基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ的航空維修信息集成研究

[摘 要]本文針對航空維修信息集成需求，探討了傳統信息集成方法的局限性和Web Service集成技術的優點，提出了基于Web Service的航空維修信息集成框架。

[關鍵詞]航空維修；信息集成；Web Service

[中圖分類號]F270.7；C931.6

[文獻標識碼]A

[文章編號]1673-0194(2009)05-0076-04

隨著信息技術的飛速發展，在航空維修各業務領域內設計了許多業務管理信息系統，極大地提高了維修信息管理效率和維修效率。但在目前，這些業務系統在數據平臺、數據結構等方面存在異構性，形成了大量的“信息孤島”。為進一步提高航空維修管理效率，實現航空維修信息一體化，必須對這些業務系統進行綜合集成。

1 航空維修信息分布特點及集成需求特點

1.1 航空維修信息分布特點

航空維修信息涉及航空裝備的使用單位、維護單位、相關修理單位，飛機、發動機生產廠，各零備件生產廠，零備件儲備倉庫等不同單位實體，每個實體又至少運行一種業務管理信息系統，這直接導致航空維修信息的高度分散，而且隨著各業務系統的孤立而孤立。同時，各業務管理信息系統之間的同類信息在數據結構、存儲格式、數據庫平臺等方面存在異構性。

1.2 航空維修信息集成需求特點

航空維修實體或維修業務管理信息系統之間存在著龐雜的信息需求。航空維修信息集成的需求特點主要體現在以下幾個方面：

(1)信息需求的不一致性。一方面，一個維修業務管理信息系統包含的信息，不是其他維修實體都需要的信息，有的維修實體只需要該業務系統中的部分信息；另一方面，一個維修實體所需要的重要信息，可能是另一實體完全不需要的。

(2)信息需求的廣泛性。一個維修業務管理信息系統需要的信息，往往存在于多個業務系統之中。

(3)信息的異構性。一個維修實體需要的信息，在不同的業務系統中存儲的數據格式和結構也不盡相同，即存在信息上的異構性。

(4)信息需求的實時性差異。在信息集成的實時性需求上，各維修實體的要求也不盡相同，有的實時性要求很強，有的則不要求實時性。

(5)信息需求的形式差異。有的維修實體要求提供原始數據，再按需求進行匯總，有的則只關心部分固定的匯總數據。

2 傳統信息集成方法的局限性

傳統的應用集成是基于消息總線/代理或者中間件的。首先建一個集成平臺，然后針對該集成平臺開發各種各樣的適配器和連接器(Adapter Connector)去連接已有的航空維修業務管理信息系統，如維修管理信息子系統、航材子系統等。用適配器來進行各維修保障信息的有效收集、現有集成平臺與原有平臺的信息轉發。這種集成本質上是點對點的集成，開發需要投入大量的時間和成本。它不僅有失靈活性，而且容易受制于傳統分布式對象中間件技術存在的局限性，如CORBA、DCOM、RMI等關鍵技術之間的互操作性、客戶端與服務端之間的緊耦合等。所以，傳統的集成方法不是解決航空維修信息綜合集成的最佳方案。

3 Web Service集成技術的優點

采用Web Service技術可以很好地解決傳統應用集成方法上的局限，滿足航空維修信息集成的需求特點。Web Service技術以服務為基礎，通過服務的交互來實現系統動態、松耦合集成，極大地降低了航空維修信息集成的復雜性與成本。

Web Services技術具有簡單性和普遍通用性兩大特征。其簡單性主要是因為Web Services協議都基于XML標準。同時，Web Services為在Internet上及局域網內部提供服務建立了一個通用的模式。

如圖1所示，面向服務的Web Services體系結構有3種角色：服務提供者(Web Services Provider)、服務請求者(Web Services Requester)、服務注冊中心(Web Services Registration Center)；3種主要操作：發布(publish)、查詢(find)和綁定(bind)；一些主要的協議，如UDDI、SOAP、WSDL等。

Web Service服務提供者通過WSDL描述Web服務，遵循UDDI協議在服務注冊中心發布注冊，服務請求者在服務中心查閱自己所要的服務，根據返回信息的Web Service的WSDL描述文件找到服務提供者地址，然后服務請求者綁定服務提供者，采用SOAP通信，實現Web Service服務調用和交互。

Web Service技術可用于數據集成和應用集成等多個集成層次，它不是應用集成的一部分，而是一種機制。與傳統應用集成技術相比，它具有如下優越性：

(1)粗粒度、松耦合的服務構架；

(2)具有良好定義的標準化接口；

(3)實現技術和位置的透明性；

(4)靈活地適應服務的多變性；

(5)服務組合與重用。

4 基于Web Service的航空維修信息集成框架

4.1 框架設計

針對航空維修信息集成的需求特點和Web Service技術的優點，本文對航空維修信息集成框架進行設計，如圖2所示。

圖2是一個基于Web Service的航空維修信息集成框架，突出了Web Service集成技術的靈活性優勢。對通過該框架實現的服務訪問流程描述如下：

(1)集成系統用戶界面將用戶對某個服務的請求傳到后端支持服務總線的應用服務器；

(2)應用服務器通過查詢公共UDDI或者安全機制經驗證后訪問私有UDDI，得到Web Service的WSDL描述，然后生成SOAP請求消息綁定服務提供者；

(3)服務提供者激活相關應用系統提供的服務；

(4)應用系統將處理結果返回服務提供者，服務提供者將處理結果打包成SOAP消息，返回給SOAP路由器，直至返回用戶處。

4.2 主要組成部分功能描述

4.2.1 服務提供者

服務提供者(Service Provider)中包含已有的航空維修子系統、新開發的非面向服務的航空維修子系統、新開發的面向服務的新應用系統，它們均被封裝為標準的Web Service組件，成為系統中的一個集成點。對已有維修信息系統集成的關鍵在于對系統的封裝和包裹，可以先利用組件技術將各業務功能封裝成粒度較小、功能相對獨立與完整的服務組件，再利用WSDL生成器生成該服務組件對應的WSDL文件，然后生成服務器端基于SOAP的框架代碼，在框架代碼的基礎上開發Web服務適配器，通過該服務適配器，將XML格式的請求轉換為已有維修系統能解析的格式，同時，將已有系統處理后的結果轉換為XML格式。服務適配器還具備與后端服務器建立通信連接，驗證數據有效性等功能。

框架負責管理服務的注冊和調用，各應用系統提供的服務組件注冊到相應的內部私有UDDI中，它可以是航空維修單位體系內部的數據庫、目錄服務或XML文件；若為需要提供給單位體系外部用戶使用的服務，則在公有UDDI中心進行服務注冊。一旦注冊成功，需要使用服務的集成對象就可以定位和調用該服務。

4.2.2 服務總線

業務流程的集成是航空維修信息集成框架中最有價值的一部分，業務流程集成，就是通過支持服務總線的集成服務器來完成。為了更好地組合、集成和協調各種服務，服務總線通過一個處于中間層的集中式服務器，作為業務流程控制、服務路由、協議轉換和安全的中央控制點。以下對服務總線上的幾個關鍵功能作簡要介紹：

(1)工作流控制，定義工作流程，并協調服務間的交互。

(2)事務管理，采用IBM、微軟和BEA聯合提出的WS-Transaction規范進行事務管理，以保證參與事務的Web Service服務的執行結果或者全部成功，或者執行全部取消。

(3)數據服務，包括動態數據轉換、數據共享、數據同步等。數據轉換提供數據格式、類型等轉換功能；數據共享服務向用戶提供統一的數據視圖與查詢接口；數據同步服務負責管理數據不一致的流程，執行數據更新等。

(4)消息服務，與SOAP路由技術相結合，對消息進行標準化處理并控制信息流。首先，當目標機器故障或過載時，傳輸數據暫存在消息隊列中，消息被投遞一次且僅被投遞一次，從而保證可靠性；其次，消息服務可提供業務邏輯管理，有利于進行工作流編排、管理，把消息路由到適當的目標或完成必要的格式轉換；此外，消息服務支持同步和異步兩種通信方式，能夠對應不同的應用場合。

(5)服務監控：監控流程的執行，利用記錄的數據來分析服務質量和指導服務改進。

(6)SOAP路由器：用以實現SOAP消息的傳遞，路由器通過分析，找出對應的Web Service服務器的位置，將SOAP請求傳遞到所請求的服務器。

4.2.3 服務網關(Service Gateway)

對于單位體系外部的信息集成，使用服務網關，一方面可以安全地對外公開Web服務；另一方面，防火墻之外的客戶也能調用這些服務。它包括一個服務管理模型和過濾器。服務網關能夠將客戶端支持的服務協議轉換為提供方支持的服務協議，如客戶的請求可能是HTTP上的SOAP，但在內部可以使用JMS協議上的SOAP。

4.2.4 安全機制

安全機制對集成服務器和所有參與集成的服務進行系統管理，提供統一的用戶權限驗證機制，簡化開發和管理，方便用戶使用。4.2.5 集成系統用戶界面

終端用戶界面集成特定用戶訪問的全部應用程序和服務來提供可用、高效、一致的界面。集成系統用戶界面使Web Service服務即插即用，使集成系統更加靈活。

5 結束語

Web Service是實現信息系統集成的有力工具，它為航空維修信息集成提供了理想的、靈活的集成框架。基于Web Service技術，可以在不改變各航空維修業務管理信息系統原有底層架構的基礎上實現靈活的、面向服務的應用集成，它可以滿足航空維修信息集成需求、動態適應航空維修業務流程的更新與快速響應，具有跨平臺、靈活性好、易擴展等特點，能極大提高航空維修信息管理的效率。

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