1 引言

    目前在大型的制造行業(yè)，企業(yè)的信息化水平都相對(duì)比較高，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)都開發(fā)了與相應(yīng)業(yè)務(wù)配套的應(yīng)用系統(tǒng)，也都在不同層次上使用了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，并且取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是隨著企業(yè)信息化程度的不斷深入開展，“信息孤島”(information isolated island)的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。各個(gè)子系統(tǒng)之間不能很好地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，人機(jī)交互不夠友好，應(yīng)用系統(tǒng)之間不能友好交互，工作流、業(yè)務(wù)流、信息流混亂等問(wèn)題不斷困擾制造行業(yè)。而這些問(wèn)題(“信息孤島”)形成的根本原因在于企業(yè)缺乏統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在各應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就已經(jīng)隱藏了信息資源表達(dá)不一致的問(wèn)題。因此，必須從企業(yè)整體信息集成的高度，對(duì)企業(yè)各種信息資源進(jìn)行集中管理以及標(biāo)準(zhǔn)化，以指導(dǎo)各類信息化項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。

    針對(duì)“信息孤島”問(wèn)題，本文利用SOA面向服務(wù)的思想，提出了一種新的基于ESB總線技術(shù)的業(yè)務(wù)集成方案，并對(duì)該業(yè)務(wù)集成方案實(shí)現(xiàn)涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行討論。

2面向服務(wù)的體系架構(gòu)SOA及其支撐技術(shù)ESB

    2．1面向服務(wù)的體系架構(gòu)-SOA

    面向服務(wù)的體系架構(gòu)(Service-Oriented Architeeture，SOA)是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元(稱為服務(wù))通過(guò)這些服務(wù)之間定義良好的接口規(guī)范和契約聯(lián)接起來(lái)。接口采用中立的方式定義，獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言，以便在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。

    在面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中主要有四個(gè)實(shí)體：

    1)服務(wù)消費(fèi)者：請(qǐng)求服務(wù)的實(shí)體；

    2)服務(wù)提供者：接受和執(zhí)行來(lái)自服務(wù)使用者請(qǐng)求的、可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的實(shí)體；

    3)服務(wù)注冊(cè)中心：網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)存貯可用服務(wù)索引的實(shí)體；

    4)服務(wù)協(xié)議：服務(wù)消費(fèi)者與服務(wù)提供者之間進(jìn)行交互的通信規(guī)范。

    面向服務(wù)的體系架構(gòu)典型的模型圖如圖1所示。

    圖1 SOA架構(gòu)模型

    SOA是基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)和面向組件技術(shù)之上更高級(jí)別的抽象，它提出了服務(wù)的概念，具有服務(wù)之間松耦合、粗粒度、位置和傳輸協(xié)議透明的特性。其目的是減少異構(gòu)性、互操作性，提高企業(yè)軟件酌敏捷性和重用性，并在實(shí)踐角度上搭建應(yīng)用環(huán)境架構(gòu)。

    2．2企業(yè)服務(wù)總線-ESB

    ESB(EntERPrise Service Bus，即企業(yè)服務(wù)總線)是一種在松散耦合的服務(wù)和應(yīng)用之間的標(biāo)準(zhǔn)集成方式，是面向服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施，為SOA提供服務(wù)的交互通信、協(xié)作和組合的基于網(wǎng)絡(luò)的分布式總線。它比單一的Hub的形式更加開放，總線結(jié)構(gòu)有無(wú)限擴(kuò)展的可能，真正體現(xiàn)了SOA的理念，一切皆為服務(wù)，所有的服務(wù)在總線中處于平等地位，結(jié)構(gòu)要更加靈活。

    ESB主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

    1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與適配器：通過(guò)預(yù)定義的接口和契約聯(lián)系異構(gòu)的組件；

    2)緩沖器：負(fù)責(zé)在服務(wù)之間轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)格式，使得服務(wù)可被多次復(fù)用；

    3)異步消息：各服務(wù)之間通過(guò)基于SOAP標(biāo)準(zhǔn)的消息通信；

    4)服務(wù)發(fā)現(xiàn)：通過(guò)UDDI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)；

    5)智能路由：它使用分布式管理功能、Web服務(wù)池進(jìn)行智能查找適用的服務(wù)；

    6)事務(wù)完整性管理：通過(guò)原子事務(wù)服務(wù)保證事務(wù)執(zhí)行的完整性；

    7)跨平臺(tái)互操作：使用開放標(biāo)準(zhǔn)的、非專有的技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)跨越多種平臺(tái)，進(jìn)行互操作；

    8)廉價(jià)的無(wú)縫集成覦決方案：對(duì)企業(yè)遺留系統(tǒng)提供接口，可部署在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中。

    SOA架構(gòu)結(jié)合ESB技術(shù)，通過(guò)流程引擎，對(duì)流程進(jìn)行管理，形成不同企業(yè)之間，不同應(yīng)用之問(wèn)的統(tǒng)一架構(gòu)，滿足了未來(lái)企業(yè)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)發(fā)展對(duì)動(dòng)態(tài)軟件的需求，并支持集中應(yīng)用模式、分布應(yīng)用模式和集中／分布混合應(yīng)用模式。

3 基于ESB制造業(yè)業(yè)務(wù)集成

    當(dāng)今的制造行業(yè)都已經(jīng)進(jìn)人信息化、自動(dòng)化管理時(shí)代，一般主要涉及到以下幾個(gè)主要業(yè)務(wù)：采購(gòu)業(yè)務(wù)、銷售業(yè)務(wù)、庫(kù)存管理業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)與人力資源管理業(yè)務(wù)、生產(chǎn)產(chǎn)品業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)等等。在SOA架構(gòu)體系中，每項(xiàng)業(yè)務(wù)都被看成一項(xiàng)服務(wù)，在整個(gè)體系中處于平等地位。

    制造行業(yè)業(yè)務(wù)的整合與集成首先是要實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，其次是要實(shí)現(xiàn)全體業(yè)務(wù)的模擬及還原，最后還要實(shí)現(xiàn)全部業(yè)務(wù)流程的整合與優(yōu)化。我們?cè)O(shè)計(jì)的基于ESB-SOA架構(gòu)下的業(yè)務(wù)整合分為三個(gè)層面進(jìn)行：

    人的整合：主要表現(xiàn)為人機(jī)交互。任何用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)任何設(shè)備訪問(wèn)他們可以訪問(wèn)的任何信息和應(yīng)用；

    流程的整合：主要表現(xiàn)為應(yīng)用與應(yīng)用之間的交互。通過(guò)信息的交換、工作流管理以及業(yè)務(wù)流程管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)；

    信息的整合：主要表現(xiàn)為數(shù)據(jù)的共享。用戶可以通過(guò)一個(gè)單一的入口，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的查詢?nèi)カ@取所需要的數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心這些數(shù)據(jù)從何而來(lái)、如何而來(lái)。

    圖2制造業(yè)業(yè)務(wù)集成方案

    我們所關(guān)注的是基于ESB的SOA架構(gòu)下制造業(yè)業(yè)務(wù)集成，目的是要把不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)集成在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)之上，因此，關(guān)于制造業(yè)內(nèi)部的各個(gè)子系統(tǒng)如何構(gòu)建已不是重點(diǎn)，也不需要關(guān)注制造業(yè)內(nèi)部有多少個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)，不考慮其子系統(tǒng)是否龐大，不考慮其子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、架構(gòu)，不去關(guān)注有關(guān)集成或應(yīng)鼴程序的底層實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，雨是把精力致力于集成制造業(yè)的業(yè)務(wù)上，把注意力放在服務(wù)上，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)共享數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)集成。SOA架構(gòu)體系的核心理念就是要把這些不同功能、不同應(yīng)用、不同體系的子系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的接口集成整合起來(lái)。根據(jù)SOA的基本思想與核心理念，針對(duì)以上提到的制造業(yè)業(yè)務(wù)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)基于ESB-SOA的制造業(yè)業(yè)務(wù)集成方案，如圖2所示。由于制造業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)繁多，在這里只列出一些基本的核心業(yè)務(wù)作為示意。

    在這個(gè)架構(gòu)中，各個(gè)子系統(tǒng)是封裝起來(lái)的，向其它各個(gè)子系統(tǒng)提供服務(wù)，完成制造業(yè)業(yè)務(wù)的模擬與還原。解決的是如何把不同功能的子系統(tǒng)集成到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)之上，對(duì)制造業(yè)業(yè)務(wù)整合與優(yōu)化，并可以實(shí)現(xiàn)不斷變化的業(yè)務(wù)需求，面向不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)連通方式，面向不同的數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式，面向不同的應(yīng)用范疇，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的服務(wù)調(diào)用方法，以靈活的服務(wù)組件封裝及整合，來(lái)滿足個(gè)性化的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。

4基于ESB實(shí)現(xiàn)制造業(yè)業(yè)務(wù)集成涉及的關(guān)鍵技術(shù)

    4．1XML

    XML 1．0(可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，Extensible Mark—up Language)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)基于文本的World WideWeb組織(W3C)規(guī)范的標(biāo)記語(yǔ)言。與HTML使用標(biāo)簽來(lái)描述外觀和數(shù)據(jù)不同，XML嚴(yán)格地定義了可移植的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。它可以作為定義數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言的語(yǔ)言，為Web Service提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，包括消息、服務(wù)描述及工作流的描述。面向服務(wù)體系架構(gòu)中最關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何描述服務(wù)，本制造業(yè)業(yè)務(wù)集成方案中，ESB總線中所有服務(wù)的描述、各模塊之間交互的數(shù)據(jù)及消息全部采用XML標(biāo)準(zhǔn)格式描述。

    4．2 SOAP

    簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議(Simple Object Access Pro—tocol)是一個(gè)基于XML的、用于在分布式環(huán)境下交換信息的輕量級(jí)協(xié)議，SOAP在請(qǐng)求者和提供者對(duì)象之間定義了一個(gè)通信協(xié)議。如在本集成方案中，銷售系統(tǒng)(服務(wù))和財(cái)務(wù)系統(tǒng)(服務(wù))需要通訊以交換數(shù)據(jù)，一個(gè)系統(tǒng)便充當(dāng)服務(wù)的請(qǐng)求者，另一個(gè)系統(tǒng)則是服務(wù)的提供者，它們之間的通訊必須基于SOAP協(xié)議才能正常交換數(shù)據(jù)。

    4．3 WSDL

    Web服務(wù)描述語(yǔ)言WSDL(Web Services Description Language)定義了一個(gè)XML詞匯表，該詞匯表依照請(qǐng)求和響應(yīng)消息，在服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)提供者之間定義了一種契約。本集成方案中，所有服務(wù)注冊(cè)成功后都要通過(guò)WSDL向外發(fā)布自己所提供的Web服務(wù)，并且通過(guò)描述SOAP消息接口的WSDL文檔來(lái)提供可重用的應(yīng)用程序功能。

    4．4 UDDI

    統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成(Universal Description，Discovery and Integration)規(guī)范提供了一組公用的SOAP API，使得服務(wù)代理得以實(shí)現(xiàn)。為了發(fā)布和發(fā)現(xiàn)其他SOA服務(wù)，UDDI通過(guò)定義標(biāo)準(zhǔn)的SOAP消息來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)(Service Registry)。注冊(cè)是一種服務(wù)代理。在本集成方案中，所有的服務(wù)都要通過(guò)UDDI注冊(cè)，才能被發(fā)現(xiàn)和請(qǐng)求調(diào)用。

    4．5適配器

    適配器是總線標(biāo)準(zhǔn)接口的驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)于接人ESB總線的這些應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)，它們的體系架構(gòu)及設(shè)計(jì)方案我們并不清楚，如圖2集成方案中，B／S，C／S，．net，J2EE等結(jié)構(gòu)都存在，甚至有些是新增的系統(tǒng)，有些系統(tǒng)過(guò)老從不升級(jí)，根本無(wú)法知道其結(jié)構(gòu)。因此要把這些系統(tǒng)接入總線結(jié)構(gòu)中來(lái)，我們需要一種擔(dān)任系統(tǒng)與總線間的數(shù)據(jù)格式翻譯工作的中介組件一適配器。如銷售和財(cái)務(wù)系統(tǒng)是不同的體系架構(gòu)，它們都需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，那么就需要一個(gè)SQL適配器做中介翻譯。

    4．6節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)集

    節(jié)點(diǎn)為應(yīng)用系統(tǒng)接入ESB服務(wù)總線的連接點(diǎn)，代表一種應(yīng)用服務(wù)。節(jié)點(diǎn)集為可進(jìn)行同一操作的應(yīng)用集合。本集成方案圖2中所有接入ESB總線中的單獨(dú)的服務(wù)都為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，(財(cái)務(wù)，銷售...)可稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)集。如銷售系統(tǒng)獲得了一個(gè)在ESB上注冊(cè)好的節(jié)點(diǎn)一財(cái)務(wù)系統(tǒng)，就可以向財(cái)務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求。服務(wù)請(qǐng)求方需要從ESB上獲得服務(wù)提供節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求格式，通過(guò)ESB的通用調(diào)用接口，傳入請(qǐng)求和目的地，ESB自動(dòng)啟用通用適配器，向節(jié)點(diǎn)傳輸請(qǐng)示，并返回結(jié)果。若財(cái)務(wù)系統(tǒng)想把一個(gè)請(qǐng)求傳遞給銷售節(jié)點(diǎn)和采購(gòu)節(jié)點(diǎn)，又不想多次調(diào)用，則可以把銷售節(jié)點(diǎn)和采購(gòu)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)集{銷售，采購(gòu))，財(cái)務(wù)系統(tǒng)一次向節(jié)點(diǎn)集發(fā)送信息即可。節(jié)點(diǎn)集中的節(jié)點(diǎn)處于并發(fā)地位，請(qǐng)求會(huì)同時(shí)傳遞給節(jié)點(diǎn)集中所有節(jié)點(diǎn)。

    4．7路由調(diào)度

    路由決定著數(shù)據(jù)傳輸或業(yè)務(wù)執(zhí)行的路徑與次序，調(diào)度是自動(dòng)運(yùn)作的一系列業(yè)務(wù)過(guò)程。若銷售服務(wù)要向各個(gè)節(jié)點(diǎn)按次序發(fā)送請(qǐng)求或者要把上個(gè)節(jié)點(diǎn)返回的數(shù)據(jù)作為下個(gè)節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，則要路由來(lái)控制。若某些操作不需要人工干預(yù)，如銷售系統(tǒng)和采購(gòu)系統(tǒng)要自動(dòng)把最新業(yè)績(jī)發(fā)送給所有的用戶系統(tǒng)，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞的路由，然后指定這個(gè)路由的請(qǐng)求數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)傳遞規(guī)則，最后定義該路由運(yùn)行的時(shí)間規(guī)律，自動(dòng)按照時(shí)間表運(yùn)行路由的規(guī)則進(jìn)行調(diào)度。

結(jié)束語(yǔ)

    由以上的分析可知，SOA架構(gòu)是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用、管理分散的服務(wù)單元的一種規(guī)范，因其靈活、可擴(kuò)展性、高度集成化等特點(diǎn)，將具有廣泛的應(yīng)用前景。SOA架構(gòu)可幫助制造業(yè)及其它各類企業(yè)徹底擺脫面向技術(shù)解決方案的束縛，較好地應(yīng)對(duì)服務(wù)變化和發(fā)展的需要，很好地解決企業(yè)業(yè)務(wù)集成問(wèn)題�；�于ESB的應(yīng)用將在分布式、異構(gòu)的各類企業(yè)、電子商務(wù)、電子政務(wù)等各類軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、集成、部署及應(yīng)用方面提供更高效的、高可用的、可擴(kuò)展的平臺(tái)和工具。SOA結(jié)合ESB不僅減少了不同系統(tǒng)的連接接口，使企業(yè)可大范圍整合已有的系統(tǒng)和新的系統(tǒng)，提高組織敏捷性，而且減少重復(fù)投資，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

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本文標(biāo)題：基于ESB的制造業(yè)業(yè)務(wù)集成研究

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