王 輝 劉 霽 謝 衛(wèi)

(中國電子工程設計院,北京 100840)

勘察設計企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構

王 輝 劉 霽 謝 衛(wèi)

(中國電子工程設計院,北京 100840)

本文依據(jù)技術架構、數(shù)據(jù)架構、應用架構、業(yè)務架構、網(wǎng)絡架構等信息系統(tǒng)架構設計理論,并結合工程實例,提出勘察設計企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構設計參考方案,給出系統(tǒng)架構設計各關鍵技術環(huán)節(jié)的參考設計方法與模型。

SOA;知識資源;數(shù)據(jù)模型;資源庫;資源平臺;分布式

1 前言

“十五”與“十一五”期間,勘察設計行業(yè)信息化步入快速發(fā)展時期,企業(yè)信息化建設也在朝著“技術標準化、實施規(guī)范化、數(shù)據(jù)資源化、業(yè)務集成化、系統(tǒng)平臺化、應用網(wǎng)絡化”的方向發(fā)展,一套技術成熟并有一定通用性的系統(tǒng)架構工程方法已成為勘察設計企業(yè)實施信息系統(tǒng)工程的迫切需求,這種需求主要體現(xiàn)在:

(1)企業(yè)信息系統(tǒng)建設已演變?yōu)閺碗s的系統(tǒng)工程,從早期僅限于單項業(yè)務處理的事務處理軟件,到當前注重企業(yè)管理與生產(chǎn)業(yè)務協(xié)同并強調(diào)企業(yè)高層領導決策功能的集成化管理信息系統(tǒng),信息系統(tǒng)工程無論規(guī)模還是復雜性都有了質(zhì)的飛躍,信息系統(tǒng)架構技術在企業(yè)信息系統(tǒng)建設中上升到至關重要的地位。

(2)在當前信息技術“網(wǎng)絡化、服務化、平臺化”的發(fā)展趨勢下,企業(yè)信息系統(tǒng)架構必須具備分布式、集成化、快速開發(fā)等綜合性信息技術支撐能力。

(3)在全球化經(jīng)濟與知識經(jīng)濟時代背景下,知識管理能力已經(jīng)成為企業(yè)核心競爭力的關鍵因素?？辈煸O計企業(yè)是典型的知識密集型企業(yè),要求信息系統(tǒng)架構本身對知識資源管理具備良好的支撐能力[1]。

(4)勘察設計企業(yè)在多年的信息化管理歷程中積累了生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、輔助管理等多個業(yè)務應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息,需建立企業(yè)知識資源管理系統(tǒng),并將知識采集、加工、存儲、傳遞、利用等各應用環(huán)節(jié)融于企業(yè)現(xiàn)有的各業(yè)務應用系統(tǒng),使知識資源管理系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)交互與業(yè)務流程驅(qū)動能力。

本文結合我院實際系統(tǒng)工程建設,給出勘察設計企業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構設計參考方案,各關鍵技術環(huán)節(jié)的參考設計方法與模型,供同行討論和借鑒。

2 系統(tǒng)架構設計方法

信息系統(tǒng)架構是企業(yè)信息化工程的設計“藍圖”,定義了企業(yè)信息化建設的結構框架與標準設計方法。信息系統(tǒng)架構是一系列系統(tǒng)架構技術的結構化集合,由技術架構、數(shù)據(jù)架構、應用架構、業(yè)務架構、網(wǎng)絡架構等共同構成[2]。

根據(jù)“以信息系統(tǒng)集成平臺為支撐,以企業(yè)知識資源庫為核心,以業(yè)務流程進行驅(qū)動,面向用戶資源服務”的系統(tǒng)架構原則,綜合信息系統(tǒng)架構技術,我院基于資源管理的信息系統(tǒng)架構設計方法如表 1所示:

3 系統(tǒng)技術架構

根據(jù)企業(yè)自身業(yè)務應用特點,建立企業(yè)信息系統(tǒng)技術架構評測指標(見表2),作為系統(tǒng)平臺的選擇和評測依據(jù),通過對市場主流軟件產(chǎn)品的綜合評測,選擇評測性能最佳的技術架構方案,即基于 SOA技術架構的軟件開發(fā)平臺,建立以資源數(shù)據(jù)為核心的信息系統(tǒng)架構分層模型:包括基礎平臺、知識資源管理平臺、應用支撐平臺、業(yè)務集成應用平臺、用戶統(tǒng)一資源訪問平臺。在分層模型的框架下,構建以企業(yè)資源管理為核心,支持企業(yè)設計生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、輔助管理和決策支持業(yè)務應用系統(tǒng)信息交換的集成平臺。如圖1所示。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構

信息系統(tǒng)架構的本質(zhì)是以數(shù)據(jù)處理為中心,建立企業(yè)核心資源庫。在基于資源管理的信息系統(tǒng)架構中,數(shù)據(jù)架構位于系統(tǒng)架構的核心地位。數(shù)據(jù)架構的具體步驟和方法見表 3:

表 2 信息系統(tǒng)架構關鍵技術指標

表 3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構方法

圖 1 企業(yè)信息系統(tǒng)集成平臺

4.1 數(shù)據(jù)需求分析

進行數(shù)據(jù)架構時,應首先對企業(yè)資源開展數(shù)據(jù)需求分析:通過企業(yè)資源規(guī)劃確定企業(yè)資源應用的數(shù)據(jù)需求,并對企業(yè)資源進行定義與分類,形成企業(yè)資源規(guī)劃與分類編碼標準,在此標準之上建立企業(yè)數(shù)據(jù)指標體系,該數(shù)據(jù)指標體系是企業(yè)規(guī)范化數(shù)據(jù)需求的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式,也是企業(yè)資源各種數(shù)據(jù)標準的集合,主要包括采集指標、分析指標等。企業(yè)數(shù)據(jù)標準體系的主要作用:

(1)是數(shù)據(jù)建模的標準;

(2)是企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集與共享的標準;

(3)是企業(yè)對外數(shù)據(jù)交換的標準;

(4)是與外部系統(tǒng)進行集成的接口規(guī)范。

企業(yè)數(shù)據(jù)指標的一般設計方法,是將資源抽象為元數(shù)據(jù),并為其定義了屬性信息。屬性信息通常應包括:指標編號、指標名稱、數(shù)據(jù)類型、指標來源、指標級別(數(shù)據(jù)采集深度與粒度)、采集頻率、計量單位、值域、約束條件等內(nèi)容。

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模

在系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構方法中,數(shù)據(jù)建模是由數(shù)據(jù)邏輯模型生成數(shù)據(jù)物理模型的關鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模主要包含三類數(shù)據(jù)邏輯模型:數(shù)據(jù)關系模型、物理存儲模型、數(shù)據(jù)訪問模型。圖 2給出了一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模示例[3]。

(1)數(shù)據(jù)關系模型

企業(yè)數(shù)據(jù)指標體系描述了數(shù)據(jù)集合之間的邊界,數(shù)據(jù)關系模型的設計原則是:數(shù)據(jù)關系模型應與數(shù)據(jù)指標的結構在基本粒度(不可再分)保持一致,即在末級指標中的指標項,被實例化后也應隸屬同一模型。但在高一層級上,數(shù)據(jù)關系模型與指標體系結構不必一致,因為數(shù)據(jù)指標本身體現(xiàn)的是用戶應用需求,而系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型是從系統(tǒng)功能實現(xiàn)角度出發(fā)的。

(2)物理存儲模型

數(shù)據(jù)類型決定了資源的存儲方式,勘察設計企業(yè)知識資源主要包含兩種數(shù)據(jù)類型,其中結構化數(shù)據(jù)以關系數(shù)據(jù)庫形式進行存儲管理,大量非結構化的數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)相結合的存儲管理模式:索引及屬性信息存儲在關系數(shù)據(jù)庫中進行管理,資源文件本身以系統(tǒng)文件形式存儲,通過調(diào)用保存在數(shù)據(jù)庫中的鏈接地址進行資源文件的訪問。

(3)數(shù)據(jù)訪問模型

主要由三個因素綜合決定:一、數(shù)據(jù)訪問形式(離線或在線);二、資源的時間屬性;三、資源的數(shù)據(jù)占用空間。例如偶爾才會被用戶訪問且占用龐大的存儲空間的資源可存儲于離線的光盤庫中,對于會被用戶頻繁訪問,考慮其訪問效率,在存儲空間許可的情況下應盡量存儲于實時在線的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或文件系統(tǒng)(如 IP-SAN)中。

4.3 企業(yè)核心資源庫

根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型,設計數(shù)據(jù)實體模型,將抽象的數(shù)據(jù)模型實例化為二維數(shù)據(jù)庫表字段,具體方法應遵循數(shù)據(jù)庫設計的一般原則 (如關系范式)。參照數(shù)據(jù)實體模型進行物理數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn),建立企業(yè)核心知識資源庫,如圖 3所示。

5 系統(tǒng)應用架構

根據(jù)勘察設計企業(yè)資源管理信息采集、加工、存儲、傳遞、利用等各應用環(huán)節(jié)的需要,建設包含企業(yè)六大核心資源庫和資源采集系統(tǒng),資源存儲與管理系統(tǒng),資源發(fā)布系統(tǒng)及資源訪問平臺的知識資源管理平臺。如圖 4所示。

圖 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型(示例)

(1)資源采集系統(tǒng)

按照相關數(shù)據(jù)采集指標要求,通過數(shù)據(jù)采集接口從各應用系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據(jù)庫中進行生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)采集;各類采集數(shù)據(jù)暫存在采集中間數(shù)據(jù)庫中,按照企業(yè)資源分類,將采集中間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析與整理,形成企業(yè)資源數(shù)據(jù)并分類上傳至相應的企業(yè)核心資源庫中。

(2)資源存儲與管理系統(tǒng)

1企業(yè)知識資源庫:包含六大核心資源庫。

④外部資源引用接口:進行企業(yè)外部資源的引用與訪問集成。如集成中國知網(wǎng)、國家標準規(guī)范庫、國家標準圖庫等。

㈣數(shù)據(jù)管理與維護子系統(tǒng):包括指標元數(shù)據(jù)維護與管理,資源數(shù)據(jù)庫運行狀態(tài)監(jiān)測,資源訪問權限管理以及資源備份管理。

(3)資源發(fā)布子系統(tǒng)

1發(fā)布共享數(shù)據(jù)庫:按照不同的應用需求,對企業(yè)核心資源庫的資源進行發(fā)布,實現(xiàn)企業(yè)資源統(tǒng)一共享及資源受控訪問。

㈣主題分析庫:建立企業(yè)數(shù)據(jù)分析模型,實現(xiàn)多維度、高層次的的企業(yè)知識應用展現(xiàn)。

?企業(yè)資源編目數(shù)據(jù)庫:對企業(yè)資源庫中的所有資源進行編目,建立索引,并設置查詢關鍵詞,實現(xiàn)企業(yè)資源訪問性能的優(yōu)化。

(4)資源訪問平臺

用戶與系統(tǒng)進行交互的界面,是用戶進行系統(tǒng)功能應用、獲取知識資源和其它系統(tǒng)服務的統(tǒng)一入口。

1企業(yè)門戶:包括資源信息發(fā)布、企業(yè)資源查詢、領導駕駛艙、主題分析等。

④設計師輔助支持系統(tǒng):與協(xié)同設計系統(tǒng)進行集成,在協(xié)同設計過程中,通過設計師輔助支持系統(tǒng)(與企業(yè)核心資源庫進行接口),在 CAD工作環(huán)境下為設計師提供設計知識資源的在線支持。

㈣個人知識庫:以各種數(shù)據(jù)文件形式為載體對個人知識(論文、專著、技術總結等)進行上載,通過知識評價體系,將個人知識提升為企業(yè)知識,并納入企業(yè)資源庫中,建立企業(yè)知識再利用的反饋系統(tǒng)。

6 系統(tǒng)業(yè)務架構

企業(yè)信息系統(tǒng)集成平臺的業(yè)務應用層集成了企業(yè) 4大類共 12個業(yè)務應用子系統(tǒng),各系統(tǒng)間的業(yè)務集成通過 SOA平臺的相關技術來實現(xiàn):縱向上利用數(shù)據(jù)接口技術,通過知識資源管理平臺提供統(tǒng)一基礎數(shù)據(jù),實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換;橫向上通過業(yè)務流程驅(qū)動機制實現(xiàn)各系統(tǒng)的業(yè)務流程掛接。

圖 5是協(xié)同設計系統(tǒng)與資源管理系統(tǒng)的業(yè)務集成實例。協(xié)同設計系統(tǒng)提供了工程數(shù)據(jù)采集和工程師輔助支持接口,知識資源管理系統(tǒng)提供了資源數(shù)據(jù)采集、管理與維護、查詢與快速檢索為一體的資源管理與應用,兩系統(tǒng)通過知識資源管理服務平臺進行工程數(shù)據(jù)交互,形成在設計生產(chǎn)過程中進行知識采集、加工、存儲和再利用的知識管理閉環(huán)過程。

7 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

當前企業(yè)信息系統(tǒng)較少采用單純的集中架構模式,系統(tǒng)集中與分布程度與企業(yè)本身組織機構地域分布和企業(yè)運行模式有關。通常企業(yè)包含總部以及位于各地的分支機構,這就要求系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計需綜合 3方面因素:一、采取分布或集中與分布相結合的形式;二、數(shù)據(jù)的存儲與傳輸設計需要結合企業(yè)具體的網(wǎng)絡拓撲條件;三、系統(tǒng)服務器的部署模式需要結合用戶訪問量與訪問形式。

圖 5 業(yè)務系統(tǒng)集成示意圖

7.1 分布式數(shù)據(jù)存儲與訪問模型

圖 6給出了一個基于分布式架構的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲與訪問模型示例:

· 企業(yè)全部資源集中存儲在企業(yè)總部的數(shù)據(jù)中心,結構化資源數(shù)據(jù)存儲在核心資源數(shù)據(jù)庫中,非結構化數(shù)據(jù)存儲在文件系統(tǒng)(IPSAN)中[4]。

· 根據(jù)數(shù)據(jù)采集與傳輸規(guī)則,位于企業(yè)總部的數(shù)據(jù)中心定期從分支機構數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)采集或復制同步。同時,企業(yè)數(shù)據(jù)中心承擔著分布數(shù)據(jù)庫的異地備份功能。

· 數(shù)據(jù)中心與分布數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸通過互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)專網(wǎng)進行。

· 用戶可以通過企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)進行本地資源的訪

問,也可以通過授權直接訪問企業(yè)數(shù)據(jù)中心。

7.2 分布式系統(tǒng)部署模型

圖 7給出了一個集中與分布相結合的系統(tǒng)部署模型:

· 集中式部署:統(tǒng)一的基于 SOA架構的信息系統(tǒng)平臺部署在總院數(shù)據(jù)中心機房,系統(tǒng)用戶(全院)通過企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)訪問和應用系統(tǒng)。

· 分布式部署:系統(tǒng)可根據(jù)需要,部署在系統(tǒng)用戶單位機房,系統(tǒng)用戶通過本單位網(wǎng)絡本地化訪問和應用系統(tǒng)。

· 應用負載均衡:企業(yè)總部的應用服務器集合了系統(tǒng)全部的應用服務資源,系統(tǒng)用戶可通過授權進行訪問。同時分支機構服務器優(yōu)先響應本地用戶系統(tǒng)服務請求,起到了對企業(yè)總部服務的應用負載均衡的作用。

8 結束語

本文以企業(yè)核心資源庫與知識資源平臺為重點內(nèi)容,系統(tǒng)化的總結了基于資源管理的信息系統(tǒng)架構方法,在國內(nèi)勘察設計行業(yè)知識管理技術發(fā)展和建設初期,為行業(yè)內(nèi)企業(yè)信息系統(tǒng)建設提供了一套系統(tǒng)設計參考“藍圖”。但如何建立行業(yè)基于資源管理的信息系統(tǒng)架構標準,是一項艱巨任務,需要業(yè)內(nèi)企業(yè)共同努力。

[1]劉霽.用知識管理帶動勘察設計企業(yè)的信息化[J].中國勘察設計,2011(1)

[2]Martin Fowler.《企業(yè)應用架構模式》

[3]Kenneth E.K endall Julie E.K endal.l《系統(tǒng)分析與設計》

[4]張瑞祥.設計企業(yè)信息數(shù)據(jù)集中存儲系統(tǒng)平臺建設[J].土木建筑工程信息技術,2010(1)

Infor mation System Architecture Based on Resource Manage ment for Survey and Design Enterprises

Wang Hui,Liu Ji,XieWei

(China Electronics Engineering Design Institute,Beijing100840,China)

Based on technical architecture,data architecture,application architecture,business architecture,network architecture and other information systems architecture design theory combing an engineering instance.This paper proposes a reference design solution for the Information system architecture based on resourcemanagement for survey and design enterprises,meanwhile,gives reference designmethods andmodels of the key techniques in the system architecture's design.

SOA;Know ledgeResource;DataMode;l Resource Library;Resource Platfor m Distributed;ApplicationModel

F270.7

A

1674-7461(2011)02-0037-08

“十一五”國家科技支撐計劃資助課題(2007BAF23B03)

王輝(1979-),男,工程師,項目經(jīng)理。主要研究方向:工程設計企業(yè)信息化技術與方案實施。