李軼

（江蘇自動(dòng)化研究所，江蘇連云港 222006）

隨著全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與科技革命的不斷推進(jìn)，各類新興信息技術(shù)被應(yīng)用于先進(jìn)制造領(lǐng)域，現(xiàn)代制造業(yè)的智能化發(fā)展迎來了千載難逢的歷史機(jī)遇[1-4]。然而，當(dāng)前大多數(shù)軍工科研院所由于任務(wù)多樣、系統(tǒng)性強(qiáng)、交叉作業(yè)量大，在科研管理和生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在多頭管理、重復(fù)錄入等質(zhì)量問題[5-6]，導(dǎo)致跨信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成變得困難，嚴(yán)重制約了院所信息化、智能化的發(fā)展。

主數(shù)據(jù)(Master Data)是指在業(yè)務(wù)開展過程中產(chǎn)生的高價(jià)值的、在多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域及信息系統(tǒng)被廣泛使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[7]。通過建設(shè)主數(shù)據(jù)管理（Master Data Management，MDM）系統(tǒng)，一方面，軍工科研院所可以優(yōu)化各異構(gòu)信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互模式，提升主數(shù)據(jù)的高可用性[8-10]；另一方面，主數(shù)據(jù)管理面向的是項(xiàng)目管控、設(shè)計(jì)研發(fā)、采購(gòu)供應(yīng)、生產(chǎn)制造及售后服務(wù)等全價(jià)值鏈，可以幫助軍工科研院所逐步建成以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向、以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的信息化科研院所，從而提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 系統(tǒng)架構(gòu)及功能模塊設(shè)計(jì)

1.1 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)采用分層的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)[11-12]，包括數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層、數(shù)據(jù)集成層、主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用層。具體架構(gòu)如圖1所示。

1）數(shù)據(jù)源層：包括軍工科研院所已建的相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)及線下數(shù)據(jù)，作為主數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)集成的數(shù)據(jù)提供方。

2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層：建立數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)屬性標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)集成提供規(guī)范和指導(dǎo)。

3）主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)：包括數(shù)據(jù)管理層和數(shù)據(jù)集成層。指利用主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)編碼管理、數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)集成管理、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，并通過企業(yè)服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間主數(shù)據(jù)的集成與實(shí)時(shí)共享。

4）數(shù)據(jù)應(yīng)用層：基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理開展生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控、決策支持及大數(shù)據(jù)分析相關(guān)應(yīng)用的建設(shè)。

1.2 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2 所示。

1）數(shù)據(jù)模型管理：對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行統(tǒng)一定義、管理，支持結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)建模，為開展院所數(shù)據(jù)資產(chǎn)各項(xiàng)管理奠定基礎(chǔ)。通過該模塊可以對(duì)院所的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并且快速構(gòu)建可視化的數(shù)據(jù)模型。

2）數(shù)據(jù)應(yīng)用配置：對(duì)已經(jīng)構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)及相關(guān)配置的維護(hù)，包括數(shù)據(jù)管理模板、編碼規(guī)則管理、數(shù)據(jù)審核流程配置、數(shù)據(jù)查重配置等，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供多樣化的配置選項(xiàng)。

3）主數(shù)據(jù)管理：基于統(tǒng)一構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型，以流程驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)創(chuàng)建與變動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)院所主數(shù)據(jù)的全生命周期管理?？砂凑詹煌瑯I(yè)務(wù)分類和邏輯分類生成不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)建庫(kù)；并可支持基于應(yīng)用需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編組服務(wù)，形成新的數(shù)據(jù)視圖，并進(jìn)行存儲(chǔ)與管理?？蓪?duì)集中管理的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行查看、統(tǒng)一搜索，支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的多維度分類、定義、統(tǒng)一展現(xiàn)以及在線瀏覽。

4）數(shù)據(jù)集成管理：對(duì)數(shù)據(jù)資源管理需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理，支持集成系統(tǒng)的定義及集成接口的注冊(cè)，自定義配置集成規(guī)則及分發(fā)條件，并進(jìn)行集成數(shù)據(jù)的分發(fā)任務(wù)管理。

5）數(shù)據(jù)質(zhì)量管理：對(duì)集中管理的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行質(zhì)量控制，支持根據(jù)實(shí)際需要自定義質(zhì)量校驗(yàn)規(guī)則，配置質(zhì)量調(diào)度任務(wù)，輸出質(zhì)量報(bào)告與分析圖表，輔助數(shù)據(jù)維護(hù)人員控制并持續(xù)提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

6）數(shù)據(jù)管理運(yùn)行監(jiān)控：對(duì)平臺(tái)管理的數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控分析，從數(shù)據(jù)量、增量、集成交換情況、數(shù)據(jù)管理績(jī)效、數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面輸出報(bào)表和可視化圖形，掌握數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)、整改薄弱環(huán)節(jié)，輔助數(shù)據(jù)管理體系良性運(yùn)行。

2 數(shù)據(jù)集成管理功能設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)集成管理模塊體現(xiàn)了主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收、分發(fā)機(jī)制，是保證各信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步、業(yè)務(wù)共享的有效手段，是解決“信息孤島”的關(guān)鍵措施，也是主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)最重要的功能之一，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成管理功能設(shè)計(jì)如圖3 所示。

數(shù)據(jù)集成的核心是數(shù)據(jù)集成關(guān)系管理，或稱為數(shù)據(jù)流向定義，其內(nèi)容是主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)的采集來源系統(tǒng)與分發(fā)目的系統(tǒng)的定義[13-14]?；赪ebService 實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)調(diào)用程序，目的是系統(tǒng)都將開發(fā)好的符合主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成規(guī)范的接口注冊(cè)到主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，當(dāng)手動(dòng)或者自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)操作時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)通過數(shù)據(jù)集成關(guān)系自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)流，同時(shí)調(diào)用支撐數(shù)據(jù)流向的集成接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分發(fā)共享。數(shù)據(jù)集成管理功能模塊的主要特點(diǎn)如下[15-16]：

1）提供基于WebService 的自動(dòng)化組件用于數(shù)據(jù)集成，能夠無代碼實(shí)現(xiàn)新增主數(shù)據(jù)類型，并與外部信息系統(tǒng)共享；

2）提供常用數(shù)據(jù)集成接口，包括接收數(shù)據(jù)接口、接收數(shù)據(jù)并產(chǎn)生編碼接口、生成編碼并返回接口、數(shù)據(jù)文件獲取接口、啟/停用數(shù)據(jù)接口、查詢數(shù)據(jù)接口等，并能在線查看接口參數(shù)，輔助第三方信息系統(tǒng)進(jìn)行接口開發(fā)調(diào)試；

3）提供數(shù)據(jù)交換功能，可根據(jù)數(shù)據(jù)模型生成XML、JSON 格式的數(shù)據(jù)交換規(guī)范，支持xfire、axis、axis2、cxf 等服務(wù)類型，可在前臺(tái)配置數(shù)據(jù)交換規(guī)范的轉(zhuǎn)換規(guī)則，最大程度地適配第三方信息系統(tǒng)；

4）提供數(shù)據(jù)發(fā)送失敗自動(dòng)重發(fā)次數(shù)、數(shù)據(jù)分發(fā)時(shí)數(shù)據(jù)啟/停用狀態(tài)可配置及單次發(fā)送數(shù)據(jù)量的自定義；

5）提供數(shù)據(jù)手動(dòng)、自動(dòng)分發(fā)數(shù)據(jù)功能，提供接口狀態(tài)、集成狀態(tài)管理，提供基于模型及接口服務(wù)的數(shù)據(jù)初始化功能；

6）提供一套數(shù)據(jù)集成接口規(guī)范，指導(dǎo)第三方系統(tǒng)開發(fā)規(guī)范性、重用性良好的集成接口。

以物料數(shù)據(jù)為例，主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)生成的XML格式示例如下所示：

＜?xml version=”1.0”encoding=’UTF-8’?＞

＜LIST＞＜!—列表編碼—＞

＜COMPONET＞＜!—模型編碼—＞

＜CODE＞物料編碼＜/CODE＞＜!—varchar（40）—＞

＜NAME＞物料名稱＜/NAME＞＜!—varcha（r100）—＞

＜PK_MARBASCLASS＞物料分類＜/PK_MARBAS CLASS＞＜!—varcha（r20）—＞

＜MATERIALSPEC＞規(guī)格型號(hào)＜/MATERIALSPEC＞＜!—varcha（r100）—＞

……

＜MEMO＞備注＜/MEMO＞＜!—varchar（300）—＞

＜DATAID＞數(shù)據(jù)id ＜/DATAID＞＜!—varcha（r32）—＞

＜DATASTATUS ＞啟用狀態(tài)＜/ DATASTATUS ＞＜!—非空—＞

＜/COMPONET＞

＜/LIST＞

該XML 格式摒棄了傳統(tǒng)主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)接口規(guī)范中XML 文件中的XML 數(shù)據(jù)頭、XML 查詢參數(shù)等較復(fù)雜的輔助信息，整體簡(jiǎn)化了XML 文件結(jié)構(gòu)，使其能夠最大程度地靈活適配第三方信息系統(tǒng)，降低了XML 數(shù)據(jù)的接口解析成本，提高數(shù)據(jù)分發(fā)、接口調(diào)用效率。

3 集成接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與ERP、PLM、MES、項(xiàng)目管理系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)基于企業(yè)服務(wù)總線（ESB）集成示意圖如圖4 所示。

該文從主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)接收、分發(fā)數(shù)據(jù)兩方面出發(fā)，分別以MDM 系統(tǒng)向ERP 系統(tǒng)推送“物料”數(shù)據(jù)、接收ERP 系統(tǒng)的“往來單位”數(shù)據(jù)為例，從主數(shù)據(jù)的自身特點(diǎn)、數(shù)據(jù)源頭定義、接口設(shè)計(jì)及分發(fā)規(guī)范和分發(fā)機(jī)制進(jìn)行分析，突出說明系統(tǒng)集成接口設(shè)計(jì)科學(xué)合理、靈活規(guī)范。

3.1 MDM向ERP推送“物料”數(shù)據(jù)

“物料”數(shù)據(jù)是軍工科研院所在科研生產(chǎn)管理過程中最基礎(chǔ)的一類主數(shù)據(jù)，是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的基礎(chǔ)，涉及設(shè)計(jì)、采購(gòu)、庫(kù)存、生產(chǎn)等多個(gè)業(yè)務(wù)方向，無法由單一部門完成物料檔案信息的維護(hù)，一般在ERP、PLM、MES 等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中共享應(yīng)用。目前比較主流的ERP 產(chǎn)品都無法像MDM 系統(tǒng)一樣，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行靈活的屬性分組及流程化管理，因此該文將以MDM 系統(tǒng)為“物料”數(shù)據(jù)維護(hù)源頭，向ERP 推送“物料”數(shù)據(jù)為例進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，MDM 向ERP 推送“物料”數(shù)據(jù)示意圖如圖5 所示。

1）ERP 系統(tǒng)按照其系統(tǒng)自身集成接口規(guī)范開發(fā)“ERP 數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”，并提供給ESB 注冊(cè)發(fā)布；

2）設(shè)計(jì)部門、采購(gòu)部門業(yè)務(wù)人員在MDM 系統(tǒng)中完成物料數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)屬性及采購(gòu)屬性維護(hù)、審批后生效數(shù)據(jù)，MDM 系統(tǒng)會(huì)調(diào)用ESB 上注冊(cè)的“ERP 數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”，并按照ERP 系統(tǒng)需要的XML 格式將封裝好的數(shù)據(jù)發(fā)送給ERP 系統(tǒng)；

3）“ERP 數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”解析接收到的XML數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)更新到ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中（ERP 系統(tǒng)需要改造數(shù)據(jù)維護(hù)界面，不允許用戶手工新增數(shù)據(jù)并禁止修改主數(shù)據(jù)屬性，設(shè)置為只讀）；

4）若MDM 系統(tǒng)中更新了屬性（數(shù)據(jù)狀態(tài)用DATASTATUS 表示，1 代表生效，0 代表停用，如DATASTATUS=1 且編碼在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中不存在，則新增數(shù)據(jù)；DATASTATUS=1 且編碼在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中存在，則更新數(shù)據(jù)），生效時(shí)會(huì)同步調(diào)用ESB 上的“ERP數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”分發(fā)更新后的數(shù)據(jù)信息，從而保持主數(shù)據(jù)在各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中一致；

5）若MDM 系統(tǒng)中停用/啟用了某條物料數(shù)據(jù)（如DATASTATUS=0 則停用/刪除數(shù)據(jù)），生效時(shí)會(huì)同步調(diào)用ESB 上的“ERP 數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”分發(fā)停用/啟用數(shù)據(jù)信息，從而保持主數(shù)據(jù)在各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的一致。MDM 接口分發(fā)界面如圖6 所示。

3.2 MDM接收ERP“往來單位”數(shù)據(jù)

“往來單位”數(shù)據(jù)是軍工科研院所經(jīng)營(yíng)管理中最穩(wěn)定的一類主數(shù)據(jù)，是經(jīng)營(yíng)管理的基礎(chǔ)，一般在ERP、MES、項(xiàng)目管理系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中共享應(yīng)用。一般由ERP 系統(tǒng)維護(hù)客戶、供應(yīng)商的基本信息，通過MDM 系統(tǒng)分發(fā)至下游業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并依賴于事務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“往來單位”數(shù)據(jù)在ERP、MDM 系統(tǒng)中保存、生效關(guān)聯(lián)一致，一方面保證了數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)同步，同時(shí)也降低了源頭系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口調(diào)用、數(shù)據(jù)分發(fā)成本等。因此該文將以ERP 系統(tǒng)為往來單位數(shù)據(jù)維護(hù)源頭向MDM 系統(tǒng)推送“往來單位”數(shù)據(jù)為例進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，MDM 接收ERP“往來單位”數(shù)據(jù)示意圖如圖7 所示。

1）MDM 系統(tǒng)按照系統(tǒng)集成規(guī)范開發(fā)“MDM 數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)”后，提供給ESB注冊(cè)發(fā)布接口服務(wù)；

2）業(yè)務(wù)人員在ERP 下的客戶信息管理、供應(yīng)商管理中完成客戶數(shù)據(jù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)屬性維護(hù)、審批，然后保存數(shù)據(jù)（執(zhí)行事務(wù)，插入ERP 數(shù)據(jù)庫(kù)表），調(diào)用MDM 系統(tǒng)的生成編碼并返回接口（生效），并按照MDM 系統(tǒng)需要的XML 格式將封裝好的數(shù)據(jù)發(fā)送給MDM 系統(tǒng)；

3）MDM 生成編碼并返回接口（生效）解析接收到的XML 數(shù)據(jù)，并將設(shè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新到MDM 系統(tǒng)，完成賦碼，使數(shù)據(jù)生效，并自動(dòng)返回成功標(biāo)志及數(shù)據(jù)編碼；

4）ERP 接收并判斷返回信息是否為成功標(biāo)志，若成功，則將編碼回填到往來單位數(shù)據(jù)庫(kù)表中，并成功保存數(shù)據(jù)（提交commit 事務(wù)），若失敗，則保存數(shù)據(jù)失?。ǔ蜂Nrollback 事務(wù)）；

5）業(yè)務(wù)人員在ERP 中的客戶信息管理、供應(yīng)商管理中完成客戶、供應(yīng)商數(shù)據(jù)銀行賬戶子表的屬性維護(hù)并進(jìn)行保存（默認(rèn)為停用狀態(tài)），啟用數(shù)據(jù)后調(diào)用MDM 系統(tǒng)的接收子表數(shù)據(jù)接口（生效），實(shí)現(xiàn)銀行賬戶子表信息同步。

MDM 接口調(diào)用界面如圖8 所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

該文首先從主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)背景、建設(shè)架構(gòu)、功能模塊方面全面簡(jiǎn)述了系統(tǒng)建設(shè)的意義及思路；接著重點(diǎn)對(duì)主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成管理模塊功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明；最后結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，分別從系統(tǒng)接收、分發(fā)兩個(gè)數(shù)據(jù)集成方向，針對(duì)與ERP 系統(tǒng)進(jìn)行物料、往來單位兩類主數(shù)據(jù)的交互，提出了對(duì)不同業(yè)務(wù)需要、不同種類主數(shù)據(jù)的個(gè)性化接口設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步提升了接口的靈活性與規(guī)范性。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某軍工科研院所，為科研生產(chǎn)過程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，對(duì)其他各軍工科研院所的數(shù)據(jù)治理及信息系統(tǒng)集成具有一定的指導(dǎo)意義。