基于XML與RDB雙重?cái)?shù)據(jù)管理的企業(yè)應(yīng)用集成

1、基于XML與RDB雙重?cái)?shù)據(jù)管理的企業(yè)應(yīng)用集成王靜 孫宏偉北京 8184信箱 100037Email:wangjing摘要：本文闡述了在制造業(yè)企業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用集成的必要性和艱巨性，通過分析企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)普遍現(xiàn)狀及集成需求，提出了利用XML與RDB雙重?cái)?shù)據(jù)管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)集成的方法和部署思路。關(guān)鍵詞：企業(yè)應(yīng)用集成 雙重?cái)?shù)據(jù)管理機(jī)制 XML RDB1.企業(yè)應(yīng)用集成的必要性制造業(yè)企業(yè)在發(fā)展過程中，根據(jù)特定需要，構(gòu)建了很多特定功能的應(yīng)用單元，例如，用于企業(yè)資源規(guī)劃的ERP系統(tǒng)、用于客戶關(guān)系管理的CRM系統(tǒng)、用于供應(yīng)關(guān)系管理的SCM(Supply Chain Management，供應(yīng)鏈管理)系統(tǒng)，以及企業(yè)門戶

2、網(wǎng)站(Enterprise PortalWeb)、各種各樣的管理信息系統(tǒng)（MIS）等等。在構(gòu)建這些應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，大多采用“獨(dú)立解決方案”，在特定的操作系統(tǒng)平臺和開發(fā)環(huán)境下，基于特定的數(shù)據(jù)格式、開發(fā)模式和系統(tǒng)框架進(jìn)行特定應(yīng)用程序的開發(fā)，很少考慮應(yīng)用系統(tǒng)的可集成性、可重用性、可擴(kuò)充性、可移植性，雖然這些系統(tǒng)可以很好地完成自身的設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)，但遺留下的多是無法互相進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的異構(gòu)系統(tǒng)，其通信狀況是混亂的，只有很少的接口文檔，并且維護(hù)代價(jià)也非常昂貴，無法適應(yīng)日益增加的多變商務(wù)流程對企業(yè)內(nèi)部大范圍動(dòng)態(tài)信息共享的需要。隨著國防科技工業(yè)信息化進(jìn)程的深入發(fā)展和構(gòu)建大國防制造體系的需求加深，企業(yè)信息共享從企業(yè)

3、內(nèi)部發(fā)展到基于敏捷供應(yīng)鏈的企業(yè)間信息共享，對于企業(yè)擁有的大量離散點(diǎn)上的信息化單元，必須在企業(yè)內(nèi)部全面整合，甚至在外部基于供求關(guān)系與上下游合作伙伴進(jìn)行應(yīng)用集成。2. 企業(yè)應(yīng)用集成的目標(biāo)和內(nèi)容企業(yè)應(yīng)用集成具有企業(yè)內(nèi)和企業(yè)間兩個(gè)層面的目標(biāo)：首先是在企業(yè)系統(tǒng)整體概念的指導(dǎo)下，將企業(yè)內(nèi)部各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行平臺、數(shù)據(jù)、過程等多層次地整合，使各系統(tǒng)像一個(gè)整體一樣共享信息；當(dāng)多個(gè)企業(yè)之間進(jìn)行商務(wù)交易的時(shí)候，企業(yè)應(yīng)用集成的目標(biāo)就表現(xiàn)為基于供求關(guān)系的不同企業(yè)實(shí)體之間的應(yīng)用系統(tǒng)集成，例如B2B（Business to Business，商家對商家）的電子商務(wù)。如果去掉企業(yè)這個(gè)商業(yè)實(shí)體界限，EAI就是要解決不同應(yīng)用系統(tǒng)間

4、互連互通的集成問題，即對已經(jīng)存在的系統(tǒng)進(jìn)行改造，以便它能為別的系統(tǒng)提供服務(wù)，并能自動(dòng)地訪問其它系統(tǒng)；對于新開發(fā)系統(tǒng)就是要采取系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)的新技術(shù)、新思路，使其具有可集成性。企業(yè)應(yīng)用集成的目標(biāo)決定了其集成內(nèi)容的復(fù)雜性。要使各類應(yīng)用系統(tǒng)彼此暢通地互通互訪，就要求CRM、MIS、ERP等應(yīng)用系統(tǒng)具有提供信息服務(wù)與共享信息服務(wù)的能力，這種能力的建立涉及到應(yīng)用系統(tǒng)的底層結(jié)構(gòu)、硬件平臺、軟件內(nèi)部、業(yè)務(wù)流程、商務(wù)流程等內(nèi)容。而其中最重要的是軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)的集成。3. 基于中間件的松耦合異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成方法XML全局模式雙向接口中間件圖一 從復(fù)雜接口對接到基于XML的數(shù)據(jù)庫集成示意圖b 采用中間件的企業(yè)應(yīng)

5、用集成模式a復(fù)雜接口對接的集成方法傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)庫.用戶實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用集成的數(shù)據(jù)集成，一般有兩種方法：第一種就是將原有的數(shù)據(jù)移植到新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，這種集成方式的缺點(diǎn)是隨著數(shù)據(jù)庫的升級，原來數(shù)據(jù)的相關(guān)應(yīng)用軟件，或是被廢棄或是重新開發(fā)，因此，通常移植到一個(gè)新系統(tǒng)需要企業(yè)大量的重新投入，造成原有數(shù)據(jù)資源與經(jīng)濟(jì)投資的極大浪費(fèi)，不是一個(gè)有效的解決方案；第二種方法是利用中間件集成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，該方法并不需要改變原始數(shù)據(jù)的存儲和管理方式，中間件位于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（數(shù)據(jù)層）和應(yīng)用程序（應(yīng)用層）之間，向下協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，向上為應(yīng)用層提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述與數(shù)據(jù)訪問的通用接口，各數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用仍然完成它們的任務(wù)

6、，不影響其正常運(yùn)行，中間件則主要集中在為異構(gòu)數(shù)據(jù)提供一個(gè)高層次操作服務(wù)。顯然，中間件是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成較理想的解決方案。經(jīng)過作者在某航空主機(jī)廠的深入調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有企業(yè)多應(yīng)用之間通常采用的是一種緊密耦合的網(wǎng)狀集成方法，如圖一.a所示。形成這種結(jié)果的原因是，當(dāng)眾多企業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)間需要信息共享時(shí)，往往采用一種復(fù)雜接口對接的集成方法，即以某一或幾個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)為主，在需要共享信息的系統(tǒng)間提供復(fù)雜的訪問接口，假定企業(yè)中有N個(gè)系統(tǒng)都需要共享數(shù)據(jù)資源，那么需要開發(fā)N*(N-1)個(gè)復(fù)雜的單向接口，于是，企業(yè)不得不為每套應(yīng)用系統(tǒng)配置特有的專業(yè)技術(shù)維護(hù)人員，并保持與不同技術(shù)供應(yīng)商的密切聯(lián)系，接口的復(fù)雜性和大量化以及不

7、同技術(shù)供應(yīng)商之間的工作協(xié)調(diào)往往使企業(yè)望而生畏，結(jié)果往往形成眾多的數(shù)據(jù)孤島和小規(guī)模的緊密集成。隨著企業(yè)信息化的深入發(fā)展，新的應(yīng)用部署又需要考慮新的接口開發(fā)，應(yīng)用的每次更改都必須由特定的程序員來完成眾多復(fù)雜接口的升級，接口數(shù)量隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的增加成冪函數(shù)增加，這種局面同時(shí)嚴(yán)重影響了企業(yè)基于Internet面向敏捷供應(yīng)鏈與企業(yè)上、下游合作伙伴之間的信息共享。造成這種結(jié)果的重要原因之一就是這種方法對某些系統(tǒng)的過分依賴，沒有站在企業(yè)全局這個(gè)高度考慮問題，所以很難從根本上解決問題。如圖一.b 現(xiàn)在比較可行的方法就是采用XML作為全局模式，進(jìn)行企業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成，各應(yīng)用通過訪問全局XML模式獲得需要的信息

8、，通過XML與本地RDB數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)全局與本地之間的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)一種基于全局XML的松耦合數(shù)據(jù)集成模式。在該模式中，負(fù)責(zé)全局XML與本地RDB的雙向數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)的中間件是實(shí)現(xiàn)該集成方法的關(guān)鍵技術(shù)之一。 在以XML為全局模式的基于中間件的松耦合企業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成方法中，負(fù)責(zé)全局XML數(shù)據(jù)與本地RDB之間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)的中間件應(yīng)滿足以下條件： 該中間件應(yīng)能夠有效支持異構(gòu)數(shù)據(jù)的全局模式XML。 該中間件應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)XML與本地異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的雙向靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 該中間件應(yīng)能夠響應(yīng)并正確處理用戶的動(dòng)態(tài)檢索操作。 該中間件應(yīng)能夠響應(yīng)并正確處理用戶的修改意圖，保證全局XML數(shù)據(jù)與本地RDB數(shù)據(jù)的一致性

9、。 該中間件應(yīng)能夠與本體論等解決語義沖突的語義集成技術(shù)融合。4.應(yīng)用實(shí)例下面某航空主機(jī)廠信息系統(tǒng)“片斷”為示例，驗(yàn)證上節(jié)所屬所述的集成模式。該廠的部分應(yīng)用系統(tǒng)及其協(xié)調(diào)關(guān)系如表一和表二所示。表一：某企業(yè)部分應(yīng)用系統(tǒng)信息描述序號名稱后臺數(shù)據(jù)庫基本結(jié)構(gòu)簡稱1機(jī)加零件的計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)Oracle 8.05C/S + B/SMP-CAPP-DB2企業(yè)級計(jì)算機(jī)輔助工時(shí)定額系統(tǒng)Oracle 8.05C/S + B/SFMH-DB3基于Web的產(chǎn)品圖檔綜合管理系統(tǒng)SQL Server 2000B/SDF-DB4車間級計(jì)算機(jī)輔助工時(shí)定額系統(tǒng)DB2 7.1C/SDMH-DB5非標(biāo)設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系

10、統(tǒng)SQL Server 6.5C/S NSE-CAPP-DB表7-2：若干企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換描述MP-CAPP-DBFMH-DBDF-DBDMH-DBNSE-CAPP-DBMP-CAPP-DB工時(shí)分配設(shè)計(jì)圖定額標(biāo)準(zhǔn)工裝基礎(chǔ)信息FMH-DB 機(jī)加工藝信息圖檔信息實(shí)際工時(shí)非標(biāo)工藝信息DF-DB機(jī)加工藝規(guī)程定額匯總車間工時(shí)非標(biāo)工藝規(guī)程DMH-DB工藝工時(shí)預(yù)算工時(shí)預(yù)算圖檔信息工藝工時(shí)預(yù)算NSE-CAPP-DB工裝基礎(chǔ)信息工時(shí)分配設(shè)計(jì)圖定額標(biāo)準(zhǔn)針對以上應(yīng)用，對原有系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造如圖二所示，該圖由3層組成：各系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫組成的數(shù)據(jù)層、客戶端組成的應(yīng)用層、協(xié)調(diào)全局XML數(shù)據(jù)與本地RDB 數(shù)據(jù)的中間件（

11、Bridge-XMLRDB）組成的邏輯層。各客戶端具有兩種數(shù)據(jù)訪問方式：原有直接訪問自身后臺數(shù)據(jù)庫的方式、通過全局XML視圖訪問其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方式。而全局XML數(shù)據(jù)可直接參與Internet應(yīng)用。改造過如下：圖二 改造后的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成示意圖1建立一個(gè)基于XML-Schema的全局?jǐn)?shù)據(jù)模式 該模式作為企業(yè)數(shù)據(jù)的全貌性邏輯描述，客戶端需要共享其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)將訪問該全局模式，通過檢索與修改等數(shù)據(jù)操作，實(shí)現(xiàn)“可讀可寫”的數(shù)據(jù)共享。2建立全局模式與子模式的邏輯關(guān)系 全局?jǐn)?shù)據(jù)模式是各子模式的邏輯組成，全局模式的建立過程如圖二所示：子模式與本地?cái)?shù)據(jù)庫具有一一對應(yīng)關(guān)系；由于各子模式之間存在著數(shù)據(jù)重疊與冗余

12、，如企業(yè)級工時(shí)定額與車間級工時(shí)定額采用的定額標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是一致的，所以全局模式不能是子模式的簡單相加，需要對子模式進(jìn)行人工參與的分解，獲得元子模式；相同部分進(jìn)行合并，然后再整合成全局模式；同時(shí)建立全局模式與子模式之間的對應(yīng)關(guān)系。3子模式與本地?cái)?shù)據(jù)庫之間以Bridge-XMLRDB作為數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)中間件 Bridge-XMLRDB不但可處理子模式與本地?cái)?shù)據(jù)庫之間的模式映射與數(shù)據(jù)靜態(tài)轉(zhuǎn)換，還能處理客戶端通過全局模式對底層數(shù)據(jù)的檢索，修改等操作，從而實(shí)現(xiàn)“可讀可寫”數(shù)據(jù)共享。通過以上改造，用中間件（Bridge-XMLRDB）代替大量專用接口開發(fā)，使該企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)很容易擴(kuò)展，適合更大范圍的信息共享

13、，不僅有效地避免了數(shù)據(jù)冗余，而且有利于從全局角度控制信息系統(tǒng)的狀態(tài)。在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及日常工作的情況下，全局?jǐn)?shù)據(jù)XML可直接參與Internet應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1孫宏偉, XML與RDB的多層次雙向數(shù)據(jù)集成技術(shù)研究，2003.7, 西北工業(yè)大學(xué)博士論文1 Sun Hongwei, Zhang ShuSheng Zhou Jingtao et al, The Three-tired Bi-directional Integration between XML and RDB, The Proceeding of the 8th Joint International Computer

14、Conference, Nov 2002, pp.87-91.Enterprise Application Integration based on A Dual Data Management Mechanism for XML and RDBAbstract: Enterprise application integration is much needed in manufacturing enterprises, while there are many problems in the process of integration. After deeply analyzing the current situation and integration needs for information system of the enterprises, a dual data man