（系统工程专业论文）企业集成中的组织集成与信息集成.pdf

华中科技大学博士学位论文 摘要 i 企业集成是为使整个企业的行为和运作与企业的战略目标一致，通过改进企业内部 的通讯、合作和协作，整合整个组织的物流、信息流、决策流和控制流，从而将信息、 资源、戍用以及人与企业的功能结合起来。企业集成的基本思想是系统科学思维的具体 应用，企业集成是层次性集成和整体性集成的统一。 企业集成的研究领域很广，如何在众多的研究领域中选取一些适合的研究内容，以 形成套解决企业集成实际问题的思路，这是本文的研究取向。7 本文在对企业集成的相关方面进行详细的综述和分析的基础上，给出本文的研究框， 架，并讨论了企业集成中的系统工程概念。本文明确提出企业集成应当定何于企业经营 管理过程的决策支持的角度，同时讨论了企业集成的评价准则，提出了企业集成的评价 体系。 企业集成框架是企业集成中的基本问题，在基本概念的基础上本文研究了企业集成 的框架问题，对目前已有的企业集成框架进行了对比研究，同时提出了基于角色、对象 与a g e n t 的多层企业集成框架结构，利用其各自的特点分层次、分阶段地解决企业集成 问题。 本文借鉴社会学中的角色分析方法，采朋角色作为功能区域划分的方式，提出采用 角色分析的方法，通过建立角色模型和角色关系模型，规划业务职能，分析企业中各种 角色和角色之问的交互关系，确定“边界角色”，并对其提供支持。 本文对丁企业集成中的建模支持也进行了研究。本文提出企业模型应当建立在活动 分析的基础上，使其有较好的表达能力和可重用性。本文采用本体论的形式支持企业的 动态建模，在刻划情景演算的多类逻辑的基础上，给出了基于本体论的动态企业模型， 并采用该多类逻辑描述了各个本体，f = 给出了企业模型的两种实施方法。 冲突在企业中是广泛存在的，企业集成应当对其解决提供支持。，本文提出采用约束 满足方法作为企业集成q ，冲突消解的统一方法，给山了克服潭没效应的割集一优化解及 其求解思路提出采用分层柔性约束满足来求解企业集成的冲突消解问题，并给出了求 解的步骤。 为了验证本文提出的各种方法，针对“三峡l ：程散装水泥粉煤灰调运信息系统” 中提出的集成问题，本文将前述各种理论与方法应用于实际项目开发中，解决其中存在 的各种集成问题。续践证明运用以上这些方法可阻很好地解决企业集成中不同层面的问 题，可以形成一条较为可行的企业集成方法体系。 关键词：企业集成评价体系企业集成框架动态企业建模约束满足 华中科技大学博士学位论文 a b s t r a c t e n t e r p “s ei n t e g r a t i o n ( e i ) c o n s i s t si nf a c 1 i t a t i n gt h em a t e r i a l ，i n f o r m a t i o n ，d e c i s i o na n d c o n t r o lf l o w st h r o u g h o u tt h e o r g a n i s a t i o n ，l i n k i n gf u n c t i o n s w i t hi n f o r m a t j o n ，r e s o u r c e s ， a p p l c a t i o n s a n d p e o p l e ， w i t ht h ea i mo f i m p r o v i n gc o m m u n i c a t i o n ，c o o p e r a t i o n a n d c o o r d i n a t i o ni nt h ee n t e r p “s e ，i no r d e rt 0m a n a g et h ee n t e r p r i s et ob e h a v ea saw h o l e 锄d o p e r a t ea c c o r d i n gt ot h es t r a t e g yo f t h ee n t e r pr i s e t h ep r m a r yi d e ao fe i i st h ea p p l i c a t i o n o f s y s t e m ss c i e n c e 卸di t i st h eu n i n c a t i o no f h i e r a r c h i c a l n t e g r a t i o na n d w h o l l yi n t e g r a t i o n t h er e s e a r c hn e l d so fe ia r ee x t e n s i v e h o wt os e i e c tt h ea p p r o p r i a t ec o n t e n tt of o r ma m e t h o dt os o l v et h ep r a c t i c a lp r o b l e mo fe ii st h er e s e a r c hd i r e c t i o no f t h i sd i s s e r t a t i o n b a s e do nt h ed e t a i lr e v i e wo fr e l a t ；n gr e s p e c t so fe i ，t h ed i s s e n a t i o ni n t r o d u c e si t s r e s e a r c hf r a m e w o r ka n dd i s c u s s e st h ec o n c e p t so f s y s t e m se n g i n e er i n gi ne i t h ed i s s e n a t i o n p r o p o s e st h a te is h o u l db ep o s i t i o n e di nt h ed e c i s i o ns u p p o r to fe n t e r p r s em a n a g e m e n t t h e e v a i u a t i o nc r i t e o no fi sa l s od i s c u s s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n e n t e r p r i s ei n t e g r a t i o n f r a m e w o r ki st h eb a s i c p r o b l e m i ne i t h i sd i s s e r t a t i o n i n v e s t j g a t e s t h ef r a m e w o r ko fe ia n d p r o p o s e s t h e m u - i a y e rj n t e g r a “o n f h m e w o r k b a s e d - o nr o l e ，o b j e c ta n da g e n tc o m p a r i n gw j t he x i s t i n gf h m e w o r k t h i sd i s s e r t a t i o nr e f e r st ot h er o l ea n a l y s i sm e t h o dj nt h es o c i o i o g ya n dp r o p o s e st h e m e t h o du s i n g ”b o u n d a r yr o l e ”t h i sm e t h o du s e sr o l e 船f u n c t j o np a n i t i o nw a y st h r o u g h e s t a b l i s h i n g r o l em o d e la n dr o l er e l a t i o nm o d e it oa n a l y z et h ei n t e r 扯t i v er e i a t i o ni nt h e e n t e r or i s e m o d e l i n gs u p p o r ti n e ij sa l s os t u d i e di nt h i s d i s s 譬n a t i o n i tp r o p o s e st h a t e n t e r p r i s e s h o u i db em o d e l e db a s e do na c t i v i t ya n a l y s i st oh a v eag o o dc x p r e s s i v ea b 川t ya n dr c u s a b i l i t y t h i sd i s s e r t a t i o n g i v e sd y n a m i ce n t e r p s e m o d e lb a s e do n t o l o g yu s i n gs c e n ec o m p u t i n g m u l t i - c l a s sl o g i c a n ds e v e r a lb a s i co n t o i o g yi ne n t e r p r i s ei sd e s c r i b e du s i n gt h j s l o g i ca n d t w oi m p i e m e n t i n gm e t h o da r ea l s od ；s c u s s e d c o n f l i c te x i s t s e v e r y w h e r e i n e n t e r p r i s e a n de is h o u l d s u p p o r tt h e i rs o l u t j o n t h j s d i s s e n a t i o np r o p o s e st h a tc o n s t r a i n t ss a t i s f a c t i o nm e t h o dc a nb eu s e da sau n i f o r mm e t h o dt o r e s o l u t ec o n f l i c ti n e n t e r p r i s e t h ed i s c r i m j n - 叩t m a i i t ys o l u t o n o v e r c o m i n gd r o w n i n g b f r e c ta n di m p i e m e n t a t i o ns t e p si sg i v e n t h i sd i s s e r t a t i o np m p o s e st h a th j e r a r c h i c a l 门e x b l e c o n s t r a j n t ss a t i s f a c t i o nm e t h o dc a nb e u s e dt os o l v ec o n f l i c t p r o b l e m i n e n t e r p r i s ea n d s o i v ；n gs i e p sa l s oa r ed i s c u s s e d t ov a l i d a t et h e t h e o r y a n dm e t h o d si n t h i s d i s s e n a t i o n ， i tu s e st h e mi na c t u a l i l l 华中科技大学博士学位论文 d e v e l o p m e n t t os o l v i n gi n t e g r a t i o np r o b i e mi nt h r e eg o r g e s p r o j e c tc e m e n ta n df l y i n ga s h d i s p a t c h i n gi n f o r m a t i o ns y s t e l n t h er e s u l ts h o w st h a tt h ea b o v et h e o e sa n dm e t h o d sc a n b eu s e di nd i 仃e r e n tl a y e r st os o l v ei n t e g r a t i o np r o b l e mi ne ia n d t h e yc a nf o r map r a c t i c a ie a r c h i t e c t u r e 1 ( e y w o r d s ：e n t e r p r i s e i n t e g r a t i o n ， e v a l u a t i o n a r c h i t e c t u r e ， e n t e r p r s e i n t e g r a t i o n f r a m e w o f k ，d y n a m i ce n t e r p r i s em o d e l i n g ，c o n s t r a i n t ss a t i s f a c t i o n i i i 华中科技大学博士学位论文 1 绪论 1 1 课题的来源 本学位论文来源于下述科研项目： ( 1 ) 中国长江三峡开发总公司科研项目 统关键技术验证及原型研究”； ( 2 )中国长江三峡开发总公司科研项目 统”； ( 3 ) 中国长江三峡开发总公司科研项目 设备子系统应_ j 完善”； “三峡工程散装水泥，粉煤灰调运信息系 “三峡工程散装水泥粉煤灰调运信息系 “三峡工程管理系统( t g p m s ) 物资、 ( 4 ) 华中科技人学“2 1 l 预研项目敏捷后勤研究”： ( 5 ) 大型 ：程物资供应链建模与动态仿真技术的研究： ( 6 ) 人型水利一i ：程物资供应链建模与动态仿真理论与应用研究。 1 2 企业集成的研究框架 目前，企业内软件的开发是以一种比较原始的方式进行的：当企业感觉到需要某种 职能时，就开发这种职能。其结果是：在企业内有大量不同时期开发的、由不同团体使 用的、采用不同技术的孤立的软件系统。这些系统都处在相同的环境中( 比如从同一个 过程中获得输入并产生输出) ，它们很有可能从彼此的交互( 共享信息和结论) 中获益。 然而由于它们没有在建设阶段从系统交互的角度，按照统一的思路进行考虑，使得各个 系统采用的技术、针对特定问题设计的确保数据和知识表示的规范化以及相麻所采用的 推理技术，都是针对其特定问题的，冈而导致它们难以从接体上加以集成，以发挥信息 共享所带来的优点。 企业集成正是在这种条件下应运而生，它在企业的信息系统建设中占有一个很重要 的地位，对于企业信息化建设具有重要的意义。 企业集成在企业应用计算机的早期就进行过讨论，尤其是在c i m 领域。尽管对企业 华中科技大学博士学位论文 集成的范围存在着各自不同的理解，但是人们至少在企业信息集成这个方面达成了一致 意见。信息集成就是在正确的时间、正确的地点提供正确的信息。 根据这种理解，企业集成的需求可以区分成以下几种： 1 、识别正确的信息：要求企业运营中不同活动需要和产生的信息的精确的知识。 知识应当以企业运营的精确模型并且以一种结构化的形式表达，模型可以描述 生产和管理信息、运行过程的资源以及组织、并且允许进行假设分析从而优化 这些过程。 2 、在正确的地点提供正确的信息：要求信息共享系统和集成平台能够处理在异构 环境中的信息事务。环境包括不同的硬件、操作系统、应用软件( 现有系统) 。 有可能超越组织的界限连接不同的组织运作，从而缩短响应时间( 扩展企业和 虚拟企业) 。 3 、实时更新信息反映企业运行的实际状态：不仅要求更新操作数据( 在运行过程 中产生的信息) ，而且要适应环境的变化。这种变化可能来自于新的顾客需求、 新技术、新法规或新的社会大众的心理。它可能要求改变业务流程、人员组织， 其至是整个企业的范围和目标。 4 、协调业务流程：要求以业务流程、相互关系、信息、资源和组织的形式将企业 中的业务流程进行精确建模，这已经超越了信息交换和信息共享，它考虑了决 策能力和企业内部的知识，提供实时决策支持和对运行方案进行评价。 5 、组织并适应企业的发展：要求非常详尽的、最新的企业当前运行状态和其环境 ( 市场、技术、社会) 的知识。 当前企业集成领域相当混乱，一方面，在企业集成中出现了大量的问题期待解决， 另一方面提出的解决方案似乎义彼此冲突，它们使用矛盾的术语，并且不提供这些方案 之间的关联关系川。t 作流建模、业务流程建模、业务流程重组以及并行工程这些方法 都辨识和提供企业运行中所需的信息。目前支持企业建模的工具也有很多，但是其支持 能力都非常有限，尤其是当最终用户要求使用模型的时候，例如在决策支持中，尤其如 此。 由于信息系统的环境已经发生了极大的变化，新时期企业集成必须基于结构复杂 化、系统动态化、方法技术多元化的复合信息空间来研究。 企业集成的基本思想是系统科学思维的具体应用。企业集成是层次性集成和整体性 集成的统一。 企业集成工作有它的特殊性，即信息系统内部的同层异构问题相当突出( 如：异构 网、异构平台、异构数据库等) 。目前集成只能在这个情况上考虑，故接口问题成为集 成的关键问题。但是从长远来看，接口只是信息系统整体集成的一个连接技术问题，这 个问题的最终解决要求同层异构问题的解决。 企业集成方法应与系统开发方法结合。系统开发的对象应超出传统的m i s ，而更强 2 华中科技大学博士学位论文 调开放性。这要求系统开发方法一定要与集成方法结合。目前著名的系统开发方法在不 同的层面上都各有成效和局限，可以考虑在集成化的框架中，取长补短，寻求在集成层 面上更有综合成效的方法和方法群。 企业集成设计目前已经勾勒出四个子集轮廓：即功能集、技术集、软件集和人集l ”。 子集的空间维度也已进行了初步探讨和规定，但备子集都还处在快速发展变化的过程 中，企业集成设计必须增加对子集的时间维度的预测和处理机制。 随着信息化社会的发展，传统的管理信息系统已经由原来相对孤立的业务处理封闭 系统转向全方位开放的活跃业务系统，其开放度正由一维信息空间必定要求向多维信息 空间发展。 对企业集成的总体设计是必要的。随着信息系统的开放维度的增加系统的功能、 结构日益复杂，其规模和边界也日益扩展，但有效控制仍然是企业集成的基本功能要求。 有效控制要求有序化的整体集成总体设计。总体设计的思路来源于系统内部相关要素相 互作用的功能要求。在系统整体集成总体设计的框架下，研究系统内部各个层面上的集 成，从而形成有序的宏观系统运行机制。 企业集成的研究领域很广，如何在众多的研究领域中选取一些适合的研究内容，以 形成一套解决企业集成实际问题的思路，这是本文的研究取向。 因此本文从企业集成的评价准则入手，研究企业集成的集成框架，基于该框架提出 的问题，研究企业集成的功能划分、动态企业建模以及企业中的冲突消解策略等问题。 综合上述内容，希望可以形成一套解决企业集成问题的完整思路。 1 3 相关文献综述 企业集成的发展经历了四个阶段：首先是物理集成；其次是应用的集成；随后为业 务流程的集成：最后是摧个企业的集成。如图1 1 所示i ”。 集 图企业集成的发展历程 ， r謦f惶 廖 华中科技大学博士学位论文 1 3 1 企业集成的背景与需求综述 l 、敏捷供应链管理f 4 】【”【6 1 人们对供应链的研究开始于6 0 年代，着眼于在相对平稳的市场环境下企业及其供 应商和用户之间物料的集中调度与管理【7 1 。生产、供应、销售的一体化，是实现企业同 环境同步的重要内容，敏捷供应链就是在这种背景下诞生的一种新的经营管理模式和技 术。敏捷供应链( a g i l es u p p l yc h a i n ，a s c ) 是指在竞争、合作、动态的市场环境中， 各( 自主) 实体构成的动态的供需网络。实体是指参与供应链的企业或企业内部业务相 对独立的部j ，具有自主决策权的实体称为自主实体。“动态”反映为适应市场变化而 进行的供应关系的重构过程。“敏捷”_ j 于强调供应链对市场变化及用户需求的快速响 应能力。为了在正确的时间，将正确的物料，在正确的地点，按照正确的数量交给正确 的交易对象，对a s c 中的物流、信息流、资金流进行计划、协调、调度与控制是敏捷 供应链管理与决策的核心。从系统科学的观点看，在系统理论指导下，在信息技术的支 持f ，通过有效的敏捷供麻链管理与决策，将顾客需求、制造( 广义) 过程与供应过程 ( 包括：物资、能最、信息与资金) 在尽可能大的范围中与尽可能深的层次上，即特定 的空间中集成起来，形成一个有机的、协同( s y n e r g y ) 的整体( h o l i s m ) ，实现企业与 突变市场的同步，是敏捷供应链管理与决策支持系统主要内容与目标。 2 、业务流程重组b p r 9 儿l o 2 心】 h a m m e r 等人提山b p r ( b u s i n e s sp r o c e s sr e - e n g i n e e r i n g ) 的概念。b p r 的基本思 想是：由市场需求决定企业的业务流程，由业务流程决定企业的组织结构，以交叉职能 的一i ：作组形式为客户提供服务。b p r 受到企业界的广泛关注，同时，一系列的概念和 方法也得到了确认和广泛的应用。它们的共同目标是如何以信息技术为支持，灵活地构 建企业生产、经营模式、以便最好地面向_ i j 户需求。这些概念都可以纳入到经营过程建 模的框架f 。目前，经营过程建模已经成为工业界、管理工程界的研究热点之一。 3 、e r p 与m r p i i 【1 6 l 【1 7 8 】 制造业企业计算机辅助信息管理系统的目标是对企业的各项资源进行全面规划和优 化控制，为企业提供信息，以支持企业生产经营活动的运行和决策。制造业企业计算机 辅助信息管理系统主要经历了制造资源计划( m r p i i ) 、企业资源计划( e r p ) 几个阶 段。 m r p i i 的管理思想和处理逻辑的雏形早在4 0 年代就已提出来了，但直到五、六十 年代计算机技术发展到一定水平时，m r p i l 的处理逻辑和方法用计算机系统这一r 具 才得到实现。之后随着计算机技术及整个信息处理技术的发展，m r p i l 系统经历了单 向应用、开环m r p 、闭环m r p 直到m r p l i 等各个发展阶段。 4 华中科技大学博士学位论文 进入9 0 年代以后，m r p i i 所管理的企业信息进一步扩大，另一方面也受到计算机 软硬什技术发展的极大影响，从而发展到所谓的e r p 系统。e r p 在管理方面的主要特 征是为企业提供全方位解决方案和支持混合制造模式。另外还具有这样一些i t 方面的 特征：跨平台、使_ j 人型关系数据库、采用4 g l 、c l i e n t ，s e r v e r 结构和g u i 等。 e r p 系统无疑使许多企业的生产经营管理发生了全新的变化。成功地实施了e r p ( m r p i i ) 的企业从中获得了显著的效益。但是现有的e r p 系统所存在的问题同样不 容忽视。这主要表现在以f 几个方面： 1 、系统复杂庞人，导致维护难度人： 2 、系统实施工作量大，用户定制修改任务繁重； 3 、系统易用性较差，缺乏工作流程自动化功能，对使用人员的能动性要求很高。 另外，现代企业在利用m r p i l ( 或e r p ) 进行管理的同时，对办公自动化( 0 a ) 的需求也越来越迫切，这样，自成体系的m r p n 系统与企业办公自动化系统的 沟通与结合也成为一个越来越突出的问题； 4 、现有的e r p ( m r p i i ) 系统灵活性较差。一个e r p 系统要经历现场调查、需求 分析、提山系统建设方案、进行系统功能裁剪以及相当大的程序修改工作以后， 才能成为一个适合特定企业业务模型的应用系统。这对那些经营业务模式一成 不变的企业是可以满足其需要的，但事实上许多现代企业为了适应市场、组织 结构以及技术的不断变化被迫重新评估和调整其业务处理结构，这就是所谓 的业务流程重组或再造( b p r b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ) 。这种流程再造 的需求随着时代的发展和市场竞争的日益激烈而显得越来越重要。对现有的e r p 系统而言，每进行一次b p r 就意味着重新修改和( 或) 设计程序。实现模式调 整的周期之氏、速度之慢导致实际上的不可用，因为如果不能迅速灵活地改变 业务模型，企业就不能准确地把握商机做出及时虑变，这对企业来说显然是无 法接受的。 4 、动态企业建模i 脚l 【2 i 脾1 动态企业建模( d e m d y n a m i ce n t e r p r i s em o d e l ) 这一新概念的提出，包含了e r p 和m r p i l 。它试图把企业业务处理过程同企业管理应用软件( m r p i i ，e r p ) 、办公自动 化( o a ) 、i n t e r n e t 集成起来，它具有以下特征： 把制造业各种生产类型( 离散、流程、项目) 和各种制造环境( 按库存生产、 按定单装配、按定单制造、按定单设计) 的生产经营过程集成起来； 支持并扩大企业的供应链，超越企业的边界，扩大到任何国内、国际的贸易伙 伴； 通过专用工具把企业的业务工作流程在标准企业参考模型基础上，进行业务流 程的映射，灵活地组合成适应企业的管理信息系统，打破“企业必须适应软件” 华中科技大学博士学位论文 的传统模式。 d e m 的功能范围相当“泛，基本应当满足以下几点要求： 速度要求：要以节省时间和费用的配置过程满足组织机构以及业务流程的各种 变化，提供可定制的业务流程模型，使企业能比较容易地定义和生成系统以实 现业务策略，麻能方便地定义i ：作流； 集成性要求：与现有的e r p 或m r p i l 系统紧密集成，同时要为与办公自动化 及其它企业应用提供集成的可能。在多数情况下，这是一种异构环境下的集成。 动态企业建模是业务流程驱动的。它面向流程( p r o c e s s ) ，建立在优化业务活动 ( b u s i n e s sa c t i v i t y ) 的基础上，具有适麻业务改变而相应改变业务模型的能力。动态企 业模型包含一个不断改变的业务模型；它能完整地重新生成和连接基本业务的业务模 型。这些模型使得e r p 软件的系统管理、业务分析以及系统实施的注意力均可放在提 高功能、优化活动和流程上，而不再放在具体的软件细节和繁杂的结构化数据上。 5 、制造过程建模 流程与流程信息是制造的基础，许多软件应用都试图抓住制造流程的本质l ，包 括各种图形和仿真工具以及制造过程的分析与控制工具。但是对于一个通用的、表达流 程的形式化方法还没有取得一致性意见，尽管已经有许多研究小组在这个方匾进行了一 些研究i ：作。对于制造流程的类型也没有一个统一的表达方式。 对象管理组织的制造领域j ：作组( o m gm f gd t f ) 给出了七种不同类型的流程【2 q ： 1 ) 市场与产品支持： 2 ) 产品设计： 3 ) 生产规划； 4 ) 生产操作； 5 ) 交付与后勤； 6 ) 业务管理： 7 ) 质量管理。 对象管理组织的制造领域工作组将制造类应用分成两类：企业资源计划( e n t e r p r i s e r e s o u r c ep i a n n i n g ，e r p ) 和制造执行系统( m a n u f 融u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m s ，m e s ) ，包 括生产的分配和状态、数据采集与获取、质景管理、过程管理、维护管理、监控系统以 及统计控制等等。另一方面，s e m a t e c h 的计算机集成制造应用框架集中在类似于车 间操作、设备集成、以及物资管理和运输等过程上( 2 5 】【2 “。0 a n n e r 公司也进行了类似的 i ：作。美国标准与技术研究所( n i s t ) 也在制造过程建模方面开展了一些研究一j ：作， 其给出的通用建模方法包括以下几个步骤：辨识决定产品质量的关键参数；辨识影响这 些关键参数的因素；建立这些冈素与关键参数间的关系m 】。 6 华中科技大学博士学位论文 集中化存储应用使得用于学习、配置和维护客户端系统所需的费用大大减少； 可以加强系统的安全性。 正是基于以上这些优势，使得分布式计算有着常规c s 两层模式所难以比拟的优点。 4 、分布式对象技术f 侧 4 9 【5 0 j 叫【5 2 6 3 5 4 1 分布式对象技术采用面向对象的多层客户服务器计算模型，该模型将分布在网络上 的全部资源( 无论是系统层还是应用层) 都按照对象的概念来组织，每个对象都有定义 明晰的访问接口。创建和维护分布对象实体的应用称为服务器，按照接口访问该对象的 应用称为客户。服务器中的分布式对象不仅能够被访问，而且自身也可能作为其他对象 的客户。因此在分布对象技术中，客户与服务器的角色划分是相对的或多层次的。支持 客户访问异地分布式对象的核心机制称为对象请求代理( o b i e c tr e q u e s tb r o k e r ，o r b ) 。 o r b 处于分布式对象技术的核心位置，它如同一条总线把分布式系统中的各类对象和应 用连接成相互作用的整体。 传统的面向对象技术有两个基本特点：封装性和继承性，通常其强调的是代码复用， 对象往往仅存在于一个程序中，程序的外界并不可能感知和访问这些对象。而分布式对 象技术主要使用了面向对象技术的封装性，组件可以分布在网络的任何位置。对外界来 说，它所需关心的只是组件的界面，至于内部是如何实现的则无需考虑，远程客户通过 方法调用来访问它。这是分杯式对象技术和传统的面向对象技术的最大的不同点。 此外在分布式对象里我们一般不提对象，而提组件。那么，组件和对象有什么区别 呢? 在面向对象技术里可以有很小的一个对象，但在分布式对象计算中，往往会把一些 小的相关的对象组合在一起，形成一个相对比较人的组件，通过这个组件来提供一系列 的服务。 目前分布式对象技术已经成为建立应用框架和软构件的核心技术，在开发大型分布 式应用系统中表现出强人的生命力，并形成了三项具有代表性的主流技术，即o m g 的 c o r b a 、m i c r o s o f t 的a c t i v e x d c o m 和s u n 公司的j a v a ，r m i 。 c o r b a 技术是最早出现的，1 9 9 1 年o m g 颁布了c o r b a1 0 标准，直到1 1 、1 2 、 2 o 、2 1 、2 2 和3 o 版本的规范。c o r b a 技术上的优势和特点包括： 1 ) 在c o r b a 规范中引入了代理( b r o k e r ) 的概念，在客户程序中可以避免了解很 多细节，而只要完整的定义和说明客户需要完成的任务及其目标。 2 ) 增加了代理机制后，实现了客户方于服务器方程序的完全分离。 3 ) c o r b a 规范定义的基础是面向对象的设计思想和实现方法。 4 ) 提供了软件总线的机制，使得任何应用程序、软件系统或工具只要具有与该接 口规范相符合的接口定义，就能方便地集成到c o r b a 系统中，而这个接口规 范独立于任何实现语言和环境。 c o r b a 系统不仅可以作为新的面向对象分布式应用的平台，还可以集成大批有价 1 0 华中科技大学博士学位论文 的功能。目前能为许多软件代理研究人员接受的定义是：软件代理是一个能在特定环境 下连续、自治地实现功能并同时与相关代理和进程相联系的软件实体【4 2 l 【3 1 。 软件代理技术正适应了柔性软件系统的灵活性、分布性、复杂性等多方面的特点和 要求，作为底层的软件支撑系统其主要功能在于提供通信与信息共享服务，屏蔽异构操 作系统和数据库等。 b ) 基于软件组件的应用软件系统 1 9 6 9 年d o u gm c l l f o y 提出的基于编码重用的软件开发。进入8 0 年代后软件重用 的研究活跃起来【4 4 1 。从以前已经很完善的高质量的软件模块构建新的软件系统无疑会 大量减少冗余的时间和经费上的开销，同时还能提高系统性能。 从可重用性的角度出发，软件组件的概念被相应提了出来，它可以被灵活的重用， 在底层系统的支撑卜- ，通过建立相应的联系而成为满足不同需要的应用软件系统，从而 彻底改变具有严格的逻辑层次关系和相互联系的传统应用软件系统的刚性结构，来适应 软1 ，l ：的灵活性与柔性方面的要求。 3 、分布式计算 在常规的两层客户朋务器( c l i e n “s e r v e r ，c ，s ) 模型中，用户接口和企业的业务 规则都存储在客户机上，仅从数据库服务器获取数据，服务器端的业务规则大多表现为 数据之间的关联耦合关系，如数据完攘性、数据一致性等约束，数据访问逻辑根据实现 策略的不同要么由客户端处理要么由服务器端处理。目前客户朋务器模式已成为占主 导地位的结构以及人多数现代企业信息系统的基础。但是这种模式也带来了些问题， 主要表现在h 6 】： 客户机需要越来越多的软硬件。高端服务器的成本在稳步下降，与此同时拥有 p c 客户机的费用却在不断提高： 客户机管理越来越困难。管理几十、几百台客户机上不同版本的软件包需要消 耗巨人的资源； 客户机软件在扩展应用系统功能方面提供的可重用性差； 应用系统的功能在网络环境中的迁移和重新组织很困难。 分布式计算是客户服务器体系结构下产生的一种新型计算模式，它在客户机和数 据库服务器之间增加了一层应用服务器，形成三层结构m 】。分布式计算为解决上述问 题提供了一条途径。 分布式计算允许将h j 户界面和企业业务规则分布在客户端和应用服务器端。使得应 用系统在概念化、设计、开发、维护等方面都不同于以往。它具有如下的优势： 可以灵活地混合和搭配来自多个供应商的可互操作的软件对象： 可以集中管理和监控软件对象： 借助于可重用对象和对遗传代码的简单集成，降低开发费用，缩短开发周期： 9 华中科技大学博士学位论文 有系统之上构造一个同构的层次结构，实现现有系统的交互和集成。 4 、软件体系与框架 面向对象的通用软件体系中很重要的一类是分层体系l 。层是相同抽象程度的类 的集合。垂直体系是分层软件体系的扩展m l 。在垂直体系中，类被组织到层和线程中。 线程由实现相同功能并通过使用关系而相互关联的类组成m 】。线程中的类属于不同的 层，从这个意义上说，线程是垂直的，而层是水平的。处在相同层的类之间没有使用关 系。因此在一个线程内所作的修改并不会影响到其他的线程。层和线程一起组成了一个 网状结构。根据类在这个网状体系中的位置，就可以很容易地理解这个类的抽象程度以 及它所实现的功能。这个体系本身也是可重用的，冈为它可以由在某个特定领域内的所 有程序所共享，尽管这些程序可以有不同的线程，但是它们有相同的层。 1 3 3 企业集成支持技术综述 1 、a g e n t 理论与方法 把人工智能a g e n t 的概念引入到软件开发的过程中，其目的是增强软件之间的可协 作性1 1 8 l l 。采用这种方法进行软件开发。应用程序被视为软件a g e n t ，它们之间可以通 过a g e n t 通讯语言进行信息交换。软件a g e n t 的主要用途是在异质的网络、操作系统以 及机器环境中实现不同软件的数据交换和协同作业。 软件a g e n t 的研究是一个综合性的理论与技术的研究，它涉及人工智能、网络通讯、 l ：程数据交换标准、软件工程和操作系统等多个方面。软件a g e n t 的理论与技术，可极 大地提高在异质计算环境中各种软件的协作能力，提高软件的可重用性。a g e n t 研究分为 a g e n t 理论的研究、a g e n t 系统的体系结构和a g e n t 语言三部分【3 9 】。 2 、柔性软件系统 柔性软件系统( f s s ) 是在一定范围内能够满足和适应不断变化的环境和需求的软件 系统。其基本概念包括系统体系结构模型和方法两方面内容】。 柔性软件系统大致可划分为应用系统和支撑系统，当然两方面是紧密联系的。应用 系统体系结构按照一定的关系将功能模块组织在一起，完成软件系统的应用功能；支撑 系统体系结构用于为应用系统提供底层的通信和信息服务。 a 1 基于软件代理的软件支撑系统 软件代理的出现始于2 0 世纪7 0 年代末。数据和应用的动态与分布性的增强也要求 软件不仅有被动地响应信息需求的能力，而且能以一定程度的智能，主动地预测、适应 乃至积极地寻找途径以支持用户需要，这就要求各种软件能自动地合作以完成更加复杂 8 华中科技大学博士学位论文 1 3 2 企业集成体系综述 l 、通用企业参考体系 g e r a m f 2 7 l 【2 9 l 自1 9 8 9 年，l f a c 和i f i p 联合组织了一个工作组，就企业参考体系进行研究，给 出了一个通用的企业参考体系一g e i t a m 。g e i u m 框架给出了一组企业工程和集成 的基本组件。企业参考体系给山了应用丁企业工程和集成的基本概念。g e i t a m 分为企 业t ：程的方法和用来描述模型的结构、内容和行为的建模语言。这些语言能够对业务流 程及其支持技术以及人在企业运作中的角色进行建模。生成的企业模型可以反映企业的 全部或部分运作流程，包括制造或服务功能、组织和管理以及控制和信息系统。这些模 型可被用来指导企业的实际运行以及增强企业评价运行或组织方案的能力进而增强企业 的目前和未来的性能。 企业i ：程 ：具应当支持企业建模。建模语言的语义可以用本体论、元模型和通用企 业建模的概念集合来定义。建模过程可以通过使用部分模型来增强，这些部分模型是人 员角色、过程以及技术的可重用模型。 企业模型的实际使用可以通过特定的模块来支持，这些模块提供预制的功能，如： 通用业务流程、信息技术基础服务或其他的操作系统中的组件等。g e r a m 体系中的方 法和结构使得开发人员能够不必重写遵从g e r a m 标准的文档，与其兼容的体系都具 备了g e r a m 的性能。用户也会从中受益，因为g e r a m 的定义使得他们能够明确他 们能够从系统中获得哪些功能。 2 、计算机集成制造开放体系结构c i m o s a i 】i ”】i ，1 1 c i m - o s a 提出了一整套企业建模方法学和相应的集成基础结构，它多层次、全方 位地描述了c i m 的摧个生命周期，以一种自顶向下、由抽象到具体、由总体到部分的 逐步细化的方式，给山了整个企业建模活动的运作过程。 c i m - o s a 给出了描述系统的功能、信息、资源和组织四个视图的方法。在四种视 i 鳘| 中，最为基本和重要的是功能视图，它描述了企业的经营活动，由活动构成的经营过 程以及更为广泛的领域的概念。c l m o s a 为经营过程建模提供了一个良好的参考模型。 3 、a r c h o n 体系p 2 j f 3 3 m 4 】f 4 0 l a r c h o n 提供的框架将不同的问题求解工具和方法组合到一起。a r c h o n 体系分 为两层结构，下层为与领域相关的域层，上层为协作和协调层a r c h o n 层。同时 a r c h o n 体系内还有一个通信机制高层通信模块( h l c m ) ，它为a r c h o n 层内 的组什提供服务。它不仅提供a r c h o n 层之间的通信机制，而且还提供寻址和过滤等 服务。a r c h o n 层是由一个通用的a g e n t 结构来实现的，它包含高层通信模块、伙伴 模型、自身模型、规划与协调模块以及监控模块等。a r c h o n 体系的实质是通过在现 7 华中科技大学博士学位论文 值已有系统，保护原有投资。 m i c r o s o r 的c o m d c o m 技术是由o l e 技术发展而来，最初是为了提供应用程序 之间的“剪切和粘贴”功能。在o l e 2 0 中新的通信模型被命名为c o m 。之后，开发 了d c o m ，刚于支持c o m 在分布式环境下的应用。它除了提供对象的创建和管理功能 之外，还包括三个基本组件：永久存储、智能名字和统一的数据传输。这些特性的实现 依赖于为不同的对象定义接口以及定义客户和服务器之间的调用序列。 j a v a r m l 是s u n 公司j a v a 语言所建立的分布式对象计算环境，这个系统可以说是 从一个编程语言流行开始发展起来的。其客户方程序是一个j a v a a p p l e t 或j a v a b e a n s 对 象，它通过r m i 内部通信机制调用应用服务器上的j a v a 对象的有关方法，继而以j d b c 等方式访问资源数据库。由丁j a v a r m i 是纯j a v a 环境下实现的，j a v a 语言本身的可移 植性使得r m i 具有很强的跨平台特性。此外，在处理纯j a v a 对象之间的通信时，r m i 具有较高的效率。但是r m l 只能访问j a v a 对象，这妨碍了它与其他语言编写的应用之 间的交互，影响了它的应用范围的扩展。从r m i 的内部实现机制来看，r m l 与 c o r b a o r b 非常相似，可以认为是一种广义上的o r b 。且就目前的发展趋势来看， j a v a r m i 与c o r b a 将逐步融为一体。 5 、统建模语言u m l l ”l 统建模语言( u n m e dm o d e i i n gl g u a g e u m l ) 是描述、规范、可视化和构造 软件系统、业