摘  要： 機械制造業企業信息系統涉及多個不同的異構子系統，各子系統之間很難集成，導致系統出現信息孤島，難以溝通協作。傳統的集成方式，存在耦合度高，不易擴展等問題。在分析ESB技術的基礎上，提出了基于ESB技術的集成方式，達到了松耦合，實現信息互通。
關鍵詞： 面向服務的架構；企業應用集成；企業服務總線

　作為我國國民經濟的裝備工業和支柱產業的機械制造業，在經濟全球化和社會信息化的大趨勢下，要求業務上具有越來越快的反應能力，使企業內部能夠跨部門快速協作，在企業外部可以更好地與合作伙伴、重要客戶無縫協作，共同創新[1]。
目前機械制造業企業信息化面臨的主要問題是，企業內部存在很多異構子系統，各子系統之間很難溝通協作。為解決這一問題，本文在分析傳統集成方式與基于ESB技術的集成方式的基礎上，提出基于ESB技術的機械制造業系統集成。實踐表明，該集成技術能有效解決信息孤島，實現數據同步、信息復用，優化企業系統。
1 面向服務的架構
1.1 面向服務的結構
　面向服務的架構SOA(Service-Oriented Architecture)是一種框架模式，它將應用程序的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間良好的接口聯系起來。接口采用中立的方式進行定義，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編譯語言，這使得構建在系統中的服務可以以一種統一的和通用的方式進行交互，以實現企業級系統集成和信息的高度共享[2-5]。
　面向服務的體系架構中共有三種角色，它們分別是服務提供者、服務調用者和服務注冊器。服務提供者負責服務功能的具體實現，并通過注冊服務操作將其所提供的服務發布到服務注冊器，當接收到服務調用者的服務請求時，執行所請求的服務。服務調用者則是服務執行的發起者，而服務注冊器則用來提供服務提供者注冊服務、提供對服務的分類和查找功能，以便服務調用者發現服務[6]，如圖1所示。

1.2 ESB技術
　企業服務總線(ESB)是消息中間件的發展。ESB采用了“總線”這樣一種模式來管理和簡化應用之間的集成拓撲結構，以廣為接受的開放標準為基礎來支持應用之間在消息、事件和服務的級別上動態的互聯互通。ESB是一種在松散耦合的服務和應用之間標準的集成方式。
ESB是SOA中重要的基礎設施，為SOA提供了服務管理的方法和在分布式異構環境中進行服務交互的功能，為SOA中的分散服務提供交互、組合和治理的基礎架構[7-10]。
2 機械制造業企業傳統集成方式
2.1 我國機械制造企業信息化現狀
　目前機械制造業信息化對策主要有以下幾方面：(1)以產品研發過程的信息系統(PLM或PDM)為信息化核心，其他CRM客戶管理系統、ERP工程資源計劃系統、MES生產制造過程系統、OA系統需要與PLM或PDM系統相集成，從PLM或PDM系統獲得產品數據、工藝信息，制造裝配信息等。(2)通過產品生命周期管理(PLM)或產品數據管理(PDM)系統，實現產品研發過程的信息化管理，利用PLM或PDM系統統一管理CAD、CAM、CAPP、CAE等眾多CAX系統的產品數據、版本管理和設計創新。(3)應用ERP、辦公自動化OA系統，企業實現以流程為基礎的規范化管理。(4)通過應用協作開發平臺，實現企業與客戶、合作伙伴和供應商的協同產品開發[11]。
2．2 傳統方式在機械制造業集成中應用
　機械制造業企業存在很多異構子系統，各子系統間易形成信息孤島，因此必須集成。目前企業常用的集成方式主要有大系統和點對點的方式，如圖2所示。

點對點集成方式存在的問題：
　(1)接口種類多，數量大，隨著應用系統的增加，將會加大維護的壓力和成本，最終系統“不可維護”。
　(2)數據的轉換關系(如編碼等)難以維護。
　(3)數據傳輸協議多樣。
　(4)容錯能力、水平擴展能力差。系統間的接口相對比較專一，缺乏統一的規則，增大了系統間耦合性，限制系統的平滑擴展。
2.3 ESB技術在機械制造業系統集成的應用
　基于ESB的集成方式[12-13]如圖3所示，與傳統的大系統和點對點集成方式相比，基于ESB的集成方式有如下優點：
　(1)減少系統間接口數量，降低系統集成成本。
　(2)統一管理接口協議，數據轉換規則，易于維護。
　(3)成為系統間信息共享、服務互動的橋梁，為構建SOA架構奠定基礎。
　由于現有大量異構應用系統的存在，若是采用大系統方式共享中間庫表或點對點方式接口交互的方式進行數據的同步，會導致這種整合缺乏統一的數據交換標準，使得各個系統之間不能以一致的方式交互，流程邏輯及數據是分散的、孤立的，參與整合的各系統之間的耦合性大。另外，使用數據庫級的中間庫交換技術或是接口來實現流程及數據的整合，使得系統之間的交互過程變得復雜化，且應用接口的設計彼此具有很強的依賴性，限制了業務開展。系統的交互連接也呈現一個網狀結構。系統的可維護性、可擴展性、可靠性都將面臨著挑戰。
3 基于ESB的機械制造業信息化體系架構[12-13]
　針對上述集成方式優缺點的分析，采用企業服務總線對于機械制造業企業系統集成變得勢在必行。
3.1基于ESB的集成架構設計
　圖3所示為基于ESB的集成方式，PLM/PDM、ERP、CRM、MES、OA使用企業服務總線。企業服務總線是一種通過運行本地業務過程為服務請求者提供服務的設施。服務總線上有一個內部服務登記處和一個服務發現代理。

　以下應用SOA的理念采用ESB方式對機械制造業信息系統進行集成[14-15]。基于ESB集成的總體架構圖如圖4所示。

　(1)表示層提供一個公共信息交換平臺，可以將客戶需要的信息在客戶端完全顯示出來，供各類用戶實時查詢。
　(2)業務流程層提供以業務為中心的視圖。根據其業務流程，查找服務單元層的服務或服務組合，組成應用程序。
　(3)服務層提供的服務，然后將服務發布，以供業務流程層和表示層查找并綁定。
　(4)服務組件層用Web服務接口將應用系統層的應用系統提供的各種功能封裝成不同粒度大小的服務，并提供對外的基于Web服務的統一接口。
　(5)應用系統層提供企業內部各應用子系統。這些系統通過協商制定專用接口進行消息傳遞。
　(6)表示層、業務流程層、服務層和應用系統層都使用服務總線。服務總線是一種通過運行本地業務過程為服務請求者提供服務的設施，它分離了應用層和實現。正是服務總線分離了與業務邏輯相關的應用層和與實現平臺相關的構件基礎設施，遵循該體系結構所構造出來的應用能適應業務和技術變化。
3.2 ESB價值分析
　ESB是實現企業整合的有效途徑，它是一種采用開放式標準來用服務的方式描述軟件資產的架構，提供了一種標準的途徑來表示軟件資產以及其間的交互方式[12]。
　采用ESB進行企業整合的體系架構可以為企業帶來如下的價值：
　(1)服務的封裝及重用以實現業務的靈活性。
封裝使重用成為可能，企業內部的業務被實現在一個地方，可以輕松面對業務核心修改以及不斷變化。同時可以減低應用開發及維護的成本。
　(2)基于標準的接口定義使得復雜系統的集成變得簡單。服務的實現和接口定義分離的方式使各種各樣的系統甚至是不同種類的系統的集成成為了可能。這種完全的松耦合架構使服務的請求者與提供者能完全隔離，彼此的獨立變化不會互相影響。業務流程的模型化也變得更加獨立，在企業及應用層面實現單一的數據和工作流程。
　(3)實現全新的應用構建模型。當在所有的系統上清晰地定義了接口后，可以使用“模型”的方式把這些服務組裝成業務所需的業務流程。ESB架構使人們在企業內部可以輕松地搭建任意的業務流程來達到業務需求，支持業務創新。
3.3 結果分析
　通過2.2節和3.1節的分析，表1給出點對點方式與基于ESB方式的比較。

　雖然ESB方式技術難度高，但是基于ESB的方式易維護易擴展。未來系統的更改，系統的淘汰、系統的更換或增加新的系統，不影響其他在ESB內的系統。長遠來看，這些工作的減少，降低了總體擁有成本TCO(Total Cost of Ownership)。
　隨著機械制造業企業規模擴大，SOA的體系未來可以延伸到各子公司的系統，不需再重新搭建SOA的架構。可以迅速地增加新系統到ESB上，及時適應業務的需求。
　由于目前機械制造企業存在很多應用子系統，子系統之間無法很好地實現互聯互通，極大限制了業務能力的開展。本文在分析點對點和大系統集成方式以及基于ESB集成方式的基礎上，提出基于ESB的機械制造業系統集成框架，并分析了基于ESB集成方式的價值。
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