企业集成系统的基本概念

企业集成系统技术 范玉顺 清华大学自动化系，北京 100084 摘要：企业集成系统是企业信息化的高级阶段，也是当前企业信息化实施的重点工作内容。企业集成平台为实施企业集成系统提供了有效的支撑环境。本文介绍了企业集成系统的基本概念，给出了几种企业集成的分类方法。重点介绍了信息集成、过程集成和企业间集成技术， 最后给出了企业集成平台的定义和主要组成功能。 关键词：企业集成，集成平台，企业信息化，集成技术 1. 企业集成系统的基本概念 集成是由部分构成整体、由单元构成系统的主要途径，集成就是通过接口实现不同功能系统之间的数据交换和功能互连，集成意味着将分散的异构部件联合在一起形成一个协同的整体，从而实现更强的功能，完成各个部分独自不能完成的任务。企业集成是指通过连接所有必须的系统和异构功能实体来方便跨越组织界限的信息流、控制流和物料流的传递，改进企业内的通信、合作与协调，从而将企业组成一个协调的整体，达到提高生产率、柔性和管理水平的目的[1]。 企业集成系统是在企业单元技术和系统得到广泛应用的基础上，通过集成形成的支持企业生产经营的集成化系统。相对于单元技术系统，集成系统具有覆盖范围广、功能多、系统结构复杂等特点。 集成是企业实施先进制造战略和实现信息化带动工业化的核心，一般来说，企业集成的程度越高,企业的功能就越协调，竞争取胜的机会也就越大。因为只有各种功能有机地集成在一起才可能共享信息，才能在较短的时间里做出高质量的经营决策，才能提高产品的质量，降低成本，缩短交货期；只有集成才能使“正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到正确的地方”。因此集成是构成整体，构成系统的主要途径，是导致整个企业成功的关键因素。 2. 企业集成的分类 在不同企业和不同应用场景次下，集成系统具有不同的构成和功能，按照覆盖范围可以分为部门级集成、企业级集成、企业间集成；按照系统之间的耦合紧密程度，集成的方式可以分为松散集成和紧密集成；按照企业集成的方向可以分为横向集成和纵向集成；从集成的深度上，集成已经从最初的信息集成扩展到了当今的过程集成，并向未来的知识集成方向发展。 部门级集成是指由多个不同的功能系统通过集成形成功能更强的集成化系统，如 PDM 系统与 MRPII 系统。企业级集成是指一个企业内部业务过程的集成。企业间集成是指一个企业的业务过程与另外一个企业的业务过程集成，或者不同的企业共享一些业务过程。 信息集成是指利用通信技术、数据库技术，在共享信息模型的支持下，实现不同应用系统之间的信息共享，解决由于各部门之间信息不共享、信息反馈速度慢、信息不全等造成企业决策困难、计划不正确、库存量大、产品制造周期长、资金积压等问题，提高企业现代化管理水平和整体经济效益。 过程集成是指利用计软件支持工具高效、实时地实现企业应用系统间的数据、资源共享和应用间协同工作，将一个个孤立的应用集成起来形成一个协调的企业运行系统。实现过程集成后，就可以方便地协调各种企业功能，把人和资源、资金及应用合理地组织在一起，获得最佳的运行效益。 知识集成是提高企业竞争力的重要手段，虽然目前还没有一个统一的关于知识集成的定义，但是，知识集成的重要性还是得到了普遍的认可。知识集成主要目的是快速高效地在企业内部共享企业的知识，并且通过知识的积累、知识的组织、知识的重用来提高企业的生产、经营、设计和管理水平。比如说，通过积累产品设计知识，并将这些知识组织成为非常方便查询和使用的专家系统供设计人员使用，从而帮助新的设计人员迅速高效的设计出高质量的产品。 集成度 知识集成 过程集成 信息集成 组织与人员的集成 图 1 给出了信息集成、过程集成与知识集成的示意图，从图中可以看出，无论是信息集成、过程集成还是知识集成都需要在组织与人员的集成的支持下开展工作。 过去未来时间 图 1. 信息集成、过程集成与知识集成 两个系统称为是松散集成的，是指它们之间仅仅交换信息而不管对方是否能够解释这个信息，或者说它们的集成仅仅是语法层的集成，而不是语义层的集成。两个系统称为是紧密集成的，当且仅当：（1）每个系统的内部规格（Specification）仅仅由本系统知道，即本 系统不知道其它系统的定义；（2）两个系统共同为完成一个任务作贡献；（3）两个系统对于它们之间交换的（概念）信息有相同的定义。比如使用不同技术和语言建立起来的两个系统， 它们采用相同的标准协议来交换信息，就称为紧密集成的。 横向集成是指从产品需求直到产品发运业务过程的集成，包括物理的和逻辑的集成，它跨越组织壁垒。这种集成通常依赖于所使用的技术（受到数据交换量、所使用的数据交换格式、使用局域网还是广域网等因素的约束），它主要考虑的是与技术相关的流，即物料流和技术文档流。纵向集成是考虑不同的企业管理层之间的集成，即决策集成，它主要涉及决策流的集成，上级管理层的指令或目标传递到下级管理层，反馈信息或状态报告由下层传递到 上层。 企业集成系统是一个逐步发展，逐步完善的过程，最终的企业集成系统就是现代集成制造系统（CIMS）[2]，可以说 CIMS 是企业集成系统的高级阶段和努力方向！ 3. 企业系统集成技术 企业系统集成技术是一个大的概念，它包括了实现企业应用系统集成所采用的各种可能的方法和技术，本节对信息集成、过程集成、企业间集成三个集成技术进行介绍。 3.1 信息集成技术 信息集成的主要方法有： l 专用集成接口：通过开发一对一的专用集成接口实现不同系统之间的信息交换与集成。这种集成方式就是通常所说的“点到点”的集成方式，其特点是对于应用系统数量少、且系统功能相对固定的情况下，比较容易实现。但是在应用系统数量增多时，接口数量以指数倍的速度增加，由于接口数量的增加导致接口的维护工作变得十分困难，一个应用系统发生调整将导致一批应用集成接口重新修改。 l 共享数据库：通过建立共享数据库的方式实现不同应用之间的数据共享，这个集成方式需要定义共享的信息模型。共享数据库可以采用独立于任何具体应用系统的共享信息库，即将需要共享的信息从每个应用的数据库中复制到一个共享的公共数据库中，也可以采用联邦式的方法使用多个数据库实现信息共享。数据联邦将多数据库集成为一个统一视图虚拟的数据库。数据联邦需要建立一个中间件层次来连接各个分布式数据库和应用。这个中间层在后台真实数据库和虚拟数据库之间建立一个映射。这种方式特点是通过单一的预定义的联邦接口访问各类应用数据库，可以使用用户方便的操作语言，而无须改变源数据和应用。 l 集成平台：用集成平台支持的中间件的方式进行信息共享，这种方式可以实现应用对数 据的透明访问，解决应用对于操作系统和数据存储方式的依赖性，是当今最先进的应用系统集成方式之一。 3.2 过程集成技术 过程集成技术主要包括过程建模、过程分析与优化、过程集成与运行三个方面的内容。 1） 过程建模 过程建模是过程重组和过程集成的重要基础。过程建模主要解决如何根据过程目标和系统约束条件，将系统内的活动组织为适当的业务过程的问题，对过程的描述需要提供对逻辑顺序结构，如顺序、分支、汇合、条件、循环、并发的描述。