摘 要: 对现有的企业应用集成模式进行了分类,并总结出不同集成模式的相关技术需求、适用的集成条件、具体的集成方法及其优点和缺点,讨论了集成模式的选择方法。
关键词: 企业资源规划 企业应用集成 集成模式
现代企业面临日趋激烈的市场竞争以及快速变化的市场和不断革新的生产技术和信息化管理手段。对于信息技术的应用水平,是现代企业提高竞争力的最有效的方法之一。因此企业对于信息化建设的重视和投入程度越来越高。
信息化建设的初级阶段,信息系统的建设以满足部门级的应用为目的。然而在面临跨部门的工作流程时,部门级的应用系统无法满足管理的需要。企业资源规划(Enterprise Resource Plan,ERP)作为企业应用套件(Enterprise Application Package,EAP)的出现满足了企业跨部门管理的需要。但是即使是世界上最好的ERP软件,例如SAP R/3及Baan ERP,仍然只能解决企业管理的部分问题。这是因为作为大型软件的开发,往往需要足够的软件开发队伍和海量资金投入,这是企业用户无法承担的。同样出于成本的考虑,软件公司在开发ERP软件时也不是为一个企业定制其最合适的ERP系统。于是,企业应用集成(Enterpeise Application Intergration,EAI)的概念被提出。根据Butler Group[1]的定义,EAI是“将异构系统极其模块的功能性行为、企业规则和数据集成为满足企业的新流程”,并指出EAI应该包括以下工作:
(1)二个以上应用系统间的数据传输和转换;
(2)管理数据传输和转换的时序;
(3)对集成工作的目标和效果进行控制。
自EAI概念被提出以来,EAI的工程项目数量在逐年增加。但是,有些EAI项目的质量和效果不够理想甚至失败,仍然存在系统间的基础信息不一致、界面紊乱、流程无法有效贯通等问题,导致信息无法在系统间共享、传递,信息系统的优势和EAI的目标都无法得以充分实现。如何有效提升EAI的集成效果,已经成为企业信息化建设的关键问题之一。
本文将对现有的企业应用集成模式进行分类,并总结出不同集成模式的相关技术需求、适用的集成条件、具体的集成方法、优点和缺点。最后,提出了选择集成模式的依据。
1 EAI模式的概念及分类
信息系统集成的历史由来已久。集成模式一直是每个信息系统集成项目的灵魂和核心。
从概念上来说,集成模式和集成架构密切相关。集成架构的概念来源于集成工作的内容。GartnerGroup[2]将集成工作的内容归纳为以下5部分:
(1)集成界面:将应用系统的数据读入或读出到另一个系统的界面;
(2)数据转换:将一个系统的数据转换为另一个系统可以接受的格式;
(3)数据传输:将数据从源系统传输至目标系统;
(4)传输路径:对数据的传输方向进行控制;
(5)集成管理:管理和控制数据传输的完整流程。
而集成架构将集成工作的内容给予层次上的清晰划分。Cherry Tree和Co.Research[3]提出了系统集成架构,并将之分为四层:
(1)企业流程层:将不同的数据送至不同的系统;
(2)企业逻辑层:提供判断数据流向的法则;
(3)数据转换层:数据保持一致的格式以满足集成的需要;
(4)数据传输层:数据在应用系统间传输。
集成架构可以有多种组合。这种架构的组合又可以按Hall[4]的总结划分为三类:
(1)拼盘式集成:不同的系统利用系统间的接口传输数据;
(2)综合式集成:将不同的系统综合后集成为一个完整的大型系统;
(3)标准化集成:制定一个信息系统的集成标准,将需要集成的系统按照这个标准进行统一。
但是,无论是集成的内容,还是集成的架构,抑或是集成的分类,都无法完成对集成项目的思想、目标、约束、技术等方面的描述。因此,本文提出了集成模式(Intergration Model,IM)的概念。
集成模式表示信息系统集成的一种方法和架构,定义了实现集成工作后的各个信息系统如何通过集成的种类和机制进行工作。不同的集成模式有不同的特点和不同的需求及限制。一个好的集成模式应该具有以下特点:
(1)能够简明地表示出集成的需求;
(2)可以在信息系统升级后继续实现集成;
(3)广泛地使用各种技术、方法和思路,通过筛选和对比,实现代价最低、成效最高的集成。
本文作者根据近年在研究工作中积累的经验和资料,将EAI的模式分为界面层集成模式(Interface Intergration Model)、数据层集成模式(Data Intergration Model)及功能层集成模式(Functional Intergration Model)。
2 界面层集成模式
界面层集成模式的特点是通过被集成对象的界面的逻辑关系完成集成工作。虽然集成工作增加或改变了一些界面,但操作者完成一个流程总是要面对被集成对象原有的界面,并且对数据的加工也是通过原有的界面完成。如参考文献[5]中所描述的ERP-OA的集成就包含了界面层集成的成分。
为了从一个系统进入另一个系统的某个界面,需要通过一连串的键盘录入,包括口令、菜单选择等。因此,模拟键盘录入和屏幕抓取的技术和工具经常在界面集成模式中使用。
界面层集成模式通常在以下情况中采用:
(1)集成对象都是PC或终端为基础的界面,用户的操作系统支持多窗口;
(2)用户仅仅需要提供一个整屏显示的界面,不要求数据和功能上的集成;
(3)集成对象都是不开放的或者内部不可见的,或者不允许直接对数据库操作。这种情况下,只能采用界面层集成模式。
3 数据层集成模式
数据层集成模式可以忽视界面或企业业务逻辑,直接修改原系统的数据库或利用其数据结构进行集成。
可用于直接对数据库中的数据进行读写的技术非常多,主要有以下四类:
(1)批处理程序:将数据在不同系统间定时或定量传送的批处理程序。在20世纪90年代使用较多。目前对新系统进行初始化时进行数据转录仍在使用这种技术。
(2)开放的数据连接技术(ODBC):一种标准的API,提供一种抽象化的方式对异构的关系型数据库进行存取操作。
(3)数据库访问中间件(Database Access Middleware):这种技术可以建立数据应用资源互操作的模式,对异构环境下的数据库实现联接或文件系统实现联接,并按使用者的要求进行读取。
(4)数据转换(Data Transformation):通常配合数据库访问中间件使用,将从源数据库读来的数据转换为目的数据库可以接收的格式,或者将不同系统间的不同数据结构转换成相互可识别的格式。如果采用XML文件作为中间数据格式,则在生成XML文件和写入目的数据库之前,都需要由数据转换程序完成。
数据层集成模式通常在以下情况下采用:
(1)进行决策分析时从不同的系统中抽取数据。例如要生成一个客户报表时,从ERP系统、DRP系统、CRM系统中抽取数据,并将这些数据在决策分析系统中进行分析并生成报表。
(2)形成数据仓库中的二次数据。
(3)需要保持系统间数据的同步。例如图1中,当客户地址改版时,订单系统、财务系统、客户管理系统中的客户地址同时发生改变。
4 功能层集成模式
功能层集成只是一种集成模式命名方法,不同于一般意义上企业建模中的功能的概念。所谓功能层集成,是在企业业务逻辑的层面上进行集成,是面向过程和过程中功能的。
有些管理系统提供了供外界访问的API。在没有提供API的情况下,则需要集成者额外提供代码。
远程过程调用(RPC)也曾是功能层集成的主要技术。RPC作为一种协议,允许使用这种协议的网络中的计算机相互调用彼此的程序,提高了程序的互操作性。但RPC仅仅提供了程序间对数据存取的标准定义以及程序间比较简单的沟通能力。目前RPC已经被中间件(Middleware)取代。
中间件在操作系统、网络和数据库之上,位于应用软件的下层。其主要作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。中间件为程序间的互操作提供了终端仿真/屏幕转换、数据访问、消息管理、对象集成、Web服务、安全控制等多种功能,并且也同样可以实现远程过程调用。中间件根据其功能可以分为不同的类型,在功能层集成中应用最多的中间件有以下几种类型:
(1)消息管理中间件:用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性,实现在不同平台之间通信,实现分布式系统中可靠、高效、实时的跨平台数据传输,实现应用程序之间的协同。
(2)对象中间件:在分布、异构的网络计算环境中,可以将各种分布对象有机地结合在一起,完成系统的快速集成,实现对象重用。在这方面遵循的标准是CORBA。对象中间件将是未来的主流。OMG的CORBA、Microsoft的COM+和SUN的J2EE都采用了对象中间件技术。
(3)交易中间件:在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一种环境平台。
(4)信息中介中间件:以集中式的架构,建立各应用系统间界面的代管中心,类似各应用系统间的信息转换器和路由器。信息中介中间件将信息从各个源系统读取后,发送到目标系统的界面。
各个中间件的功能可以单独使用,也可以根据需要组合使用。
功能层集成模式比界面层集成和数据层集成具有更高的弹性。功能层集成模式最常见的是工作流集成方法和插件式集成方法。
(1)工作流集成方法:是指将某个业务流程按照企业的业务逻辑在所有相关的系统中执行。例如一个订单流程的执行过程如图2所示。
工作流集成通过使用请求(Requests)的概念来完成各个系统的工作流贯通。在一些简单的工作流集成中,可以使用静态的工作流集成,即每个活动(Action)都是固定的。如果要求更高的灵活性,则需要使用动态工作流技术。有关动态工作流的概念和集成方法,可参见文献[5]。
(2)插件式集成方法:Web服务就是一种插件式集成方法。Web服务提供了一系列标准化的商业组件,一次部署到Internet中,然后即可作为不同的企业应用系统间的标准接口,用于所有接受这个标准的企业应用中。因此,Web服务可以称作全球标准化插件集成方法。但是这个标准化工作过于庞大和理想化,从不同的国家地区、财税制度、语种和商业规则中抽象出一个标准是相当困难的。完全成熟的Web服务预计还要到若干年后才可能实现。
另一种插件式集成方法可称为小范围标准化插件集成方法。它是Web服务的小范围实现,即把Web服务的思想应用于若干个需要被集成的应用系统范围内。这种集成方法为各个应用系统分别提供一个标准接口,使各应用系统可以通过这个标准接口相互连接。接口中应该定义集成中所需要的所有函数,使各个系统都可以通过它向其他系统传递数据处理的请求。在这个标准接口中,所有的接口都使用统一的函数命名规则和语法规则。例如,所有的应用系统的接口中都用create_customer方法,而不是new_customer来创建客户记录;所有的数据格式都采用XML格式或者数据结构。这种集成方法可以让集成后的系统使用者像使用插件一样对各个系统的功能进行调用,并且可以轻松生成所需要的用户界面和报表。
功能层集成模式可解决的集成需求是三种集成模式中最广泛的一种。其他二种集成模式可以解决的问题,功能层集成也同样能够解决。
功能层集成模式适用于以下情况:
(1)当企业应用系统中需要增加一些新的功能(如订单生成或存款),而这些功能已经由其他应用系统管理时,集成的工作不得不面对代码级的修改。
(2)企业需要将贯穿多个应用系统的流程集中管理,并且这些流程有着较复杂的业务逻辑。
(3)需要保证集成后系统工作的完整性,即请求必须得到回复。
(4)企业中存在多个高度重复的业务动作(例如查询客户应收款,每个系统都需要进行这个操作)。
5 三种集成模式的比较
三种集成模式各有优缺点,如表1所示。
6 集成模式的选择
在具体集成项目中,主要根据以下三个方面决定选择何种集成模式:
(1)是否可以通过每个系统外的应用程序对该系统的数据库进行读写。有些系统是强烈禁止的。
(2)是否可满足企业本次集成项目的目标。
(3)如果企业经常会产生新的集成需求,则所选择的集成模式必须满足企业未来的集成需求。
集成模式的选择需要在多个约束条件下进行折衷。集成者可以根据上文中各个集成模式和方法所适用的条件及其各自的优缺点来确定。
一个集成项目可以仅仅使用一种集成模式,也可以同时使用二种或三种集成模式。这是因为几乎所有的集成项目(特别是一些集成复杂度较高的项目)其集成需求都在不断增加。而三种模式各有利弊,因此项目结束时,可能都已经被使用过了。例如ORACLE的ERP系统是禁止集成者直接对数据库进行写操作的,在与分销资源计划(DRP)系统集成时,DRP系统可能允许集成者对其数据库进行写操作。这种情况下,单纯采用界面层集成模式肯定无法满足集成目标。如果单纯采用数据层集成模式,则数据流向只能从ERP系统写入到DRP系统,也无法满足企业的需求。如果采用功能层集成模式,则又会有大量的数据同步工作需要采用数据层集成模式完成。
参考文献
1 Belina F,Hogrefe D,Amardeo S.SDL with Applications from Protocol Specification.Carl Hanser Verlag and Prentice Hall International,UK,1991
2 Jose S.An ROI Model For Enterprise Application Intergration.GartnerConsulting,1999
3 Cherry Tree & Co..Extended Enterprise Applications:Spotlight Report.Jan,2000
4 Kelly S,Holland C,Light B.Enterprise resource planning:A business approach to systems development.In:Proceedings of 5th Conference on information systems AMCIS 1999,Milwaukee,Wisconsin,USA,1999
5 郭应中,宛延闿,韩伟.基于工作流的OA-ERP集成.微计算机应用,2003;24(2)
6 郭应中,赵占军,韩伟.Oracle ERP和分销资源计划系统的接口方法.计算机辅助设计与图形学学报,2002;14(5)