軟件集成化架構(gòu)體系的建設(shè)思考與探討

穆廣峰 李大光 范琪 劉暢 鄭曙光

油田信息化的建設(shè)分為起步、完善、成熟、集成四個(gè)階段，伴隨著技術(shù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)的發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展新戰(zhàn)略的實(shí)施，信息化形態(tài)也由單一數(shù)據(jù)處理、獨(dú)立業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)、分散用戶管理向全過(guò)程數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)、跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合、全集成用戶管理的新模式轉(zhuǎn)變。

從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外信息化發(fā)展趨勢(shì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，軟件集成已經(jīng)是大勢(shì)所趨，是信息化發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)必經(jīng)階段，通過(guò)集成平臺(tái)的構(gòu)建，打造一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，對(duì)已有分散的系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)融合，借助體系建設(shè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施模塊化開(kāi)發(fā)，建立起功能完備的應(yīng)用管理中心，從而為企業(yè)提供可持續(xù)的技術(shù)交付能力。

（一）信息管理難度不斷加大

油田歷經(jīng)幾十年的信息化建設(shè)，為各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理提供了有效的技術(shù)支撐，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的不斷提升，信息系統(tǒng)建設(shè)也面臨諸多挑戰(zhàn)，主要如下：

軟件數(shù)量越來(lái)越多，管理越來(lái)越復(fù)雜。

對(duì)所有應(yīng)用系統(tǒng)的用戶進(jìn)行統(tǒng)一管理難以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)在用軟件的集中監(jiān)管和行為跟蹤無(wú)有效技術(shù)手段。

系統(tǒng)間、模塊間存在重復(fù)性建設(shè)。

（二）用戶使用存在不方便

當(dāng)基于“煙囪式”的傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)模式到達(dá)一定量級(jí)后，便會(huì)產(chǎn)生一定的“副作用”，主要表現(xiàn)在：

同一崗位有時(shí)要面對(duì)十余套不同專項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

新業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷上線，學(xué)習(xí)和操作成本增大。

多個(gè)軟件系統(tǒng)之間難以協(xié)作通訊和數(shù)據(jù)共享。

軟件模塊與用戶實(shí)際需求存在一定程度的不匹配。

（三）多業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的協(xié)同難實(shí)現(xiàn)

因各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、功能邊界、開(kāi)發(fā)技術(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，致使系統(tǒng)間相互獨(dú)立運(yùn)行、難以協(xié)同，主要問(wèn)題表現(xiàn)在：

尚未建立模塊化開(kāi)發(fā)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)間協(xié)同工作存在管理難度。

業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一集成存在技術(shù)屏障。

存在大量功能相似的系統(tǒng)與模塊無(wú)法復(fù)用。

（一）主數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)方面

提升主數(shù)據(jù)在集成化架構(gòu)體系中的主導(dǎo)地位并確立其為唯一標(biāo)準(zhǔn)。主數(shù)據(jù)包含組織機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)和用戶基本信息等方面。其中，在組織機(jī)構(gòu)管理方面應(yīng)實(shí)現(xiàn)頂層統(tǒng)一，以樹(shù)模型建立標(biāo)準(zhǔn)化分層結(jié)構(gòu)，確保具有良好的拓展性，供所有業(yè)務(wù)模塊讀取調(diào)用。用戶基本信息管理同樣應(yīng)遵循統(tǒng)一原則，建立唯一的用戶信息采集、管理、運(yùn)維框架，從而更好實(shí)現(xiàn)用戶統(tǒng)一身份認(rèn)證。

研究用戶與授信設(shè)備的唯一綁定，使用戶在合規(guī)的前提下實(shí)現(xiàn)無(wú)感登錄；強(qiáng)化用戶口令管理，提供多元化密碼配置選項(xiàng)，提升賬戶安全性；支持云中心與本地雙重身份校驗(yàn)措施，滿足多種特殊使用場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

（二）角色與權(quán)限控制方面

研究實(shí)現(xiàn)角色分組管理，角色即是一類用戶的集合，通過(guò)角色可實(shí)現(xiàn)多維、多層復(fù)合化的功能授權(quán)；研究分層、分級(jí)權(quán)限管理機(jī)制，包括用戶、角色與應(yīng)用系統(tǒng)及模塊的權(quán)限關(guān)聯(lián)關(guān)系，用戶與單位及角色之間的分級(jí)授權(quán)關(guān)系，用戶對(duì)數(shù)據(jù)表的訪問(wèn)及操作權(quán)限關(guān)系等；研究多系統(tǒng)整合后的權(quán)限集中控制措施，使管理員具備對(duì)任意子系統(tǒng)的主動(dòng)管理控制能力，可實(shí)施更為細(xì)粒度的權(quán)限管控措施。

（三）業(yè)務(wù)應(yīng)用集成管理方面

研究實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一平臺(tái)的企業(yè)應(yīng)用集成管理，對(duì)應(yīng)用進(jìn)行全生命周期管理，包含應(yīng)用模塊解耦后從申請(qǐng)、注冊(cè)、發(fā)布、更新、版本到撤銷等一系列關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與用戶中心和流程中心進(jìn)一步對(duì)接建立聯(lián)動(dòng)關(guān)系。

（四）分布式安裝升級(jí)方面

研究為解決大量業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能部署、在線安裝、自動(dòng)升級(jí)問(wèn)題，支持各類C/S、B/S系統(tǒng)，安裝及升級(jí)過(guò)程對(duì)用戶是智能、無(wú)感、透明的，大幅降低了管理員和用戶雙向負(fù)擔(dān)。管理員對(duì)文件進(jìn)行更新后，客戶端即可自動(dòng)感知到版本的變化并進(jìn)行針對(duì)性更新，以最小化原則完成軟件功能的升級(jí)迭代，降低基層用戶的學(xué)習(xí)和使用成本。

（一）總體技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃

架構(gòu)規(guī)劃應(yīng)遵循SOA設(shè)計(jì)原則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品技術(shù)路線和技術(shù)均應(yīng)具有先進(jìn)性和延續(xù)性，在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)實(shí)際的項(xiàng)目驗(yàn)證，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都有成熟穩(wěn)定的實(shí)施案例。為此，架構(gòu)設(shè)計(jì)分為了四層，即服務(wù)層、管理層、業(yè)務(wù)層、呈現(xiàn)層。

服務(wù)層包含數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、文檔訪問(wèn)服務(wù)、安裝升級(jí)服務(wù)、日志監(jiān)控服務(wù)，將平臺(tái)公共功能封裝成服務(wù)方式，供平臺(tái)以及外部應(yīng)用程序調(diào)用；

管理層實(shí)現(xiàn)用戶管理、權(quán)限管理、模塊管理、角色管理等通用功能，以滿足全廠集中應(yīng)用的需求。

業(yè)務(wù)層是集成后的各類應(yīng)用系統(tǒng)，按照用戶、崗位要求，重新分配相關(guān)權(quán)限，重新組織功能分布。

呈現(xiàn)層為系統(tǒng)展示窗口，為用戶提供常規(guī)和桌面等多種模式，以滿足不同用戶的實(shí)際去修。

（二）基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)總體要求

系統(tǒng)平臺(tái)要具有良好的前瞻性和可擴(kuò)展性，平臺(tái)架構(gòu)應(yīng)具有較高的靈活性和開(kāi)放性，以滿足業(yè)務(wù)流程的變更以及應(yīng)用系統(tǒng)功能擴(kuò)展的要求。同時(shí)遵循易于維護(hù)的原則，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)充分考慮其維護(hù)的難易程度。有關(guān)技術(shù)要點(diǎn)如下。

全面支持業(yè)內(nèi)規(guī)范，支持SOA、XML等業(yè)界主流標(biāo)準(zhǔn)。

服務(wù)器端支持WINDOWS/LINUX等常見(jiàn)的操作系統(tǒng)，要求安全穩(wěn)定，支持多任務(wù)并發(fā)，操作簡(jiǎn)單，具有良好的用戶體驗(yàn)。

提供數(shù)據(jù)庫(kù)操作接口、系統(tǒng)安全性和完整性控制。

支持多種操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)，提供安全事務(wù)處理。

應(yīng)用軟件支持跨平臺(tái)，具備擴(kuò)展開(kāi)發(fā)功能。

（三）關(guān)鍵技術(shù)方案研究

1.原理與流程

本平臺(tái)將構(gòu)建一套完整的軟件應(yīng)用服務(wù)體系架構(gòu)，通過(guò)底層服務(wù)、容器框架、調(diào)度引擎對(duì)廠內(nèi)在用B/S、C/ S應(yīng)用軟件的集成整合與可控運(yùn)行提供底層技術(shù)支撐。軟件開(kāi)發(fā)人員通過(guò)可視化的子系統(tǒng)（模塊）注冊(cè)，將不同類別的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提交至平臺(tái)的資源管理中心，納入統(tǒng)一管理。平臺(tái)規(guī)劃了功能樹(shù)定制功能和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)推送等交互方式，可按不同用戶的實(shí)際需求組織個(gè)性化的展示界面，將用戶最關(guān)注的核心功能主動(dòng)推送出來(lái)，在達(dá)到集成整合目標(biāo)的同時(shí)進(jìn)一步提升應(yīng)用效率。

2.基于異構(gòu)系統(tǒng)的集成化整合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)融合應(yīng)用

通過(guò)在平臺(tái)內(nèi)動(dòng)態(tài)構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的資源空間，嵌入B/S架構(gòu)的網(wǎng)站程序、植入C/S架構(gòu)的客戶端程序、映射遠(yuǎn)程桌面的虛擬化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)常用異構(gòu)系統(tǒng)的無(wú)縫集成。

3.基于星型架構(gòu)的集成化管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)建統(tǒng)管

建設(shè)統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)訪問(wèn)入口、統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的權(quán)限控制和統(tǒng)一的日志監(jiān)管體系，通過(guò)平臺(tái)提供的強(qiáng)大集權(quán)管理能力，將全廠的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行管控和用戶行為監(jiān)管融為一體。

4.基于多層嵌入的集成化應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)功能重組

打破原有系統(tǒng)各自獨(dú)立、共享受限的垂直應(yīng)用模式，打通涵蓋子系統(tǒng)、子模塊以及子頁(yè)面的多層級(jí)、多分支、多通路網(wǎng)狀應(yīng)用通道，將單點(diǎn)登錄技術(shù)服務(wù)于每位用戶，簡(jiǎn)化操作、優(yōu)化體驗(yàn)、提升效率。

通過(guò)本技術(shù)的研究旨在探索新型采油廠應(yīng)用軟件架構(gòu)體系，引導(dǎo)軟件研發(fā)由“系統(tǒng)化”向“場(chǎng)景化”的模式轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一整合、集中管理，按需接駁、協(xié)同工作和信息共享的建設(shè)目標(biāo)，最終推動(dòng)采油廠信息系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、制度化建設(shè)邁進(jìn)，并總結(jié)形成可借鑒、可復(fù)制、可推廣的整裝集成化技術(shù)解決方案。

作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠數(shù)字化運(yùn)維中心