（计算数学专业论文）企业应用集成中公共信息模型的研究.pdf

摘要 如何在分布式异构环境下实现异构数据的交换，实现跨网络异构应用系统的 互连互通已经成为当前企业应用集成( e 舢) 建设研究的热点问题。q k 界近年来 己提出了多种跨网络数据交换实现技术，但当前技术运用于松散耦合，跨地域的 分布环境均存在这样或那样的问题，共有的问题主要包括耦合度大、传输成本高、 实施复杂等。x m l 和、e b 服务( w e bs e r v j c e s ) 技术的出现带来了新的实现方法。 x m l 作为独立格式是数据交换的理想介质。而w 曲服务提供了简单、廉价适用 的信息交换机制。 本文通过把新兴的w 曲服务技术体系架构与传统的面向组件的技术体系架 构进行对比，总结出w r e b 服务的技术比其他传统的面向组件的技术( 如： d c o w e j b 、r m i 方式，c o b r a ) 更适合企业应用集成( e a i ) 建设的理由。 在此基础上，我们讨论了基于w 曲服务技术架构解决企业应用集成过程中 跨网络异构应用系统之间的互连互通，实现异构数据交换的一个关键性问题：公 共信息模型( c i m ) 的建设问题。我们分别给出了a m 的定义( 内涵) ，拓展了 c i m 的外延，阐述了c i m 建设的必要性。在总结企业应用集成( e 舢) 建设的 方法论的基础上，我们提出了分层分区的c i m 建模的方法论并深入探讨了基于 管理层a m 的建模方法：我们提出了面向主题的建模思路，描述了企业建立基 于管理层的公共信息模型的一般过程应该分5 步完成。分别是( 1 ) 划分主题， 并按主题提取数据指标集；( 2 ) 增加权限控制、统一编码和规范数据结构；( 3 ) 运用纬度建模建立数据模型；( 4 ) 把数据模型转换为对象模型；( 5 ) 生产x m l s c h e m a 。运用这个方法我们建立了一个通用的基于管理层的信息模型m c i c i m ， 并在具体的企业应用集成项目中得到了应用，为今后企业e 灿建设中，建立基 于管理层的公共信息模型提供了一种有效的方法和思路。 中文关键词：企业应用集成、公共信息模型、w e b 服务、数据交换 2 c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l i n g i ne a ic o n s t r u c t i o n m 砌o r c o m p u t a t i o n a lm a t h e m a t j c s n a m e ：l iy 0 n g c h a n g s u p e i s o ep m f g u a nl t a i ，a s s o c i a t ep m f l ix 萱a o f u a b s t r a c t i nc u r r e n ty e a r s ，h o wt or e a l j z et h ee x c h a n g eo fd a t a 缸d 珀e r e n tf o 瑚a lb e t w e e n t h cd i s t r i b u t e ds y s t e m sa c m s si n t e m e th a sb e c nl h e h o t s p o t i i lt h ee m e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n( e a i ) c o n s t r u c t i o n o v e rt h ep a s tf e wy e a r s m a n y t e c l l i l o l o g i c sh a v eb e e nu s c df o rt h a t ，s u c ha sm j c r o s o f t ，sd i s t r j b u t e dc o m p o n e n t o b j e c tm o d e l ( d c o m ) a n ds u n sr e i n o t em a c l l i n ei m e g r a t i o n ( r m i ) ，b u tn o n co f t h e mw a sp a t t i c u l 甜l ye a s yt oi m p l e m e n t ，a n dt h e yd i dn o ta d d r e s st h en e e d so f d i s p a r a t es y s t e m su s i n gd i 丘b r e n to p e r a t j n gs y s t e m ，l a n g u a g ea n da r c h j t e c t u r e s t h e s e t e c h n o l o g i e se x i s tm a n yp m b l e m ss u c ha sh 唔hc o u p l i n gd e g r e e ，h i g ht r a n s m i s s i o n c o s ta n dc o m p l e xt oe x e c u t i o x m la n dw 曲s e r v i c e sb r j n gn e wm e t h o do fe 触 e x e c u t i o n a sa ni n d e p e n d e n tf o f m a t ，x m ld o c u m e n tf o r m a ti sa nj d e a lm e d j a t i o nf o r d a t ae x c h a n g e 1 v 怡bs e r v i c e ss u p p l ys i m p l e ，c h e a pa n da p p l j c a b l em e c h a n i s mf b r i l l f o r m a t i o ne x c h a n g e t h i sl h e s i sh a ss u m m a r i z e dt h er e a s o n sw h yw c bs e r v i c e s - b a s e dt e c h n 0 1 0 9 yi s m o r es u j t a b l ef o re 越c o n s t n l d j o nt h a no t h e rc o m p o n e n t - b a s e dt e c h n 0 1 0 9 ys u c ha s ： d c o m e j b ，r m ia n dc o b r at h r o u 曲t h ec o n t r a s tb e t w e e nw e bs e r v i c e s t e c h n 0 1 0 9 ya n do t h e rt r a d i t 王o n a lc o m p o n e m b a s e dt e c h n o l o g i e s b a s eo nt h ea n a l y s i sa b o v e ，w eh a v ed i s c u s s e dt h ec o m m o nl n f o r m a t i o n m o d e l i n 舀w h i c hi st h ek e yi s s u ei nt h ee 越c o n s t r u c t j o nb a s eo nw e bs e n ，i c e s w e h a v em a d ct h ed e f i 】1 “i o no f ( c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e dc i m ，c h a r a c t e tw h yw e n e e dt oc o n s t r u c tc i m m o r e o v e r ，b a s eo nt h es u m m a r yo ft h ee a ic o n s t r u d j o n 1 m e t h o d o l o g 弘w eh a v eb r o u 曲tf o r w a r dac i mm o d e l i n gm e t h o d o l o g yt h a ti sl a y e r e d a n dz o n a la n dd i s c u s s e dt h em e t h o d 0 1 0 9 yo ft h em a n a g e m e n tl e v e l - b a s e dc i m m o d e l i n g b a s eo nt h i sc l mm o d e l i n gm e t h o d 0 1 0 9 y ，w eh a v eb u j l da nm a n a g e m e n t l e v e l - b a s e dc o m m o nc i mn 啪e dm c - c i m a n du s et h em c c i mm o d e li 1 1ap r o j e c t t h ed i s c u s s i o na b o u tt h ec i mm o d e l i n gs u p p l y i n ga ne f i - c c t j v em e t h o dt o c o n s t r u c tm a n a g e m e n tl c v e l - b a s e dc i m ，w h i c hw mb eo fg r e a tb e n e f i tt ot h ee a i c o n s t r u c t i o n si nf i l t u r e k e y w o f d s ：e a i 、c i m 、w 曲s e r v j c e s 、d a t ae x c h 柚g e 4 1 1研究背景 第一章绪论 随着信息技术的不断发展，企业中的信息系统应用越来越多。这些系统应用 在不同的部门，彼此之问存在信息和数据的重复，没有畅通和完整的信息交流与 共享，如一个个的“信息孤岛”飘浮于企业信息海洋之中，这样就造成了企业经 常出现的信息和数据更新的不同步，业务处理的迟缓，跟不上市场变化节奏，从 而不能为市场提供准确的信息数据，以及不能适应迅速增长的各种服务需求。所 以，解决“信息孤岛”问题，已经成为企业信息化建设中遇到的最大难题。 1 1 1 异构数据交换问题的提出 在信息化建设的早期，对于信息的处理方式大多为大型主机集中处理，在这 种处理方式上，信息平台无论在物理上，还是逻辑上都是集中的，称为第1 代处 理方式。第2 代处理方式为客户端和服务器型的处理模式，在这种处理模式中， 存在着数量众多的服务器与客户终端，每增加一项应用功能就要增加相应数量的 服务器和客户终端，平台无论是在物理上还是逻辑上都是分散的。随着信息量的 爆炸式增长，这两种处理方式都己不能满足信息化发展的要求。在向第3 代信息 处理方式发展的过程中，由于不同行业应用需求的不同，第3 代信息处理方式开 始出现分化。 以银行业的数据大集中工程为代表，一些特殊行业在信息化发展过程中选择 了向“物理集中、逻辑集中”的方式回归的路线，它以服务器集群技术为依托， 体现了一种螺旋式上升的发展规律，其中最为典型的代表如银行的数据中心项 目。 但除了像银行这类特殊行业，对于包括电子政务在内的大多数行业的信息化 建设来说，耗资巨大的“物理集中、逻辑集中”显然既无可能，也无必要。另一 种方式则是在现有信息资源的基础上，通过采用平台软件技术，以“物理分散、 逻辑交换”的方式实现资源整合，这种新的整合方式对于地域广阔、系统众多、 应用复杂的电子政务等项目来说显得尤为重要。 7 近年来随着社会信息化的不断发展，政府、企业不断加强自身的信息化建设 以适应时代的发展。在信息化建设过程中，政府、企业各职能部门常常根据自身 的情况与需要，采用不同的技术和体系结构来建立自己的信息系统。并在应用发 展过程中积累了大量数据，并为存储和管理这些数据不断投资。然而，由于实施 数据管理系统的阶段性、技术性以及其它经济和人为因素的影响，以至即使在一 个单独系统应用，采用的数据管理系统也大不相同，从简单的文件数据库到复杂 的网络数据库，它们构成了庞大的异构数据。这些异构系统也就形成了一个个的 信息孤岛。 信息化的发展要求解决信息孤岛问题，实现这些大量的不同位置、不同格式 的数据的共享和相互访问，进而交换相关的业务数据，为企业、公众和内部系统 提供统一和一致的服务。各业务系统间，各个应用平台之间的互联互通，信息共 享，业务协同成为了电子政务、企业信息化深入发展最迫切需要解决的问题，而 解决这些问题的关键在于如何在各系统间进行有效的数据交换。 1 2 2跨网络环境下的异构数据交换 随着网络建设的发展，特别是i n t e m e t 网络的普及、信息化的发展，f 在改 变着企业传统运作方式。越来越多的企业、部门都在逐步依靠计算机网络、应用 系统来开展业务，同时也利用i n t e r n e t 来开展更多的商务活动。网络越来越成为 机关、单位、个人之间进行信息交流的一条重要途径。网络已经成为一条信息交 换的重要纽带。 在网络环境下如何在使用不同技术、具有不同功能、遵从不同标准的异构系 统之间，实现平滑和安全的数据交换与共享，是当前面临着的一个难题。特别是 当交换问题涉及到跨地域、跨部门、跨业务的应用。如何能建立一个面向信息资 源整合的跨地域、跨部门的应用技术框架，为横跨多个地域、跨业务实现的多部 门，或同部门多个机构的不同业务系统之问的数据交换，提供有效转换和交流的 安全信息交换平台，成为实施企业信息资源共享以及政府电子政务系统必须解决 的基本前提。 1 2 研究的意义 我们首先看看信息孤岛给企业信息化带来的危害 信息孤岛是目前企业信息化建设过程中非常严重的问题，足信息化提升效率 的重要瓶颈。信息孤岛的不良影响大致有以f 几个方面： 1 、新孤岛导致信息的重复输入和多口采集，影响数据的实时性、一致性和币确 性 彼此孤立的系统要顺利运行，必须对相同的数据重复输入，将一个系统中的 统计结果和计算结果输入到另一个系统中，使得大量的信息资源不能充分发挥应 有的作用，效率低下。由于数据来源的口径不一，不仅增加了不必要的额外的劳 动，而且经常造成数据不一致、不正确，使得企业领导面对不同来源的报表中不 一致的数据而无所适从，成为阻碍信息化进一步发展的障碍。 在手工操作的传统模式下，数据的不一致的错误可以用手工的方式“方便” 的进行修改，但是在信息化系统中，不一致的数据往往是统计和计算出来的结果， 不是简单的修改就能解决了的，面对牵一发而动全身的系统时，我们可能会束手 无策。由于数据的一致性不能保证，自然也会影响到数据的正确性，降低我们对 系统的信任。 2 、信息孤岛不能实现信息的及时共享和反馈，影响业务的顺利开展 信息不能及时、充分共享是信息孤岛的突出矛盾。如果企业中信息孤岛现象 严重，系统之间就会既不能有效实现信息共享，又影响业务的顺利执行。由此所 造成的信息共享、反馈难，就会使企业无法适应当今快速多变、全球化竞争的市 场环境，信息化作用无法得到体现。 例如，销售部门需要及时掌握产品库存信息，并及时了解销售订单处理情况， 又要随时知道产品价格变化情况，掌握销售回款情况。也就是说一个完整的销售 涉及到销售、库存、财务、订单处理等，在这些系统相豆独立的情况下，很多工 作仍然需要借助手工来完成，无形中增加了工作量，最终可能又退凹到全手工操 作方式。 3 、信息孤岛影响操作和决策支持 信息孤岛的存在难免导致一套系统套账广- 和密码，每个需要操作计算机的 人员要记住多个账户、登录口令，经常需要从一个系统退出再进入另一个系统， 9 给操作带来1 i 便。企业主管需要站在企业全局把握生产、经营情况，需要在产、 供、销的体化的基础上对企业人、财、物进行统筹管理，而孤立的信息系统无 法有效地提供跨部门、跨系统的综合性的信息。企k 管理者要求随时可得到市场、 财务、人力资源等实时的信息，迅速调动、消化企业资源以反映市场需求。在信 息孤岛普遍存在的情况下，各类数据不能形成有价值的信息，局部的信息不能提 升为管理知识，决策支持只能是空谈。 4 、企业信息孤岛的存在，影响信息化的集团化、行业化应用，制约企业电子商 务发展。【1 j 在互联网发展的今天，信息化已经开始从企业应用向网络化的集团应用、行 业应用推进。在网络环境下，企业作为集团总部或行业大系统的一个个节点，为 集团总部或行业总部及时提供生产、经营的指标数据，构建集团应用、行业应用 的神经系统。如果在企业节点上附着的是相互孤立的“单元”，这样的神经末稍 不能为总部的“大脑”及时提供信息，集团信息化和行业信息化也就成了无本之 木、无源之水。 电子商务对外要求与供应商、分包商、客户之间的沟通、协调和协作，对内 要求与企业内部的产、供、销环节实现一体化集成。当客户通过互联网订购企业 的产品时，企业需要从产品的原料供应、产品生产、产品销售出库、包装发运到 跟踪客户付款、原材料或新的备件订购进行一体化的网络化操作。这需要基于 w e b 的系统和现有的在企业中运行的后台应用系统之间的无缝集成，如果存在信 息孤岛，电子商务的效果可想而知。 由此可见“信息孤岛”问题已经严重地影响了企业信息化进程，阻碍生产力 的发展。而“信息孤岛”问题渐渐更多的表现为企业跨网络异构数据交换的需求。 所以，研究跨网络异构数据交换领域的问题，有重要的意义。 1 3 国内外的研究情况 1 3 1 现有数据交换技术 为解决跨网络交换这一信息共享的基本问题，业界提出了很多方案，较为传 统解决方案包括采用传统传输协议f t p ，e m l 等，或编写专用传输接口如w 曲 1 0 上传等。近年来提出采用分确j 式组件方式如d c o m e j b 、r m i 方式，c o r b a f c o m m o no b j e c tr e q u e s tb m k e r a r c h i t e c t u r e ) 方式。这些方案均在某一方面拥有独 特的优势，但也不可避免的存在这样和那样的问题。其中共有的问题包括： ( 1 ) 系统耦合性强，不适于松散系统的集成。 ( 2 ) 连接传输成本较高，多数方案需要专门配置以穿越网络防火墙实现互 连，个别情况下甚至需要专用线路或者特殊连接方式如v p n j 能实 现互连，其高昂的成本抑制了应用范围，特别是在异地环境下的应用。 而新兴的x m l 、w 曲服务( w 曲s e r 、，i c e s ) 技术的出现，为人们寻找一种廉价、 简单、有效的交换方式提供了可能的技术基础。其中x m l 数据规范为运行于广 域网不同节点的应用系统间进行数据交换奠定了基础：w 曲服务又使这些应用程 序间进行功能的调用成为可能。而矾r e b 服务采用s o a p 协议可以基于h 1 r p 协 议通讯，由于h t t p 在网络中广泛应用的事实，实际上为w 曲服务提供了几乎 无限的互连可能，使其可以轻松地穿越绝大多数的防火墙，与x m l 结合又使其 具有了数据交换能力。采用基于x m l 、w 曲服务技术实现跨网络异构数据交换， 也就成为了理想的交换方式，使跨网络协同的工作环境的建设成为可能。 1 3 2 公共信息模型的研究情况 由于公共信息模型( c i m ) 从一开始便被定义为：提供用于电、水、气工业 的生产、传输、分配、市场和零售的系统相互操作和应用的标准对象口l 。在电力 领域，a m 定义了电力工业标准对象模型，用于电力工程、规划、管理、运行 和商务等应用的开发和集成。它提供了描述电力对象及其关系的标准。 所以a m 模型技术规范的制定由来自e m s ( e n e t g ym a n a g e m e n ts y s t e m ) 厂 商和e m s 软件开发商的专家来提出，采用美国电力科学研究院( e l e c t r j cp o w e r r e s e a r c hi n s t i t u t e ，e p r i ) 的操作员培训模拟系统( o t s ) 为基础。 在9 0 年代中期，标准化的概念己经被业界广泛认可，在操作系统层面有 p o s i x 标准，在通讯层面有e t h e f i l e t 、t c 肌p 、i c c p 标准，在用户接口方面有 m o t i f xw i n d o w s 等标准，在数据库访问方面有s q l 2 。对于电力系统而言，急需 制定应用系统接口层面的标准。 1 9 9 3 年，美国电力科学研究院( e p r i ) 启动了“控制中心，应用接口”( c o m r o l c e n t e ra p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ，c c a p l ) 研究项目( r p 3 6 5 4 1 ) ”，其主要目 标是： 减少向e m s 中增加新应用所需要的费用和时间。 保护对e m s 中f 在有效工作的现有应用的投资。 促进不同系统控制中心内部以及控制中心与外部系统之间信息交换的 能力。 所采用的技术手段是为现有的应用系统提供一个基于公共信息模型和体系 结构的、独立于底层实现技术的集成框架。 建设开放的、标准的应用系统是一个很复杂的工程，一直是计算机行业的主 要目标，也是国际电工委员会以及其它标准化组织的目标。 在制定标准的时候，如何定位问题范围，是关系成败的一个关键。要把构建 开放系统涉及的方方面面的问题都纳入自己的问题范围，显然是不可能的，也是 没有必要的。c c a p i 项目采取的基本策略是：采用计算机行业的主流技术，专注 于电力控制中心系统的特殊需求，与其它组织的标准协调，避免重复工作。 在计算机行业，存在一些巨型的公司或集团，他们推出各自的开放系统技术， 进行着激烈的竞争。对于这种竞争，相对较小的e m s 开发组织是无力参与的， 只能够适应各种主流的计算机开放系统技术。在c c a p l 项目早期，就确定了适 应各种主流计算机开放系统技术的策略，并一直跟踪主流的计算机开放系统技术 的发展。 c c a p i 项目最初由以下几个部分组成： c c a p i 参考模型( r e f c r e n c e m o d e l ) c c a p i 公共信息模型( c o i n l 0 i l i n f o m a t i o n m o d e l ，c i m l c c a p i 公共数据访问规范( c o m m o n d a t a a c c e s s s p e c 访c a t i o n ，c d a ) c c a p i 报文总线接口规范( m e s s a g e b u s l l l t e 曲c e s p e c i 矗c a t j on m b i ) 在这个体系结构中，应用系统由可执行模块( e x e c ) 、本地数据( l 0 c a ld a t a ) 和要提供给其它应用的“公共数据集( p u b l i cd a t a s e t ) ”组成；系统之间的数据交换 通过“报文总线接口m b i ( m e s s a g eb u si n t e r f a c e ) ”进行；对持久化的公共数据的 访问通过“数据访问接口( d a t aa c c e s si n t e 血c e ) ”进行。持久化的公共数据实际 上就是数据库里的数据。数据访问d a 也称为公共数据访问f c o m m o nd a t a a c c e s s ，c d a ) 。呵执行模块和本地数据主要属于实现范畴，不是，j ：放系统需要 规范的内容：需要规范的是m b i 、c d a 和这两个接口所涉及的数据模型，即公_ 共 信息模型( c o m m o n1 n f o r m a t i o nm o d e l ，c i m ) 。 这项工作需要在不同的电力公司和e m s 系统供应商之问达成广泛的一致。 项目工作小组由来自e p r j 的管理代表、技术代表、电力公司、e m s 系统供应商 和软件开发商组成。 随着研究的逐步深入，在电力工业重组的市场背景下，对网络安全计算的 需求、对s c a d e m s 与d m s 集成的需求，使c c a p i 项目的范围逐渐超出控 制中心内部，扩展到发电、输电、配电领域，工作小组成员扩充到d m s 系统供 应商和d m s 系统软件开发商等。c c a p i 项目的用户需求发生了深刻变化。 同时，软件技术的发展进步使传统的自顶向下的软件工程设计方法向面向对 象的方法变化，组件技术或分布对象技术是其中一个很重要的发展方向。基于构 件技术的设计思想与软件工业发展总方向致，允许使用主流工具开发构件和组 织系统，这样c c a p i 工程的工作就可以集中于设计接口和事件。c c a p i 项目的 重点从为应用系统集成框架服务制定标准逐步转移到为访问、共享公共信息的组 件软件接口制定标准上来。 9 0 年代正是软件行业开放系统技术快速发展的时期，o m gc o r b a 、 m i c r o s o f tc o m ，d c o m c o m + n e t 、s u ne j b e a n s 组件软件技术先后涌现。 c c a p i 很快意识到应该把c c a p i 的总线建立在这些主流技术平台上，从1 9 9 9 年开始确立了基于组件软件的相对稳定的c c a _ p i 解决方案。 在新的c o 廿i 体系结构中，采用软件行业主流的组件执行系统作为集成基 础设施，直接使用组件执行系统提供的公用服务。c c a p i 本身只定义应用领域 特定的规范。参考模型( r e f e r e n c em o d e l ) 完全建立在组件模型上，公共信息模型 ( c i m ) 修改为面向对象结构，以通用建模语言1 ( u m l ) 来描述，并扩展了应用领域。 原有的接口规范( m b i ，c d a ) 统一为组件接l j 规范( c i s ) 。 1 9 9 6 年国际电工委员会第5 7 技术委员会第1 3 工作组f e m s a p i 工作组，i e c t c 5 7w g l 3 ) 开始与e p r i 紧密合作，在c c a p j 项目基础上启动i e ce m s a p i 项目，使c c a p i 项目的研究成果符合国际标准的规范，与其他国际标准化组织 相互l 办调，并推动标准的广泛实施。 c c a _ p l 的研究成果经1 e c t c 5 7 w g l 3 提交为i e c6 1 9 7 0 系列标准，包括： 第。部分：导则和总体要求 第二部分：术语表 第三部分：公共信息模型( c l m ) 第四部分：组件接口规范( a s ) 第五部分：组件接口规范映射 c i m 模型是一个电力系统的抽象模型，覆盖了1 e ct c 5 7 ( 控制与通信) 小组研 究的绝大多数领域，例如变压器、断路器、线路等设备对象，也包括发电计划、 备用容量、财务信息等逻辑对象。c i m 模型包含了电力系统对象的公共类接口、 属性和相互关系的详细描述，是电力系统的一种逻辑表达。 为方便起见，c i m 模型被分为几个包。i e c6 1 9 7 0 3 0 1 定义了c i m 的基础数 据集，提供了e m s 系统信息不同领域的逻辑视图，包括核心包、拓扑包、线路 包、检修包、保护包、量测包、负荷包、发电包和域包。i e c6 1 9 7 0 3 0 2 定义了 能量计划包、备用包和财务包。i e c6 1 9 7 0 3 0 3 定义了s c a d a 包。其中已经发 布的部分为；i e c 6 1 9 7 0 3 0 1 ( 2 0 0 5 3 ) ：e n e 唱ym a n a g e m e n ts y s t e ma p p l i c a t i o n m o 伊a mj n t e r f a c e ( e m s - a p i ) 一p a r t 3 0 1 ：c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ( c i m ) b a s e ( 能 量管理系统应用程序接口( e m s 枷i ) 一3 0 l ：公共信息模型( a m ) 基础) 正在工作 中的部分为：i e c6 1 9 7 0 3 0 2 ：e n e r g ym a n a g e m e ms y s t e ma p p l i c a t i o np r o g r a m i n t e r f a c e ( e m s a p l ) 一p a n 3 0 2 ：c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ( c i m ) 6 n a c i a l ，e n e r g y s c h e d u l i n ga n dr e s e r v a t i o n s ( 能量管理系统应用程序接口( e m s a p i ) 一3 0 2 ：公共 信息模型( c i m ) 财务、能源规划和储备) 【”。 由此可见，c i m 模型建模的问题还停留在业务层。而且相关的c i m 模型标 准还在制定当中。 1 4 本文的主要工作与组织结构 本文通过把新兴的w 曲服务技术体系架构与传统的面向组件的技术体系架 构进行对比，总结出w 曲服务的技术比其他传统的面向组件的技术( 如： d c 0 m e j b 、r m i 方式，c o b r a ) 更适合企业应用集成( e a i ) 建设的理由。 1 4 在此基础卜，我们讨论了采用w e b 服务技术解决企业应用集成过程中跨网 络异构应用系统之间的互连互通，实现异构数据交换的一个关键性问题：公共信 息模型( c i m ) 的建设间题。我们分别给出了a m 的定义( 内涵) ，拓展了a m 的外延，阐述了c i m 建设的必要性。在总结企、i k 应用集成( e a i ) 建设的方法论 的基础上，提出了分层分区的c i m 建模的方法论并深入探讨了基于管理层c i m 的建模方法。运用该方法，我们建立了一个通用的基于管理层的信息模型 m c c i m 。最后，我们给出了一个运用m c c i m 建立企业基于管理层c i m 的设 计方案。 本论文内容分成五章，第一章是绪论，主要对企业应用集成过程中实现分布 式异构应用系统的互联互通，实现跨网络数据交换问题提出的背景，研究此问题 的意义进行了叙述，分析跨网络异构数据交换技术应用现状，存在的主要问题以 及公共信息模型( c i m ) 建设的进展与现状。 第二章介绍了e a j 的简要历史，定义和分类，重点介绍了跨网络异构数据 交换的现有的主要技术架构，以及w 曲服务所采用架构和关键技术。并进行了 w 曲服务技术架构与传统跨网络数据交换技术架构的比较，指出了传统e 朋技 术架构的缺陷和w 曲服务技术架构的优越性。 第三章讨论了解决跨网络异构应用系统互连互通，实现跨网络数据交换的重 要问题：公共信息模型( c l m ) 建模。在本章中，我们给了c i m 的定义，拓展 了c i m 的外延，分析了a m 模型建设的必要性。提出了分层分区的c i m 建模 的方法论，深入探讨了基于管理层c i m 的建模方法：提出了面向主题的建模思 路，描述了企业建立基于管理层的公共信息模型的一般过程应该分5 步完成并运 用该方法建立了一个通用的面向管理层的c i m 模型( m c c i m ) 。 第四章我们给出了一个运用m c c i m 建立企业基于管理层c i m 的设计方 案。 第五章对本论文内容进行了总结，阐述了需要进一步研究的问题。 第二章企业应用集成( b u ) 介绍 2 1解决“信息孤岛”的措施 如一卜一章所述，信息孤岛的危害极大，已经严重地阻碍了我们企业信息化的 进一步深化。所以必须寻找到有效的途径解决企业信息化过程中的信息孤岛问 题。解决企业系统信息孤岛可以采用建立接口、升级替换、集成平台方式。 2 1 1 建立数据接口 建立数据接口是一种不彻底但有效的方法。针对一些业务上相对独立的系 统，这些系统可能由不同的供应商提供，全面升级又不可能，可以采用建立数据 接口方式实现系统之间的信息共享。接口协议建立后，由供应商负责自己系统的 修改，遵循接口协议在规定的数据存放地点存取所需要的数据。可是在信息技术 应用较早的企业中，往往 都有了很多在不同时期 购买或开发的独立信息 处理模块和信息子系统， 我们称之为遗留系统。每 当要新增一个子系统时， 企业大都希望能和原来 的系统进行集成，但是用 的信息系统十分庞杂，而新增加的子系统必须和遗留系统协调运作，既要接受遗 留系统a 的数据，还要将计算结果传递到遗留系统c 的函数。如果为每一套遗 留系统都开发相应的接口，工作量很大，而且一旦用户增加新系统，又要开发新 的接口。由于缺乏有效的信息系统战略规划，新系统和遗留系统的接口标准，从 数量上也同益变得无法管理。简单计算就可以看出，随着企业信息系统和模块数 量的增加，它们之间的接口数量将以平方关系增加对于像图2 1 那样仅含5 个应 用的系统来说，就需要1 0 个系统接口。而对一个应用了十几年信息技术的企业 来说，往往企业内有几十个系统，也就意味着需要丌发数以千计的系统接口。不 论从理论上还是从实践上，这都是不可接受的。 2 1 2 升级替换 升级替换就是采用升级的办法或用全新的系统替换旧系统，将l 口系统中产生 的数据导入到新系统中，从而消除现有信息孤岛。这种办法可以从系统运行环境、 数据库系统等统一起来，在数据整合的基础上实现系统的整合和业务的集成。或 者可以对企业信息化重新规划，对现有运行的系统进行全面的升级和替换。e r p 是其中典型代表。e r p 厂商有自己的套系统来解决采购、库存、生产、销售、 财务等等问题，原来所有的这些系统都要被放弃。对于那些没有维护价值和意义 的系统，进行升级替换是可取的做法。但是一个信息化程度较好的企业中可能有 几十个系统正在运行维护着。全部抛弃，重建新系统，会造成重复建设，资料浪 费。即便进行了升级替换，解决现有的“信息孤岛”问题。但这只是解决了燃眉 之急。随着企业信息化的逐步深化，升级了的新系统又不能满足企业业务发展和 信息化发展的需求，成为了新的信息孤岛。另外，随着信息技术的不断发展和信 息管理理论的不断更新，新的信息系统概念也层出不穷。仅仅是不同信息、系统 的缩写，就从早期的e d i ，d c s ，m i s ，e s ，o a ，到现在的m r p e r es c m ，c r m 等 等，即使是专业人士也不一定能正确地说出每一个缩写的含义，更不用说搞清楚 他们的具体内容了。但是，现实是很多企业都建设了或准备建设上面的缩写名称 中所表示的一个或几个系统。尽管e r p c r m ，s c m ，e c ，i s 等打包的软件解 决方案分别工作得很好，但它们建立了信息孤岛。和通用软件行业不同，即使企 业购买的都是所谓最先进的软件系统，也会发现它们之间不互相兼容、无法协同 工作即使是号称最先进的一些企业应用系统，都不断制造信息孤岛，使得企业 信息应用全面集成的蓝图无法实现。所以完全采用升级替代来解决企业信息孤岛 也并不可取。 2 。1 3 通过集成平台实现系统应用的集成 集成平台是可以适应于不同系统之间信息共享的通用工具，就是通过企业应 用集成( e 越) 技术将企业的业务流程、公共数据、应用软件、硬件和各种标准 联合起来，在不同企业应用系统之问实现无缝集成，使它们像个整体一样进行 、世务处理和信息共享。当在多个企业系统之间进行商务交易的时候，集成平台也 可以为不同企业之间实现系统集成。企业应用集成( e a i ) 凭借其松散耦合，川 扩展性高等特性成为解决信息孤岛的一条有效的途径。下面两小节将对e a i 的简要历史、定义及分类进行介绍。 2 2e a l 的简要历史 在2 0 世纪6 0 年代到7 0 年代期间，企业应用的目的大多是用来替代各种简 单重复性劳动，当时并没有考虑到企业数据的集成，唯一的目标就是用计算机代 替一些体力性质的工作环节。 到了2 0 世纪8 0 年代，有些公司开始意识到应用集成的价值和必要性。这是 一种挑战，很多公司的技术人员都试图在企业系统整体概念的指导下对己经存在 的应用进行重新设计，以便让它们集成在一起，然而这种努力收效甚微。 在9 0 年代，公司购买打包的软件解决方案比如e r p c r m ，s c m ，e c ，i s 等等。尽管这些打包的软件解决方案分别工作得很好，但它们建立了信息孤岛。 在许多场合，每个系统都会产生多余的信息( 如人员组织信息、订单处理信息等) 。 因此，当公共数据改变时，则只有通过手工在每个系统更新相关的信息，这一过 程很快会变得非常麻烦。最后，交叉存在于系统中的一些数据变成不一致。当人 们注意到因此而发生的数据重复输入、数据不一致和信息孤立的问题时，他们决 定找到一个方法以整合系统。从那开始，企业应用集成诞生了。 1 d c 认为，企业应用集成( e a i ) 服务市场将会是未来几年内i t 行业中增长最快 的部分。根据i d c 的调查，“这个市场上全球的营业收入会从2 0 0 0 年的5 0 亿美 元上升到2 0 0 5 年的2 1 0 亿美元，这意味着综合年增长率( c a g r ) 超过了3 0 。与 此相对应，整个i t 服务产业的同期综合年增长率预计为1 1 ”。i d c 还报道，北 美和西欧将产生9 0 的e m 的服务需求，而f = | 本和拉美将驱动剩下的需求。制 约e a l 发展的因素主要有：服务的价格、人们对e 舢的认识以及b 2 b 集成的挑 战。【6 1 2 3e a i 的定义和分类 企、世对应用系统进行集成的愿望由来己久，但企业应用集成作为一个固定的 概念提出，是最近儿年的事情。美国著名的i t 媒体i tt o o l b o x 对企业应用集成 的定义1 7 1 是：“通过硬件、软件、标准和业务过程的结合，实现两个或多个企业 系统之问的无缝集成，使它们能够统一运作”。一般意义上的e 脚是指通过建立 底层结构，来联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等，完成在企业内部 的e r p c r m ，s c m 、数据库、数据仓库，以及其他重要的内部系统之间无缝地 共享和交换数据的需要。 e 越的目标就是通过对不同的信息系统及不同的业务单元的集成和优化，在 企业范围内甚至整个供应链的范围内实现业务过程整合，使员工、决策者、客户 以及业务伙伴能够随时随地访问企业服务，这一目标是通过两个方式实现的： 方面，e 脚使现有的应用程序和数据库能够适用于新的环境，发挥新作用，即增 加了现有系统的系统柔性：另一方面，e 伽使新加入的数据和资源能够和原有的 资源一起协调工作，即提高了整个系统的可扩展性。 e a j 不仅包括企业内部的应用系统和组织集成，还包括企业与企业之间的集 成，以实现企业与企业之间信息交换、商务协同、过程集成和组建虚拟企业和动 态联盟等。尽管e a i 常常表现为对一个商业实体的信息系统进行业务应用集成 i n t r a - i n t e 野a t i o n ，但当在多个企业系统之间进行商务交易的时候，e 也表现 为不同公司实体之间的企业系统集成一i n t e r i n t e g r a t j o n ，例如扩展的供应链管理 ( e s c m ) ，客户关系管理( c r m ) ，虚拟企业( v e ) 和w 曲s e r v j c e s 等”。 e a j 技术和内容从不同的角度有不同的分类方法【9 】。从应用集成的对象来划 分可以分为面向数据的集成和面向过程的集成；从应用集成所使用的工具和技术 来划分的，可以分成六个层次，分别是平台集成、数据集成、组件集成、应用集 成、过程集成和业务对业务的集成m 】。如果从企业组织角度e 舢可分为水平的 组织内的集成、垂直的组织内的集成和不同组织间系统的集成。 对于这些诸多的集成概念，我们可以从广度和深度两个维度h 来将其总括起 来。从集成的深度上则从数据集成、应用系统的集成再到目前的面向过程的集成， 1 9 集成的难度和能够取得的效益都是不同的；而从广度上来讲，从最初的部门内集 成到部门问集成，及到企业范围内和企业问的集成。不管怎样，企业应用集成的 日的是实现在企业内外任何棚连的应用系统和数据源问无限制的分享数据和业 务过程。 2 4 当前企业应用集成的研究热点： 在当今企业的分布式计算环境中，跨网络异构性是一个很明显的特点。一个 企业的各个分公司可能分配在不同的城市，每个分公司内部网络可能包括有大型 主机、u n i x 工作站和p c 机。各种机器所采用的操作系统和网络通信协议也是 千差万别的。在这样的跨网络异构环境下实现跨网络异构系统的数据交换，实现 信息和软件资源的共享和集成是一项极大的挑战。 跨网络的异构数据交换，顾名思义涉及两个方面的内容：首先是异构数据的交 换，其次是跨网络的传输。毫无疑问任何跨网络的异构数据交换方式都必须首先 实现和满足上述两个方面的基本要求。 异构数据源的整合、交换是信息化建设过程经常遇到的一个现实问题。也是 制约各种应用信息系统协同和数据共享，并导致信息化建设重复投资的个重要 因素。 数据源异构性主要表现在两方面：【1 1 】 1 系统异构，即数据源所依赖的业务应用系统、数据库管理系统乃至操作系 统之间的不同构成了系统异构。 2 模式异构，即数据源在存储模式上的不同。存储模式主要包括关系模式、 对象模式、对象关系模式和文档嵌套模式等几种，其中关系模式( 关系数据库1 为 主流存储模式。同时，即便是同一类存储模式，它们的模式结构可能也存在着差 异。例如不同的关系数据管理系统的数据类型等方面并不是完全一致的，如d b 2 ， 0 r a c l e ，s y b a s e ，i n f o r m 政，s q l s e r v e r f o x p m 等。 2 4 1 编制专有的应用系统 为解决异地数据