На правах рукописи

ПЛЮЩЕНКОВ Роман Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА

МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

Специальность 05.13.06 – «Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (технические системы)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007 год

Работа выполнена в Московском Государственном Технологическом Университете «СТАНКИН».

Научный руководитель: к.т.н., профессор Чекменев С.Е.

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор Ковшов Е.Е.

к.т.н.

Пителенский К.В.

Ведущая организация: ФГУП «Институт точной механики и вычислительной техники имени С.А. Лебедева РАН»

Защита состоится «25» января 2007 года в _ часов на заседании Диссертационного Совета при Московском Государственном Технологическом Университете «СТАНКИН» по адресу: 127994, Москва, К-55, Вадковский пер., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета за один месяц до защиты.

Автореферат разослан «23» декабря 2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Тарарин И.М.

к.т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Постоянно меняющиеся условия рынка и бизнес-процессы ставят перед ИТ-службами предприятий непростую задачу – при помощи средств автоматизации максимально сократить время реакции бизнеса предприятия на любые внешние или внутренние изменения. Сокращение времени освоения новой продукции, внедрения новых процессов производства и других инноваций, обеспечивает предприятию поддержку конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынке.

Однако типичная вычислительная инфраструктура предприятий характеризуется фактической изолированностью составляющих ее приложений, что с точки зрения бизнеса ведет к задержкам выполнения бизнес-процессов, нарушению взаимодействия между подразделениями, препятствует управлению и контролю, приводя к снижению эффективности работы организации в целом. В общем случае, отсутствие интегрированности ставит под вопрос полезность информационных технологий для предприятия.

Построение информационной системы функционирующей в виде единого организма, обеспечивающего прозрачное управление бизнес-процессами, гибко адаптирующегося под любые изменения, является одной из приоритетных задач для любого ИТруководителя.

Вне зависимости от уровня развития компании необходимость в интеграции компонентов ее информационной системы, не только внутри предприятия, но и в ряде случаев, интеграции с ключевыми партнерами занимает высокий уровень критичности для ее бизнеса.

Наличие большого количества методов интеграции – интеграция интерфейсов, данных, бизнес-процессов и т.д. требует проведения анализа и оценки функциональных возможностей каждого из интеграционных методов, сравнения архитектур интеграционных решений и возможностей их компонентов.

Информационная система предприятия представляет собой живой организм, для которого набор типовых элементов, является уникальным. В связи, с чем необходимо наличие общего подхода к интеграции, описывающего возможные пути решения интеграционных задач, в зависимости от различных классов начальных условий.

С учетом изложенного актуальным является вопрос разработки нового подхода к построению информационной системы, а также способов его реализации в зависимости от существующей ИТ-инфраструктуры и целей развития предприятия.

Цель работы. Целью данной работы является повышение эффективности информационной системы предприятия, за счет внедрения средств интеграции информационнопрограммных систем управления предприятием.

Для достижения поставленной цели были решены следующие научные и практические задачи.

1. Выявление основных причин возникновения проблем, связанных с интеграцией информационно-программных систем управления предприятием.

2. Анализ характеристик, преимуществ и недостатков, существующих и перспективных подходов к решению задач по интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

3. Разработка общих принципов и рекомендаций по применению различных подходов для решения интеграционных задач.

4. Разработка и внедрение программного продукта для создания решений по интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

Методы исследования. Выполненные в работе исследования основываются на использовании: методов системного анализа, теории алгоритмов, теории и методов объектно-ориентированного проектирования.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы выражается в следующих положениях.

1. Установлено соответствие между существующими в типичной информационной системе предприятия интеграционными задачами и основными свойствами и особенностями средств решения этих задач.

2. Предложена методика выбора методов и средств интеграции информационнопрограммных систем управления предприятием.

3. Разработанные принципы и методы использованы для реализации программного продукта, решающего задачи интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

Практическая значимость работы. На основе проведенных теоретических исследований разработан и внедрен в промышленную эксплуатацию программный продукт, позволяющий интегрировать информационно-программные системы управления предприятием.

Применение разработанных методов и созданного на их основе программного продукта подтвердило целесообразность использования интеграционных технологий в задачах по повышению эффективности информационной системы предприятия и позволило:

• обеспечить комплексную автоматизацию бизнес-процессов предприятия;

• работать с распределенной по нескольким корпоративным приложениям бизнеслогикой в виде единого целого, что значительно экономит время на поиск необходимой информации и повышает эффективность работы с корпоративными приложениями;

• повысить производительность конечных пользователей информационной системы, за счет выполнения ими только профильных функции и отсутствия побочными низкоуровневых операций, таких как, перенос данных между приложениями или повторный ввод данных в различные корпоративные приложения;

• осуществлять вызовы отдельных функции корпоративных приложений, что позволяет значительно повысить степень повторного использования, а также увеличить продолжительность эксплуатации «унаследованных» приложений, которые разработаны на базе морально устаревшей программно-аппаратной архитектуры;

• проводить локальные изменения, например замену приложения автоматизирующего часть бизнес-процесса без переработки архитектуры информационной системы и какого-либо влияния на остальные компоненты системы;

• обеспечить целостность данных и прозрачность в управлении бизнес-процессами предприятия;

• обеспечить быструю реакцию на изменения в бизнес-процессах предприятия и внешних системах.

Реализация работы. Теоретические результаты диссертационной работы, а также разработанная на их основе интеграционная система внедрены в промышленную эксплуатацию в ИС следующих предприятий.

1. ОАО «Объединенные Машиностроительные Заводы».

2. ОАО «Газпром».

3. «Банк России».

Апробация работы. Основные результаты положения диссертационной работы докладывались на конференции «Интернет-Бизнес-Металл» (Москва, 2004г.), на конференции «Корпоративные Интернет порталы в металлургии и металоторговли» (Москва, 2005г.), на конференция «Современные ИТ-решения для повышения эффективности работы государственных органов» (Н.Новгород, 2005г.), на IV международном форуме «Корпоративный портал 2005» (Москва, 2005г.), на семинаре «Комплексная автоматизация банковской деятельности» (Минск, 2005г.), на конференции «Информационные технологии в нефтегазовой отрасли» (Мальта, 2005г.), на конференции «Инновационные технологии в автоматизации транспортных предприятий России» (Анапа, 2005г.), на конференции «Современные ИТ-решения для повышения эффективности работы предприятия» (Уфа, 2005г.), на конференции «IBM Business Forum 2005» (Москва, 2005г.), на конференции «IBM Software Forum» (Санкт- Петербург, 2005г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, список которых представлен в конце настоящего автореферата.

Структура и объем диссертации. Общий объем диссертации – 135 страницы, рисунков и схем, 14 таблиц. Список литературы содержит 74 наименования. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены цели и задачи данной работы, ее актуальность, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе анализируются характеристики традиционного подхода к построению информационной системы предприятия. Данная задача рассматривается в рамках проблемы низкой эффективности работы информационной системы для конечных пользователей и предприятия в целом. В главе содержится изложение предварительных результатов исследования автора, в которых намечены подходы, механизмы и способы реализации, обсуждаемые в следующих главах. Рассматриваются задачи, возникающие при построении информационной системы предприятия.

В начале главы анализируется типовая архитектура информационной системы предприятия ее компоненты и их характеристики. Рассматривается традиционный подход к построению информационной системы предприятия, далее называемый автором «вертикальным» подходом к построению информационной системы.

Применение данного подхода подразумевает построение информационной системы предприятия, характеризующейся фактической разрозненностью и изолированностью составляющих ее компонентов.

Компоненты такой информационной системы – корпоративные приложения, самостоятельно и независимо друг от друга реализуют прикладной функционал, автоматизируя лишь отдельные функции – части бизнес-процессов, приводя к «кусочной» или «лоскутной» автоматизации предприятия.

Рис. 1. Структура и компоненты «вертикальной» ИС предприятия.

Причинами возникновения данной ситуации является «горизонтальная» природа бизнес-процессов предприятия, которые невозможно автоматизировать в рамках одного монолитного корпоративного приложения, в результате чего они автоматизируются частями, охватывая несколько приложений.

Далее в главе рассматриваются характеристики применения традиционного подхода и связанные с ним ограничения, которые в зависимости от локальности возникновения классифицируются на два типа: внутренние и внешние. Внутренние недостатки возникают в ходе автоматизации внутренних бизнес-процессов предприятия. Внешние недостатки связаны с автоматизацией взаимодействия предприятия с внешними организациями, поставщиков и клиентов.

К недостаткам первого типа относятся:

• задержки в выполнении бизнес-процессов;

• нарушение целостности данных;

• недоступность информации;

• снижение эффективности работы информационной системы в целом.

Причиной возникновения данных недостатков является использование на предприятии систем различных производителей, «кусочная» автоматизация бизнес-процессов.

К недостаткам, связанным с внешним взаимодействием относятся: трудности в обеспечении реагирования на события во внешних информационных системах, большая длительность «инкубационного периода». Возникновение недостатков данного типа связано со специализацией и аутсорсингом деятельности предприятий, а также с негативным последствием в результате деления предприятий на самостоятельные структурные подразделения.

Также в главе анализируются недостатки управления «вертикальными» информационными системами, к числу которых относятся трудность мониторинга и управления информационными ресурсами, а также предоставления доступа пользователям в соответствии с политиками безопасности предприятия. Данные недостатки связаны с большим количеством интерфейсов администрирования и децентрализацией хранилищ данных об учетных записях и правах доступа пользователей в информационной системе предприятия.

В заключении главы делаются следующие выводы. Бизнес современного предприятия, характеризующийся истощением очевидных резервов роста, таких как неохваченные рынки, дефицитные продукты, пустые ниши, нуждается в постоянной оптимизации и совершенствовании бизнес-процессов и средствах для их комплексной автоматизации.

Типовой «вертикальный» подход построения информационной системы предприятия характеризуется рядом серьезных ограничений связанных с автоматизацией внутренних бизнес-процессов предприятия, а также процессов взаимодействия предприятия с внешними организациями.

Кроме этого, построенная на основе «вертикального» подхода информационная система характеризуется, высокими эксплуатационными расходами, а также сложностью процесса масштабирования и развития.

Таким образом, создание интегрированной информационной системы, работающей в виде единого организма, гибко адаптирующегося под различного рода внутренние и внешние изменения является для предприятия важной и актуальной задачей.

В следующей главе будет рассмотрен подход, позволяющий избавиться от недостатков «вертикальных» информационных систем и решить задачи предприятия при помощи методов и средств интеграции приложений.

Вторая глава посвящена способу повышения эффективности информационной системы предприятия заключающегося в переходе от «кусочной» к комплексной автоматизации бизнес-процессов предприятия – «горизонтальному» подходу к построению информационной системы.

В начале главы представлены основные принципы «горизонтального» подхода:

• интеграция корпоративных приложений;

• унификация системной логики;

• гибкая адаптация прикладной логики информационной системы.

Далее во второй главе рассматриваются возможности и концептуальные решения «горизонтального» подхода, к числу которых относятся высокая продуктивность использования, высокая эффективность изменений информационной системы, инвестиционная привлекательность предприятия.

Обеспечение высокой продуктивности достигается за счет использования функций корпоративных приложений в различных сценариях работы бизнес-процессов предприятия.

Данная категория также включает в себя возможность комплексной автоматизации бизнес-процессов предприятия, осуществляемой при помощи так называемых композитных приложений, логика работы которых физически может быть распределена между несколькими корпоративными приложениями, образующими единую систему с разделяемыми потоками данных.

Работа пользователей с композитными приложениями осуществляется при помощи портала, консолидирующего доступ ко всем приложениям, и позволяющего пользователям работать с распределенной логикой композитного приложения в виде единого целого.

Понятие высокой продуктивности использования также включает в себя повышение производительности пользователей, вследствие выполнения только профильных для них функции и отсутствия побочных низкоуровневых операций.

Также в эту категорию относится возможность увеличения времени продуктивной эксплуатации «унаследованных» корпоративных приложений, разработанных на базе морально устаревшей программно-аппаратной архитектуры, при помощи интеграции их отдельных функций в логику работы всей системы.

Следующей категорией возможностей горизонтального построения информационной системы предприятия является обеспечение высокой эффективности изменений в результате отсутствия жестких связей между корпоративными приложениями «горизонтальной» информационной системы.

Инвестиционная привлекательность предприятия достигается за счет обеспечения прозрачности в управлении потоков данных и комплексной автоматизации бизнеспроцессов, а также возможности реагирования на внешние или внутренние изменения.

В конце главы автором делаются следующие выводы. «Горизонтальное» построение информационной системы представляет собой подход позволяющий повысить эффективность работы информационной системы предприятия, и избавиться от недостатков присущих традиционным решениям.

Анализ функциональных возможностей описанного в этой главе «горизонтального» подхода позволяет сделать вывод о том, что данное решение позволяет добиться высокой продуктивности работы корпоративных приложений и конечных пользователей системы, эффективно использовать ресурсы системы для решения различных задач предприятия, продлить период продуктивного использования корпоративных приложений, добиться прозрачности работы бизнес-процессов, простоты и локальности внесения изменений.

Более детальному описанию реализации принципов «горизонтального» подхода к построению информационной системы предприятия посвящена следующая глава.

Третья глава посвящена различным методам и средствам, используемым при «горизонтальном» построении информационной системы предприятия, ключевым из которых является интеграция приложений.

В начале главы подходы к интеграции корпоративных приложений классифицируются в зависимости от уровня модернизации существующей на предприятии ИТинфраструктуры на следующие типы:

• кардинальная интеграция;

• интеграция интерфейсов;

Кардинальная интеграция подразумевает полную замену существующей на предприятии ИТ-инфраструктуры новой интегрированной информационной системой, в которой на этапе проектирования заложены все необходимые связи. В качестве примера реализации данного подхода приводится внедрение на предприятии системы класса ERP (Enterprise Resource Planning).

Внедрение системы класса ERP обеспечивает эффективное управление взаимодействием с клиентами, предоставлением услуг, выпуском продукции, доставкой заказов, приемом платежей и другими аспектами деятельности предприятия в рамках единой системы.

Среди основных преимуществ данного подхода можно выделить следующее:

• реализации необходимых связей между корпоративными приложениями информационной системы предприятия;

• автоматизация бизнес-процессов предприятия;

• простота внесения изменений в логику работы системы;

• реинжиниринг бизнес-процессов.

К недостаткам подхода относятся следующие положения:

• потеря наработок и инвестиций в существующую информационную систему;

• неизбежность возникновения задачи интеграции в будущем;

• высокая стоимость решения.

На основе характеристик данного подхода делается следующий вывод.

Применения кардинальной интеграции, сущность которой заключается в принципе «все разрушить и построить заново», рационально в случае полного морального устаревания корпоративных приложений, возникновении трудности в их поддержки и развитии, а также несоответствия их работы возлагаемым на них задачам.

Далее в главе рассматривается способ интеграции интерфейсов. Интеграция при помощи интерфейсов заключается в разработке механизмов взаимодействия корпоративных приложений, на основе «обвертывающих» прикладных интерфейсов (wrapper).

Основная задача данных интерфейсов состоит в обеспечении связи одного приложения с другим, т.е. организации взаимодействия типа «точка-точка», при котором интегрируемые приложения устанавливают «прямые» соединения друг с другом.

Примером реализации данного подхода является удаленный вызов процедур (Remote Procedure Call, RPC) в клиент-серверных корпоративных приложениях.

Основным преимуществом данного подхода является сохранение инвестиций в существующую ИТ-инфраструктуру. К недостаткам подхода относятся следующее:

• сложность реализации подхода при большом количестве приложений;

• сложность внешней интеграции с приложениями поставщиков и клиентов • ограниченные функциональные возможности интеграции;

• необходимость изменения программного кода интегрируемых приложений;

• сложность интеграции новых приложений.

На основе анализа характеристик интеграции интерфейсов делается следующий вывод.

Применение данного подхода оправдано только в крайне редких случаях, при интеграции приложений, общее число которых не более трех, характеризующихся схожими форматами хранения данных и основывающихся на однотипных технологических решениях.

В большинстве случаев использование интеграции при помощи «обвертывающих»

интерфейсов приводит к значительному увеличению числа связей между приложениями, усложнению ИТ-архитектуры, трудностям поддержки и развития информационной системы, а в связи с этим ростом общей стоимости ее владения.

Далее в главе анализируется глубокий интеграционный подход. Глубокий интеграционный подход, подразумевает внедрение специализированной интеграционной платформы, под которой понимается программный комплекс, консолидирующий логику решения определенных интеграционных задач в рамках всей информационной системы предприятия.

При рассмотрении глубокой интеграции проводится анализ следующих типов интеграционных платформ:

• системы очередей сообщений;

• системы интеграции бизнес-процессов;

• системы интеграции данных;

Раздел систем очередей сообщений включает в себя анализ архитектуры и возможностей систем, обеспечивающих взаимодействие корпоративных приложений на основе механизма очередей обмена сообщениями – Message Oriented Middleware (MOM).

Благодаря простоте и надежности данные платформы являются одними из самых универсальных технологий интеграции.

Системы очередей сообщений предоставляют асинхронный метод взаимодействия для прикладных программ. Приложения обмениваются данными, посылая и принимая их в виде сообщений. При этом приложения не взаимодействуют друг с другом напрямую, а обращаются к службе очередей сообщений и при помощи программных интерфейсов (Application Program Interface, API) получают доступ к очередям и сообщениям.

Преимуществами систем на базе очередей сообщений является:

• высокая надежность передачи данных от отправителя к адресату;

• высокая производительность интеграционных операций;

• простота использования.

Среди недостатков очередей сообщений можно выделить следующее:

• ограниченные интеграционные сценарии;

• отсутствие стандартов в реализации систем очередей сообщений.

Следующий раздел посвящен архитектуре и принципам работы интеграционных адаптеров (коннекторов). Адаптеры используются для упрощения процедуры подключения корпоративного приложения к интеграционной платформе, и выполняют преобразование специфических интерфейсов и форматов данных, конкретного приложения в интерфейсы интеграционной среды, таким образом, исключают необходимость внесения изменений в программный код интегрируемых приложений.

Следующим типом рассматриваемых платформ глубокой интеграции является платформа для интеграции бизнес-процессов. Основная задача интеграционных платформ данного типа заключается в создании сценариев комплексной автоматизации бизнеспроцессов предприятия, характеризующихся долгим временем жизни, остановками и возобновлением процессов, участием конечных пользователей и корпоративных приложений.

Решение такого широкого спектра интеграционных задач привело к появлению сервисно-ориентированной архитектуры (service-oriented architecture, SOA). SOA – это прикладная архитектура, в которой все функции определены как независимые сервисы с вызываемыми интерфейсами. Обращение к этим интерфейсам в определенной последовательности позволяет реализовать тот или иной бизнес-процесс.

Основная идея SOA заключается в создании архитектурной платформы, которая обеспечит быструю консолидацию распределенных компонентов – сервисов – в единое решение для поддержки бизнес-процессов предприятия.

Основными характеристиками сервисно-ориентированной архитектуры являются:

• определение всех функции приложений в виде сервисов;

• независимость сервисов друг от друга;

• в интерфейсе сервиса описаны параметры и описан результат.

Интерфейсы являются ключевыми элементами SOA. Они нейтральны к специфике реализации сервиса, которая определяется аппаратной платформой, операционной системой, языком программирования. Данный нейтралитет обеспечивает универсальность взаимодействия сервисов в разнородной среде, а сервисы, интегрированные по средствам таких интерфейсов являются слабосвязанными (loose coupling). Слабая связанность обеспечивает простую и быструю адаптацию системы в целом к изменениям в структуре и принципах реализации сервисов. Таким образом, для SOA характерны следующие свойства:

• способность реагирования на изменения бизнес-процессов динамично и без сложных трансформаций на интеграционном уровне.

Полное воплощение идеи SOA стало возможным при создании на основе XML (Extended Markup Language) платформы Web-сервисов.

Технология Web-сервисов – это набор основанных на XML спецификаций, обеспечивающих универсальный метод описания сервисов и взаимодействия с ними. Сами сервисы, реализованные в соответствии с этими спецификациями, называются – Webсервисами.

Платформа Web-сервисов разделяется на три части – коммуникационные протоколы, описания служб и поиск сервисов. Для каждой из частей разработаны соответствующие спецификации.

Создание бизнес-процессов на основе составных Web-сервисов описывается терминами «оркестровка» и «хореография».

Оркестровка относится к определению бизнес-процесса, который может взаимодействовать с внешними и внутренними Web-сервисами. Происходящие на основе обмена сообщениями взаимодействия включают бизнес-логику и порядок выполнения задач; они могут выходить за границы корпоративных приложений и информационной системы предприятия, определяя долговременную, транзакционную, многошаговую бизнесмодель. Оркестровка всегда представляет управление с позиций одного участника процесса.

Хореография позволяет каждому участнику описать свою часть взаимодействия.

При использовании хореографии отслеживаются последовательности сообщений между несколькими участниками и источниками.

Язык BPEL (Business Process Execution Language for Web Services или сокращенно BPEL) позволяет описывать логику управления для координации Web-сервисов, участвующих в бизнес-процессах.

Спецификация BPEL удовлетворяет основным требованиям, относящимся к языку описания потока работ бизнес-процесса и инфраструктуре выполнения процесса. К числу этих требований относятся асинхронный вызов службы; управление исключительными ситуациями и обеспечение транзакционной целостности на основе компенсационного подхода; динамичность, гибкость и адаптируемость оркестровки к изменению потребностей бизнеса; возможность композиции сервисов более высокого уровня из существующих оркестрованных процессов.

Системы интеграции бизнес-процессов позволяют отделить среду моделирования, среду управления и контроля за исполнением бизнес-процессов от внутренней закодированной логики прикладных систем, что позволяет гибко изменять процессы в соответствии с изменениями и развитием бизнеса.

Таким образом, проект по автоматизации управления бизнес-процессами (Business Process Management) включает в себя следующие этапы:

• проектирование процессов;

• симулирование работы и оптимизация процессов;

• оркестровка и хореография сервисов.

К основным преимуществам платформ интеграции бизнес-процессов относятся следующие положения:

• комплексная автоматизация бизнес-процессов;

• возможность многократного использования функций корпоративных приложений в различных сценариях автоматизации;

• быстрая адаптация информационной системы под требования бизнеса;

• простота и локальность внесения изменений;

• прозрачное управление и контроль работы бизнес-процессов;

• сохранение инвестиций в существующие системы.

К недостаткам относятся:

• отсутствие проработанных стандартов;

• низкая производительность и надежность взаимодействия;

• необходимость дополнительных затрат на обеспечение информационной безопасности.

Далее в главе рассматриваются системы интеграции данных. Системы интеграции данных призваны решить задачу унификации данных в рамках информационной системы предприятия, создать «единый источник правдивых данных».

В главе рассматриваются несколько подходов к созданию систем интеграции данных:

• консолидация данных;

• интеграция доступа к данным;

• комбинированный подход.

Построение систем интеграции данных основанных на принципе консолидации заключается в создании корпоративного хранилища данных (Data Warehouse), содержащего информацию, собранную из нескольких оперативных баз данных.

Хранилища данных содержат накопленные за определенное время (месяц, год, несколько лет), консолидированные данные. Рабочая нагрузка хранилища состоит из нестандартных, сложных запросов, которые обращаются к миллионам записей и выполняют огромное количество операций сканирования, соединения и агрегирования.

Наполнение хранилища данных осуществляется при помощи ETL-процедур (Extract, Transform, Load) и технологий репликации. Как правило, происходит загрузка больших объемов исторических данных (от сотен гигабайт до нескольких терабайт).

Создание хранилища данных всего предприятия является сложным процессом, который может занять несколько лет, альтернативным путем является построение витрины данных (data mart), содержащей информацию для конкретных подразделений.

При интеграции данных, основанной на их консолидации в форме корпоративного хранилища данных, не происходит обратного взаимодействия с корпоративными приложениями по выгрузке в них «очищенных» данных. Данный факт является одним из недостатков данного подхода, так как корпоративные приложения продолжают работать с возможно фрагментированными и неполными данными.

Системы интеграции, основанные на консолидации данных, обладают следующими возможностями:

• обеспечение высокой производительности и доступности при работе с консолидированными данными, • обеспечение согласованности данных, на данный момент времени (часто во • большие объемы исторических данных, • работа со структурированными данными.

Использование данных возможностей консолидации данных позволяет решать различные аналитические задачи предприятия:

• предсказания тенденции, доходов, затрат и запасов, • профилирование потребителей: предсказание поведения покупателей, • анализ вероятности рисков, • выявление мошенничества.

Следующим рассматриваемым подходом к интеграции данных является интеграция, основанная на едином доступе к данным. Интеграция или консолидация доступа к данным подразумевает создание единого виртуального хранилища данных – федеративного сервера, предоставляющего унифицированный доступ к различным источникам данных информационной системы предприятия.

Федеративный сервер предоставляет унифицированный доступ к различным форматам данных (структурированным и неструктурированным), хранящихся в распределенных базах данных, функционирующих на различных программно-аппаратных платформах.

Корпоративные приложения направляют стандартные SQL-запросы (чтения и записи данных) к федеративному серверу, играющему роль посредника, задача которого заключается в том, чтобы абстрагироваться от соединений с различными источниками данных. Таким образом, пользователи получают единую точку доступа к информации о клиентах, контрактах, электронных документах, хранящихся в различных системах.

Кроме этого, федеративный сервер позволяет осуществлять контекстный поиск по различным источникам данных и использовать оптимизацию запросов и хэширование, с целью сокращения времени получении результатов.

Консолидированные федеративным сервером данные нигде не хранятся, таким образом, корпоративные приложения всегда получают доступ к оперативной информации.

Федеративные сервера могут быть использованы для создания виртуализации хранилища данных и различных сценариев синхронизации данных в хранилищах.

Основным минусом федеративного подхода является дополнительная нагрузка на систему в процессе сбора данных из различных источников. Кроме этого обработка «на лету» распределенных запросов, обращенных к различным источникам данных, предполагает перемещение по сети значительных объемов данных, что может существенно снизить ее пропускную способность.

Комбинированный подход к интеграции данных подразумевает использовании как решений на базе хранилищ данных, так и федеративного сервера.

Комбинированные решения по интеграции данных обеспечивают централизованное управление ключевыми данными предприятия (информации о заказчиках, продуктах) и последующую синхронизацию их с корпоративными приложениями.

Реализация данного подхода заключается в построении концентратора данных (Data Hub), содержащего основной (master) репозиторий данных в рамках информационной системы и синхронизирующего данные с корпоративными приложениями.

Комбинированный подход сочетает в себе возможности хранилища данных связанные с повышением качества данных (консолидация данных, поиск и удаление дубликатов, исправление имен и адресов, обогащение данных при помощи справочников и классификаторов) и возможности федеративного сервера по синхронизации данных с корпоративными приложениями.

Основными этапами реализации комбинированного подхода являются:

• создание основного репозитория данных;

• создание механизмов синхронизации данных.

Комбинированный подход является оптимальным путем интеграции данных, обеспечивающим наибольшие выгоды для предприятия и обеспечивающий непротиворечивость и высокое качество данных не только в корпоративном хранилище, но и приложениях информационной системы предприятия.

Ключевыми преимуществами систем интеграции данных являются:

• «единый источник правды»;

• единое пространство данных;

• повышение точности управленческих решений.

Основными недостатками систем интеграции данных являются: необходимость в наличии значительных вычислительных ресурсов и перемещение по сети больших объемов данных, существенно влияющую на ее пропускную способность.

Следующей рассматриваемой интеграционной платформой являются порталы.

Порталы – это интеграционные платформы, обеспечивающие консолидацию и унификацию доступа пользователей к корпоративным приложениям информационной системы предприятия.

Портал предоставляет пользователям единую точку доступа к информации и приложениям посредством стандартного Web-интерфейса.

Основанная задача портальных решений заключается в предоставлении персонализированного доступа для пользователей ко всем информационным ресурсам предприятия, необходимым им для выполнения своих функций.

Вне зависимости от технологических особенностей конкретных корпоративных приложений, например, наличие толстого клиента недоступного за средствами межсетевой защиты, портал предоставляет доступ для различных типов пользователей, с соблюдением правил политики безопасности предприятия.

В зависимости от предоставляемых служб и пользователей, для которых они предназначены, порталы можно условно разделить на несколько групп:

• бизнес-потребитель (Business-to-Customer, B2C);

• бизнес-бизнес (Business-to-Business, B2B);

• бизнес-сотрудник (Business-to-Employees, B2E).

Возможности, предоставляемые в рамках современных портальных решений можно классифицировать следующим образом:

• единая точка доступа;

• персонализация данных и сервисов;

• публикация информации;

• работа с документами;

• коллективная работа пользователей;

• доступ с мобильных устройств.

В связи с чем портальные технологии позволяют эффективно решать следующие задачи:

• сбор и предоставление отчетности;

• контроль исполнения распоряжений;

• делопроизводство и электронный документооборот;

• коллективная работа и обмен знаниями;

• управление проектами;

• информирование сотрудников;

• разработка приложений.

Среди преимуществ получаемых от внедрения порталов можно выделить следующее:

• повышение производительности работы сотрудников предприятия;

• повышение оперативности и точности управленческих решений;

• сохранение инвестиций в существующую информационную систему;

• снижение стоимости владения ИТ-ресурсами;

• сокращение расходов на коммуникации;

• информационная безопасность;

• создание новых механизмов ведения бизнеса.

Основным недостатком порталов является недостаточная стандартизация решений.

Стандарты и рекомендации (в частности на платформе J2EE) составляют лишь часть всего функционала используемого при создании портальных решений, что ограничивает возможности независимых производителей в разработке портальных приложений.

Корпоративный портал является базисом интеграционной платформы. Обеспечивая эффективное взаимодействие пользователей с информационной системы предприятия, портал реализует интеграцию «верхнего уровня» - доступа пользователей к корпоративным приложениям.

Далее в главе рассматривается комплексное решение по интеграции приложений информационной системы предприятия, информационных систем клиентов и поставщиков на основе технологий глубокого интеграционного подхода, которое представляет собой интеграционную платформу, состоящую из следующих компонент (Рис. 3):

• портал – персонализированный доступ к информационным ресурсам для различных типов пользователей (пользовательский интерфейс);

• система управления бизнес-процессами – автоматизация управления как внутренними бизнес-процессами предприятия, так и процессами взаимодействия с клиентами и поставщиками;

• хранилище данных – консолидированное управление ключевыми данными • интеграционный брокер – надежное взаимодействие с существующей ИТинфраструктурой предприятия и внешними системами.

Данный подход характеризуется использованием инструментальных средств наилучшим образом подходящих для конкретного целевого назначения (best-of-breed) – конструктор, сопровождающийся набором шаблонов, позволяющих быстро создавать и настраивать экземпляры решения из предварительно созданных компонентов и сервисов.

Основными преимуществами получаемые предприятием при использовании «глубокого» интеграционного подхода являются:

• гибкость интеграции;

• консолидация и унификация системных функций;

• возможность масштабирования;

• отсутствие необходимости внесения изменений в код интегрируемых приложений.

В качестве основного недостатка можно выделить требование наличия на предприятии квалифицированных специалистов, обладающих навыками построения интеграционных систем.

Одним из способов решения данной задачи является привлечение внешних консультантов из компании специализирующейся на решении интеграционных задач.

В заключение раздела делается следующий вывод. Подход основанной на применении механизмов глубокой интеграции обладает широкими функциональными возможностями с точки зрения организации взаимодействия корпоративных приложений. Он позволяет сохранить инвестиции в существующие на предприятии корпоративные приложения, интегрировав их в современную информационную систему. В случае замены унаследованных систем использование инструментов данного подхода позволит сделать процесс модернизации плавным и не заметным для конечных пользователей системы.

В следующем разделе рассматривается задача по созданию заказной интеграционной платформы.

В качестве примера реализации специализированной интеграционной платформы рассматривается типовая задача обеспечения взаимодействия ERP (Enterprise Resource Planning) системы предприятия с унаследованными приложениями. Данная задача возникает на предприятии при внедрении ERP-системы, модули которой уступаю по функциональным возможностям, существующим на предприятии корпоративным приложениям.

В частности рассматривается пример разработки специализированной интеграционной платформы для обеспечения взаимодействия унаследованной системы, автоматизирующей процессы департамента работы с персоналом предприятия и ERP системы SAP R/3.

В качестве базовой технологии интеграционного решения выбрана платформа J2EE (Java2 Enterprise Edition), обеспечивающая гибкое масштабирование и работу системы на различных программно-аппаратных комплексах.

Взаимодействие с системой SAP R/3 основано на использовании механизма RFC (Remote Function Call) и его реализации для платформы J2EE – стандартной библиотеки SAP Java Connector (SAP JСo). Для доступа к данным системы SAP R/3 используются программные интерфейсы BAPI.

В разработанном решении, J2EE сервер приложений является посредником при взаимодействии между SAP R/3 и унаследованным приложением и инкапсулирует интеграционную логику решения. Он преобразует модель данных унаследованного приложения и SAP R/3, является источником данных для приложений и осуществляет взаимодействие. Для связи с сервером приложений клиентское приложение использует технологию EJB 2.0 и протокол RMI (Remote Method Invocation).

Рис. 4. Структурная схема интеграционного решения.

Клиентское приложение реализует следующие функции:

• взаимодействует с сервером приложений:

o получает необходимые данные с сервера приложений, o передает измененные данные на сервер приложений, o участвует в процессе аутентификации на сервере приложений.

• является локальным хранилищем данных для экранных форм.

Пользовательский интерфейс - часть клиентского приложения, отвечает за отображение экранных форм и взаимодействие с пользователем.

Разработанная интеграционная платформа реализует следующие функции:

• аутентификация пользователя на сервере приложений, • аутентификация сервера приложений в SAP R/3, • просмотр пользователем списка личных карточек, • просмотр пользователем личной карточки, • редактирование пользователем личной карточки, • создание пользователем личной карточки, • просмотр пользователем справочников.

В конце раздела делается следующий вывод. Разработанная интеграционная платформа ориентирована на обеспечение взаимодействия корпоративного приложения отдела кадров и других унаследованных систем предприятия с внедряемой ERP системой. Узкая специализация интеграционной платформы на решения конкретной задачи позволяет сократить размер бюджета и длительность проекта.

Использование при разработке открытых стандартов позволяет при необходимости расширять функционал системы, например функциями гарантированной доставки сообщений, а также обеспечить работу пользователей через Web-интерфейс корпоративного портала.

В заключении главы рассматриваются ключевые характеристики интеграционных подходов, а также алгоритм выбора оптимального интеграционного подхода.

В Заключении представлены основные результаты исследований и практических работ, выполненных автором по теме настоящей диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Основные результаты, полученные в ходе проведенных в диссертационной работе исследований, сформулированы в следующих положениях.

1. На основе результатов исследования задач интеграции информационнопрограммных систем управления предприятием предложен новый подход к построению информационной системы предприятия, позволяющий добиться комплексной автоматизации бизнес-процессов, высокой производительности конечных пользователей, большой продолжительности продуктивной эксплуатации и значительной степени повторного использования информационных ресурсов, простоты и локальности внесения изменений информационной системы 2. Проведен анализ методов и средств интеграции информационно-программных систем управления предприятием, разработаны рекомендации по применению различных подходов в решении интеграционных задач предприятия.

3. Для реализации предлагаемого подхода, разработан программный комплекс, предназначенный для решения задач по интеграции информационнопрограммных систем управления предприятием.

4. Полученные в ходе исследования результаты и разработанные интеграционные решения успешно прошли практическую апробацию в реальных информационных системах таких предприятий как ОАО «Объединенные Машиностроительные Заводы», ОАО «Газпром», «Банк России».

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях 1. Р.А.Плющенков, Автоматизация управления бизнес-процессами// Промышленные АСУ и контроллеры №12,2006.

2. Р.А.Плющенков Способы решения интеграционных задач// Директор информационной службы №4, 2006.

3. Р.А.Плющенков Современные решения для интеграции приложений// Тезисы докладов VI Международной конференции Интеллект&ИТ-Бизнес-Металл, Президиум Российской академии наук, 14-18 июня 2004.

4. Р.А.Плющенков Управление эффективностью бизнес-процессов// Финансовая 5. Р.А.Плющенков Защита внутренних информационных ресурсов компании, предоставляющей услуги пользователям Интернет// Сборник докладов VI-я научная конференция МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «СТАНКИН» - ИММ РАН», 28-29 апреля 2003.