基于ESB技術(shù)的機械制造業(yè)系統集成研究

　作為我國國民經(jīng)濟的裝備工業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)的機械制造業(yè)，在經(jīng)濟全球化和社會(huì )信息化的大趨勢下，要求業(yè)務(wù)上具有越來(lái)越快的反應能力，使企業(yè)內部能夠跨部門(mén)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(hù)無(wú)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(wèn)題是，企業(yè)內部存在很多異構子系統，各子系統之間很難溝通協(xié)作。為解決這一問(wèn)題，本文在分析傳統集成方式與基于ESB技術(shù)的集成方式的基礎上，提出基于ESB技術(shù)的機械制造業(yè)系統集成。實(shí)踐表明，該集成技術(shù)能有效解決信息孤島，實(shí)現數據同步、信息復用，優(yōu)化企業(yè)系統。
1 面向服務(wù)的架構
1.1 面向服務(wù)的結構
　面向服務(wù)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(chēng)為服務(wù))通過(guò)這些服務(wù)之間良好的接口聯(lián)系起來(lái)。接口采用中立的方式進(jìn)行定義，它獨立于實(shí)現服務(wù)的硬件平臺、操作系統和編譯語(yǔ)言，這使得構建在系統中的服務(wù)可以以一種統一的和通用的方式進(jìn)行交互，以實(shí)現企業(yè)級系統集成和信息的高度共享[2-5]。
　面向服務(wù)的體系架構中共有三種角色，它們分別是服務(wù)提供者、服務(wù)調用者和服務(wù)注冊器。服務(wù)提供者負責服務(wù)功能的具體實(shí)現，并通過(guò)注冊服務(wù)操作將其所提供的服務(wù)發(fā)布到服務(wù)注冊器，當接收到服務(wù)調用者的服務(wù)請求時(shí)，執行所請求的服務(wù)。服務(wù)調用者則是服務(wù)執行的發(fā)起者，而服務(wù)注冊器則用來(lái)提供服務(wù)提供者注冊服務(wù)、提供對服務(wù)的分類(lèi)和查找功能，以便服務(wù)調用者發(fā)現服務(wù)[6]，如圖1所示。

1.2 ESB技術(shù)
　企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)(ESB)是消息中間件的發(fā)展。ESB采用了“總線(xiàn)”這樣一種模式來(lái)管理和簡(jiǎn)化應用之間的集成拓撲結構，以廣為接受的開(kāi)放標準為基礎來(lái)支持應用之間在消息、事件和服務(wù)的級別上動(dòng)態(tài)的互聯(lián)互通。ESB是一種在松散耦合的服務(wù)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(wù)管理的方法和在分布式異構環(huán)境中進(jìn)行服務(wù)交互的功能，為SOA中的分散服務(wù)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)傳統集成方式
2.1 我國機械制造企業(yè)信息化現狀
　目前機械制造業(yè)信息化對策主要有以下幾方面：(1)以產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的信息系統(PLM或PDM)為信息化核心，其他CRM客戶(hù)管理系統、ERP工程資源計劃系統、MES生產(chǎn)制造過(guò)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(chǎn)品數據、工藝信息，制造裝配信息等。(2)通過(guò)產(chǎn)品生命周期管理(PLM)或產(chǎn)品數據管理(PDM)系統，實(shí)現產(chǎn)品研發(fā)過(guò)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(chǎn)品數據、版本管理和設計創(chuàng )新。(3)應用ERP、辦公自動(dòng)化OA系統，企業(yè)實(shí)現以流程為基礎的規范化管理。(4)通過(guò)應用協(xié)作開(kāi)發(fā)平臺，實(shí)現企業(yè)與客戶(hù)、合作伙伴和供應商的協(xié)同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[11]。
2．2 傳統方式在機械制造業(yè)集成中應用
　機械制造業(yè)企業(yè)存在很多異構子系統，各子系統間易形成信息孤島，因此必須集成。目前企業(yè)常用的集成方式主要有大系統和點(diǎn)對點(diǎn)的方式，如圖2所示。

點(diǎn)對點(diǎn)集成方式存在的問(wèn)題：
　(1)接口種類(lèi)多，數量大，隨著(zhù)應用系統的增加，將會(huì )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(guān)系(如編碼等)難以維護。
　(3)數據傳輸協(xié)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(zhuān)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(shù)在機械制造業(yè)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(diǎn)對點(diǎn)集成方式相比，基于ESB的集成方式有如下優(yōu)點(diǎn)：
　(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(xié)議，數據轉換規則，易于維護。
　(3)成為系統間信息共享、服務(wù)互動(dòng)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(diǎn)對點(diǎn)方式接口交互的方式進(jìn)行數據的同步，會(huì )導致這種整合缺乏統一的數據交換標準，使得各個(gè)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(shù)或是接口來(lái)實(shí)現流程及數據的整合，使得系統之間的交互過(guò)程變得復雜化，且應用接口的設計彼此具有很強的依賴(lài)性，限制了業(yè)務(wù)開(kāi)展。系統的交互連接也呈現一個(gè)網(wǎng)狀結構。系統的可維護性、可擴展性、可靠性都將面臨著(zhù)挑戰。
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(diǎn)的分析，采用企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)對于機械制造業(yè)企業(yè)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(yè)服務(wù)總線(xiàn)。企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)是一種通過(guò)運行本地業(yè)務(wù)過(guò)程為服務(wù)請求者提供服務(wù)的設施。服務(wù)總線(xiàn)上有一個(gè)內部服務(wù)登記處和一個(gè)服務(wù)發(fā)現代理。