基于ESB技術的機械制造業(yè)系統(tǒng)集成研究

　作為我國國民經濟的裝備工業(yè)和支柱產業(yè)的機械制造業(yè)，在經濟全球化和社會信息化的大趨勢下，要求業(yè)務上具有越來越快的反應能力，使企業(yè)內部能夠跨部門快速協(xié)作，在企業(yè)外部可以更好地與合作伙伴、重要客戶無縫協(xié)作，共同創(chuàng)新[1]。
目前機械制造業(yè)企業(yè)信息化面臨的主要問題是，企業(yè)內部存在很多異構子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間很難溝通協(xié)作。為解決這一問題，本文在分析傳統(tǒng)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(yè)系統(tǒng)集成。實踐表明，該集成技術能有效解決信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據同步、信息復用，優(yōu)化企業(yè)系統(tǒng)。
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(lián)系起來。接口采用中立的方式進行定義，它獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編譯語言，這使得構建在系統(tǒng)中的服務可以以一種統(tǒng)一的和通用的方式進行交互，以實現(xiàn)企業(yè)級系統(tǒng)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(xiàn)，并通過注冊服務操作將其所提供的服務發(fā)布到服務注冊器，當接收到服務調用者的服務請求時，執(zhí)行所請求的服務。服務調用者則是服務執(zhí)行的發(fā)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(fā)現(xiàn)服務[6]，如圖1所示。

1.2 ESB技術
　企業(yè)服務總線(ESB)是消息中間件的發(fā)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(tài)的互聯(lián)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(huán)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(yè)企業(yè)傳統(tǒng)集成方式
2.1 我國機械制造企業(yè)信息化現(xiàn)狀
　目前機械制造業(yè)信息化對策主要有以下幾方面：(1)以產品研發(fā)過程的信息系統(tǒng)(PLM或PDM)為信息化核心，其他CRM客戶管理系統(tǒng)、ERP工程資源計劃系統(tǒng)、MES生產制造過程系統(tǒng)、OA系統(tǒng)需要與PLM或PDM系統(tǒng)相集成，從PLM或PDM系統(tǒng)獲得產品數(shù)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(shù)據管理(PDM)系統(tǒng)，實現(xiàn)產品研發(fā)過程的信息化管理，利用PLM或PDM系統(tǒng)統(tǒng)一管理CAD、CAM、CAPP、CAE等眾多CAX系統(tǒng)的產品數(shù)據、版本管理和設計創(chuàng)新。(3)應用ERP、辦公自動化OA系統(tǒng)，企業(yè)實現(xiàn)以流程為基礎的規(guī)范化管理。(4)通過應用協(xié)作開發(fā)平臺，實現(xiàn)企業(yè)與客戶、合作伙伴和供應商的協(xié)同產品開發(fā)[11]。
2．2 傳統(tǒng)方式在機械制造業(yè)集成中應用
　機械制造業(yè)企業(yè)存在很多異構子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間易形成信息孤島，因此必須集成。目前企業(yè)常用的集成方式主要有大系統(tǒng)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(shù)量大，隨著應用系統(tǒng)的增加，將會加大維護的壓力和成本，最終系統(tǒng)“不可維護”。
　(2)數(shù)據的轉換關系(如編碼等)難以維護。
　(3)數(shù)據傳輸協(xié)議多樣。
　(4)容錯能力、水平擴展能力差。系統(tǒng)間的接口相對比較專一，缺乏統(tǒng)一的規(guī)則，增大了系統(tǒng)間耦合性，限制系統(tǒng)的平滑擴展。
2.3 ESB技術在機械制造業(yè)系統(tǒng)集成的應用
　基于ESB的集成方式[12-13]如圖3所示，與傳統(tǒng)的大系統(tǒng)和點對點集成方式相比，基于ESB的集成方式有如下優(yōu)點：
　(1)減少系統(tǒng)間接口數(shù)量，降低系統(tǒng)集成成本。
　(2)統(tǒng)一管理接口協(xié)議，數(shù)據轉換規(guī)則，易于維護。
　(3)成為系統(tǒng)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(xiàn)有大量異構應用系統(tǒng)的存在，若是采用大系統(tǒng)方式共享中間庫表或點對點方式接口交互的方式進行數(shù)據的同步，會導致這種整合缺乏統(tǒng)一的數(shù)據交換標準，使得各個系統(tǒng)之間不能以一致的方式交互，流程邏輯及數(shù)據是分散的、孤立的，參與整合的各系統(tǒng)之間的耦合性大。另外，使用數(shù)據庫級的中間庫交換技術或是接口來實現(xiàn)流程及數(shù)據的整合，使得系統(tǒng)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(yè)務開展。系統(tǒng)的交互連接也呈現(xiàn)一個網狀結構。系統(tǒng)的可維護性、可擴展性、可靠性都將面臨著挑戰(zhàn)。
3 基于ESB的機械制造業(yè)信息化體系架構[12-13]
　針對上述集成方式優(yōu)缺點的分析，采用企業(yè)服務總線對于機械制造業(yè)企業(yè)系統(tǒng)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(yè)服務總線。企業(yè)服務總線是一種通過運行本地業(yè)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(fā)現(xiàn)代理。