（机械制造及其自动化专业论文）面向服务架构的应用集成平台的研究与开发.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 本文分析了企业应用集成在国内外的发展历程和现状，包括相关技术和相关产 品的概况和特点，得出现有的应用集成系统所面临的问题。根据对这些问题分析， 文章提出了企业应用集成的需求，以及企业应用集成平台的总体功能目标和整体性 能目标。在这些目标的指引下，通过深入探究传统架构方案和新技术的发展趋势对 企业应用集成的架构产生的新影响，提出了套面向服务架构的企业应用集成平台 的整体解决方案。 ， 该解决方案通过基于代理的方式在d c o m 多层分布式环境下的代理支持分布式 企业应用的集成，这种实现方式使系统能够较好地支持组件扩展模式和w e b 访问方 式。同时，平台通过提供s o a p 入口实现企业间的商业服务调用，以此支持了w e b s e r v i c e 的集成模式：平台提供界面重构机制，通过生成的界面实现企业内部企业服 务的调用，支持了界面的集成。 本文还重点对解决方案中的几个主要支撑模块( 商业服务管理、企业服务管理、 代理管理、工作流、代理) 的设计，特别对难点和关键的设计思想，及其实现的技 术路线进行了详细的探讨和说明。同时，提出了一些进行平台综合配置管理的设计 思想。 本课题的研究还实现了企业应用集成平台的原型系统，并将原形系统的运用， 完成两个具体项目的需求，以此来验证本文提出的系统框架和实现策略的可行性。 整个平台系统的设计开发过程，遵循软件工程的丌发思想和面向对象的建模方法。 本文最后展望了本课题的发展并提出了今后的研究重点。 关键词：应用集成工作流代理w e b 服务服务架构 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t b ya n a l y z i n gt h ed e v e l o p m e n tc o u r s ea n dg e n e r a l s t a t eo fe n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ( e a i ) s y s t e mi n c l u d i n gt h e r e l a t e dt e c h n o l o g ya n d p r o d u c t s a th o m ea n d a b r o a d ，t h i st h e s i s e n c l o s e ss o m ep r o b l e m st h a te a i s y s t e m f a c e s c u r r e n t l y a f t e r a n a l y z i n ga n dd e s c r i b i n gt h e s ep r o b l e m s ，t h i st h e s i sp r o p o s e s av i e w p o i n to fo v e r a l l f u n c t i o ng o a l sa n dc a p a b i l i t yt a r g e t so fe a i p l a t f o r m u n d e rt h el e a do f t h e s eg o a l sa n d t a r g e t s ，t h i st h e s i sr e s e a r c h e si n t ot h ea r c h i t e c t u r em o d e o ft r a d i t i o n a ls o l u t i o na n dt h en e w a f f e c t i o no na r c h i t e c t u r eb yt h et r e n do fn e wt e c h n o l o g y a n dt h e np r e s e n t sas o l u t i o no f s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r ee a i p l a t f o r m t h i sa g e n t b a s e ds o l u t i o ni n t e g r a t e st h ea p p l i c a t i o n si n t ot h ep l a t f o r m t h ea g e n to f d c o m - - b a s e da r c h i t e c t u r e s u p p o r t s t h ei n t e g r a t i o no fd i s t r i b u t e d a p p l i c a t i o n i nt h e e n t e r p r i s e ，c o m p o n e n t b a s e de x t e n dm o d ea n dw e b - b a s e da c c e s sm o d e t h ep l a t f o r m p r o v i d e s as o a p e n t r yf r o mw h i c h t h eo t h e re n t e r p r i s e sc a r la c c e s st h eb u s i n e s ss e r v i c e s ， a n dam e c h a n i s mt or e b u i l du s e ri n t e r f a c ew h i c h e n t e r p r i s eu s e r s c a na c c e s st h ee n t e r p r i s e s e r v i c e sf o n n i nt h i st h e s i s ，t h ed e s i g no fs e v e r a lm a i n l ys u p p o r t i n gm o d u l e si no u rs o l u t i o ni s d i s c u s s e di n d e t a i l ，e s p e c i a l l yi n c l u d i n gt h ed i f f i c u l tp o i n t s ，k e yd e s i g ni d e a sa n dt h e t e c h n o l o g y r o u t e s t h e n p r o p o s e t h e d e s i g n i d e ao f s y n t h e s i z i n gc o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t i nt h ep l a t f o r m t h er e s e a r c hh a sa l s or e a l i z e dt h ep r o t o t y p eo f t h e p l a t f o r mo f e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n ， w h i c hv e r i f i e st h ef e a s i b i l i t yo ft h es y s t e m a t i cf r a m e w o r ka n dr e a l i z a t i o nt a c t i c sp r e s e n t e d b e f o r e i nt h ep r o c e s so fr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h es y s t e m ，t h ed e v e l o p m e n t t h o u g h to ft h es o f t w a r ee n g i n e e r i n ga n do b j e c to r i e n t e dm o d e l i n gm e t h o da r ea d o p t e d s o r t e db yf u n c t i o n a ls t r u c t u r e ，t h ep l a t f o r mi sd i v i d e di n t ob u s i n e s ss e r v i c em a n a g e m e n t ， e n t e r p r i s e s e r v i c e m a n a g e m e n t ，a g e n tm a n a g e r ，w o r k f l o w ，a n da g e n t ，s u p p o r t i n g t h e w h o l e e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o ns y s t e m a tl a s t ，t h i st h e s i sp r o s p e c t st h ed e v e l o p m e n to ft h es u b j e c ta n dt h er e s e a r c hf o c a l p o i n ti nt h ef u t u r e k e y w o r d ：e a i ，w o r k f l o w ，a g e n t ，w e bs e r v i c e ，s o a 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名旗 日期：2 此埠年乎月知目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密回。 ( 请在以上方框内打j ) 学位论文作者签名毒赢 同期沙p 咿年月；o e i 指导教师签名：强金 日期：2 0 珥年斗月3 0 日 华中科技大学硕士学位论文 1 1 应用集成概述 1 绪论 当前，经济的全球化从根本上推动着制造业的变革。随着远距离交通和通信基 础设施的迅速改善，世界正变得越柬越小，市场的国际化和世界贸易的急剧发展， 迸一步推动了制造活动的全球化，跨国公司及其合作者的制造工厂和销售服务遍布 全世界。在这一背景下，产业分工以及核心价值的优化f 在成为席卷世界的一场革 命，企业能否在未来的竞争中立于不败之地，取决于是否拥有面向客户、反应灵敏、 主动学习、分享知识、成本管理及作业系统。 随着信息技术和互联网的大规模普及，企业建设配套的信息化系统成了一项新 的挑战。信息化有五个层次，面向事务的信息化、面向部门或面向职能的信息化、 企业管理信息化、企业信息化、国民经济和社会信息化。在其中企业管理信息化是 现阶段我国推进信息化工作的核心和重点) 。 然而，企业在信息化进程中，在不同时期采用不同的软件和硬件建立的系统 ( l e g a c ys y s t e m ) 也越来越多。这些系统应用在不同领域，管理着不同的对象它们 之间有很多相互交叉，甚至重复的信息和数据，而这些应用系统彼此之间又是相互 独立运行，没有畅通的信息交流与共享。企业中的不同系统之间相互协调通信和进 行数据交换变得越来越困难，将完整的企业信息化流程割裂成了许多“信息化孤岛” 2 1 。 为了消除信息化孤岛，发挥这些企业资产的潜在优势，充分利用已有的技术及 应用资源，企业应用集成( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ：e a i ) 应运而生。应用 集成将进程、软件、标准和硬件联合起来，在两个或更多的企业系统之间实现无缝 集成，使它们就像一个整体一样运作j 。 1 1 1 应用集成的主要内容 应用集成包括电信、网络、平台、服务、软件、硬件等等，其内容很复杂，涉 及到结构、硬件、软件以及流程等企业系统的各个层面。特别是随着网络技术的不 断发展，应该构建的是一个分靠环境下的集成系统。企业内部，部门是分，布的t 不 华中科技大学硕士学位论文 m 的分支机构也是分布的，企业外部，客户分佑在子个不同的地方。并且企业内部 的员f ：和外部的台作伙伴与客户都要求所需要的、分布的、个性化的服务。这种需 求，对并行数据量大的企业级用户显得更加迫切，只霄各部门和人员的实时汇总并 经过相应处理，才能传递给顾客正确及时的信息”。 应用集成的内容包括： ( i ) 业务过程集成 当对业务过程进行集成的时候，企业必须在各种业务系统中定义、授权和管理 各种业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高响应速度。业务过程集成包 括业务管理、进程模拟以及综合任务、流程、组织和进出信息的工作流，还包括业 务处理中每一步都需要的工具。 ( 2 ) 应用集成 为两个应用中的数据和函数提供接近实时的集成。在一些b 2 b 集成中用来实现 c r m 系统与企业后端应用和w c b 的集成构建能够充分利用多个业务系统资源的电 子商务网站。 f 3 ) 数据集成 为了完成应用集成和业务过程集成，必须首先解决数据和数掘库的集成问题。 在集成之前，必须首先对数据进行标识并编成目录，另外还要确定元数据模型。这 三步完成以后，数据才能在数据库系统中分布和共享。 ( 4 ) 集成的标准 要实现完全的数据集成，必须首先选择数据的标准格式。集成的标准化促成了 信息和业务数据的共享和分布，构成了企业应用集成的核心，包括c o m + d c o m 、 c o r b a 、e d i 、j a v a r m l 和x m l 。 ( s ) 平台集成 要实现系统的集成，底层的结构、软件、硬件以及异构网络的特殊需求都必须 得到集成。平台集成处理一些过程和工具，以保证这些系统进行快速安全的通信 4 1 。 针对如上应用集成需要，企业在构筑自己的应用集成系统时，需要考虑的主要 是如下几点：统一的架构，可以节省i t 的成本，减少i t 的复杂性：平台本身要提 供“简单”的特性，包括简单的丌发、简单的部署和简单的管理；企业在基础硬件 上建立的是属于自己的架构，可扩展的、可快速重构的，标准的、丌放的架构。 华中科技大学硕士学位论文 1 1 2 应用集成的发展历程 在2 0 世纪6 0 年代到7 0 年代期间，企业应用主要的工作是实现功能自动化，大 多是用来替代重复性劳动的一些简单设计。当时并没有考虑到企业数据的集成，惟 一的目标就是用计算机代替一些孤立的、体力性质的工作环节。以计算机为辅助工 具的设计、制造、管理等软件为代表，如c a d ( 计算机辅助设计) 、c a m ( 计算机辅助 制造) 、c a p p ( 计算机辅助工艺规划) 等自动化应用系统。 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，开始实 现端到端关联系统集成应用。主要对于一些有着业务逻辑关联的已有应用系统进行 集成，使企业应用通过协作进一步提高效率。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已经存在的应用进行重新设计，以便让它们 集成在一起。如c a d c a p p c a m 、p d m b o m ( b i l lo f m a t e r i a l s ) 等集成系统。然而这 神努力收效甚微。因为企业框架应用由数以千计的程序模块、数据库、带有运行过 程的数据文件、控制单元以及可扩展的严格访问机制所组成。出于相关工作涉及大 量连续的低级射程序开发任务。因此，丌发扩展程序化功能或尝试通过原先系统中 未予以定义的方式访问各类信息需要消耗大量资源、时间与资余。随着集成需求的 增加，i t 力量不断被占用，进而导致相关资源及预算不断被耗尽。 2 0 世纪9 0 年代，e r p 应用开始流行的时候，同时也要求它们能够支持已经存在 的应用和数据，这就必须引入应用集成。所以说，应用集成的发展是合乎逻辑的， 企业利用客户机服务器技术实现了分布应用。针对设计、加工和管理中存在的自动 化信息孤岛河题，实现信息的共享和交换，甚至采用计算机采集、传递、加工处理 信息，形成了一系列的应用集成系统，如国外近几年发展迅猛的中问件软件、一些 应用集成软件，国内对c i m s ( 计算机集成制造系统) 多年的研究等h j 。 1 1 3 国内外主要产品以及其特点 应用集成能够将进程、软件、标准和硬件联合起来，在两个或更多的企业系统 之删实现无缝集成使它们就像一个整体一样。应用集成既包括对个商业实体的 信息系统进行业务整合，即企业内部的应用集成，也包括企业之问的应用集成。使 得企业之1 日j 可以极方便地实现信息交换、商务协同和跨企业的过程集成。 应用集成解决方案的类型可以呈现多种形式、多种级别，这依赖于许多因素， 华中科技大学硕士学位论文 包括公司的大小、性顷，集成复杂度、已有软硬件基础以及成本投入等。a m rr e s e a r c h 在一份报告中称，应用集成解决方案到2 0 0 5 年将有3 7 0 亿美元的市场规模。根掘 a m r 的定义，可以将应用集成的产品依据使用者的需求分为三大类，其中包括应用 程序集成、企业内部流程集成以及跨组织( 商业社群) 流程集成。 应用程序集成 应用系统间的异质信息和数据需要通过传输和转换的服务，才能让不同的应用 系统共享和使用彼此的信息和数据。在应用集成市场中，提供上述相关信息及数据 传输转换服务的主要厂商有i b m 、a c t i v e 、c o n s t e l l a r 、f r o n t e c 、n e o n 、s t c 、t s l 等软件公司。 企业内部流程集成 企业内部流程集成是指将异质的而且分散的应用程序，依据企业内的业务流程 的需求做有效的集成。例如，企业前后端业务流程和相关应用系统的集成，以及企 业内业务流程的集成。集成的目的在于确立企业内的主要业务规则，并将其应用到 业务流程中。在应用集成市场中，提供企业内业务流程集成的主要厂商有a m t r i x 、 v i t r i a 等软件公司。 商业社群的流程集成 就像企业内的流程集成一样，跨组织的流程集成将集成的对象延伸到了整个供 应链上的相关企业以及主要客户，商业社群的流程集成需要将不同企业问的应用程 序以及业务流程做有效的集成。其主要的集成对象为社群内( 即企业问) 的交易流 程、信息共享流程以及协作流程。应用集成市场中提供商业社群流程集成的主要厂 商有e x t r i c i t y 、c r o s s w o r l d 等软件公司。 m i c r o s o f t 微软的应用集成解决方案包括m i c r o s o f tm e s s a g eq u e u e 产品系列和b i z t a l k s e e r2 0 0 2 等。微软的b i z t a l ks e r v e r2 0 0 2 是一个集成化解决方案。其主要特点如 下： ( 1 ) 可以针对动态流程实施集成 ( 2 ) 便于将应用程序与业务合作伙伴进行集成 ( 3 ) 通过公共标准保障企业应用程序和台作伙伴之问的交互 b e a b e a 公司是较旱进入应用集成市场的软件公司之一。b e a 为企! l k 提供了多利集 d 华中科技大学硕士学位论文 成解决方案，如b e aw e b l o g i ci n t e g r a t i o n 、b e ae l i n k 、b e at u x e d o 等。 b e a w e b l o g i ci n t e g r a t i o n 是b e a 的重要产品之，也是一套完善的企业应用集 成解决方案。它为企业提供了应用服务器、业务流程管理、应用集成和b 2 b 集成等 功能，具有充分的灵活性和可伸缩性，能够满足项目开发和集成的要求，并为跨企 业应用集成提供单一的、完善的解决方案。其基于标准的集成方法还可充分挖掘新 旧投资的效益，加速投产的速度，并把总体拥有成本降到最低。 b e ae l i n k 是一个在遍布企业的应用之问实现无缝通信的开放解决方案。b e a e l i n k 产品家族充分利用了b e a 的交易处理平台，将现有的早期应用与b 2 c 、b 2 b 和企业到员工( b 2 e ) 电子商务创新活动相集成。b e ae l i n k 作为耐用、全面的企业解 决方案，可以快速地实施，并且非常易于维护，同时支持各种不同类型混合的平台、 体系结构、数据库和第三方应用，确保使用一个标准编程界面即可高效、透明地对 关键任务应用及跨网络的信息进行访问。 b e ae l i n k 包括端到端的企业电子商务应用集成所需的特性： ( 1 ) 世界级连接，能够跨企业集成应用从w e b 到大型机： ( 2 ) 连接普遍使用的企业资源规戈t j ( e r p ) 和客户资源管理( c r m ) 系统、金融数据服 务包及其他纵向侧重的应用接e l ： ( 3 ) 与领先集成代理包和最佳商务处理工作流程软件相集成。 i b m i b m 提供的著名应用集成产品如i b mm q s e f i e s 产品族，以及i b mw e b s p h e r e 软件平台。i b mm q s e r i e s 产品可用于将e r p 、遗留系统以及企业合作伙伴集成到i b m 解决方案中，并且提供了基于w e b 的界面，便于丌发者进行信息的存敬。 w e b s p h e r e 是i n t e m e t 的基础架构软件，它使企业能够开发、部署和集成新一代 电子商务应用( 如b 2 b 的电子交易) ，并且支持从简单的w e b 发布到企业级事务 处理的商务应用。w e b s p h e r e 转变了企业对客户、合作伙伴及雇员等的管理方式。 例如，可以通过它提高站点传输数据的数量和质量，从而大幅提升w e b 应用的性能， 并将扩展的应用程序与移动设备相结合，让销售队伍能够为客户提供更快捷的服务， 或者构建电子市场以降低资源获墩的成本”】。 国内目前关于企业应用集成方面的软件还没有比较成熟的产品。但相关的技术 研究如面向制造业的c i m s 已有多年的研究，由国家8 6 3 c i m s 主题资助项目完成 的现代集成制造系统网络( c i m s n e t ) 是基于中国三大骨1 二物理网络 5 华中科技大学硕士学位论文 ( c h i n a n e t 、c e r n e t 、c s t n e t ) 的虚拟号j h 网，目前c i m s n e t 包括一个位于 c i m s n e t 的网络中心，1 5 个位于全国各大骨十网络系统中的分站点，并通过这些分 站点与全国的2 0 0 多家c 1 m s 应用企业进行连接。现代集成制造系统网络的大骨干 物理网络的虚拟专用网( v p n ) ，它实现了信息共享、资源共享、远程培训和咨询等 功能，并为敏捷化工程、电子商务等应用提供支撑环境。 虽然c i m s 与应用集成都是集成，但是两者的侧重点有很大的不同。c i m s 主要 是从理沦上柬研究集成，而应用集成更注重技术。可以认为c i m s 是企业信息化的 驱动力，应用集成是企业信息化的必然结果，是企业实现c i m s 中的各种先进生产 组织模式( 如：并行工程，虚拟企业，动态联盟，供应链管理等) 的技术基础。c i m s 提到的数据集成、信息集成和企业集成主要集中在韦4 造领域，集成的重点是制造企 业的底层制造执行系统和上层的制造管理系统，是一种纵向的集成，企业之闻的集 成也主要是指制造企业之间。c i m s 的核心是集成的观点和信息的观点，应用集成的 核心是实现业务过程自动化和b 2 b 。应用集成不仅包括制造领域、还包括业务活动： 不仅包括制造企业，还包括所有的使用了多个i t 支持系统的企业：不仅包括企业系 统的纵向集成，还包括部门之间的横向集成及企业与企业之埘的b 2 b 集成。应用集 成不是单独的研究e r p 、s c m 、c r m 等系统，而是研究将他们有机的结合起来实现 业务过程的自动化f 工作流) 的技术。企业的应用系统实现了集成，就有了实现c i m s 中一些先进的企业组织模式的技术基础 s - l o j 。 1 1 4 应用集成面临的问题 从前文的对应用集成的概述来看，经过近几十年的发展，应用集成得到了长足 的发展，但是随着时代的发展，技术的进步，应用集成仍然面f 晒许多问题。 f 1 ) 现有的应甩集成的系统采用的是紧耦合的集成方式。现有的应用集成解决方 案往往针对具体的项目，所以为了提升系统的集成度与性能，往往将多个应用的公 有的业务流程，提升到系统中。这样虽然达到了目的，但是带来的结果是固化了系 统，提高应用集成与具体应用的相关性，降低了系统的柔性和扩展性f l ”。 ( 2 ) 现有的应用集成解决方案缺乏面向企业用户的支持。企业应用丌发往往要求 丌发者对企业状况非常了解，而软件供应商往往缺乏对企业状况的认谚 。现在的企 业越来越多的要求参与企业应用系统的丌发，甚至提 _ _ 改变以往，r + 发人员主导的“山 外向内”的丌发模式，采用山仑业应用人员主导的“山内向外”的丌发模式。而现 华中科技大学硕士学位论文 有的应用集成解决方案的丌发模式都是面向丌发者的，众多的斤发细节和技术细节 给企业用户参与 发设置了障碍，提高了企业参与丌发的成本。所以应用集成需要 一个统一的、丌放的丌发架构，能够充分利用已有的成熟的丌发模块和第三方的功 能模块”。 ( 3 ) 现有的应用集成解决方案对于企业异构数据库的支持有待改善。随着企业信 息化的阶段性进展，企业实施了多种不同的应用系统采用了各种不同的数据库系 统。而近两年来企业出于信息安全等原因，开始采用国产数据库系统承载企业数据。 由于国产数据库在功能上的差异和性能上的不足。使得提高系统肘这些异构的数据 库的支持成为现有的企业应用集成系统需要解决的问题。 ( 4 ) 现在国内尚无平台化模式的应用集成平台。平台化技术是近年来新兴起的一 种软件设计模式，其特点是具备了一个共同的软件丌发平台，所有的功能性构件， 如财务软件、电子商务、管理软件等，都基于这样一个公共平台进行- 丌发，通过各 个部件的搭配和组合使用，使得企业的管理应用可以实现无缝化平滑连接。国内的 应用集成系统的丌发主要针对具体的项目，大多数不具备平台化的模式，缺乏可复 用性。一个新项目往往就需要重新开发，降低了企业应用集成系统丌发的效率，增 长了丌发的周期，增加了开发成本 1 2 - 1 3 j 。 ( 5 ) 缺乏对面向中小型用户的企业间的应用集成系统的支持。随着市场的发展， 企业间相互协作的程度越来越多，虚拟企业( v i r t u a l e n t e r p r i s e ，v e ) ，供应链( s u p p l y c h a i n ，s c ) 等企业问协作模式的提出要求企业间能够实现快速，敏捷的响应。而现 有的应用集成系统的模式是以单个企业为对象的，缺乏企业侧协作的支持。国外的 一些应用集成产品过于昂贵，而且面向的是大型企业。产业链中广大的中小型企业 对企业问信息集成产品的需求却无法满足。 ( 6 ) 现有的应用集成系统接口数据组织格式缺乏文档说明，不利于系统的扩展。 企业内部各种应用采用各种自定义的数据格式，而不少应用集成系统采用自定义的 数据交换接口进行数据交换，但是这些自定义的数据交换接口缺乏文档说明。当新 的应用要集成到系统中的时候，缺乏文档浇明的接口往往成为系统扩展的重要障碍。 1 2 课题来源、目的和意义 武汉丌目信息技术有限责任公司根据国内市场需求和国际卜应用集成产品发展 华中科技大学硕士学位论文 潮流，设立了专项以制造业信息化为应用方向，开展面向服务架构的应用集成平台 系统全面的研究，以期提供一个先进的应用集成平台解决方案。并以该方案支持了 国家8 6 3 基金项目装备与汽车制造业产品数据管理系统研究、应用中对应用集成的 需求和国家8 6 3 基金项目装备与汽车制造业c a p p 系统开发及应用对国产数据库应 用系统推广的需求。 该项目的研究旨在开发出一套柔性化企业信息化集成平台软件。基于该平台， 能够有效减小软件供应商的软件开发时间，降低实施难度，从而能够大大缩短企业 实施信息化建设的周期、减少大量的后期维护和开发成本、迅速挖掘和集成企业的 各类的数据、信息和知识。 针对企业的遗留系统，在其生命周期内，企业应用平台如何更好的将其整合集 成。针对二次开发体系，如何选择合理的模块颗粒，以降低平台系统的复杂度与实 施的困难度，而同时保证平台系统的可重组性。针对系统的分布环境，如何提高系 统的集成度，而使得集成能够上升到服务的集成之上。这些都是我们要研究的方向。 目前，国内外对于相关技术的研究已经开展，也有相关的一些产品出现，但是 国内在这一领域仍处于落后阶段，相关产品仍然有其不成熟性。本项目的研究也是 希望在该领域对目前流行的相关技术、较先进的整体解决方案以及由新技术引发的 新的架构体系做出相应的研究和探讨，同时，引入新的思想，提出符合我国现阶段 企业信息化状况和软件开发技术水平的系统解决方案，开发出具有自主知识产权的 企业应用集成平台，这对我国企业信息化的建设和发展将具有一定的意义。从而对 提高企业的生产效率，整合企业间的资源有积极的意义。同时在此基础上推动国内 相关方向如国产数据库，网络安全的研究和开发，也对发展我国信息产业，打破外 国对我国信息技术及产品市场的垄断、发展我国民族工业、推动国内高技术产品参 与国际市场竞争具有较为重要的意义。 1 3 课题的主要任务和实现方法 本课题的主要任务可以概况如下： ( 1 ) 分析当前企业应用集成相关概况，包括国内外主要相关技术和相关产品的概 况，总结不同实现技术和产品的特点，以及当今技术发展趋势等。 ( 2 ) 结合对现状的分析，提出当前企业信息化中的重点与难点，对平台进行整体 华中科技大学硕士学位论文 的需求分析和描述。 ( 3 ) 根据企业应用集成平台需求的分析，提出需要实现的整体功能目标和整体性 能目标。并在此基础上提出了完整的企业应用集成平台解决方案。 ( 4 ) 根据解决方案对各个功能模块进行分析，对其中主要的支撑模块设汁到实 现，及其技术路线进行深入而详细的探讨。 ( 5 ) 通过应用集成平台的原型系统的运用实例介绍，来验证本文提出的系统框架 和实现策略的可行性。 为了实现如上任务，近一年来，笔者依托武汉开目信息技术有限公司已有的技 术积累和人力资源，对课题的丌展做了如下的研究工作： 首先，收集了大量的企业应用集成平台建设的资料，对现有的企业应用集成平 台有一定的了解，对当今流行的企业应用集成技术和思想有一定的把握。对支撑企 业应用集成平台的较多关键技术及目前主流的解决方案进行了摸索和研究。 其后，在此学习、研究工作的基础上，对一些实现技术和解决方案进行了分析、 比较，特别是考虑了一些新技术的出现和发展对软件架构的影响； 再者，结合我国现阶段企业信息化水平的实际状况和软件开发能力，提出了自 己的系统架构和解决方案，并对其中的主要模块进行了详细的设计工作，特别是需 要考虑如何突破和实现一些技术上的难点： 最后，进行了原型系统的丌发工作，运用原型系统完成了两个实际应用集成需 求。并在完成原型系统的开发后，对开发过程中遇到的一系列的问题进行了回顾， 并总结了企业信息化平台所需要继续展丌研究的方向。 1 4 课题创新点 ( 1 ) 用户是通过统一的、简化的接口访问的服务管理器，由系统负责统一进行 服务的部署和管理，无须知道服务所在的具体地址。实现了服务的透明化调用。服 务可以动态的注册与卸载，降低了系统的耦合程度。从而使用户端程序和服务器端 应用程序的依赖性、相关性降至最小，可以活得较大的灵活性和重用性。 ( 2 ) 系统使用面向服务的系统架构，具有一致性的、开放的、透明化、简明的 接口，提供基于集成代理工具的二次界面生成工具，实现了数据，流程与界面的直 接绑定和基于企业集成信息的界面重构。以满足用户个性化要求和业务变更的需要， 9 华中科技大学硕士学位论文 使得企业用户能够快速的构建新的应用集成系统，或学揪据企业需求的变更做出相 啦的调整。 ( 3 ) 通过集成平台的数据集成工具，连接异构数掘库数据库，以数据集成工具 的局部改造带动应用系统全局移植；实现了基于o d b c j d b c o l e d b 驱动接口之上 的集成代理和软数据总线，便于企业数据挖掘，集成、数据随业务分布、应用与数 据库可独立也可同步升级； ( 4 ) 提出了平台化的应用集成系统解决方案，具有良好的扩展性和复用性。可 以快速便捷的将模块化的企业应甩系统集成到平台中。 ( 5 ) 以松散耦合的方式提供了基于w e bs e r v i c e 的企业问服务的发布，管理和 调用机制，提供了良好的企业间协作的应用集成支持。 ( 6 ) 基于x m l 指令的集成代理技术的应用使得平台只用访问集成代理的唯一 接口就可以实现对应用服务的直接调用，具有更大的访问透明性和自主性。实现了 数据和流程的分离。x m l 数据的自说明性为企业应用集成系统的接口提供了直接的 说明，提高系统的扩展性。 1 0 华中科技大学硕士学位论文 2 1 平台的需求分析 2 平台的需求分析和目标 本平台是一个支撑企业信息化的集成应用平台，需要在给企业用户提供便利、 实用和强大的应用环境的同时，还提供统一信息交换，实现企业现有应用系统间的 整合和集成。 企业信息化的过程就是要将企业运作处理的一切程序、资料变成信息资源，通 过信息化的手段进行处理，这些信息资源就来源于企业的设计、工艺、生产、销售、 采购等各个环节，完善这些环节的信息流的管理将直接加快企业处理信息的过程， 从而提高企业的运行效率；而充分利用有效的信息工具，特别是采用统一的集成信 息化平台，可以加速企业的整个运作过程，从而达到降低成本的目的；在提高质量 方面，信息：f 具所发挥的作用也是不可忽视的，它将大大减少人为处理过程中错误、 误差，并准确率和精度。 不可避免，在解决企业信息化的过程中，企业采用的信息化系统不尽相同，可 能差异很大，包括系统的编写语言、开发工具、应用坏境等等，本信息化平台所需 解决的主要问题之一就是整合已有的系统，同时还有，建新系统、与外部的系统连 接，这三大部分将构成了企业集成平台庞杂的工作内容 7 1 【”j 。 2 2 总体功能目标 出于全球化的市场环境的变化多端，企业必须时刻根据市场的变化作出响应， 因此系统不能是一个“硬系统”，而应当在一定程度上是一个“软系统”，能够进 行业务流程重组( 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 ，b p r ) 。两这种重构应该是出企业 管理人员柬实施，而不是出开发人员束实旌。 针对如上信息化需要和技术发展特点的分析，概括地讲，本平台需要考虑的主 要是统一的架构，可以节省i t 的成本，减少i t 系统的复杂性；平台本身要提供“简 单”的特性，包括简单的丌发、简单的部署和简单的管鲤：企、【k 在基础硬件上建立 的是属于自己的架构，可扩展的、标准的、) 下放的架构【i ”j 。 华中科技大学硕士学位论文 为了解决如i ：功能需求，对于本平台的支撑系统和功能点进行鲥卜的划分和i 芋 细描述： f 1 ) 组织机构管理 组织机构是用来表述企业内部组织问的层次关系和部门构成的一种体系结构， 作为平台的一个公用组件，它的职责是为平台的各级应用提供原始用户数据，并负 责对用户数据的同常维护工作。典型的组织机构管理模型是角色权限模型。企业用 户被划分为不同的角色，而企业资源则由不同的权限来限制访问，不同的角色被赋 予了不同的权限。这一模型被广泛用于各种软件系统，w i n d o w sn t 系统提供角色 权限管理的组件。系统通过开放接口调用。 ( 2 1 平台性能管理 一个可用的平台，其性能一定是可调配的，以使得它能适应各种不同的应用环 境。不同的企业所采用的基础设施不同，所面临的业务类型不同、所面临的业务压 力也不同，这些对平台都提出了不同的性能要求。本平台提供整体的性能配嚣工具 以满足不同企业的不同需求。 ( 3 ) 业务流程同志管理 使用业务流程同志管理工具，企业可以跟踪本企业在平台上所发生的各种业务 的历史记录。这将便于企业及早的发现业务流程中的错误，并且可以方便的找出错 误的发生时问和产生错误的区域，以便及时的更正。 ( 4 ) 平台工作同志管理 平台使用同志管理工具将记录平台的使用情况以及历史的配置参数，这些都将 为企业解决平台使用过程中出现的各种问题提供历史记录数据资料，并且为恢复以 往配置提供了途径。 ( 5 ) 平台事务管理 事务服务保证整体事务数据的完整性，保证整个商务处理完整的完成或回滚。 具有原子性、致性、隔离性和持久性等特点。 各类应剧实现统一的事务接口，各自实现自己的事务服务。如各自服务器内的 事务均顺利完成，整体事务完成；如任意服务器内事务失败，则各服务器内各自的 事务分别回滚，最终使得整体事务回滚。 ( 6 ) 氽业异构数据源管理 不同集成应用问的共享数据的维护以及平台自身数据的维护往往需要平台自身 i ， 华中科技大学硕士学位论文 能够直接访问各种数就：源。然而不州的食业数据源差异性很大，有o r a c l e 。s q l s e r v e r ，m y s q l ，a c c c s s 以及出了二信息安全性考虑的各种国产数据库。这就需要乎台 能够提供机制访问和管理这些异构数掘库。传统的方式是使用j d b c o d b c 这类数 据库接口对数据库进行访问。但是这提高了数据源变更的成本。平台需要提供了异 构数据源访问管理模块，抽象常用数据库业务逻辑，对平台提供高级的a p i 接口， 能够对异构数据库实施透明访问，并能够实现数据源的热插拔( 1 7 q 8 1 。 ( 7 ) 组件部署管理 组件随时的装配和卸载功能是组件管理的最基本的功能。 面向部署的组件丌发和管理工具提供了组件的部署配置功能，能对企业所使用 的应用组件进行整体的框架部署，如：“客户端、服务端的分布，集群服务器的同 步发布，流量均衡设置”等。 客户端、服务端的分布 分布性是组件的一大优势，该组件管理工具提供了方便快捷的方式，使得分向 式组件的客户端、服务端在异机及异地的发布变得十分方便。 集群服务的同步发布 服务集群能很好的解决大量的应用企业带来的压力，集群服务的同步发布能一 次性进行集群服务的对称部署。 流量均衡设置 对于集群服务，流量均衡能将适当的计算任务合理的分配给集群中的多个对称 的应用。流量均衡设置工具使得企业用户可吼使平台自动进行流量均衡，也可以是 按照人为特定配置进行流量均衡。 以上这些功能将使企业在对应用的需求发生变化时，可以方便快捷地改变平台 现有应用组件的部署。 ( 8 ) 应用集成配置管理 平台为用户丌发应用提供丰富的开发和部署工具，提供应用程序框架生成工具， 以满足用户迅速开发应用的需要，提供了数据对象创建和管理工具，提供了应用部 署： 具，帮助用户方便地将应用部署到运行环境中去。 f 9 ) 工作流管理系统 工作流管理系统是符合w f m c ( 国际工作流协会) 标准的工作流底层支撑i f 台， 主要用柬实现基于一定商业规则的业务膜块之阳j 的任务调度。其可视化的定义、配 华中科技大学硕士学位论文 胃和监控功能极大地降低了工作流系统的管理难度。 在使用方式上用户可以利用平台提供的系统管理工具来完成流程定义、组织 机构管理、系统监控等功能。此外，用户还可以针对各业务系统的实际情况，丌发 相应的应用程序供节点自动手动地执行，从而实现基于工作流的分布式应用框架 吟z l l 。 ( 1 0 ) 安全保障体系 i s o i e c i t ux 5 0 9 标准对证书格式的定义已被广泛接受。x 5 0 9 标准是为了保 证在i n t e r n e t 及内部网上传送数据的安全而制定的一种标准。它基于公共密钥密码格 式。x 5 0 9 证书已用于许多网络安全应用程序，其中包括i p s e c ( i f 安全) 、s s l ( 安全 套接字层) 、s e t ( 安全电子交易) 、s m i m e ( 安全多用途i n t e m e t 邮件扩展) 等。 平台提供以上的各种网络安全应用程序的加载选项供平台用户选择。 ( i1 ) 平台监控 该功能能为具有该权限的用户提供平台当前状态的监控的功能，主要有： 甩户监控：该功能为平台系统管理员提供了对登录本平台的用户和管理员的登 录时侧、登录i p 等进行监控。 组件监控：组件监控工具可以监控当前的被实例化的组件对象名称、数量以及 被实例化的对象数量，实例对象的分稚位置等相关参数。 2 3 整体性能目标 平台整体性指标遵循统一的丌发规范和接口标准、企业原有系统和新系统的无 缝结合、系统结构完整，信息传递与交换一致。平台需要达到的具体性能要求如下： 企业数据的集成：企业数据是企业运作的根本要素也是应用集成的最基本的层 次。平台通过代理应用对数据的访问，使平台统一监管应用企业信息而保证数据一 致性和协同。平台对数据的访问通过数掘管理模块来实现，数据源的类型和平台无 关。 企业应用的集成：应用接入到平台后，应用间的相互调用通过平台柬中央处理， 应用彼此不需要知道对方的位置。 界面的集成：在数据集成的基础上，平台提供界面生成的工具，能够有效地实 施界面的重构。能够快速生成界面并将界面同数掘和应用直接绑定。通过界面重构 【4 华中科技大学硕士学位论文 的方，中台快速实现了用户界面基于数据和应用的集成。 企业业务的集成：企业不仅仅以应用作为应用日j m 作对豫，而是将数据独立出来， 将企业应用分离成一系列的企业业务流程。流程则包装成为企业服务由平台挖掘管 理监控。可以实现服务的即插即用(