◆楊紹雄 韓戈白 陳柯 閆龍

行業(yè)與應(yīng)用安全

主數(shù)據(jù)全生命周期管理在航空行業(yè)的應(yīng)用

◆楊紹雄1韓戈白1陳柯2閆龍2

（1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所 江蘇 210000；2.中部戰(zhàn)區(qū)空軍保障部信息保障室 北京 100000）

現(xiàn)階段，航空行業(yè)中圍繞航空器的數(shù)據(jù)使用與管理現(xiàn)狀展現(xiàn)出數(shù)據(jù)定義及表示模糊、數(shù)據(jù)整合率低、數(shù)據(jù)質(zhì)量低和數(shù)據(jù)不可追溯的問題。為了解決這些問題，本文梳理出以航空器為核心的航空行業(yè)主數(shù)據(jù)，并建設(shè)主數(shù)據(jù)全生命周期管理平臺(tái)，通過元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理、質(zhì)量規(guī)則管理和作業(yè)工廠等功能完成對(duì)主數(shù)據(jù)的全生命周期管理，構(gòu)建高整合、高質(zhì)量、多主題、可溯源的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)商店、數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

主數(shù)據(jù)；全生命周期管理；數(shù)據(jù)治理

隨著航空行業(yè)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，圍繞航空器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變得愈發(fā)復(fù)雜，不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理時(shí)可能遇到數(shù)據(jù)定義不清晰、數(shù)據(jù)整合率低、數(shù)據(jù)質(zhì)量低和數(shù)據(jù)不可追溯等問題，使提高各系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)連貫性和數(shù)據(jù)完整性變得困難，對(duì)核心業(yè)務(wù)實(shí)體的跨業(yè)務(wù)協(xié)同和跨系統(tǒng)共享成了挑戰(zhàn)。

1 航空行業(yè)數(shù)據(jù)使用現(xiàn)狀與主數(shù)據(jù)全生命周期管理

1.1 航空行業(yè)數(shù)據(jù)使用現(xiàn)狀

當(dāng)前各個(gè)航空部門業(yè)務(wù)信息化建設(shè)逐漸普及，圍繞航空器從研制、訂購(gòu)到使用、維修的業(yè)務(wù)流程都將產(chǎn)生大量可追溯的數(shù)據(jù)。但各個(gè)部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)各自為政，煙囪林立，與航空器相關(guān)的重要數(shù)據(jù)散布在各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，使得在處理跨部門、跨業(yè)務(wù)的綜合分析時(shí)會(huì)遇到以下問題：

（1）數(shù)據(jù)定義及表示模糊

同一類數(shù)據(jù)在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中各自表述方法、管理方法和統(tǒng)計(jì)方法不一致導(dǎo)致不同部門中的核心數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異，數(shù)據(jù)定義的不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失以及不統(tǒng)一的編碼方式使數(shù)據(jù)變更、整合和交互過程變得困難[1]。

（2）數(shù)據(jù)整合率低

圍繞航空器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)涵蓋從研制直至退役的全系統(tǒng)、全壽命、全要素的周期管理活動(dòng)，業(yè)務(wù)種類繁多。航空器各個(gè)生命周期的活動(dòng)由不同的業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)，數(shù)據(jù)散布在各個(gè)業(yè)務(wù)之中，并且部門之間橫、縱向業(yè)務(wù)關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致數(shù)據(jù)整合率低，缺失對(duì)數(shù)據(jù)的整體視角。同時(shí)，分散的數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)對(duì)照和映射關(guān)系復(fù)雜，影響了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合的及時(shí)性和準(zhǔn)確率。

（3）數(shù)據(jù)質(zhì)量低

數(shù)據(jù)在使用過程中不可避免地產(chǎn)生了偏差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)產(chǎn)生缺失、錯(cuò)誤和冗余等現(xiàn)象，數(shù)據(jù)整體價(jià)值降低，無法滿足各業(yè)務(wù)部門對(duì)管理對(duì)象的精細(xì)化管理需求[2]。

（4）數(shù)據(jù)不可追溯

對(duì)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、使用和變更等行為缺少信息化管理工具和手段，信息在業(yè)務(wù)部門之間的流轉(zhuǎn)缺少記錄，使得數(shù)據(jù)缺少可追溯的完整數(shù)據(jù)鏈。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)無法快速定位問題來源，確定責(zé)任人和尋找解決方法，影響問題解決的速度。

1.2 主數(shù)據(jù)全生命周期管理技術(shù)概論

（1）主數(shù)據(jù)

主數(shù)據(jù)（Master Data）是指具有高度業(yè)務(wù)價(jià)值的、可以在企業(yè)內(nèi)跨越各個(gè)業(yè)務(wù)部門被重復(fù)使用的數(shù)據(jù)，是單一準(zhǔn)確、權(quán)威的數(shù)據(jù)來源[3-5]。

與業(yè)務(wù)型和分析型數(shù)據(jù)相比，主數(shù)據(jù)具有特征一致性、識(shí)別唯一性、長(zhǎng)期有效性和業(yè)務(wù)穩(wěn)定性幾個(gè)特征[6]。特征一致性是指主數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)分析的對(duì)象層次中活動(dòng)的特征一致。識(shí)別唯一性主要體現(xiàn)在同一主數(shù)據(jù)實(shí)體在不同的場(chǎng)合需要有唯一的標(biāo)識(shí)。長(zhǎng)期有效性是指主數(shù)據(jù)對(duì)象貫穿了整個(gè)業(yè)務(wù)周期的活動(dòng)范圍，同時(shí)也表達(dá)了主數(shù)據(jù)自身應(yīng)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定不變的特性。業(yè)務(wù)穩(wěn)定性體現(xiàn)在主數(shù)據(jù)本身的特征不會(huì)隨著業(yè)務(wù)的演變而變化，能廣泛應(yīng)用于不同的業(yè)務(wù)需求，是隨時(shí)能支撐業(yè)務(wù)活動(dòng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（2）主數(shù)據(jù)全生命周期管理

主數(shù)據(jù)的全生命周期是指主數(shù)據(jù)從獲取、轉(zhuǎn)化、校驗(yàn)、發(fā)布、申請(qǐng)、分發(fā)、應(yīng)用、變更到最終核銷的整個(gè)生命歷程。對(duì)主數(shù)據(jù)整個(gè)生命周期的集中管理稱為主數(shù)據(jù)全生命周期管理，這種集中管理體系改變了原本分散管理中的平臺(tái)不統(tǒng)一、流程不一致、標(biāo)準(zhǔn)有差異、嚴(yán)重依靠人工檢驗(yàn)等問題，實(shí)現(xiàn)了從分散到集中、從片面到全局、從人工非專業(yè)到自動(dòng)化作業(yè)流程管理的轉(zhuǎn)變，完成了高質(zhì)量并且唯一準(zhǔn)確和規(guī)范的主數(shù)據(jù)建設(shè)，為各個(gè)部門業(yè)務(wù)活動(dòng)流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)分析報(bào)表和決策分析提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[7-9]。

2 主數(shù)據(jù)全生命周期管理構(gòu)建關(guān)鍵功能

為解決航空行業(yè)數(shù)據(jù)使用現(xiàn)狀體現(xiàn)出來的幾個(gè)缺陷，本文設(shè)計(jì)和建設(shè)的主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中幾個(gè)重要的功能設(shè)計(jì)如下。

2.1 主數(shù)據(jù)識(shí)別

要對(duì)主數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，首要任務(wù)就是對(duì)業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行梳理，識(shí)別業(yè)務(wù)問題，定義主數(shù)據(jù)主題區(qū)域[10]。航空行業(yè)的關(guān)鍵主數(shù)據(jù)可以定義為通用數(shù)據(jù)、航空器、組織機(jī)構(gòu)和人員、供應(yīng)商和客戶、保障設(shè)備器材、設(shè)施、財(cái)務(wù)、項(xiàng)目、知識(shí)類信息等幾大類[11]。

2.2 元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

元數(shù)據(jù)是指描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其使用目的在于識(shí)別資源、評(píng)價(jià)資源、追蹤資源在使用過程中的變化，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單高效地管理大量數(shù)據(jù)，信息資源的有效發(fā)現(xiàn)、查找、一體化組織和對(duì)使用資源的有效管理[8]。在物理層面，對(duì)底層各個(gè)業(yè)務(wù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表的元數(shù)據(jù)定義越精準(zhǔn)，整個(gè)主數(shù)據(jù)管理越有效。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義了各種主數(shù)據(jù)對(duì)象的編碼體系，提供了主數(shù)據(jù)對(duì)象的編碼和變更流程，包括業(yè)務(wù)對(duì)象的數(shù)據(jù)項(xiàng)定義、域定義、枚舉值范圍和數(shù)據(jù)來源等，為業(yè)務(wù)之中的數(shù)據(jù)交互提供了標(biāo)準(zhǔn)。

通過對(duì)元數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定義和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施可以有效解決數(shù)據(jù)定義和表示模糊的問題，為主數(shù)據(jù)管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 質(zhì)量規(guī)則

質(zhì)量規(guī)則主要包括編碼規(guī)則、引用規(guī)則和字段校驗(yàn)規(guī)則，是驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的核心要素。編碼規(guī)則與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相輔相成，為數(shù)據(jù)中字段的編碼方式提供準(zhǔn)則，統(tǒng)一引入平臺(tái)中的數(shù)據(jù)字段定義。引用規(guī)則為字段提供標(biāo)準(zhǔn)的枚舉值范圍。字段校驗(yàn)規(guī)則主要為數(shù)據(jù)字段提供多種規(guī)范化方法。數(shù)據(jù)質(zhì)量管理通過對(duì)數(shù)據(jù)表的字段設(shè)置質(zhì)量規(guī)則，對(duì)平臺(tái)中流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)檢查，識(shí)別出重復(fù)、缺失和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正與人工干預(yù)相結(jié)合的方法去除噪聲數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量，為航空行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)精細(xì)化管理提供保障[12]。

2.4 作業(yè)工廠

作業(yè)工廠模塊主要以自動(dòng)化作業(yè)的形式管理接入平臺(tái)的主數(shù)據(jù)獲取、轉(zhuǎn)化、校驗(yàn)、發(fā)布過程，形成以主數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的、集成的、非易失的并且隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)集合，用以支持經(jīng)驗(yàn)管理中的決策制定過程。因此數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)側(cè)重于從決策者的角度來組織數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)整合、分類成多種主題的數(shù)據(jù)集合。

作業(yè)管理搭配數(shù)據(jù)源配置和數(shù)據(jù)分類配置，可以將多個(gè)異種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)按照不同的主題集成，通過給表項(xiàng)打上分類標(biāo)簽來進(jìn)行數(shù)據(jù)多維度的整合。

同時(shí)，通過在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程中隊(duì)數(shù)據(jù)表添加數(shù)據(jù)來源、作業(yè)時(shí)間等作業(yè)字段，使整個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程有源可溯。而數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的非易失性和隨時(shí)間變化的特性表明存在于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)是按時(shí)間累加的數(shù)據(jù)，可以從不同版本的數(shù)據(jù)中推算數(shù)據(jù)演變過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)來源和變化的完整記錄。

通過作業(yè)管理形成以主數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，使平臺(tái)內(nèi)的數(shù)據(jù)從不同的維度高度整合，并且可以追溯數(shù)據(jù)生成和演變的全過程。

作業(yè)工廠最終完成對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)布，可供用戶申請(qǐng)和使用。整個(gè)主數(shù)據(jù)的全生命周期管理如圖1所示。

3 總結(jié)

本文針對(duì)航空行業(yè)圍繞航空器的數(shù)據(jù)使用過程體現(xiàn)出來的缺陷，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了主數(shù)據(jù)全生命周期管理平臺(tái)。本文首先通過梳理航空行業(yè)各部門實(shí)際業(yè)務(wù)需求，整理出以航空器為核心的主數(shù)據(jù)。通過主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理來統(tǒng)一并準(zhǔn)確地定義每一個(gè)數(shù)據(jù)表項(xiàng)，避免數(shù)據(jù)實(shí)體在不同業(yè)務(wù)中識(shí)別困難的問題。通過質(zhì)量規(guī)則設(shè)置和質(zhì)量檢查篩選出有噪聲的數(shù)據(jù)并進(jìn)行修正，提高數(shù)據(jù)整體質(zhì)量。通過作業(yè)工廠來管理數(shù)據(jù)的獲取、轉(zhuǎn)換、校驗(yàn)和發(fā)布過程，形成高整合、多主題、可溯源的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，供后續(xù)數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能等數(shù)據(jù)應(yīng)用提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖1 主數(shù)據(jù)全生命周期管理

[1]鄧林. 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在大型企業(yè)中的應(yīng)用[J]. 煉油與化工，2019，30（02）：59-61.

[2]宋金玉，陳爽，郭大鵬，等. 數(shù)據(jù)質(zhì)量及數(shù)據(jù)清洗方法[J]. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2013，004（005）：63-70.

[3]王春麗. 基于主數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 電腦編程技巧與維護(hù)，2019（9）.

[4]歐志洪，胡天牧，康永 . 淺談主數(shù)據(jù)管理應(yīng)用問題治理[J]. 電子世界，2018.

[5]趙飛. 基于全生命周期的主數(shù)據(jù)管理：MDM 詳解與實(shí)踐[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2015：66.

[6]張玉爽. 企業(yè)主數(shù)據(jù)管理方法研究及實(shí)踐[J]. 現(xiàn)代信息科技，2019，3（05）：117-119.

[7]和軼東，張怡，曹乃剛.SAP MDM 主數(shù)據(jù)管理[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2013：1-3.

[8]房俊彥. 集團(tuán)型企業(yè)的主數(shù)據(jù)管理[J]. 信息與電腦（理論版），2019，420（02）：162-163.

[9]羅莉.主數(shù)據(jù)管理在信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 電子世界，2012（7）.

[10]陳亞杰，董俊，鄭芳霖，王洋.淺析企業(yè)信息化發(fā)展之主數(shù)據(jù)管理[J]. 船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師，2015（4）.

[11]亓東霞，馬琳，張永京，等. 企業(yè)業(yè)務(wù)主數(shù)據(jù)建設(shè)與應(yīng)用研究[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019（6）.

[12]魏健，葉安娜，楊春. 指揮信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系[J]. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2020（002）：85-88，93.