基于ESB技術的機械制造業系統集成研究

　作為我國國民經濟的裝備工業和支柱產業的機械制造業，在經濟全球化和社會信息化的大趨勢下，要求業務上具有越來越快的反應能力，使企業內部能夠跨部門快速協作，在企業外部可以更好地與合作伙伴、重要客戶無縫協作，共同創新[1]。
目前機械制造業企業信息化面臨的主要問題是，企業內部存在很多異構子系統，各子系統之間很難溝通協作。為解決這一問題，本文在分析傳統集成方式與基于ESB技術的集成方式的基礎上，提出基于ESB技術的機械制造業系統集成。實踐表明，該集成技術能有效解決信息孤島，實現數據同步、信息復用，優化企業系統。
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系起來。接口采用中立的方式進行定義，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編譯語言，這使得構建在系統中的服務可以以一種統一的和通用的方式進行交互，以實現企業級系統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，并通過注冊服務操作將其所提供的服務發布到服務注冊器，當接收到服務調用者的服務請求時，執行所請求的服務。服務調用者則是服務執行的發起者，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，以便服務調用者發現服務[6]，如圖1所示。

1.2 ESB技術
　企業服務總線(ESB)是消息中間件的發展。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的互聯互通。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 機械制造業企業傳統集成方式
2.1 我國機械制造企業信息化現狀
　目前機械制造業信息化對策主要有以下幾方面：(1)以產品研發過程的信息系統(PLM或PDM)為信息化核心，其他CRM客戶管理系統、ERP工程資源計劃系統、MES生產制造過程系統、OA系統需要與PLM或PDM系統相集成，從PLM或PDM系統獲得產品數據、工藝信息，制造裝配信息等。(2)通過產品生命周期管理(PLM)或產品數據管理(PDM)系統，實現產品研發過程的信息化管理，利用PLM或PDM系統統一管理CAD、CAM、CAPP、CAE等眾多CAX系統的產品數據、版本管理和設計創新。(3)應用ERP、辦公自動化OA系統，企業實現以流程為基礎的規范化管理。(4)通過應用協作開發平臺，實現企業與客戶、合作伙伴和供應商的協同產品開發[11]。
2．2 傳統方式在機械制造業集成中應用
　機械制造業企業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。目前企業常用的集成方式主要有大系統和點對點的方式，如圖2所示。

點對點集成方式存在的問題：
　(1)接口種類多，數量大，隨著應用系統的增加，將會加大維護的壓力和成本，最終系統“不可維護”。
　(2)數據的轉換關系(如編碼等)難以維護。
　(3)數據傳輸協議多樣。
　(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技術在機械制造業系統集成的應用
　基于ESB的集成方式[12-13]如圖3所示，與傳統的大系統和點對點集成方式相比，基于ESB的集成方式有如下優點：
　(1)減少系統間接口數量，降低系統集成成本。
　(2)統一管理接口協議，數據轉換規則，易于維護。
　(3)成為系統間信息共享、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對點方式接口交互的方式進行數據的同步，會導致這種整合缺乏統一的數據交換標準，使得各個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或是接口來實現流程及數據的整合，使得系統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，限制了業務開展。系統的交互連接也呈現一個網狀結構。系統的可維護性、可擴展性、可靠性都將面臨著挑戰。
3 基于ESB的機械制造業信息化體系架構[12-13]
　針對上述集成方式優缺點的分析，采用企業服務總線對于機械制造業企業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使用企業服務總線。企業服務總線是一種通過運行本地業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現代理。