鼠鼠爱社会——工业信息系统

提到工业信息系统，我们不得不提目前的信息技术墙。在信息技术的快速发展中，人们突然发现我们遇到了瓶颈，这三面墙就是能耗问题、计算能力以及安全可信，而目前而言，无论是炒得火热的云计算还是大数据，他们都没有从根本上直面这三个问题，而是重新整合我们已有的资源进行调度。
之后，我们再来谈谈工业信息系统，工业信息系统主要包括这三个层：信息管理层、生产制造执行层以及现场控制层。
一、信息管理层
其中，信息管理层就是工业信息系统的门面，也就是我们经常接触到的**管理系统，主要有门户网站、HRM（人事管理系统）、ERP（企业资源规划）、进销存管理系统、财务管理系统等等，他们分门别类，分别管理不同的方面，然而，由于他们过于庞大而冗杂，于是， 就存在了各种各样集成的问题，专业点讲，就叫企业应用集成（EAI），包括门户集成、数据集成、业务流程集成、应用集成与平台集成。
一）、门户集成
门户集成的思想源于同一组织不同系统的重复登录，因此单点登录（SSO）是在这方面一个绝佳的改善。用户只需一次登录，即可体验全站式的服务。其技术实现如下：当用户第一次访问应用系统1的时候，因为还没有登录，会被引导到认证系统中进行登录；根据用户提供的登录信息，认证系统进行身份效验，如果通过效验，应该返回给用户一个认证的凭据－－ticket；用户再访问别的应用的时候，就会将这个ticket带上，作为自己认证的凭据，应用系统接受到请求之后会把ticket送到认证系统进行效验，检查ticket的合法性。如果通过校验，用户就可以在不用再次登录的情况下访问应用系统2和应用系统3了。
二）、数据集成
1、起因
在企业中，由于开发时间或开发部门的不同，往往有多个异构的、运行在不同软硬件平台上的信息系统同时运行，这些系统的数据源彼此独立、相互封闭，使得数据难以在系统之间交流、共享和融合，从而形成了“信息孤岛”。随着信息化的不断推进，企业内部、企业与外部信息交互的需求越来越强烈，急切需要对已有的信息进行整合，联通“信息孤岛”，共享信息。
2、解决方案
数据集成就是通过应用间的数据交换从而达到集成，主要解决数据的分布性和异构性，目前存在有多种方法，常见的是采用联邦数据库，中间件和数据仓库。
1）联邦数据库（FDBS）
  IBM联邦数据库采用虚拟的数据集成方法，提供了一个的异构数据库访问平台，用户可以像访问单个数据库一样访问和操作不同的数据源中的数据，而不必担心数据的位置、实际数据源系统的SQL语言种类或者存储的能力。对于联邦数据库中的任何数据，用户可以按照DB2的方式来进行操作。联邦数据库的优势在于避免了把大量数据物理集成到同一数据库中，也就避免了物理迁移的代价，以及物理迁移会丧失数据实时性的缺点。

2）中间件（Middleware）
中间件是提供系统软件和应用软件之间连接的软件，以便于软件各部分之间的联系，特别是应用软件对于系统软件的集中的逻辑，中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
IDC对中间件的定义为：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件定位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通信。
因而中间件是指一类软件，是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。也可认为中间件是位于平台和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，可以有符合接口和协议的多种实现。




    3）数据仓库（DW）
数据仓库，由数据仓库之父W.H.Inmon于1990年提出，主要功能乃是将组织透过资讯系统之联机交易处理(OLTP)经年累月所累积的大量资料，透过数据仓库理论所特有的资料储存架构，作一有系统的分析整理，以利各种分析方法如线上分析处理(OLAP)、数据挖掘(Data Mining)之进行，并进而支持如决策支持系统(DSS)、主管资讯系统(EIS)之创建，帮助决策者能快速有效的自大量资料中，分析出有价值的资讯，以利决策拟定及快速回应外在环境变动，帮助建构商业智能(BI)。
数据仓库之父比尔·恩门（Bill Inmon）在1991年出版的“Building the Data Warehouse”（《建立数据仓库》）一书中所提出的定义被广泛接受——数据仓库（Data Warehouse）是一个面向主题的（Subject Oriented）、集成的（Integrated）、相对稳定的（Non-Volatile）、反映历史变化（Time Variant）的数据集合，用于支持管理决策(Decision Making Support)。




从图中可以看出数据仓库的数据来源于不同的源数据，并提供多样的数据应用，数据自上而下流入数据仓库后向上层开放应用，而数据仓库只是中间集成化数据管理的一个平台。  　　
数据仓库从各数据源获取数据及在数据仓库内的数据转换和流动都可以认为是ETL（抽取Extra, 转化Transfer, 装载Load）的过程，ETL是数据仓库的流水线，也可以认为是数据仓库的血液，它维系着数据仓库中数据的新陈代谢，而数据仓库日常的管理和维护工作的大部分精力就是保持ETL的正常和稳定。
三）、业务流程集成
业务流程集成主要包括业务流程重组和业务流程优化。
1、业务流程重组（BRP）
业务流程重组最早由美国的Michael Hammer 和Jame Champy提出，在20世纪90年代达到了全盛的一种管理思想。强调以业务流程为改造对象和中心、以关心客户的需求和满意度为目标、对现有的业务流程进行根本的再思考和彻底的再设计，利用先进的制造技术、信息技术以及现代的管理手段、最大限度地实现技术上的功能集成和管理上的职能集成，以打破传统的职能型组织结构，建立全新的过程型组织结构，从而实现企业经营在成本、质量、服务和速度等方面的戏剧性的改善。
2、业务流程优化
业务流程优化指通过不断发展、完善、优化业务流程，从而保持企业竞争优势的策略。包括对现有工作流程的梳理、完善和改进的过程，从本质上反思业务流程，彻底重新设计业务流程，以便在当今衡量绩效的关键（如质量、成本、速度、服务）上取得突破性的改变。

四）、应用集成
应用集成就是建立一个统一的综合应用，也即将截然不同的、基于各种不同平台、用不同方案建立的应用软件和系统有机地集成到一个无缝的、并列的、易于访问的单一系统中，并使它们就像一个整体一样，进行业务处理和信息共享。应用集成由数据库、业务逻辑以及用户界面三个层次组成。它是一个面向用户的应用技术。目前被产业界公认的，解决应用集成的最佳方式是SOA。
五）、平台集成

二、生产制造执行层（MES）
制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association,MESA)对MES所下的定义：“MES 能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。”

三、现场控制层（SFC）
现场控制是指在某项活动或者工作过程中，管理者在现场对正在进行的活动或行为给予必要的指导、监督，以保证活动和行为按照规定的程序和要求进行的管理活动。现场控制是一种主要为基层主管人员所采用的一种控制方法。