王少林, 田晨璐, 毛錫雙, 魏仁政, 李 程

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面向服務(wù)的水泥企業(yè)信息系統(tǒng)集成架構(gòu)①

王少林1, 田晨璐1, 毛錫雙2, 魏仁政1, 李 程1

1(山東建筑大學(xué), 濟(jì)南 250101)2(廣西壯族自治區(qū)墻體材料改革辦公室, 南寧530028)

為滿足水泥企業(yè)流程重組與業(yè)務(wù)協(xié)同對(duì)企業(yè)信息系統(tǒng)的要求, 在充分考慮水泥企業(yè)的信息化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上, 綜合利用混合云的優(yōu)勢(shì), 以面向服務(wù)的方法構(gòu)建了水泥企業(yè)信息系統(tǒng)應(yīng)用集成架構(gòu), 設(shè)計(jì)了一種針對(duì)大型水泥企業(yè)的服務(wù)劃分算法, 以移動(dòng)服務(wù)和設(shè)備診斷檢測(cè)服務(wù)為例詳細(xì)闡述了服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程. 以該應(yīng)用集成架構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)建了某水泥企業(yè)應(yīng)用集成平臺(tái), 充分利用了云端資源及企業(yè)內(nèi)部信息資源, 實(shí)現(xiàn)了該水泥企業(yè)信息系統(tǒng)的應(yīng)用集成、共享及遠(yuǎn)程訪問(wèn), 滿足了該企業(yè)滿足科學(xué)管理、流程優(yōu)化、協(xié)同業(yè)務(wù)等信息化需求.

混合云; SOA; 水泥企業(yè); 應(yīng)用集成; 架構(gòu)

水泥工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一, 屬于典型的流程型行業(yè), 利用信息技術(shù), 促進(jìn)水泥行業(yè)的發(fā)展, 是兩化融合的目標(biāo)之一[1]. 在水泥企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃中, 年度計(jì)劃具有重要意義. 年度生產(chǎn)計(jì)劃和銷售計(jì)劃, 決定了企業(yè)物料采購(gòu)計(jì)劃. 一般情況下, 企業(yè)按月份簽訂供貨合同以及結(jié)算貨款. 每周、每日生產(chǎn)計(jì)劃的物料平衡依靠原材料庫(kù)存來(lái)保證和調(diào)節(jié)[2]. 生產(chǎn)、采購(gòu)、庫(kù)存、銷售等各環(huán)節(jié)相互配合完成水泥企業(yè)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù), 其運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)流程如圖1所示.

在水泥企業(yè)信息化過(guò)程中, 由于信息系統(tǒng)的引入缺少規(guī)劃性, 每引入一個(gè)新的子系統(tǒng)就會(huì)新增相應(yīng)的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施, 出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題, 系統(tǒng)資源利用率低且建設(shè)周期長(zhǎng). 系統(tǒng)與系統(tǒng)之間沒(méi)有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn), 信息孤島現(xiàn)象廣泛存在, 運(yùn)維成本較高, 不利于水泥企業(yè)流程重組. 此外, 當(dāng)前水泥企業(yè)均采用數(shù)據(jù)覆蓋模式以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的再存儲(chǔ), 這種模式導(dǎo)致數(shù)據(jù)資源的極大浪費(fèi).

針對(duì)目前水泥信息化現(xiàn)狀, 為滿足水泥企業(yè)面臨的業(yè)務(wù)重組及應(yīng)用集成需求, 部分研究人員針對(duì)水泥企業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用集成進(jìn)行研究, 提出一些架構(gòu)設(shè)計(jì)[2-4], 雖然一定程度上解決了異構(gòu)系統(tǒng)的互操作問(wèn)題, 但系統(tǒng)開(kāi)放性與靈活性較差, 難以滿足企業(yè)信息化的新需求. 楊陽(yáng)[5]等人基于SOA方法進(jìn)行系統(tǒng)集成設(shè)計(jì), 并應(yīng)用于水泥監(jiān)控平臺(tái), 取得了良好的效果, 但并未考慮對(duì)數(shù)據(jù)資源的保護(hù)與云端資源的利用.

圖1 水泥企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)流程

1 SOA與混合云

SOA(Service-Oriented Architecture)即面向服務(wù)架構(gòu), 其思想表現(xiàn)是將信息系統(tǒng)的邏輯功能分解為更小的獨(dú)立功能單元, 依據(jù)業(yè)務(wù)流程分析, 將相關(guān)功能進(jìn)行聚合, 并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù), 將集合后的功能封裝為獨(dú)立存在的服務(wù), 各服務(wù)相互配合, 實(shí)現(xiàn)用戶需求的業(yè)務(wù), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的體系化[6]. 在云計(jì)算的部署模式中公有云的計(jì)算能力強(qiáng), 價(jià)格較低, 但是安全性差, 過(guò)多的依賴網(wǎng)絡(luò)帶寬; 私有云建設(shè)價(jià)格較高, 計(jì)算能力冗余少, 但安全性高; 社區(qū)云可充分利用區(qū)域內(nèi)的計(jì)算能力, 但是現(xiàn)在仍處于探索階段, 有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決; 混合云綜合了私有云與公有云的優(yōu)勢(shì), 以較少的資金投入獲取足夠的存儲(chǔ)能力并保證數(shù)據(jù)安全[7].

SOA的優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用集成與部署, 云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)限的存儲(chǔ)與計(jì)算能力. 應(yīng)用SOA方法, 充分利用混合云的優(yōu)勢(shì), 對(duì)水泥企業(yè)信息系統(tǒng)應(yīng)用集成架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì), 滿足企業(yè)流程重組與業(yè)務(wù)協(xié)同的需求, 實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)異構(gòu)、分布式信息系統(tǒng)的應(yīng)用集成和共享、數(shù)據(jù)資源的保護(hù)、集成平臺(tái)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能.

傳統(tǒng)水泥企業(yè)中會(huì)存在多種遺留信息系統(tǒng), 本文從業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的角度自上而下進(jìn)行平臺(tái)開(kāi)發(fā), 集成企業(yè)各應(yīng)用系統(tǒng)與云端資源, 基于混合云建立水泥企業(yè)公有云數(shù)據(jù)中心與私有數(shù)據(jù)中心, 有效集成并保護(hù)水泥生產(chǎn)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù). 企業(yè)內(nèi)部各個(gè)信息系統(tǒng)所需的功能邏輯實(shí)現(xiàn)模塊以服務(wù)的形式按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝, 服務(wù)之間通過(guò)簡(jiǎn)單、中立接口進(jìn)行通訊, 針對(duì)云端Saas資源, 采用服務(wù)鏈接與調(diào)用API的模式進(jìn)行集成, 水泥信息系統(tǒng)應(yīng)用集成邏輯架構(gòu)如圖2所示.

圖2 水泥信息系統(tǒng)應(yīng)用集成邏輯架構(gòu)

2 面向服務(wù)水泥企業(yè)應(yīng)用集成架構(gòu)

為確保集成平臺(tái)建設(shè)的靈活性、可移植性, 適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)變化與流程重組需求, 水泥企業(yè)應(yīng)用集成架構(gòu)采用數(shù)據(jù)資源與功能服務(wù)相分離、功能服務(wù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用相分離的思路, 其架構(gòu)主要包含用戶訪問(wèn)層、應(yīng)用層、服務(wù)層、運(yùn)維層、數(shù)據(jù)支撐層與基礎(chǔ)設(shè)施層. 它們之間相互獨(dú)立, 又緊密聯(lián)系, 形成多層體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn), 其架構(gòu)如圖3所示.

圖3 水泥企業(yè)應(yīng)用集成平臺(tái)架構(gòu)

2.1 用戶訪問(wèn)層

用戶通過(guò)統(tǒng)一的登錄界面進(jìn)行訪問(wèn), 獲取權(quán)限內(nèi)的功能應(yīng)用. 統(tǒng)一登錄功能的設(shè)計(jì)采用基于角色的授權(quán)方法[8], 并引入權(quán)限的繼承與私有概念, 將管理理念滲透到統(tǒng)一登錄平臺(tái)中. 高權(quán)限的用戶可全部或部分繼承低權(quán)限用戶的非私有權(quán)限, 用戶的私有權(quán)限受到保護(hù), 不允許繼承. 此外, 用戶訪問(wèn)層與用戶進(jìn)行直接交互, 界面風(fēng)格需規(guī)范統(tǒng)一, 依據(jù)用戶所關(guān)心的具體內(nèi)容進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì), 為用戶提供友好訪問(wèn)界面.

2.2 應(yīng)用層

應(yīng)用層由生產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)管理、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等的實(shí)現(xiàn)流程及框架組成, 流程采用高級(jí)語(yǔ)言定制的方式實(shí)現(xiàn). 應(yīng)用層接受訪問(wèn)層業(yè)務(wù)請(qǐng)求, 在服務(wù)運(yùn)維層的輔助下, 與服務(wù)直接交互, 處理服務(wù)返回信息, 完成相關(guān)業(yè)務(wù)功能. 一個(gè)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)一般需要調(diào)用服務(wù)層的一個(gè)粗粒度服務(wù)與多個(gè)細(xì)粒度服務(wù). 應(yīng)用層與服務(wù)層相分離, 保證了服務(wù)的獨(dú)立性, 方便實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重組, 增強(qiáng)架構(gòu)的靈活性.

2.3 服務(wù)層

服務(wù)層包括企業(yè)內(nèi)部發(fā)布的服務(wù)和云端SaaS及其API. 水泥企業(yè)信息系統(tǒng)提供的服務(wù)一般有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理基服務(wù)、設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)、稱重計(jì)量服務(wù)、質(zhì)量檢驗(yàn)服務(wù)、報(bào)表服務(wù)、用戶管理與安全服務(wù)、能效分析基服務(wù)、辦公管理服務(wù)等. 在未采用面向架構(gòu)以前, 上述各個(gè)服務(wù)都是單獨(dú)的子系統(tǒng)提供. 在某種程度上來(lái)說(shuō), 子系統(tǒng)之間存在信息間隙, 比如存在異構(gòu)數(shù)據(jù)或同一數(shù)據(jù)由多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)維護(hù)等問(wèn)題. 這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可擴(kuò)展性不足, 例如若需要在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上新建應(yīng)急指揮平臺(tái), 應(yīng)急指揮平臺(tái)需要全面、有效的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備檢驗(yàn)診斷等信息, 同時(shí)需要急修、調(diào)度、客服人員管理等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)相配合, 單純依靠管理員登錄不同的業(yè)務(wù)子系統(tǒng), 操作相當(dāng)復(fù)雜, 既降低工作效率, 又無(wú)法獲取全面的信息資源. 服務(wù)層增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與協(xié)同能力.

當(dāng)水泥運(yùn)營(yíng)流程相對(duì)單一時(shí), 可通過(guò)人工分析進(jìn)行服務(wù)劃分, 但是隨著運(yùn)營(yíng)流程細(xì)化, 人工劃分科學(xué)性與可靠性受到質(zhì)疑. 服務(wù)粒度的粗細(xì)影響業(yè)務(wù)流程的柔性, 隨著業(yè)務(wù)服務(wù)平均粒度增大, 流程的柔性度將先逐漸增長(zhǎng), 達(dá)到一定的程度后將逐漸下降[9]. 因此, 本文采用服務(wù)最小粒度化、分類再聚合的思路, 結(jié)合水泥企業(yè)業(yè)務(wù)流程分析進(jìn)行服務(wù)劃分.

定義1. 服務(wù)基礎(chǔ)集SS(NM SF RU((NMi,&i),j) RD(((NMi,&i)),j) ID)

服務(wù)基礎(chǔ)集是指所有單粒度服務(wù)集合, 所謂單粒度服務(wù)是指不可再分服務(wù), 服務(wù)無(wú)中間結(jié)果, 服務(wù)內(nèi)部無(wú)對(duì)等服務(wù). 其中NM代表名字, SF代表提供服務(wù)的軟件, RU代表上級(jí)服務(wù)關(guān)系, RD代表下級(jí)服務(wù)關(guān)系, ID代表服務(wù)標(biāo)示. NM由一系列編號(hào)組成, 編號(hào)位數(shù)由服務(wù)等級(jí)決定, 服務(wù)編碼由服務(wù)內(nèi)容與服務(wù)提供軟件決定, SF由一系列編號(hào)組成, 編號(hào)由服務(wù)所屬部分, 及軟件主業(yè)務(wù)決定; RU是與該服務(wù)相聯(lián)系的上級(jí)服務(wù), 包括服務(wù)名稱NMi與關(guān)聯(lián)度&i, 關(guān)聯(lián)服務(wù)數(shù)量j, RD是與該服務(wù)相聯(lián)系的下級(jí)服務(wù), 包括服務(wù)名稱NMi與關(guān)聯(lián)度&i, 關(guān)聯(lián)服務(wù)數(shù)量j; ID為服務(wù)標(biāo)示, 表示服務(wù)類別, 通過(guò)服務(wù)標(biāo)示顯示是否為同一類可替換服務(wù).

定義2. 業(yè)務(wù)流集BF(BSi(BSij))(i, j為自然數(shù))

業(yè)務(wù)流集是指所有業(yè)務(wù)流的集合, 業(yè)務(wù)流用BSi(BSij)表示, BSij是組成業(yè)務(wù)流的具體業(yè)務(wù), 業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)流中順序存儲(chǔ).

定義3. 服務(wù)集SV(SVi(NM SF(sfi))ID(idi))

服務(wù)集是最終呈現(xiàn)在服務(wù)層的單粒度服務(wù)聚合后的服務(wù)的集合, 服務(wù)集中的服務(wù)用SVi(NM SF(sfi) ID(idi)), 聚合后的服務(wù)具有更強(qiáng)的獨(dú)立性, NM代表名稱, SF(sfi)代表提供服務(wù)的軟件集, ID(idi)為服務(wù)標(biāo)示, 表示聚合后服務(wù)內(nèi)部基礎(chǔ)服務(wù)的服務(wù)類別, 通過(guò)服務(wù)標(biāo)示, 顯示服務(wù)內(nèi)部基礎(chǔ)服務(wù)的可替換性.

以下是本文設(shè)計(jì)的大型水泥企業(yè)服務(wù)劃分算法:

算法: 水泥服務(wù)劃分算法

輸入: BF,SS

輸出: SV

方法:

服務(wù)基礎(chǔ)集對(duì)象的RU、RD均置零

for each 業(yè)務(wù)流BSi屬于BF

for BSi業(yè)務(wù)序列

業(yè)務(wù)序列匹配服務(wù)

if 服務(wù)匹配

掃描RU、RD,

if 已有服務(wù)關(guān)系, 則更新&i, 即&i加1

else 創(chuàng)建新的服務(wù)關(guān)系

end if

end if

end for

end for

for each Si屬于SS

if Si.RU.j=0or1 and Si.RD.j=0or1

服務(wù)劃分為A類服務(wù)

else

服務(wù)劃分為B類服務(wù), 表示服務(wù)為SVi

end if

end for

標(biāo)記A中所有Si為unvisited

do

隨機(jī)選取服務(wù)Si

標(biāo)記Si為visited

Si為sv

repeat

將sv的上、下級(jí)服務(wù)與A中unvisited服務(wù)進(jìn)行匹配

if 上級(jí)服務(wù)可匹配

將上級(jí)服務(wù)標(biāo)記為visited

聚合服務(wù)為sv

end if

if 下級(jí)服務(wù)可匹配

下級(jí)服務(wù)標(biāo)記為visited

聚合下級(jí)服務(wù)與sv替換原sv

end if

until sv無(wú)上下級(jí)匹配服務(wù)

輸出sv為SVi

標(biāo)記為C類服務(wù)

until 沒(méi)有標(biāo)記為unvisited的服務(wù)

通過(guò)算法, 得到細(xì)粒度的公共服務(wù), 即B類服務(wù), 以及粗粒度的專項(xiàng)服務(wù), 即C類服務(wù), B類服務(wù)與C類服務(wù)共同構(gòu)成服務(wù)集SV, 某水泥廠服務(wù)層劃分如圖3服務(wù)層所示. 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理服務(wù)、設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)、質(zhì)量檢驗(yàn)服務(wù)等為基服務(wù), 即B類公共服務(wù), 頻繁為外界提供服務(wù). 生產(chǎn)管理服務(wù)、財(cái)務(wù)管理服務(wù)等為C類專項(xiàng)服務(wù), 這類服務(wù)為粗粒度服務(wù), 服務(wù)于某個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén).

2.4 運(yùn)維層

運(yùn)維層接受和響應(yīng)用戶訪問(wèn)層來(lái)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求, 與服務(wù)提供層的服務(wù)進(jìn)行信息交互, 是用戶訪問(wèn)層與服務(wù)提供層的中介. 服務(wù)運(yùn)維層進(jìn)行平臺(tái)與服務(wù)的管理運(yùn)維, 為平臺(tái)運(yùn)行安全性與平穩(wěn)性提供保障, 該層包括業(yè)務(wù)邏輯庫(kù)、服務(wù)管理器、服務(wù)元信息庫(kù)、服務(wù)目錄、服務(wù)日志及服務(wù)配置文件等模塊.

2.5 數(shù)據(jù)支撐層

數(shù)據(jù)支撐層維護(hù)和管理公共平臺(tái)所有數(shù)據(jù)資源, 對(duì)不同來(lái)源、不同種類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理, 提供多種通用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口, 為平臺(tái)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐. 通過(guò)調(diào)用服務(wù)提供層的相關(guān)數(shù)據(jù)處理服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換、加載, 構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù), 為平臺(tái)數(shù)據(jù)挖掘及相關(guān)決策分析提供基礎(chǔ).

水泥企業(yè)現(xiàn)有信息存儲(chǔ)設(shè)備難以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)巨大生產(chǎn)數(shù)據(jù)量, 現(xiàn)主要采用數(shù)據(jù)覆蓋機(jī)制進(jìn)行存儲(chǔ)資源的節(jié)約, 因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)資源的極大浪費(fèi). 企業(yè)建立公有云數(shù)據(jù)中心與企業(yè)私有數(shù)據(jù)中心, 將非敏感數(shù)據(jù)存入公有云數(shù)據(jù)中心, 敏感數(shù)據(jù)存入企業(yè)私有數(shù)據(jù)中心. 數(shù)據(jù)運(yùn)維管理機(jī)制主要包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換機(jī)制、數(shù)據(jù)交互機(jī)制、數(shù)據(jù)規(guī)約機(jī)制、數(shù)據(jù)查詢機(jī)制、數(shù)據(jù)整合機(jī)制, 其中數(shù)據(jù)交互機(jī)制中的數(shù)據(jù)映射子機(jī)制, 主要通過(guò)目錄映射與定期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存設(shè)置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳與更新, 保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí), 為企業(yè)節(jié)省開(kāi)支[8].

2.6 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層位于最底層, 是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)與支撐, 提供開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、使用的基礎(chǔ)平臺(tái)和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩ǖ赖? 為上層“建筑”提供基本支持. 基礎(chǔ)設(shè)施層包括用戶操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 支持應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行的服務(wù)器系統(tǒng)和各類操作系統(tǒng)、各種存儲(chǔ)設(shè)備(系統(tǒng)), 還包括數(shù)據(jù)備份、容災(zāi)、備災(zāi)等保障數(shù)據(jù)安全的設(shè)備設(shè)施.

3 水泥企業(yè)典型服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 移動(dòng)服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著移動(dòng)終端設(shè)備的普及, 水泥企業(yè)逐漸產(chǎn)生了將現(xiàn)存信息系統(tǒng)中部分功能遷移到移動(dòng)平臺(tái)的需求. 在混合云環(huán)境下本文將移動(dòng)服務(wù)WebService部署到公有云, 為水泥企業(yè)職工提供人事管理、信息發(fā)布、遠(yuǎn)程辦公等服務(wù),并注冊(cè)到企業(yè)的UDDI服務(wù)注冊(cè)中心.企業(yè)職工可以通過(guò)下載相應(yīng)的智能手機(jī)客戶端軟件遠(yuǎn)程訪問(wèn)已發(fā)布的WebService, 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的應(yīng)用功能.

以信息發(fā)布服務(wù)為例, 查詢發(fā)布信息的時(shí)序圖如圖所示. 企業(yè)職工通過(guò)智能手機(jī)APP登錄之后, 選擇信息查詢服務(wù), 選擇具體日期, 點(diǎn)擊查詢按鈕將查詢請(qǐng)求通過(guò)WebService發(fā)送到Web服務(wù)器, 由相應(yīng)的程序?qū)φ?qǐng)求進(jìn)行解析, 然后查詢相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù), 將查詢結(jié)果返回給手機(jī)APP顯示到界面上. 移動(dòng)終端利用webservice和web服務(wù)器通信, 無(wú)論是調(diào)用哪一種具體服務(wù), 收到的數(shù)據(jù)都是xml形式, 因此移動(dòng)終端只需編寫(xiě)一種解析程序就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)的解析.

圖4 查詢發(fā)布信息時(shí)序圖

本文中移動(dòng)終端為Android平臺(tái), 獲取WebService的方法是調(diào)用第三方類庫(kù)kSOAP2. Android開(kāi)發(fā)的具體的實(shí)現(xiàn)方法如下:

STEP1: 導(dǎo)入所需的jar文件;

STEP2: 實(shí)例化SoapObject對(duì)象;

STEP3: 設(shè)置調(diào)用接口方法參數(shù), 本文中為日期參數(shù);

STEP4: 設(shè)置SOAP請(qǐng)求信息;

STEP5: 注冊(cè)Envelope;

STEP6: 構(gòu)建傳輸對(duì)象, 生成WSDL;

STEP7: 調(diào)用WebService;

STEP8: 返回xml格式文件.

3.2 設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)包括以下幾個(gè)子服務(wù), 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息獲取服務(wù)、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估服務(wù)、參數(shù)異常報(bào)警服務(wù)、故障診斷服務(wù)、設(shè)備故障報(bào)警信息服務(wù)、設(shè)備綜合監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果服務(wù). 通過(guò)設(shè)備運(yùn)行信息獲取服務(wù)獲取各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息, 設(shè)備狀態(tài)評(píng)估服務(wù)主要獲取經(jīng)計(jì)算后的幅值域(峰值、均值、均方根等)與設(shè)備震動(dòng)情況(實(shí)測(cè)值/初值), 為設(shè)備狀態(tài)評(píng)估提供邏輯數(shù)據(jù), 設(shè)備狀態(tài)評(píng)估分為健康、亞健康、不健康、病態(tài)等; 參數(shù)異常服務(wù)無(wú)輸入?yún)?shù), 該服務(wù)主要針對(duì)水泥廠關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè), 并返回是否報(bào)警及報(bào)警信息; 故障診斷服務(wù)為故障診斷邏輯模塊提供數(shù)據(jù)支持, 輸出功率值、幅值域參數(shù)等, 返回各指標(biāo)值; 設(shè)備故障報(bào)警信息服務(wù)提供某時(shí)間段的某設(shè)備或多個(gè)設(shè)備的報(bào)警信息; 設(shè)備綜合監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果服務(wù)主要服務(wù)于設(shè)備管理層領(lǐng)導(dǎo), 給出設(shè)備綜合信息狀況.

本服務(wù)中WebService是基于.NET平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn). 在.net平臺(tái)下, 新建一個(gè)WebService項(xiàng)目, 將相關(guān)功能邏輯分別封裝入該Web服務(wù)的Web方法中, 并修改其默認(rèn)XML命名空間, 保證其唯一性, 編譯后, VisuaI Studio. NET 將自動(dòng)生成相應(yīng)的 WSDL 文件, 生成網(wǎng)站, 即創(chuàng)建完設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷Web服務(wù). 本服務(wù)的webservice部署在企業(yè)內(nèi)部IIS之上. 將該服務(wù)發(fā)布到IIS時(shí), 需要?jiǎng)?chuàng)建虛擬目錄指針指向該服務(wù). 由于本系統(tǒng)中服務(wù)數(shù)量較多, 需要單獨(dú)描述每個(gè)服務(wù), 即在[WebMethod(Description ="對(duì)該服務(wù)的描述")]. Webservice中的設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)幫助界面如圖5.

圖5 設(shè)備檢測(cè)診斷服務(wù)幫助界面

以煤磨設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息查詢服務(wù)為例說(shuō)明服務(wù)方法的測(cè)試實(shí)現(xiàn). 點(diǎn)擊DRStatusInfo超鏈接, 出現(xiàn)圖6所示畫(huà)面, 輸入煤磨ID值、時(shí)間, false, 點(diǎn)擊調(diào)用, 即返回煤磨狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)xml結(jié)果, 如圖7所示, 包括設(shè)備名稱(EQUIPMENT)、返回時(shí)間(TIME)及煤磨的狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù), 其中煤磨狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)之間以“/”隔離, 格式為“煤磨參數(shù)編碼: 煤磨參數(shù)value”,當(dāng)有應(yīng)用程序調(diào)用該服務(wù)時(shí), 需要按照此協(xié)議進(jìn)行解析.

水泥集成平臺(tái)構(gòu)建過(guò)程中, 在服務(wù)注冊(cè)中心查詢到該服務(wù), 添加引用, 創(chuàng)建設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷服務(wù)代理對(duì)象, 通過(guò)該服務(wù)代理對(duì)象調(diào)用設(shè)備信息查詢服務(wù)方法.

4 實(shí)例分析

某水泥企業(yè)現(xiàn)有兩條日產(chǎn)5000噸的熟料生產(chǎn)線, 每條熟料生產(chǎn)線均配有余熱發(fā)電廠. 兩條生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)分別由西門(mén)子和浙大中控提供, 兩個(gè)發(fā)電廠的DCS系統(tǒng)分別由和利時(shí)和浙大中控提供. 此外, 磅房計(jì)量稱重系統(tǒng)(計(jì)量熟量料的出庫(kù)量和煤炭等原料的入庫(kù)量), 能源管理系統(tǒng), 及各個(gè)部門(mén)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng), 生產(chǎn)過(guò)程信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)原料管理系統(tǒng)是原有系統(tǒng)的遺留系統(tǒng), 其服務(wù)器平臺(tái)為J2EE. 報(bào)表系統(tǒng)、能耗信息管理系統(tǒng)為本次新增系統(tǒng), 主要為實(shí)現(xiàn)該水泥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程與管理決策的管控一體化, 實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化與業(yè)務(wù)重組. 本次所設(shè)計(jì)的面向服務(wù)的水泥企業(yè)應(yīng)用集成架構(gòu), 采用了Ajax、WebService 、Cristal 報(bào)表等技術(shù), 并將原有遺留子系統(tǒng)進(jìn)行信息集成, 基于.net平臺(tái)實(shí)現(xiàn)該企業(yè)的應(yīng)用集成平臺(tái).

平臺(tái)主要采用兩種方式進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部的信息系統(tǒng)應(yīng)用集成. 一種主要針對(duì)信息集成, 將對(duì)原有數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯操作封裝為Web服務(wù), 發(fā)布到IIS上, 生成服務(wù)目錄, 其他應(yīng)用有使用到相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)時(shí), 通過(guò)查詢服務(wù)目錄, 調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)操作服務(wù), 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取、錄入、及相關(guān)運(yùn)算; 另一種方式是針對(duì)遺留系統(tǒng)的升級(jí)或改造. 當(dāng)構(gòu)建web服務(wù)時(shí), 引用遺留系統(tǒng)的.dll文件, 可直接使用.dll文件中的公有方法, .dll文件作為服務(wù)的構(gòu)件, 可以實(shí)現(xiàn)功能的改進(jìn)與再創(chuàng)造. 此外, 針對(duì)云端Saas, 建立云端服務(wù)的目錄映射機(jī)制, 方便云服務(wù)集成.

所搭建水泥應(yīng)用集成平臺(tái)部分界面如圖8、圖9所示, 用戶進(jìn)入平臺(tái)后, 即可選擇所需服務(wù). 該企業(yè)信息系統(tǒng)完成集成后, 業(yè)務(wù)的邏輯更加分明, 改善了業(yè)務(wù)流程, 降低了系統(tǒng)二次集成成本與開(kāi)發(fā)難度, 減少了維護(hù)和管理集成系統(tǒng)工作量.

5 結(jié)語(yǔ)

本文在分析當(dāng)前水泥企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)流程及信息化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上, 綜合利用SOA與混合云的優(yōu)勢(shì), 應(yīng)用面向服務(wù)方法進(jìn)行水泥企業(yè)信息系統(tǒng)應(yīng)用集成架構(gòu)設(shè)計(jì), 在該架構(gòu)下, 具體邏輯業(yè)務(wù)由一系列相對(duì)獨(dú)立、低耦合、可重用的服務(wù)實(shí)現(xiàn). 以該架構(gòu)為基礎(chǔ)搭建了某水泥企業(yè)應(yīng)用集成平臺(tái), 該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息系統(tǒng)的集成、共享及遠(yuǎn)程訪問(wèn), 適應(yīng)于該企業(yè)集團(tuán)化、規(guī)?；目焖侔l(fā)展, 滿足科學(xué)管理、協(xié)同業(yè)務(wù)、流程優(yōu)化等信息化需求, 取得了良好的效果.

1 董鍇.水泥生產(chǎn)企業(yè)信息化戰(zhàn)略研究.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì), 2011,21(2):128–131.

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9 陳華,方丁,趙衛(wèi)東.SOA中業(yè)務(wù)服務(wù)粒度與流程柔性的關(guān)系研究.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2009,45(27):7–10.

Service Oriented Integrated Architecture for Cement Enterprise Information Systems

WANG Shao-Lin1, TIAN Chen-Lu1, MAO Xi-Shuang2, WEI Ren-Zheng1, LI Cheng1

1(Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China)2(Guangxi Wall-Materials Reform Office, Nanning 530028, China)

There is a need for procedure reorganization and business collaboration in cement enterprises. Aiming at this demand, the current operating circumstances and informatization status are analyzed in this paper. Based on the analysis, we apply service oriented methods in the integration for the cement enterprise application with comprehensive utilization of the advantage of hybrid cloud. A service partition algorithm for cement enterprise is designed. In addition, mobile services and equipment diagnosing services are illustrated in details. We build a cement enterprise platform for application integration based on the architecture which makes full use of the cloud and enterprise resources. Integration and sharing of the applications are realized. The remote access to the platform is achieved. The platform satisfies enterprise scientific management, process optimization, and business collaboration needs.

hybrid cloud; SOA; cement enterprise; application integration; architecture

廣西壯族自治區(qū)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2060402)

2016-04-16;收到修改稿時(shí)間:2016-06-12

[10.15888/j.cnki.csa.005561]