王存喜　朱瑞龍　林碩

摘要：針對卷煙行業(yè)的生產(chǎn)特點，面向卷煙行業(yè)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設計，采取當前主流的服務網(wǎng)格技術進行架構(gòu)設計，對各應用系統(tǒng)共享的核心業(yè)務數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，對上游應用和下游應用設計接口適配器，實現(xiàn)主數(shù)據(jù)的更新可實時同步于各應用系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在某卷煙企業(yè)應用，實現(xiàn)卷煙工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通，消除信息孤島，有效提升卷煙生產(chǎn)過程數(shù)字化、自動化、精益化和智能化，加強企業(yè)資源配置和制造管控。

關鍵詞：互聯(lián)互通;數(shù)字化;智能化

中圖分類號：TP319? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0019-03

智能制造已成為全球先進制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的前沿，如何進行制造業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型成為制造業(yè)在殘酷的市場競爭中爭取主動的關鍵[1]。基于互聯(lián)網(wǎng)+的新興技術的快速推進，為制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型提供有力支撐。

經(jīng)過長期的改革與發(fā)展，中國卷煙工業(yè)行業(yè)在數(shù)字化建設已取得卓越成效。出現(xiàn)了面向各個業(yè)務領域的信息成果，主要包括： ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）; MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）;WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統(tǒng)）; APS（Advanced Planning and Scheduling，高級計劃與排程）等。

數(shù)字化建設雖在生產(chǎn)過程管控等方面有顯著的成果和影響，但因數(shù)字化建設過程中的粗放性和缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，也隨之產(chǎn)生了一系列問題[2]。主要問題如下：1）隨著各個信息系統(tǒng)的深入應用，各個系統(tǒng)本身產(chǎn)生了大量的歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有著巨大的價值，其分析和挖掘有待加強。2）因數(shù)字化建設過程中，粗放性和缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，導致各個系統(tǒng)只針對自身業(yè)務領域，系統(tǒng)之間互不通信，因而形成信息孤島。3）從整個業(yè)務角度綜合考慮，存在一部分數(shù)據(jù)是各個系統(tǒng)都需要的公共數(shù)據(jù)，而數(shù)字化建設初期和建設過程中，缺乏對這一問題的認知和考慮，導致各個系統(tǒng)對這些公共數(shù)據(jù)單獨維護，采取各自唯一的標識方式，以至于同一數(shù)據(jù)在整個業(yè)務流中無法流轉(zhuǎn)。

主數(shù)據(jù)（Master Data）定義為一組核心的數(shù)據(jù)，各種應用均會使用。因而對各信息系統(tǒng)都會使用的核心數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，有利于全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通。

1 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

主數(shù)據(jù)（Master Data）是指核心的業(yè)務實體的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在多個異構(gòu)的應用系統(tǒng)中共享，比如工藝、產(chǎn)品、物料、資源、組織結(jié)構(gòu)等[3]。

MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）實現(xiàn)對主數(shù)據(jù)（Master Data）精確和一致的管理。MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）對數(shù)據(jù)的所有更新操作具有唯一執(zhí)行權(quán)，所有更新只會針對此單一的主數(shù)據(jù)（Master Data），同時所有更新同步于其他應用。因而對于核心的業(yè)務數(shù)據(jù)實現(xiàn)了精確和一致的管理，同時又可保證其他系統(tǒng)能實時獲取更新，是整個信息化建設的重中之重。

卷煙工業(yè)隨著信息化建設的逐漸深入和成熟，面向各個業(yè)務應用形成了“信息孤島”。 隨著應用的不斷增加和主數(shù)據(jù)（Master Data）的數(shù)量不斷增長時，為實現(xiàn)應用之間的數(shù)據(jù)同步，各應用通過點對點連接方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[4]。隨著這種連接越來越多，原來越復雜，也變得異常難維護。

因而主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所要解決的問題主要包括：1）建立統(tǒng)一標識;2）統(tǒng)一共享維度，建成合規(guī)，已清洗和標準化的單一數(shù)據(jù)源;3）建立與上游、下游系統(tǒng)之間的集成通道。

2 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)設計

微服務是一種軟件架構(gòu)設計技術，其基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務架構(gòu)）技術的衍生，相比于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務架構(gòu)）粒度更細，耦合度更低，復用更高，逐步成為企業(yè)級應用和分布式應用的首選技術架構(gòu)，同時也是云計算的首選軟件架構(gòu)。

微服務架構(gòu)在企業(yè)級應用的巨大優(yōu)勢，使微服務架構(gòu)很快成為主流架構(gòu)，其本身的便利性是一把雙刃劍，因其粒度更細，導致在一個大型應用中存在著大量的微服務接口，粒度的過細，導致一個業(yè)務被分割成多段。隨著整個系統(tǒng)的研發(fā)，這種接口越來越多，微服務之間的調(diào)用越來越復雜，無論開發(fā)還是維護都變得異常艱難。因而對于微服務的管理成為必需。

服務網(wǎng)格技術本身是對于微服務的管理技術。主要包括服務發(fā)現(xiàn)注冊、負載均衡、熔斷機制等。服務網(wǎng)格將微服務進行分類，分為提供者和消費者，同時以服務中心作為對外接口和微服務的管理中心。服務網(wǎng)格內(nèi)置負載均衡和熔斷機制，可以有效管理分布式應用。

服務網(wǎng)格的優(yōu)勢可以有效解決微服務規(guī)模過大的問題，同時又可充分利用微服務架構(gòu)技術的優(yōu)點，因而基于服務網(wǎng)格和微服務結(jié)合的架構(gòu)是當前最好的企業(yè)級應用架構(gòu)和云計算應用架構(gòu)。

React技術是當前主流的JS框架技術，Redux是一個狀態(tài)管理框架，其本質(zhì)是MVVM（Model-View-ViewModel）架構(gòu)，實現(xiàn)視圖與業(yè)務邏輯的分離。因而React和Redux技術的結(jié)合，是企業(yè)級應用前棧開發(fā)的主流框架。

通過對于當前主流框架的分析，面向卷煙工業(yè)的MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）架構(gòu)設計采取前棧和后棧分離[5]，后棧采取服務網(wǎng)格技術和微服務架構(gòu)，支持Rest接口，支持負載均衡、服務發(fā)現(xiàn)和服務注冊、熔斷機制等，前棧采用React和Redux技術。

3 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能設計

MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）功能包括：數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)元素管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則管理、數(shù)據(jù)權(quán)限管理、支持上游和下游App的數(shù)據(jù)集成接口管理、數(shù)據(jù)沖突管理、操作流程追溯管理等[6]。

主數(shù)據(jù)管理功能架構(gòu)如圖1所示。

1） 數(shù)據(jù)模型管理是MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）的核心模塊，是對主數(shù)據(jù)（Master Data）的識別、分類和抽象概括。

數(shù)據(jù)模型管理包括數(shù)據(jù)分類管理、模型管理、數(shù)據(jù)元素管理三個子功能。

數(shù)據(jù)分類管理是對于主數(shù)據(jù)（Master Data）建立分類標識，將主數(shù)據(jù)（Master Data）按照業(yè)務劃分為組織結(jié)構(gòu)類、資源類、生產(chǎn)工藝、物料等基本分類。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

模型管理是對于主數(shù)據(jù)（Master Data）進行識別，進行抽象概括，建立模型信息，是具體業(yè)務的體現(xiàn)，隸屬于某一數(shù)據(jù)分類。將主數(shù)據(jù)（Master Data）按照業(yè)務可定義為人員模型、部門模型、設備模型、工藝模型、BOM模型、角色模型、崗位模型、職稱模型、產(chǎn)品模型、物料模型等。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

數(shù)據(jù)元素管理是對模型屬性的定義，對模型屬性進行抽象概括，包括編碼、名稱、數(shù)據(jù)類型、組件類型、關聯(lián)模型、關聯(lián)屬性、主鍵、唯一標識、默認值、顯示標記、搜索標記、語義、為空標記等一系列屬性的定義。主要功能包括： 增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

業(yè)務人員添加新的分類，選擇某一分類，添加新的數(shù)據(jù)模型，選擇某一模型，添加該模型的元素信息。用戶在確認好數(shù)據(jù)模型后，可對該數(shù)據(jù)模型進行發(fā)布，系統(tǒng)進行模型創(chuàng)建[7]。

2） 主數(shù)據(jù)管理是基于數(shù)據(jù)模型管理的數(shù)據(jù)管理和可視化。主要功能包括數(shù)據(jù)模型的動態(tài)可視化，搜索條件的動態(tài)可視化、數(shù)據(jù)編輯的動態(tài)可視化，數(shù)據(jù)表格的動態(tài)可視化、數(shù)據(jù)管理等基本功能。

數(shù)據(jù)模型的動態(tài)可視化包括數(shù)據(jù)模型菜單的動態(tài)生成，數(shù)據(jù)分類信息的動態(tài)識別、模型信息的動態(tài)識別、數(shù)據(jù)模型排序信息、數(shù)據(jù)模型層級信息、數(shù)據(jù)模型父子關系識別等。

數(shù)據(jù)編輯的動態(tài)可視化包括關聯(lián)模型的動態(tài)識別、關聯(lián)屬性的動態(tài)識別、關聯(lián)數(shù)據(jù)的動態(tài)識別，關聯(lián)操作的動態(tài)和自動識別，模型屬性的動態(tài)生成，組件類型的動態(tài)關聯(lián)等。

數(shù)據(jù)表格的動態(tài)可視化包括數(shù)據(jù)展示列的動態(tài)生成，數(shù)據(jù)源的動態(tài)綁定。

數(shù)據(jù)管理包括增加、刪除、修改、查詢、導入、導出等功能。

3） 數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則管理是指主鍵數(shù)據(jù)依據(jù)規(guī)則生成，從而避免人員輸入導致的輸入錯誤等問題。數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則包括：順序生成規(guī)則、對象依賴生成規(guī)則、日期生成規(guī)則、固定編碼生成規(guī)則等;規(guī)則優(yōu)先級管理;數(shù)據(jù)連接符及補全規(guī)則管理等。

規(guī)則管理可對主數(shù)據(jù)中某些數(shù)據(jù)的生成規(guī)則進行歸納，錄入數(shù)據(jù)時由系統(tǒng)依據(jù)規(guī)則自動生成數(shù)據(jù)，避免人為錄入錯誤數(shù)據(jù)。

4） 權(quán)限管理是MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）的輔助功能模塊，實現(xiàn)路由管理、路由權(quán)限管理、頁面按鈕管理、頁面按鈕權(quán)限管理、與單點登錄系統(tǒng)集成等功能。

SSO（Single Sign On，單點登錄）實現(xiàn)一處登錄，可訪問所有授信的應用，是當前企業(yè)級管理軟件必須具備的一項功能，也是所有應用需要集成的一項功能。MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）與SSO（Single Sign On，單點登錄）集成，獲取當前用戶ID、用戶姓名、角色ID、路由等基礎信息，從而實現(xiàn)權(quán)限管理。

5） 數(shù)據(jù)沖突管理是主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一個核心功能也是解決信息孤島的關鍵功能。數(shù)據(jù)沖突管理功能模塊之所以重要是因為卷煙行業(yè)在信息化建設過程中缺乏規(guī)劃，導致關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)存在多個系統(tǒng)中，同時存在錯誤數(shù)據(jù)、冗余數(shù)據(jù)以及臟數(shù)據(jù)等，因而在數(shù)據(jù)集成時進行必要的沖突管理，可以有效杜絕臟數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)、有效保證數(shù)據(jù)的準確性和有效性。

6） 主數(shù)據(jù)同步實現(xiàn)MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）與其他應用共享主數(shù)據(jù)（Master Data）。主數(shù)據(jù)（Master Data）更新同步于其他應用系統(tǒng)。

主數(shù)據(jù)同步功能包括：接口信息定義、接口信息封裝、接口信息解析。各應用系統(tǒng)向主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行接口訂閱，注冊自己的接收數(shù)據(jù)模型信息;主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)更新時，向各個訂閱系統(tǒng)發(fā)布更新數(shù)據(jù)。

接口信息封裝包括：接口標識、數(shù)據(jù)模型標識、更新動作標識、操作人員標識、操作時間戳、數(shù)據(jù)列表等基本信息。

主數(shù)據(jù)同步功能需要保證數(shù)據(jù)的實時性，同時又需要保證MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)的性能，需要保證更新的唯一性、準確性，防止重復發(fā)送、錯誤發(fā)送、遺漏發(fā)送，因而在架構(gòu)設計上需要采用異步的架構(gòu)設計，同時需要提供監(jiān)控機制。

主數(shù)據(jù)同步架構(gòu)如圖2所示。

4 結(jié)束語

本文對卷煙行業(yè)現(xiàn)狀進行分析，提出適應煙草行業(yè)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設計方案，從根本上解決卷煙行業(yè)數(shù)字化建設過程中形成的“信息孤島”問題，從而打破各應用之間的消息壁壘和數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通。

以該設計方案開發(fā)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)已在某卷煙行業(yè)應用，實現(xiàn)了主數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，已取得成效。

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【通聯(lián)編輯：梁書】

收稿日期：2021-09-27

作者簡介：王存喜（1974—），男，遼寧沈陽人，經(jīng)濟師，工學學士，研究方向為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)設計與應用;朱瑞龍（1984—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，副研究員，工學碩士，研究方向為生產(chǎn)運作與管理設計與應用;林碩（1981—），男，遼寧沈陽人，副教授，工學博士，研究方向為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)設計與應用。