淺析主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理及實(shí)現(xiàn)路徑

摘要：元數(shù)據(jù)作為“描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，是企業(yè)數(shù)據(jù)的DNA。數(shù)據(jù)使用者或者數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以通過元數(shù)據(jù)管理工具發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)、查找數(shù)據(jù)、理解數(shù)據(jù)以及使用數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的元數(shù)據(jù)收集依靠人工收集，確保元數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性一直都是難點(diǎn)所在，導(dǎo)致元數(shù)據(jù)管理工具的價(jià)值不高。而設(shè)計(jì)態(tài)和實(shí)現(xiàn)態(tài)不一致也是一個(gè)問題，進(jìn)一步影響了元數(shù)據(jù)管理工具的效用。“主動(dòng)”元數(shù)據(jù)管理通過元數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，可以為用戶呈現(xiàn)實(shí)現(xiàn)態(tài)的最準(zhǔn)確的元數(shù)據(jù)。然而，僅僅依靠自動(dòng)采集元數(shù)據(jù)并不是“主動(dòng)”元數(shù)據(jù)管理的全部。本文對(duì)“主動(dòng)”元數(shù)據(jù)管理進(jìn)行了一些思考和總結(jié)，希望能夠?qū)υ獢?shù)據(jù)管理工具的建設(shè)起到啟發(fā)的作用。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理；傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理；元數(shù)據(jù)管理；主動(dòng)元數(shù)據(jù)

一、引言

Gartner發(fā)布的2021年技術(shù)成熟度曲線中，主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理（Active Metadata Management）赫然在列。這一概念當(dāng)前持續(xù)火爆，國內(nèi)外甚至已經(jīng)產(chǎn)生了相關(guān)產(chǎn)品，但其概念并不容易闡釋清楚。盡管Gartner也對(duì)主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理做了相應(yīng)解釋，即“一組能夠持續(xù)訪問和處理并支持持續(xù)分析的元數(shù)據(jù)的功能……”。但當(dāng)前由此派生的眾多概念都過于抽象，例如主動(dòng)元數(shù)據(jù)、活動(dòng)元數(shù)據(jù)、智能元數(shù)據(jù)、現(xiàn)代元數(shù)據(jù)平臺(tái)等。同時(shí)，各個(gè)廠家也是你方唱罷我登場，都在基于自己的產(chǎn)品能力詮釋著對(duì)主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的理解，令人看得云里霧里。

根據(jù)Gartner發(fā)布的《主動(dòng)元數(shù)據(jù)市場指南》，主動(dòng)元數(shù)據(jù)是一個(gè)永遠(yuǎn)在線、智能驅(qū)動(dòng)、面向行動(dòng)、API驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。Prukalpa Sankar認(rèn)為主動(dòng)元數(shù)據(jù)聽是現(xiàn)代數(shù)據(jù)工具箱中的一個(gè)必備工具。包括五個(gè)關(guān)鍵組成部分：元數(shù)據(jù)湖統(tǒng)一存儲(chǔ)各種元數(shù)據(jù)，構(gòu)建在開放的API之上并由知識(shí)圖譜進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；可編程智能機(jī)器人，用于創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)或數(shù)據(jù)科學(xué)算法來驅(qū)動(dòng)智能化的框架；嵌入式協(xié)作插件，將數(shù)據(jù)工具與日常工作流程無縫集成；數(shù)據(jù)流程自動(dòng)化，提供構(gòu)建、部署和管理工作流程自動(dòng)化機(jī)器人。反向元數(shù)據(jù)，可通過編排使相關(guān)的元數(shù)據(jù)隨時(shí)隨地提供給需要的最終用戶。領(lǐng)英（LinkedIn）的現(xiàn)代元數(shù)據(jù)平臺(tái)（DataHub），可大規(guī)模集成、處理和提供豐富的元數(shù)據(jù)，以應(yīng)對(duì)許多復(fù)雜的組織數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，為諸如數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)集成、MLOps 和API開發(fā)等場景提供支持。Guido De Simoni、Alan Dayley等認(rèn)為主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理是一組能夠持續(xù)訪問和處理元數(shù)據(jù)的功能，這些功能支持對(duì)不同成熟度、用例和供應(yīng)商解決方案的持續(xù)分析。以上眾多概念定義及產(chǎn)品類別，很容易令初次接觸主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的人陷入迷惑。費(fèi)曼學(xué)習(xí)法認(rèn)為，能通俗易懂地解釋清楚概念（定義），才是真正的掌握某個(gè)概念（定義）?；趥€(gè)人理解，嘗試對(duì)主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的本質(zhì)作一闡述。

二、主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的背景

主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)管理市場新興的一種功能或趨向，源于持續(xù)的元數(shù)據(jù)管理創(chuàng)新。由于數(shù)據(jù)來自不同的IT系統(tǒng)，因此組織管理這些數(shù)據(jù)成為IT團(tuán)隊(duì)的職責(zé)。IT團(tuán)隊(duì)希望借助工具來維護(hù)和管理公司已有的數(shù)據(jù)表清單以及這些數(shù)據(jù)庫表的元數(shù)據(jù)。在這一需求背景下，元數(shù)據(jù)管理工具主要面向企業(yè)的IT團(tuán)隊(duì)，并用于處理企業(yè)內(nèi)部不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)庫表。

企業(yè)使用多種類型的數(shù)據(jù)，越來越多的不同類型的數(shù)據(jù)開始被企業(yè)收集和利用，例如用戶行為數(shù)據(jù)、廣告投放的媒體數(shù)據(jù)等。在實(shí)踐中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行元數(shù)據(jù)管理非常困難。主要挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的經(jīng)常變化，以及如何保證元數(shù)據(jù)的信息與真實(shí)數(shù)據(jù)情況一致。因此，需要制定數(shù)據(jù)集的列表，涵蓋從數(shù)據(jù)初步采集到加工為最終數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品的整個(gè)數(shù)據(jù)流程，同時(shí)包括每個(gè)階段的每個(gè)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)分布。基于這些需求，元數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)具備數(shù)據(jù)源管理、數(shù)據(jù)資源分析等功能，這就要求企業(yè)擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)。

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、PC以及遍布地球各個(gè)角落的各種傳感器都是數(shù)據(jù)的來源或承載平臺(tái)。數(shù)據(jù)類型和格式的爆炸式增長間接推動(dòng)元數(shù)據(jù)變得更加復(fù)雜和異構(gòu)，其規(guī)模也開始暴增。隨著企業(yè)使用數(shù)據(jù)的場景越來越豐富，每個(gè)版本的表結(jié)構(gòu)都被獲取和存儲(chǔ)，以及每一列、每個(gè)看板、數(shù)據(jù)湖中的每個(gè)數(shù)據(jù)集、每個(gè)查詢、每個(gè)作業(yè)運(yùn)行、每個(gè)訪問歷史等。很快，元數(shù)據(jù)的查找和存儲(chǔ)將面臨與大數(shù)據(jù)曾經(jīng)面臨的諸多問題，元數(shù)據(jù)管理工具也需要進(jìn)入新的階段。在這個(gè)階段，元數(shù)據(jù)管理的目標(biāo)用戶開始變成企業(yè)使用數(shù)據(jù)的所有人，基于云平臺(tái)、面向最終用戶、數(shù)據(jù)協(xié)同等要求，成為新的元數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)具備的特性，主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理正是出于這種原因產(chǎn)生的。

三、主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的定義

主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理是一個(gè)永遠(yuǎn)在線、智能驅(qū)動(dòng)、以行動(dòng)為導(dǎo)向的系統(tǒng)。永遠(yuǎn)在線意味著持續(xù)收集元數(shù)據(jù)，通過主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理技術(shù)與各個(gè)源系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互，實(shí)時(shí)獲取最新的元數(shù)據(jù)，并根據(jù)使用者的需求虛擬地調(diào)取元數(shù)據(jù)信息。主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理使得元數(shù)據(jù)可以毫不費(fèi)力地在整個(gè)數(shù)據(jù)棧中快速流動(dòng)，并在數(shù)據(jù)棧中的每個(gè)工具中嵌入豐富的背景和信息。智能化不僅體現(xiàn)在主動(dòng)收集元數(shù)據(jù)，還應(yīng)呈現(xiàn)為主動(dòng)地掃描這些數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)變化和數(shù)據(jù)使用習(xí)慣（頻次、頻率等），從而智能地調(diào)整底層的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置和格式等。通過智能化的識(shí)別和知識(shí)圖譜相關(guān)的技術(shù)，幫助理解元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，最終協(xié)助數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行自我升級(jí)。面向行動(dòng)是指利用關(guān)鍵的元數(shù)據(jù)指標(biāo)來啟用AI/ML算法，產(chǎn)生關(guān)于數(shù)據(jù)管理和整合的超前預(yù)測，生成建議或警報(bào)等。甚至在自動(dòng)檢測到數(shù)據(jù)質(zhì)量問題時(shí)，可以自動(dòng)停止下游管道。主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理將通過API作為嵌入式協(xié)作插件與現(xiàn)代數(shù)據(jù)棧中的各種工具相連接，使元數(shù)據(jù)管理工具成為“隨處可見”的編排平臺(tái)。主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理這個(gè)名稱十分貼切，可以把主動(dòng)元數(shù)據(jù)想象成一個(gè)病毒傳播的過程。它會(huì)在短短幾秒鐘內(nèi)出現(xiàn)在人們生活的各個(gè)方面，可以立即與其他信息進(jìn)行交叉檢查，并與其他信息相結(jié)合，將相關(guān)背景的網(wǎng)絡(luò)匯集成更大的趨勢或故事。它引發(fā)了對(duì)話，最終使信息。

四、主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理與傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理的區(qū)別

遍歷元數(shù)據(jù)管理工具，可以發(fā)現(xiàn)一般都具備以下基礎(chǔ)功能：元數(shù)據(jù)采集、元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、元數(shù)據(jù)應(yīng)用。要進(jìn)行元數(shù)據(jù)管理，首先得有元數(shù)據(jù)，因此，元數(shù)據(jù)采集是進(jìn)行管理的第一步。元數(shù)據(jù)采集是指獲取數(shù)據(jù)生命周期中的元數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行組織，然后將元數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫的過程[1]。元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要建立元數(shù)據(jù)的模型（元模型），以便統(tǒng)一存儲(chǔ)各類元數(shù)據(jù)和導(dǎo)入、交換不同系統(tǒng)、類型的元數(shù)據(jù)。除了幫助了解數(shù)據(jù)信息外，元數(shù)據(jù)還用于血緣分析和數(shù)據(jù)問題影響分析。血緣分析可以快速了解一個(gè)數(shù)據(jù)表的上下游關(guān)系，了解數(shù)據(jù)的來龍去脈和數(shù)據(jù)邏輯。而影響分析則根據(jù)數(shù)據(jù)的血緣關(guān)系判斷某個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或問題時(shí)會(huì)影響哪些數(shù)據(jù)，從而評(píng)估可能帶來的影響[2]。

具備基礎(chǔ)功能的傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理工具通常在相關(guān)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)后，通過抽取功能加載元數(shù)據(jù)，需要在事后人工啟動(dòng)加載或維護(hù)元數(shù)據(jù)，并事后補(bǔ)錄業(yè)務(wù)屬性。這種傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理往往很難及時(shí)獲取元數(shù)據(jù)的變化，確保元數(shù)據(jù)與實(shí)際情況保持一致性。傳統(tǒng)的元數(shù)據(jù)管理工具主要是靠簡單的編目或存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，屬于靜態(tài)工具，依賴于人工整理和記錄數(shù)據(jù)。其成功與否取決于實(shí)施活動(dòng)。傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理工具無法通過元數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)任何行動(dòng)，減少了元數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)消費(fèi)者的影響。因此，傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理工具往往只能成為一個(gè)昂貴的存儲(chǔ)平臺(tái)，最終導(dǎo)致失敗。究其原因，可能是傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理工具過于“被動(dòng)”。元數(shù)據(jù)需要通過手動(dòng)登記采集編目，并通過簡單的搜索和查詢場景來支持使用。未對(duì)元數(shù)據(jù)自身進(jìn)行深度挖掘，在這種情況下，要管理企業(yè)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，工作量是非常大的，而且也很容易導(dǎo)致階段性的元數(shù)據(jù)管理。因?yàn)轫?xiàng)目驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行了良好的元數(shù)據(jù)注冊，但一旦項(xiàng)目驗(yàn)收完成，手動(dòng)注冊的元數(shù)據(jù)就跟不上變化。而主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理則可以主動(dòng)掃描這些數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)變化，通過智能化的識(shí)別和知識(shí)圖譜相關(guān)的技術(shù)，幫助人們理解元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理基本上是將元數(shù)據(jù)聚合并存儲(chǔ)到靜態(tài)數(shù)據(jù)目錄中的方式，依賴人力整理和記錄數(shù)據(jù)。而主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理則著眼于發(fā)現(xiàn)，識(shí)別獨(dú)立的物理設(shè)計(jì)、發(fā)掘行為模式和內(nèi)容規(guī)則、突顯錯(cuò)誤和異常值、鼓勵(lì)創(chuàng)新并進(jìn)行驗(yàn)證。

五、主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理的實(shí)現(xiàn)

要達(dá)到主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理，需要具備以下幾種能力。

（一）可以自動(dòng)采集各種數(shù)據(jù)源的元數(shù)據(jù)

發(fā)現(xiàn)并連接所有形式的元數(shù)據(jù)，形成獨(dú)特并不斷變化的關(guān)系。支持與數(shù)據(jù)相關(guān)的所有元數(shù)據(jù)，例如表、報(bào)表、模型、指標(biāo)、數(shù)據(jù)處理腳本、數(shù)據(jù)使用行為等。

可以基于本體技術(shù)實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)集成。本體技術(shù)比較復(fù)雜，以下舉一個(gè)例子進(jìn)行說明：以車管所數(shù)據(jù)為例，可以建立一種人－車－罰單的本體模型，人與車之間為擁有關(guān)系，人與罰單之間通過“闖紅燈”事件相連接，而罰單本身則以文檔的形式展現(xiàn)。完成本體模型后，就可以基于元數(shù)據(jù)建立知識(shí)圖譜，如圖1所示。

接下來，就需要將真實(shí)的數(shù)據(jù)映射到本體模型上。同時(shí)，要在字段級(jí)別上對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化[3]。仍以車管數(shù)據(jù)為例，具體過程如圖2所示，可以看出，通過本體映射將車管所3張表的數(shù)據(jù)映射到了 7個(gè)本體上（2個(gè)實(shí)體、3個(gè)關(guān)系、1個(gè)事件和1個(gè)文檔），并將車主名稱和姓名進(jìn)行了統(tǒng)一，將日期的不同表示方式進(jìn)行了歸一化。

通過以上的建模過程，在應(yīng)用側(cè)就建立了一個(gè)多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一的邏輯視圖。即從分析人員的角度對(duì)所有數(shù)據(jù)構(gòu)建成了一個(gè)圖模型。分析人員無需關(guān)注底層數(shù)據(jù)源差異和存儲(chǔ)細(xì)節(jié)，只需關(guān)注如何在此圖模型上進(jìn)行集成設(shè)計(jì)。任何數(shù)據(jù)要集成進(jìn)來，都需要進(jìn)行以上過程，在元數(shù)據(jù)層面進(jìn)行拉通和融合。這個(gè)集成具有動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，核心邏輯在于采用元數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)分離查詢的方案，來賦予知識(shí)圖譜“動(dòng)態(tài)”特性。例如，當(dāng)表字段發(fā)生變更時(shí)，只需直接更改與元數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，而無需在應(yīng)用端重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

（二）自動(dòng)生成靈活的數(shù)據(jù)目錄

能夠基于ML/AI能力對(duì)數(shù)據(jù)的語義進(jìn)行分析，打上數(shù)據(jù)的標(biāo)簽，從而加深對(duì)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)理解。例如，針對(duì)文檔進(jìn)行語義分析給出分類，針對(duì)關(guān)鍵字段的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析給出枚舉的說明，通過字段的上下文智能判斷敏感級(jí)別。能夠基于元數(shù)據(jù)構(gòu)建知識(shí)圖譜，將碎片化的元數(shù)據(jù)有機(jī)地組織起來（比如建立關(guān)系和對(duì)象），讓數(shù)據(jù)目錄更加容易被人和機(jī)器理解和處理，并為搜索、挖掘、分析等提供便利，為后續(xù)AI的實(shí)現(xiàn)提供知識(shí)庫的基礎(chǔ)[4]。

（三）基于知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和分析智能

知識(shí)圖譜可實(shí)現(xiàn)源端連接配置、源端表和字段等信息的快速檢索和自動(dòng)填充，使其更直觀和易于解釋?？勺詣?dòng)發(fā)現(xiàn)全域數(shù)據(jù)資產(chǎn)，讓企業(yè)能在統(tǒng)一平臺(tái)上盤點(diǎn)和管理所有數(shù)據(jù)資產(chǎn)。可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能推薦，例如基于數(shù)據(jù)的歷史使用情況進(jìn)行推薦。簡單概括來說，就是將正確的數(shù)據(jù)，在正確的時(shí)間內(nèi)，提供給正確的人?；谠獢?shù)據(jù)語義知識(shí)圖譜和AI增強(qiáng)的敏感數(shù)據(jù)識(shí)別，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全域數(shù)據(jù)資產(chǎn)的自動(dòng)化分類分級(jí)，讓企業(yè)數(shù)據(jù)治理能夠精準(zhǔn)施策。

（四）嵌入式協(xié)作

通過Open API，數(shù)據(jù)工具可無縫集成主動(dòng)元數(shù)據(jù)。例如，在BI工具中集成數(shù)據(jù)口徑，在營銷平臺(tái)中集成數(shù)據(jù)質(zhì)量說明等，以幫助用戶在數(shù)據(jù)旅程的各個(gè)階段及時(shí)獲得相關(guān)元數(shù)據(jù)信息?；谠獢?shù)據(jù)智能應(yīng)用編程框架，開發(fā)者可自主定制多樣化的元數(shù)據(jù)智能應(yīng)用，如數(shù)據(jù)資產(chǎn)答疑助手、數(shù)據(jù)質(zhì)量預(yù)警助手等，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的全方位智能化。

六、結(jié)束語

主動(dòng)元數(shù)據(jù)管理通過AI/ML輔助生成的，是支持自動(dòng)化數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)交付的基礎(chǔ)能力。主動(dòng)元數(shù)據(jù)的形成依賴于發(fā)現(xiàn)并連接所有形式的元數(shù)據(jù)，形成獨(dú)特且不斷變化的關(guān)系，并以易于理解的元數(shù)據(jù)關(guān)系圖的方式來鏈接和呈現(xiàn)元數(shù)據(jù)間的關(guān)系。通過持續(xù)訪問和分析元數(shù)據(jù)關(guān)系圖，可以不斷發(fā)現(xiàn)和形成關(guān)鍵指標(biāo)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等新的關(guān)系，如訪問頻次、數(shù)據(jù)血緣、數(shù)據(jù)性能、數(shù)據(jù)質(zhì)量等。將元數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)作為特征用于訓(xùn)練和豐富AI算法，同時(shí)這些算法可以產(chǎn)生或迭代元數(shù)據(jù)的語義，以及改進(jìn)數(shù)據(jù)集成的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化流程。對(duì)主動(dòng)元數(shù)據(jù)的研究才剛剛開始，需要共同努力探索它在當(dāng)前和未來的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中可能扮演的角色。希望這篇文章能給相關(guān)工作人員帶來一些啟示，將主動(dòng)元數(shù)據(jù)從抽象的概念轉(zhuǎn)化為可行的實(shí)踐。

作者單位：張艷 北京金蝶天燕云科技有限公司

參考文獻(xiàn)

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張艷（1982.05-），女，漢族，山東臨沂，碩士，資深解決方案顧問，研究方向：數(shù)據(jù)治理及大數(shù)據(jù)應(yīng)用。