面向服务的架构（SOA） 与生产执行系统

[Rocky Wang]

关键词：SOA， 面向服务的架构，Web Services，MES，生产执行系统，SCM，供应链管理

 

最近SOA的名词似乎特别流行，各个IT网站都把SOA放在最显眼的位置。这和IBM在全球发布“IBM 2007 SOA与企业成长高峰论坛”，以及微软在北京的“微软中国SOA（面向服务架构）高峰会”的相继召开有关吧。事实上SOA并不是一个新事物，从Gartner最初提出SOA概念到今天已经有11年了，早在1996年Gartner就提出SOA，并预计到2008年SOA将成为占有绝对优势的软件工程实践方法。SOA是英文Service-Oriented Architecture，即面向服务的架构的缩写。SOA是指为了解决业务集成的需要，通过连接能完成特定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。

 

生产执行系统是IT架构的一部分，也需要和企业中许多其他的系统集成，支持SOA的生产执行系统对于IT系统的集成有重大的意义。到底SOA的真正含义是什么，基于生产执行系统又能为企业带来什么样的利益呢?在下面的文章中我们将针对这些做些分析。

 

SOA是贴近商业流程的新一代信息系统架构

 

相对于BEA和IBM以前所倡导的技术架构，数据的交互是通过专用的协议通道，而基于SOA的模式提供一种新的开放式的信息交互模式。在基于SOA架构的系统中，具体应用程序的功能是由一些松耦合并且具有统一接口定义方式的组件组合构建起来的。可以说SOA的出现，将为整个企业级软件架构设计带来巨大的影响。SOA的主要概念是针对企业需求组合而成的一组软件应用。组合的元素通常包含：软件应用，服务及流程 三个部分。当企业面对外部需求时，流程定义外部要求的处理步聚；服务包括特定步聚的所有软件应用，而软件应用则是负责执行 工作的程式。例如，当企业面对顾客的订单要求时，流程负责客户订单的处理服务则是包括信用查询，库存查询及接单作业等等具体操作，应用测试真正完成订单查询，库存查询时所要用到的工具。由上面的例子可以看出，SOA的系统组成与企业的经营管理单元十分接近，所以基于面向服务的架构使得企业的IT系统更专注于满足企业的需求，而不仅仅是信息技术的应用。面向服务的架构已经成为IT应用的发展方向，透过面向服务的架构让不同的系统之间的整合变得更容易，应用的重用性也得到提高。对于企业的IT来说，不需要为需要自行开发所有的应用程序，可以使用现有支持面向服务的架构的应用来达到整合IT架构，真正实现IT架构的开放性。

 

从分散式元件架构到面向服务的架构

概念上，SOA 如同物件导向、软件应用等软件技术以牙膏，运用小的零組件組合成应用系统。但 SOA强调的是如何将彼此无关系的松散的应用系统功能集成，组合及使用。SOA 具有下列技术特性：

·         分散的架构 – 面向服务的架构的组成是由许多分散在网络上的各个应用系统组合而成，对于企业来说是企业内部的局域网，对于供应链上的一环，可能是广域网。例如网络服务技术（Web Services）就是通过Internet Http 协议来相互连接的面向服务的架构。这样的做法，使得网络服务技术成为所有支持Internet的系统平台都能使用的技术。

·         依据开放的标准 – 使用开放的标准是面向服务的核心特色，过去的软件应用平台如CORBA、DCOM、RMI、J2EE采用的是专属的协议作为应用之间连接的规范，使得不同平台的应用无法交互。SOA则着重于标与互通性，将可避免不同平台所开发的应用之间相互整合的困扰。

·         以流程为中心 – 在构建系统时，首先了解特定的工作流程的要求。

Web Services 是目前的技術中可以用來實現 SOA 的主要介面标准，在企业应用集成中，B2B集成应用，以及业务流程管理中都应用非常广泛。通过SOA，可以把销售，库存，生产排程，物料资源计划，采购及财务，PLM等企业主要的技能整合成单一的系统。事实上现在很多商业系统，如SAP等都将API封装成Web Service来使用，建构一个公共的整合平台。

利用Web Service技术作为BPM底层的协议将能解决跨流程（企业内跨系统与部门或是跨企业间）流程管控的技术问题。通过Web Service一方面将企业内系统整合流程。也同时能将客户或是厂商的流程结合进企业的流程中提高协同运作的程度。而同时也能将自己具有竞争力的流程共享出去供企业伙伴使用。如下面的图一所示：

图1

面向服务的架构的发展及演化

在 SOA 架构下，通过使用Web Services 來作为主要标准，其发展过程及演化将分为三个主要阶段

图2

·         第一阶段

简单型Web Services (Simple Web Services): 由最基本的 Web Services 功能应用做起，此阶段主要以 Web Services 型应用的大量开发为主，最简单的方法是将现有的应用封装 (wrapping) 成 Web Services 介面。 目前很多的应用已经支持这一步。对于软件开发及设计来说，在软件的设计时就应该考虑到Web Service的支持。

·         第二阶段

组合型 Web Services (Composite Web Services): 衍生性 Web Services 即组合型 Web Services，服务能通过组装与串流的方式形成更复杂的功能。此时再系统架构中将引入流程的概念. 企业应用 (Enterprise Web Services): Web Services 在安全、管理与交易机制等技術标准成熟，企业內也將大量使用 Web Services 技術於企业內系統整合、企业內应用系統服務化与企业间的服務。

·         第三阶段
产业协同 (Collaborative Web Services): 利用更复杂更动态的Web Services 來支持业务的联合。企业间通过Web Services进行即时地、动态地协同运作。交易的协商与确认通过及时与自动化处理在整个价值链上运作，而协同合作就发生在这个价值链的两两互动中。

基于面向服务架构的生产执行系统对于企业整个IT架构的意义

生产执行系统是企业IT系统架构中的地位越来越重要，而且生产执行系统之初是针对企业ERP和设备之间信息断层而衍生。事实上生产执行系统在有些企业的IT架构中是作为一个中间件或中间层的概念提出。但是生产执行系统不是一个独立的系统，基于面向服务的架构为生产执行系统和其他系统的集成以及重用都对企业的IT架构起到很大的作用：

1． 现在的生产执行系统的概念不再是局限在生产车间连接PLC和数据库这么简单，生产执行系统的范围已经扩展到整个供应链，以便于整个供应链上的每个环节的企业都能及时获得相应的信息，并能及时反馈相应的过程状态，而且这种供应链上的需求不是通过EDI，EMAIL就能达到信息的实时性的。因此和不同的系统集成对于生产执行系统来说非常必要，采用开放的支持面向服务的架构的生产执行系统将会减少企业在这方面的担忧，为企业在不同的业务需求的实现提供最大的可能。

2． 企业中各个信息系统的集成，采用标准的方式，对于企业的IT系统规划将取到很重要的作用。生产执行系统为企业中不同的系统提供不同的信息，企业中不同的系统都有不同的需求。采用面向服务为架构的生产执行系统避免了为不同系统定制接口的烦恼，而且为企业将来系统的选型提供保障，不会因为为两个不同系统之间的接口的开发付出高昂的代价。

3． 为企业IT系统的升级提供保障，无论哪个系统的升级，采用面向服务的架构的生产执行系统都只需要调整相应的接口的Web Services，不会对其他的接口产生影响，也不会对生产执行系统本身的业务流程产生影响。

4． 通过面向服务的架构，生产执行系统集成包括IT系统，甚至是集成控制系统成为可能。

所以，从整个IT系统架构的发展趋势来说，采用标准的面向服务的架构的生产执行系统符合企业IT架构的规划，也为企业及整个供应链的信息的集成成为可能，让企业真正成为供应链上协作服务的一部分成为可能。

 

 

 

 

[老五]

 

服务优先的IT构架SOA是企业IT应用和方案的战略转向热点，但它的实施和收益都不是一件简单的事，需要一步一步认识投入回报。其过程是IT成本节省收益为第一步，然后才能谈得上企业商务的收入成长，或者形成新的商务能力。但SOA的潜在回报是巨大的。据Aberdeen预测，全球2000强企业部署SOA后，未来五年，IT投入可节省开支530亿美元，特别是节省软件投入的费用。

目前，推动企业SOA的五大动力为：1，开发新商务能力；2，通过Web服务反复利用现有商务能力；3，便于IT复杂性的管理；调整商务定位和功能；5，管理IT集成费用。