基于ESB技术的机械制造业系统集成研究

　作为我国国民经济的装备工业和支柱产业的机械制造业，在经济全球化和社会信息化的大趋势下，要求业务上具有越来越快的反应能力，使企业内部能够跨部门快速协作，在企业外部可以更好地与合作伙伴、重要客户无缝协作，共同创新[1]。
目前机械制造业企业信息化面临的主要问题是，企业内部存在很多异构子系统，各子系统之间很难沟通协作。为解决这一问题，本文在分析传统集成方式与基于ESB技术的集成方式的基础上，提出基于ESB技术的机械制造业系统集成。实践表明，该集成技术能有效解决信息孤岛，实现数据同步、信息复用，优化企业系统。
1 面向服务的架构
1.1 面向服务的结构
　面向服务的架构SOA(Service-Oriented Architecture)是一种框架模式，它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间良好的接口联系起来。接口采用中立的方式进行定义，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编译语言，这使得构建在系统中的服务可以以一种统一的和通用的方式进行交互，以实现企业级系统集成和信息的高度共享[2-5]。
　面向服务的体系架构中共有三种角色，它们分别是服务提供者、服务调用者和服务注册器。服务提供者负责服务功能的具体实现，并通过注册服务操作将其所提供的服务发布到服务注册器，当接收到服务调用者的服务请求时，执行所请求的服务。服务调用者则是服务执行的发起者，而服务注册器则用来提供服务提供者注册服务、提供对服务的分类和查找功能，以便服务调用者发现服务[6]，如图1所示。

1.2 ESB技术
　企业服务总线(ESB)是消息中间件的发展。ESB采用了“总线”这样一种模式来管理和简化应用之间的集成拓扑结构，以广为接受的开放标准为基础来支持应用之间在消息、事件和服务的级别上动态的互联互通。ESB是一种在松散耦合的服务和应用之间标准的集成方式。
ESB是SOA中重要的基础设施，为SOA提供了服务管理的方法和在分布式异构环境中进行服务交互的功能，为SOA中的分散服务提供交互、组合和治理的基础架构[7-10]。
2 机械制造业企业传统集成方式
2.1 我国机械制造企业信息化现状
　目前机械制造业信息化对策主要有以下几方面：(1)以产品研发过程的信息系统(PLM或PDM)为信息化核心，其他CRM客户管理系统、ERP工程资源计划系统、MES生产制造过程系统、OA系统需要与PLM或PDM系统相集成，从PLM或PDM系统获得产品数据、工艺信息，制造装配信息等。(2)通过产品生命周期管理(PLM)或产品数据管理(PDM)系统，实现产品研发过程的信息化管理，利用PLM或PDM系统统一管理CAD、CAM、CAPP、CAE等众多CAX系统的产品数据、版本管理和设计创新。(3)应用ERP、办公自动化OA系统，企业实现以流程为基础的规范化管理。(4)通过应用协作开发平台，实现企业与客户、合作伙伴和供应商的协同产品开发[11]。
2．2 传统方式在机械制造业集成中应用
　机械制造业企业存在很多异构子系统，各子系统间易形成信息孤岛，因此必须集成。目前企业常用的集成方式主要有大系统和点对点的方式，如图2所示。

点对点集成方式存在的问题：
　(1)接口种类多，数量大，随着应用系统的增加，将会加大维护的压力和成本，最终系统“不可维护”。
　(2)数据的转换关系(如编码等)难以维护。
　(3)数据传输协议多样。
　(4)容错能力、水平扩展能力差。系统间的接口相对比较专一，缺乏统一的规则，增大了系统间耦合性，限制系统的平滑扩展。
2.3 ESB技术在机械制造业系统集成的应用
　基于ESB的集成方式[12-13]如图3所示，与传统的大系统和点对点集成方式相比，基于ESB的集成方式有如下优点：
　(1)减少系统间接口数量，降低系统集成成本。
　(2)统一管理接口协议，数据转换规则，易于维护。
　(3)成为系统间信息共享、服务互动的桥梁，为构建SOA架构奠定基础。
　由于现有大量异构应用系统的存在，若是采用大系统方式共享中间库表或点对点方式接口交互的方式进行数据的同步，会导致这种整合缺乏统一的数据交换标准，使得各个系统之间不能以一致的方式交互，流程逻辑及数据是分散的、孤立的，参与整合的各系统之间的耦合性大。另外，使用数据库级的中间库交换技术或是接口来实现流程及数据的整合，使得系统之间的交互过程变得复杂化，且应用接口的设计彼此具有很强的依赖性，限制了业务开展。系统的交互连接也呈现一个网状结构。系统的可维护性、可扩展性、可靠性都将面临着挑战。
3 基于ESB的机械制造业信息化体系架构[12-13]
　针对上述集成方式优缺点的分析，采用企业服务总线对于机械制造业企业系统集成变得势在必行。
3.1基于ESB的集成架构设计
　图3所示为基于ESB的集成方式，PLM/PDM、ERP、CRM、MES、OA使用企业服务总线。企业服务总线是一种通过运行本地业务过程为服务请求者提供服务的设施。服务总线上有一个内部服务登记处和一个服务发现代理。