基于業(yè)務(wù)中臺模式的企業(yè)級信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)研究

趙業(yè)海，梧 茵

（柳州五菱汽車工業(yè)有限公司，廣西 柳州545007）

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)正朝著智能化系統(tǒng)不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。廣西汽車集團(tuán)近幾年也在嘗試互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模式，臨業(yè)務(wù)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)規(guī)模變大，業(yè)務(wù)也會越來越復(fù)雜，信息部提出業(yè)務(wù)系統(tǒng)中臺規(guī)劃，當(dāng)然，不是所有公司都能實(shí)現(xiàn)中臺戰(zhàn)略，中臺要求扁平化的管理模式，沒有太多的條條框框。靈活的考勤，沒有隔板的工位，統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)據(jù)庫和代碼庫），否則中臺就是空中樓閣，實(shí)施起來甚為困難。本文重點(diǎn)探討基于業(yè)務(wù)中臺模式的企業(yè)級信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

1 信息化介紹

柳州五菱汽車以生產(chǎn)和銷售微型汽車零部件、發(fā)動機(jī)和專用車為主要業(yè)務(wù)的汽車及零部件制造企業(yè)，是中國汽車工業(yè)30 強(qiáng)、信息化企業(yè)500 強(qiáng)之一。在“十三五”集團(tuán)信息化規(guī)劃模型中，將各個信息系統(tǒng)劃分為計(jì)劃層、執(zhí)行層和控制層模型，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)分布層次圖

目前公司信息系統(tǒng)主要包括ERP、PLM、MES、WOMS、QMS、主數(shù)據(jù)管理、ESB 等幾類信息系統(tǒng)，通過ESB 提供了綜合、靈活而且一致的集成方法，確保系統(tǒng)間數(shù)據(jù)實(shí)時準(zhǔn)確交換，使企業(yè)智能制造信息系統(tǒng)深度應(yīng)用[1]。

目前企業(yè)信息化建設(shè)依靠購買外部服務(wù)，成本較高，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代，寄希望于信息部承擔(dān)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重任，國內(nèi)很多制造型企業(yè)都組建專門負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)型工作的公司，引入專業(yè)化人才，推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作，同時也會推動信息系統(tǒng)架構(gòu)不斷迭代。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型

2.1 分布式集成架構(gòu)

公司信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時交換是實(shí)現(xiàn)智能制造的前提，原有相對獨(dú)立、標(biāo)準(zhǔn)各異的“煙囪”式系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)的需要，暴露出的弊端越來越多，對企業(yè)提出了諸多的挑戰(zhàn)。對信息共享、系統(tǒng)互操作性和軟件重用方面的要求越來越高，由于缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，企業(yè)內(nèi)部遺留的IT 基礎(chǔ)架構(gòu)龐大且管理起來極其復(fù)雜，分階段改造非常困難。隨著企業(yè)智能制造信息系統(tǒng)應(yīng)用的深入，如何做好系統(tǒng)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)成為信息化建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)，公司信息部也在不斷優(yōu)化整個系統(tǒng)架構(gòu)[1]，如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)集成架構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖

2.2 業(yè)務(wù)中臺設(shè)計(jì)架構(gòu)

隨著企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的不斷融合，信息化手段已滲入各個環(huán)節(jié)，由各類前臺系統(tǒng)組成的前端業(yè)務(wù)平臺，例如官網(wǎng)、公眾號、小程序、H5 客戶端等；由后臺系統(tǒng)組成的后端支撐平臺，例如ERP、CRM、WMS 等核心系統(tǒng)。前臺需要快速響應(yīng)前端用戶的需求，要求越快越好，但是后臺是相對穩(wěn)定的企業(yè)核心后端資源，陳舊而復(fù)雜，因此出現(xiàn)了“前臺+后臺”的“齒輪失衡”問題凸顯，因此，傳統(tǒng)企業(yè)也需要進(jìn)行平臺化轉(zhuǎn)型，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)用戶的需求。

平臺化轉(zhuǎn)型對于信息部來說，主要側(cè)重于IT 能力的去重，屬于Cost Saving（降低成本）的策略，為此廣西汽車集團(tuán)信息部就提出業(yè)務(wù)中臺信息化建設(shè)策略。

2.2.1 業(yè)務(wù)中臺

廣西汽車集團(tuán)信息化建設(shè)起步較早，積累了豐富的業(yè)務(wù)解決方案，此時提出業(yè)務(wù)中臺架構(gòu)，也符合中臺戰(zhàn)略必須有對應(yīng)領(lǐng)域過硬的能力積累的要求。信息部提出創(chuàng)新服務(wù)前臺規(guī)?；憫?yīng)服務(wù)引領(lǐng)用戶，使信息部門真正做到自身能力與用戶需求的持續(xù)對接。在集團(tuán)的信息化規(guī)劃中，將柳州五菱業(yè)務(wù)中臺架構(gòu)的整體邏輯設(shè)計(jì)，如圖3 所示。

圖3 柳州五菱業(yè)務(wù)架構(gòu)的整體邏輯

業(yè)務(wù)中臺是企業(yè)實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)板塊之間鏈接和協(xié)同，持續(xù)提升業(yè)務(wù)創(chuàng)新效率，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)鏈路的穩(wěn)定高效和經(jīng)濟(jì)性兼顧的思想體系，將前臺與后臺的速率進(jìn)行匹配，是前臺與后臺的橋梁。

2.2.2 面向微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

微服務(wù)構(gòu)件架構(gòu)（SCA）是基于SOA 思想，服務(wù)之間組合和協(xié)作規(guī)范，簡化SOA 進(jìn)行的應(yīng)用程序開發(fā)和實(shí)現(xiàn)工作，提供構(gòu)建粗粒度構(gòu)件的機(jī)制。目前廣西汽車集團(tuán)正嘗試從原有面向服務(wù)架構(gòu)到面向微服務(wù)架構(gòu)的轉(zhuǎn)換，圖4 為服務(wù)之間如何通信示意圖。

圖4 為服務(wù)之間如何通信示意圖

微服務(wù)是一種設(shè)計(jì)思想精煉，軟件開發(fā)人員更好地利用了先進(jìn)技術(shù)以解決問題，例如容器與自動化等，對于選擇那種服務(wù)技術(shù)框架時，要考慮到兼容性，對于現(xiàn)有平臺情況架構(gòu)設(shè)計(jì)，退則守SOA，進(jìn)則攻SCA，發(fā)展到一定階段性選擇適合自己的架構(gòu)。

微服務(wù)架構(gòu)主要特點(diǎn)是組件化、松耦合、自治、去中心化，主要體現(xiàn)在以業(yè)務(wù)服務(wù)顆?；?、獨(dú)立部署運(yùn)行和擴(kuò)展、獨(dú)立開發(fā)和快速迭代、獨(dú)立團(tuán)隊(duì)和業(yè)務(wù)自治。

2.2.3 技術(shù)中臺架構(gòu)設(shè)計(jì)

在集團(tuán)的信息化規(guī)劃中，技術(shù)中臺為今天信息化建設(shè)提供自建系統(tǒng)部分技術(shù)支撐能力，幫助企業(yè)解決了基礎(chǔ)設(shè)施，分布式數(shù)據(jù)庫、容器部署等底層技術(shù)問題，從技術(shù)層面來講，大中臺技術(shù)延續(xù)平臺化架構(gòu)的高聚合、松耦合、數(shù)據(jù)高可用、資源易集成等特性，并結(jié)合微服務(wù)方式，將企業(yè)核心業(yè)務(wù)下沉至基礎(chǔ)設(shè)施中。廣西汽車集團(tuán)信息部在建設(shè)技術(shù)中臺架構(gòu)上，考慮到架構(gòu)統(tǒng)一，未來發(fā)展趨勢，選擇了Spring cloud 整個開源技術(shù)體系，為企業(yè)打造一個連接一切、集成一切的共享平臺。

Spring Cloud 是一個基于Spring Boot 實(shí)現(xiàn)的云原生應(yīng)用開發(fā)工具，它為基于JVM 的云原生應(yīng)用操作提供了一種簡單的開發(fā)方式。整個系統(tǒng)擁有開源的Eureka（注冊中心）、gateway（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）、Provider（服務(wù)方）、Consumer（消費(fèi)方）、Zipkin（監(jiān)控）等組件，整個架構(gòu)與spring 生態(tài)兼容，生態(tài)鏈豐富，自定義Filter、攔截器，來加強(qiáng)功能，如：權(quán)限校驗(yàn)、日志打印等；Spring Cloud Netflix 提供了熔斷、限流等組件。

整體架構(gòu)設(shè)計(jì)采用四層設(shè)計(jì)模式，客戶端與服務(wù)端進(jìn)行分離，服務(wù)端基于RESTful、微服務(wù)化的接口調(diào)用，基于公有云ECS 服務(wù)器集群容器化部署，高可用、安全、彈性擴(kuò)容。如圖5 為廣西汽車集團(tuán)業(yè)務(wù)中臺系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃圖。

圖5 集團(tuán)業(yè)務(wù)中臺系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃圖

從整個技術(shù)中臺架構(gòu)中可以看出：底層為基礎(chǔ)應(yīng)用提供（Paas）層，作為技術(shù)支撐。其上層DaaS 數(shù)據(jù)層通過數(shù)據(jù)中臺，結(jié)合主數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)計(jì)算、配置分析的能力，在數(shù)據(jù)層上是服務(wù)中臺層與共享服務(wù)層共同支持應(yīng)用層中業(yè)務(wù)，提供個性化的服務(wù)，將應(yīng)用分解為多個可管理的分支或服務(wù)，降低系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)的復(fù)雜度，每個服務(wù)都有一個用API 定義清楚的邊界；基于RESTful的接口調(diào)用，后期根據(jù)項(xiàng)目新增加功能復(fù)雜、耦合度，可以進(jìn)行獨(dú)立部署、水平擴(kuò)展、彈性擴(kuò)容、獨(dú)立訪問的服務(wù)單元。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合作者在汽車制造行業(yè)信息化的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，介紹了廣西汽車集團(tuán)信息化建設(shè)的系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)展過程，提出新一代基于Spring Cloud 的微服務(wù)開發(fā)模式技術(shù)的業(yè)務(wù)中臺模式的企業(yè)級信息系統(tǒng)架構(gòu)，該框架基于面向微服務(wù)的思想，其松散耦合的體系架構(gòu)和可重用的服務(wù)，在企業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的道路上，摸索出了一條適合自己的路。