面向卷煙行業的主數據管理系統設計與應用

王存喜　朱瑞龍　林碩

摘要：針對卷煙行業的生產特點，面向卷煙行業的主數據管理系統的設計，采取當前主流的服務網格技術進行架構設計，對各應用系統共享的核心業務數據進行統一管理，對上游應用和下游應用設計接口適配器，實現主數據的更新可實時同步于各應用系統。該系統已在某卷煙企業應用，實現卷煙工業全產業鏈的互聯互通，消除信息孤島，有效提升卷煙生產過程數字化、自動化、精益化和智能化，加強企業資源配置和制造管控。

關鍵詞：互聯互通;數字化;智能化

中圖分類號：TP319? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0019-03

智能制造已成為全球先進制造業創新發展的前沿，如何進行制造業的數字化、智能化轉型成為制造業在殘酷的市場競爭中爭取主動的關鍵[1]。基于互聯網+的新興技術的快速推進，為制造業數字化、智能化轉型提供有力支撐。

經過長期的改革與發展，中國卷煙工業行業在數字化建設已取得卓越成效。出現了面向各個業務領域的信息成果，主要包括： ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）; MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）;WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統）; APS（Advanced Planning and Scheduling，高級計劃與排程）等。

數字化建設雖在生產過程管控等方面有顯著的成果和影響，但因數字化建設過程中的粗放性和缺乏統一規劃，也隨之產生了一系列問題[2]。主要問題如下：1）隨著各個信息系統的深入應用，各個系統本身產生了大量的歷史數據，這些數據有著巨大的價值，其分析和挖掘有待加強。2）因數字化建設過程中，粗放性和缺乏統一規劃，導致各個系統只針對自身業務領域，系統之間互不通信，因而形成信息孤島。3）從整個業務角度綜合考慮，存在一部分數據是各個系統都需要的公共數據，而數字化建設初期和建設過程中，缺乏對這一問題的認知和考慮，導致各個系統對這些公共數據單獨維護，采取各自唯一的標識方式，以至于同一數據在整個業務流中無法流轉。

主數據（Master Data）定義為一組核心的數據，各種應用均會使用。因而對各信息系統都會使用的核心數據進行統一管理，有利于全產業鏈的互聯互通。

1 主數據管理系統

主數據（Master Data）是指核心的業務實體的數據，這些數據在多個異構的應用系統中共享，比如工藝、產品、物料、資源、組織結構等[3]。

MDM（Master Data Management，主數據管理）實現對主數據（Master Data）精確和一致的管理。MDM（Master Data Management，主數據管理）對數據的所有更新操作具有唯一執行權，所有更新只會針對此單一的主數據（Master Data），同時所有更新同步于其他應用。因而對于核心的業務數據實現了精確和一致的管理，同時又可保證其他系統能實時獲取更新，是整個信息化建設的重中之重。

卷煙工業隨著信息化建設的逐漸深入和成熟，面向各個業務應用形成了“信息孤島”。 隨著應用的不斷增加和主數據（Master Data）的數量不斷增長時，為實現應用之間的數據同步，各應用通過點對點連接方式實現數據共享[4]。隨著這種連接越來越多，原來越復雜，也變得異常難維護。

因而主數據管理系統所要解決的問題主要包括：1）建立統一標識;2）統一共享維度，建成合規，已清洗和標準化的單一數據源;3）建立與上游、下游系統之間的集成通道。

2 主數據管理系統架構設計

微服務是一種軟件架構設計技術，其基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務架構）技術的衍生，相比于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務架構）粒度更細，耦合度更低，復用更高，逐步成為企業級應用和分布式應用的首選技術架構，同時也是云計算的首選軟件架構。

微服務架構在企業級應用的巨大優勢，使微服務架構很快成為主流架構，其本身的便利性是一把雙刃劍，因其粒度更細，導致在一個大型應用中存在著大量的微服務接口，粒度的過細，導致一個業務被分割成多段。隨著整個系統的研發，這種接口越來越多，微服務之間的調用越來越復雜，無論開發還是維護都變得異常艱難。因而對于微服務的管理成為必需。

服務網格技術本身是對于微服務的管理技術。主要包括服務發現注冊、負載均衡、熔斷機制等。服務網格將微服務進行分類，分為提供者和消費者，同時以服務中心作為對外接口和微服務的管理中心。服務網格內置負載均衡和熔斷機制，可以有效管理分布式應用。

服務網格的優勢可以有效解決微服務規模過大的問題，同時又可充分利用微服務架構技術的優點，因而基于服務網格和微服務結合的架構是當前最好的企業級應用架構和云計算應用架構。

React技術是當前主流的JS框架技術，Redux是一個狀態管理框架，其本質是MVVM（Model-View-ViewModel）架構，實現視圖與業務邏輯的分離。因而React和Redux技術的結合，是企業級應用前棧開發的主流框架。

通過對于當前主流框架的分析，面向卷煙工業的MDM（Master Data Management，主數據管理）架構設計采取前棧和后棧分離[5]，后棧采取服務網格技術和微服務架構，支持Rest接口，支持負載均衡、服務發現和服務注冊、熔斷機制等，前棧采用React和Redux技術。

3 主數據管理系統功能設計

MDM（Master Data Management，主數據管理）功能包括：數據模型管理、數據元素管理、數據管理、數據主鍵規則管理、數據權限管理、支持上游和下游App的數據集成接口管理、數據沖突管理、操作流程追溯管理等[6]。

主數據管理功能架構如圖1所示。

1） 數據模型管理是MDM（Master Data Management，主數據管理）的核心模塊，是對主數據（Master Data）的識別、分類和抽象概括。

數據模型管理包括數據分類管理、模型管理、數據元素管理三個子功能。

數據分類管理是對于主數據（Master Data）建立分類標識，將主數據（Master Data）按照業務劃分為組織結構類、資源類、生產工藝、物料等基本分類。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

模型管理是對于主數據（Master Data）進行識別，進行抽象概括，建立模型信息，是具體業務的體現，隸屬于某一數據分類。將主數據（Master Data）按照業務可定義為人員模型、部門模型、設備模型、工藝模型、BOM模型、角色模型、崗位模型、職稱模型、產品模型、物料模型等。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

數據元素管理是對模型屬性的定義，對模型屬性進行抽象概括，包括編碼、名稱、數據類型、組件類型、關聯模型、關聯屬性、主鍵、唯一標識、默認值、顯示標記、搜索標記、語義、為空標記等一系列屬性的定義。主要功能包括： 增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

業務人員添加新的分類，選擇某一分類，添加新的數據模型，選擇某一模型，添加該模型的元素信息。用戶在確認好數據模型后，可對該數據模型進行發布，系統進行模型創建[7]。

2） 主數據管理是基于數據模型管理的數據管理和可視化。主要功能包括數據模型的動態可視化，搜索條件的動態可視化、數據編輯的動態可視化，數據表格的動態可視化、數據管理等基本功能。

數據模型的動態可視化包括數據模型菜單的動態生成，數據分類信息的動態識別、模型信息的動態識別、數據模型排序信息、數據模型層級信息、數據模型父子關系識別等。

數據編輯的動態可視化包括關聯模型的動態識別、關聯屬性的動態識別、關聯數據的動態識別，關聯操作的動態和自動識別，模型屬性的動態生成，組件類型的動態關聯等。

數據表格的動態可視化包括數據展示列的動態生成，數據源的動態綁定。

數據管理包括增加、刪除、修改、查詢、導入、導出等功能。

3） 數據主鍵規則管理是指主鍵數據依據規則生成，從而避免人員輸入導致的輸入錯誤等問題。數據主鍵規則包括：順序生成規則、對象依賴生成規則、日期生成規則、固定編碼生成規則等;規則優先級管理;數據連接符及補全規則管理等。

規則管理可對主數據中某些數據的生成規則進行歸納，錄入數據時由系統依據規則自動生成數據，避免人為錄入錯誤數據。

4） 權限管理是MDM（Master Data Management，主數據管理）的輔助功能模塊，實現路由管理、路由權限管理、頁面按鈕管理、頁面按鈕權限管理、與單點登錄系統集成等功能。

SSO（Single Sign On，單點登錄）實現一處登錄，可訪問所有授信的應用，是當前企業級管理軟件必須具備的一項功能，也是所有應用需要集成的一項功能。MDM（Master Data Management，主數據管理）與SSO（Single Sign On，單點登錄）集成，獲取當前用戶ID、用戶姓名、角色ID、路由等基礎信息，從而實現權限管理。

5） 數據沖突管理是主數據管理系統的一個核心功能也是解決信息孤島的關鍵功能。數據沖突管理功能模塊之所以重要是因為卷煙行業在信息化建設過程中缺乏規劃，導致關鍵業務數據存在多個系統中，同時存在錯誤數據、冗余數據以及臟數據等，因而在數據集成時進行必要的沖突管理，可以有效杜絕臟數據、錯誤數據、有效保證數據的準確性和有效性。

6） 主數據同步實現MDM（Master Data Management，主數據管理）與其他應用共享主數據（Master Data）。主數據（Master Data）更新同步于其他應用系統。

主數據同步功能包括：接口信息定義、接口信息封裝、接口信息解析。各應用系統向主數據管理系統進行接口訂閱，注冊自己的接收數據模型信息;主數據管理系統更新時，向各個訂閱系統發布更新數據。

接口信息封裝包括：接口標識、數據模型標識、更新動作標識、操作人員標識、操作時間戳、數據列表等基本信息。

主數據同步功能需要保證數據的實時性，同時又需要保證MDM（Master Data Management，主數據管理）系統的性能，需要保證更新的唯一性、準確性，防止重復發送、錯誤發送、遺漏發送，因而在架構設計上需要采用異步的架構設計，同時需要提供監控機制。

主數據同步架構如圖2所示。

4 結束語

本文對卷煙行業現狀進行分析，提出適應煙草行業的主數據管理系統設計方案，從根本上解決卷煙行業數字化建設過程中形成的“信息孤島”問題，從而打破各應用之間的消息壁壘和數據壁壘，實現全產業鏈的互聯互通。

以該設計方案開發的主數據管理系統已在某卷煙行業應用，實現了主數據的統一管理，已取得成效。

參考文獻：

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[2] 謝少鋒.深化新一代信息技術與制造業融合發展 為經濟創新發展注入新動能[J].新經濟導刊，2020（1）：18-21.

[3] 張偉東，王超賢，孫克.探索制造業數字化轉型的新路徑[J].信息通信技術與政策，2019（9）：31-34.

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[5] 郭文卓，王子豪.煙草行業大數據資產管理[J].電子技術與軟件工程，2018（20）：167.

[6] 段雯瓊，薛然，任亞麗.大數據分析技術在生活中的廣泛應用[J].電子技術與軟件工程，2017（7）：176.

[7] 曹敏，江雄，趙艷峰，等.面向大數據分析的省網電能計量管理系統設計與實現[J].云南民族大學學報（自然科學版），2017，26（5）：400-405.

【通聯編輯：梁書】

收稿日期：2021-09-27

作者簡介：王存喜（1974—），男，遼寧沈陽人，經濟師，工學學士，研究方向為生產執行系統設計與應用;朱瑞龍（1984—），男，內蒙古赤峰人，副研究員，工學碩士，研究方向為生產運作與管理設計與應用;林碩（1981—），男，遼寧沈陽人，副教授，工學博士，研究方向為生產執行系統設計與應用。