軍工企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)研究

李源 秦坤 曹云

摘要：軍工企業(yè)及其科研院所現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)孤立不能溝通共享的問(wèn)題，為了提升企業(yè)信息化水平、挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，同時(shí)應(yīng)對(duì)科研生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求復(fù)雜多變從而造成信息化能力提升困難的現(xiàn)狀，可通過(guò)數(shù)據(jù)中臺(tái)的建設(shè)來(lái)沉淀數(shù)據(jù)復(fù)用能力，形成數(shù)據(jù)從匯聚、開(kāi)發(fā)、管理到數(shù)據(jù)服務(wù)的中間層能力平臺(tái)。該文介紹了數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)路線及關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，總結(jié)了數(shù)據(jù)中臺(tái)的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中臺(tái);數(shù)據(jù)管理;數(shù)據(jù)服務(wù)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）08-0025-02

軍工企業(yè)及其科研院所的信息化建設(shè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)建立起了較為完善的信息化結(jié)構(gòu)體系，在科研、生產(chǎn)、管理等方面均已部署了相應(yīng)的信息化軟件及信息化系統(tǒng)，為加速國(guó)防工業(yè)現(xiàn)代化、實(shí)現(xiàn)數(shù)字軍工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。軍工企業(yè)的信息化建設(shè)正處在由普及階段向控制階段過(guò)渡，大部分的業(yè)務(wù)都已經(jīng)開(kāi)始使用信息系統(tǒng)進(jìn)行管理，并進(jìn)行了小范圍的內(nèi)部集成，初步完成了部門內(nèi)的局部信息化，但由于沒(méi)有進(jìn)行整體的規(guī)劃，系統(tǒng)多為各業(yè)務(wù)部門主導(dǎo)建設(shè)實(shí)施，因而形成了“信息孤島”，不能做到數(shù)據(jù)信息共享。面對(duì)軍工企業(yè)信息化數(shù)據(jù)管理中存在的問(wèn)題，這就需要構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚整合、數(shù)據(jù)資產(chǎn)化、服務(wù)可視化及數(shù)據(jù)價(jià)值變現(xiàn)。數(shù)據(jù)中臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)建模實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)域的數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)能力沉淀，通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的封裝和開(kāi)放共享，通過(guò)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)工具滿足個(gè)性化數(shù)據(jù)和應(yīng)用的需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用的服務(wù)化，從而改善管理模式、提高科研生產(chǎn)能力。

1 軍工企業(yè)數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)是信息系統(tǒng)的核心，而軍工企業(yè)數(shù)據(jù)管理的主要問(wèn)題在于獲取困難、匹配困難和準(zhǔn)確度低，并且對(duì)于已有的數(shù)據(jù)，由于建設(shè)初期未對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，同時(shí)企業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)工作未落實(shí)，因而沒(méi)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編碼體系。對(duì)已有系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)功能、流程設(shè)計(jì)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)用程度低，同一數(shù)據(jù)分布于多個(gè)系統(tǒng)中造成數(shù)據(jù)不一致及冗余，導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)周期長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)成本高，不能支撐新需求及時(shí)滿足和業(yè)務(wù)功能迅速構(gòu)建的信息化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)趨勢(shì)。對(duì)于積累的科研生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能進(jìn)行有效的利用，降低了從數(shù)據(jù)中獲取信息的能力，不能為企業(yè)決策提供數(shù)據(jù)支持。面對(duì)國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要的提出，要求加強(qiáng)推進(jìn)信息化和工業(yè)化的深度融合，加快實(shí)施“中國(guó)制造2025”，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平，軍工企業(yè)信息化建設(shè)需要從數(shù)據(jù)管理入手，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范、數(shù)據(jù)分享、流程優(yōu)化、效益分析、數(shù)據(jù)挖掘等信息化服務(wù)，使數(shù)據(jù)管理全面覆蓋產(chǎn)品科研、生產(chǎn)的生命周期，同時(shí)能夠協(xié)同供應(yīng)鏈的市場(chǎng)、計(jì)劃、采購(gòu)、物流、生產(chǎn)、銷售、售后等各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)為企業(yè)財(cái)務(wù)、人力、能源、質(zhì)量管控、經(jīng)營(yíng)管理提供有效的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

2 數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)中臺(tái)

數(shù)據(jù)中臺(tái)是一套使企業(yè)數(shù)據(jù)可持續(xù)使用的機(jī)制，依據(jù)企業(yè)特有的業(yè)務(wù)模式和組織架構(gòu)，通過(guò)有形的數(shù)學(xué)模型和實(shí)施方法，構(gòu)建一套持續(xù)不斷把數(shù)據(jù)變成資產(chǎn)并服務(wù)于業(yè)務(wù)的機(jī)制。數(shù)據(jù)中臺(tái)是數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠讓數(shù)據(jù)更加靈活的支撐業(yè)務(wù)，通過(guò)數(shù)據(jù)中臺(tái)的建設(shè)沉淀數(shù)據(jù)復(fù)用能力，形成數(shù)據(jù)從匯聚、開(kāi)發(fā)、管理到數(shù)據(jù)服務(wù)的中間層能力平臺(tái)，是一種戰(zhàn)略選擇和組織形式。

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的采集及匯聚是指對(duì)數(shù)據(jù)的來(lái)源及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整理。依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為Excel及數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，json和xml等半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，圖像、音頻視頻和文件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。依據(jù)時(shí)效性，包含變更較少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，例如生產(chǎn)物料編碼、產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔、人員組織架構(gòu)等離線數(shù)據(jù)，以及變更較為頻繁、低延時(shí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，例如生產(chǎn)制造執(zhí)行信息、生產(chǎn)物資庫(kù)存信息等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的交換與共享是指對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)治理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入與轉(zhuǎn)換、多樣數(shù)據(jù)源的合并，并且為用戶提供能夠準(zhǔn)確定位的具有一致性編碼的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)源同步數(shù)據(jù)前，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)則校驗(yàn)，借助ETL工具將非標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一編碼的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，利用定時(shí)任務(wù)實(shí)現(xiàn)跨集群數(shù)據(jù)同步，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)時(shí)效性，實(shí)行新增、覆蓋及更新三種不同的數(shù)據(jù)覆蓋策略。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模及生產(chǎn)方式進(jìn)行選擇。在數(shù)據(jù)應(yīng)用方式上，使用OLPT聯(lián)機(jī)事務(wù)處理存儲(chǔ)和管理日常操作數(shù)據(jù)，使用OLAP聯(lián)機(jī)分析處理分析數(shù)據(jù)以支持決策。在存儲(chǔ)技術(shù)上可選用分布式系統(tǒng)或非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 數(shù)據(jù)分層

中臺(tái)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)覆蓋全域數(shù)據(jù)，縱向形成數(shù)據(jù)分層，橫向形成主題域、業(yè)務(wù)域劃分，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性。貼源數(shù)據(jù)層ODS是操作數(shù)據(jù)層，對(duì)多來(lái)源、多類型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接入，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行唯一編碼標(biāo)識(shí)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層DW對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，構(gòu)建業(yè)務(wù)維度，通過(guò)數(shù)據(jù)背景分析、業(yè)務(wù)域劃分、數(shù)據(jù)域劃分形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，其中DW明細(xì)層構(gòu)建業(yè)務(wù)過(guò)程模型，DW匯總層構(gòu)建業(yè)務(wù)主體模型。應(yīng)用數(shù)據(jù)層ADS實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)需求的支撐，利用業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)建模從而實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

3 企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)

通過(guò)分析企業(yè)科研生產(chǎn)信息系統(tǒng)的應(yīng)用情況及數(shù)據(jù)構(gòu)成，結(jié)合數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)及建設(shè)思路，對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)進(jìn)行架構(gòu)研究與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。采集及匯聚多源數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接入與轉(zhuǎn)換，形成ODS近源層數(shù)據(jù)，對(duì)近源層數(shù)據(jù)構(gòu)建業(yè)務(wù)過(guò)程模型形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)明細(xì)層數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務(wù)主體模型建模形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)匯總層數(shù)據(jù)，面向業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)組裝形成ADS應(yīng)用層數(shù)據(jù)。

科研數(shù)據(jù)中心向科研業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)科研計(jì)劃管理、科研任務(wù)下發(fā)、科研成果匯報(bào)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙文檔歸檔、產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)變更等業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)共享。

工藝制造數(shù)據(jù)中心向工藝過(guò)程提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)制造工藝、P-BOM、M-BOM、相關(guān)技術(shù)文件、加工工藝路線、工裝工具管理等業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)共享，同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和管理，可以獲取工藝執(zhí)行過(guò)程中的加工工時(shí)、返工返修、工藝變更信息，從而進(jìn)行分析和挖掘，對(duì)加工工時(shí)、工藝瓶頸、質(zhì)量缺陷等問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別及優(yōu)化，并可以追溯產(chǎn)品的裝配過(guò)程。

供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)中心覆蓋產(chǎn)品生產(chǎn)的計(jì)劃、庫(kù)存、采購(gòu)、生產(chǎn)、物流等全生命周期的數(shù)據(jù)共享，從而支撐供應(yīng)商評(píng)價(jià)、采購(gòu)訂單管理、生產(chǎn)物料到貨周期預(yù)估、生產(chǎn)計(jì)劃管理、物料需求管理、倉(cāng)儲(chǔ)能力平衡、物流配送管理等業(yè)務(wù)，跟蹤監(jiān)控供應(yīng)鏈計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程，及時(shí)根據(jù)產(chǎn)能、物料、需求進(jìn)行生產(chǎn)力平衡，調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)作提供數(shù)據(jù)支持，與MES系統(tǒng)結(jié)合，及時(shí)獲取工藝數(shù)據(jù)及生產(chǎn)計(jì)劃信息，與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)系統(tǒng)、試驗(yàn)設(shè)備、加工設(shè)備集成，及時(shí)獲取設(shè)備狀態(tài)信息、試驗(yàn)結(jié)果、檢驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤、歸類，指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作。

質(zhì)量數(shù)據(jù)中心向產(chǎn)品質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)服務(wù)，從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、元器件篩選檢驗(yàn)、外協(xié)外包件認(rèn)證、首件鑒定、小批量試制、大規(guī)模生產(chǎn)、不合格品、售后等方面，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、部件、元器件及零部件的質(zhì)量管理，同時(shí)對(duì)全生命周期的各個(gè)階段檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析，進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量預(yù)測(cè)和質(zhì)量研判，為持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化提供數(shù)字化支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)商的質(zhì)量評(píng)估，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量全程追溯。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心面向科研、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)需求提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)服務(wù)，包括產(chǎn)品型號(hào)、課題代號(hào)、圖紙文件、BOM清單、研制階段、版本、主管部門、元器件庫(kù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理，實(shí)現(xiàn)了全平臺(tái)內(nèi)關(guān)鍵數(shù)據(jù)保持一致性。

用戶數(shù)據(jù)中心向所有應(yīng)用系統(tǒng)提供身份驗(yàn)證、組織架構(gòu)管理、權(quán)限管理的數(shù)據(jù)服務(wù)，能夠解決當(dāng)前各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)各自維護(hù)用戶密鑰、組織架構(gòu)、角色權(quán)限，一旦發(fā)生人員變動(dòng)就要同步處理多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，同時(shí)可以為門戶系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)共享支撐。

可視化數(shù)據(jù)中心為提供豐富的數(shù)據(jù)分析功能提供數(shù)據(jù)服務(wù)，能夠提供快速、便捷的服務(wù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供自然語(yǔ)言等人工智能服務(wù)，使得業(yè)務(wù)人員也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用，從而可以多維度地完成整個(gè)科研生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化展示，更加及時(shí)、全面地展示科研生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

軍工企業(yè)及其科研院所的信息化建設(shè)經(jīng)過(guò)多年的積累，已經(jīng)有了一定的數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)，但數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)共享仍需改進(jìn)，大量的科研生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要進(jìn)一步挖掘其潛在價(jià)值。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)路線及關(guān)鍵技術(shù)的研究，完成了企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，利用數(shù)據(jù)中臺(tái)的構(gòu)建打通已有信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)連接，從系統(tǒng)級(jí)數(shù)據(jù)管理上升為企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理，并且形成企業(yè)核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)，優(yōu)化現(xiàn)有業(yè)務(wù)，體現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李炳森，胡全貴，陳小峰，等.電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[J].電力信息與通信技術(shù)，2019，17（7）：29-34.

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