電信等領(lǐng)域開展了大量的規(guī)劃實踐。IRP方法能夠幫助企業(yè)梳理數(shù)據(jù)資源，進(jìn)而對數(shù)據(jù)實施有效治理，并支持應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與集成。

DAMA 認(rèn)為，數(shù)據(jù)架構(gòu)是定義數(shù)據(jù)需求、指導(dǎo)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的整合與控制、使數(shù)據(jù)投資和業(yè)務(wù)戰(zhàn)略相匹配的一套整體規(guī)范，包括企業(yè)數(shù)據(jù)模型、信息價值鏈分析和數(shù)據(jù)交付架構(gòu)（數(shù)據(jù)庫架構(gòu)、數(shù)據(jù)整合架構(gòu)、數(shù)據(jù)倉庫/商務(wù)智能架構(gòu)、文檔和內(nèi)容架構(gòu)、元數(shù)據(jù)架構(gòu)），其中，企業(yè)數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)架構(gòu)的核心，由主題域模型、概念視圖、邏輯視圖、應(yīng)用的邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型組成。

數(shù)據(jù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)共同組成了復(fù)雜組織體架構(gòu)（Enterprise Architecture， EA）的主要內(nèi)容。在TOGAF （The Open Group Architecture Framework，開放組架構(gòu)框架）中，數(shù)據(jù)架構(gòu)由數(shù)據(jù)實體/數(shù)據(jù)構(gòu)件目錄、數(shù)據(jù)實體/業(yè)務(wù)功能矩陣、應(yīng)用/數(shù)據(jù)矩陣、概念數(shù)據(jù)圖、邏輯數(shù)據(jù)圖、數(shù)據(jù)散播圖、數(shù)據(jù)安全圖、數(shù)據(jù)遷移圖、數(shù)據(jù)生命周期圖等組成。

盡管早在上世紀(jì)八十年代便已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理理論和方法，并在此后經(jīng)過了幾十年的不斷演進(jìn)和發(fā)展，制造企業(yè)信息化發(fā)展到當(dāng)前階段，所面臨的諸多問題，如：集成問題和信息化價值顯現(xiàn)度問題，仍然主要?dú)w結(jié)為數(shù)據(jù)架構(gòu)的缺失。企業(yè)信息化過程中，時有時無、缺乏管理的系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典和設(shè)計說明書，根本無法指導(dǎo)數(shù)據(jù)集成和開發(fā)。

三、制造企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)的主要內(nèi)容

從IRP、DM-BOK、TOGAF等理論對數(shù)據(jù)架構(gòu)內(nèi)容構(gòu)成的描述來看，主要圍繞的是數(shù)據(jù)本身。而制造企業(yè)在數(shù)據(jù)管理方面的需求還包括：數(shù)據(jù)管理的架構(gòu)是什么？數(shù)據(jù)應(yīng)用的架構(gòu)是什么？數(shù)據(jù)技術(shù)的架構(gòu)是什么？這些需求都非?，F(xiàn)實。如果企業(yè)看不到一個關(guān)于數(shù)據(jù)的全景圖，數(shù)據(jù)的全生命周期管理與信息資源的開發(fā)利用仍然會存在障礙。

因此，建議制造企業(yè)的數(shù)據(jù)架構(gòu)開發(fā)包括以下五部分內(nèi)容如圖1。

（一）數(shù)據(jù)分類分布

主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)的分類維度定義、數(shù)據(jù)的分類、數(shù)據(jù)的物理分布、數(shù)據(jù)的邏輯分布等。數(shù)據(jù)分類可以從業(yè)務(wù)域、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)應(yīng)用等不同維度進(jìn)行定義；數(shù)據(jù)的物理分布包括數(shù)據(jù)在服務(wù)器、地理位置等的分布情況；數(shù)據(jù)的邏輯分布包括數(shù)據(jù)在應(yīng)用系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程等的分布情況。

（二）數(shù)據(jù)模型

主要內(nèi)容包括：主題域模型、概念數(shù)據(jù)視圖/模型、邏輯數(shù)據(jù)視圖/模型、物理數(shù)據(jù)模型。在企業(yè)級，重點(diǎn)定義主題域模型、概念數(shù)據(jù)視圖（不含數(shù)據(jù)屬性）、邏輯數(shù)據(jù)視圖（包括數(shù)據(jù)屬性）。在系統(tǒng)級，重點(diǎn)定義邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型。在數(shù)據(jù)模型開發(fā)的過程中，應(yīng)結(jié)合始于業(yè)務(wù)分析的正向設(shè)計和始于現(xiàn)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的逆向建模兩條路徑。

（三）數(shù)據(jù)管理架構(gòu)

主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)管理組織、數(shù)據(jù)管理流程和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)管理組織需要定義專門的數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)專業(yè)人才結(jié)構(gòu)，落實各部門的數(shù)據(jù)管理職責(zé)；數(shù)據(jù)管理流程涉及數(shù)據(jù)的全生命周期，需定義流程框架，并設(shè)計具體的流程；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通?？梢苑譃榛A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。

（四）數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)

重點(diǎn)描述數(shù)據(jù)的相關(guān)應(yīng)用及其關(guān)系。這些應(yīng)用涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用，如：ETL、數(shù)據(jù)庫管理、主數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)計算與分析、可視化等。應(yīng)用架構(gòu)主要定義各類應(yīng)用的功能組成、邊界和集成關(guān)系等，數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)是企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)的一個子集，或者一個視圖。

（五）數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)

重點(diǎn)描述數(shù)據(jù)管理的相關(guān)支撐技術(shù)。這些技術(shù)涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)是企業(yè)技術(shù)架構(gòu)的一個子集，或者一個視圖，可以從物理技術(shù)組件、邏輯技術(shù)組件和技術(shù)服務(wù)三個層面來進(jìn)行描述。典型的技術(shù)組件如：容器云技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、服務(wù)開發(fā)技術(shù)等。

四、結(jié)論

隨著制造業(yè)信息化的不斷深入，數(shù)據(jù)已成為制約信息化進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。加強(qiáng)數(shù)據(jù)的全生命周期管理，促進(jìn)數(shù)據(jù)在企業(yè)全流程的自由流動，是制造業(yè)信息化的重點(diǎn)方向。被清晰定義的數(shù)據(jù)架構(gòu)是開展數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，企業(yè)應(yīng)從數(shù)據(jù)架構(gòu)開發(fā)入手，推動全面數(shù)據(jù)管理，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用，發(fā)揮數(shù)據(jù)在產(chǎn)品虛擬驗證和優(yōu)化設(shè)計、資源配置優(yōu)化和業(yè)務(wù)模式變革、運(yùn)營管控與管理決策優(yōu)化等方面的價值。

作者單位：金航數(shù)碼科技有限責(zé)任公司