面向卷煙行業(yè)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王存喜　朱瑞龍　林碩

摘要：針對卷煙行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，面向卷煙行業(yè)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采取當(dāng)前主流的服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，對各應(yīng)用系統(tǒng)共享的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，對上游應(yīng)用和下游應(yīng)用設(shè)計(jì)接口適配器，實(shí)現(xiàn)主數(shù)據(jù)的更新可實(shí)時(shí)同步于各應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在某卷煙企業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)卷煙工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通，消除信息孤島，有效提升卷煙生產(chǎn)過程數(shù)字化、自動(dòng)化、精益化和智能化，加強(qiáng)企業(yè)資源配置和制造管控。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)互通;數(shù)字化;智能化

中圖分類號(hào)：TP319? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）07-0019-03

智能制造已成為全球先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的前沿，如何進(jìn)行制造業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型成為制造業(yè)在殘酷的市場競爭中爭取主動(dòng)的關(guān)鍵[1]。基于互聯(lián)網(wǎng)+的新興技術(shù)的快速推進(jìn)，為制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型提供有力支撐。

經(jīng)過長期的改革與發(fā)展，中國卷煙工業(yè)行業(yè)在數(shù)字化建設(shè)已取得卓越成效。出現(xiàn)了面向各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的信息成果，主要包括： ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）; MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）;WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統(tǒng)）; APS（Advanced Planning and Scheduling，高級計(jì)劃與排程）等。

數(shù)字化建設(shè)雖在生產(chǎn)過程管控等方面有顯著的成果和影響，但因數(shù)字化建設(shè)過程中的粗放性和缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，也隨之產(chǎn)生了一系列問題[2]。主要問題如下：1）隨著各個(gè)信息系統(tǒng)的深入應(yīng)用，各個(gè)系統(tǒng)本身產(chǎn)生了大量的歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有著巨大的價(jià)值，其分析和挖掘有待加強(qiáng)。2）因數(shù)字化建設(shè)過程中，粗放性和缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)只針對自身業(yè)務(wù)領(lǐng)域，系統(tǒng)之間互不通信，因而形成信息孤島。3）從整個(gè)業(yè)務(wù)角度綜合考慮，存在一部分?jǐn)?shù)據(jù)是各個(gè)系統(tǒng)都需要的公共數(shù)據(jù)，而數(shù)字化建設(shè)初期和建設(shè)過程中，缺乏對這一問題的認(rèn)知和考慮，導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)對這些公共數(shù)據(jù)單獨(dú)維護(hù)，采取各自唯一的標(biāo)識(shí)方式，以至于同一數(shù)據(jù)在整個(gè)業(yè)務(wù)流中無法流轉(zhuǎn)。

主數(shù)據(jù)（Master Data）定義為一組核心的數(shù)據(jù)，各種應(yīng)用均會(huì)使用。因而對各信息系統(tǒng)都會(huì)使用的核心數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，有利于全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通。

1 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

主數(shù)據(jù)（Master Data）是指核心的業(yè)務(wù)實(shí)體的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在多個(gè)異構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)中共享，比如工藝、產(chǎn)品、物料、資源、組織結(jié)構(gòu)等[3]。

MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）實(shí)現(xiàn)對主數(shù)據(jù)（Master Data）精確和一致的管理。MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）對數(shù)據(jù)的所有更新操作具有唯一執(zhí)行權(quán)，所有更新只會(huì)針對此單一的主數(shù)據(jù)（Master Data），同時(shí)所有更新同步于其他應(yīng)用。因而對于核心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了精確和一致的管理，同時(shí)又可保證其他系統(tǒng)能實(shí)時(shí)獲取更新，是整個(gè)信息化建設(shè)的重中之重。

卷煙工業(yè)隨著信息化建設(shè)的逐漸深入和成熟，面向各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用形成了“信息孤島”。 隨著應(yīng)用的不斷增加和主數(shù)據(jù)（Master Data）的數(shù)量不斷增長時(shí)，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)同步，各應(yīng)用通過點(diǎn)對點(diǎn)連接方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[4]。隨著這種連接越來越多，原來越復(fù)雜，也變得異常難維護(hù)。

因而主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所要解決的問題主要包括：1）建立統(tǒng)一標(biāo)識(shí);2）統(tǒng)一共享維度，建成合規(guī)，已清洗和標(biāo)準(zhǔn)化的單一數(shù)據(jù)源;3）建立與上游、下游系統(tǒng)之間的集成通道。

2 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

微服務(wù)是一種軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，其基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）技術(shù)的衍生，相比于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）粒度更細(xì)，耦合度更低，復(fù)用更高，逐步成為企業(yè)級應(yīng)用和分布式應(yīng)用的首選技術(shù)架構(gòu)，同時(shí)也是云計(jì)算的首選軟件架構(gòu)。

微服務(wù)架構(gòu)在企業(yè)級應(yīng)用的巨大優(yōu)勢，使微服務(wù)架構(gòu)很快成為主流架構(gòu)，其本身的便利性是一把雙刃劍，因其粒度更細(xì)，導(dǎo)致在一個(gè)大型應(yīng)用中存在著大量的微服務(wù)接口，粒度的過細(xì)，導(dǎo)致一個(gè)業(yè)務(wù)被分割成多段。隨著整個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)，這種接口越來越多，微服務(wù)之間的調(diào)用越來越復(fù)雜，無論開發(fā)還是維護(hù)都變得異常艱難。因而對于微服務(wù)的管理成為必需。

服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)本身是對于微服務(wù)的管理技術(shù)。主要包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊、負(fù)載均衡、熔斷機(jī)制等。服務(wù)網(wǎng)格將微服務(wù)進(jìn)行分類，分為提供者和消費(fèi)者，同時(shí)以服務(wù)中心作為對外接口和微服務(wù)的管理中心。服務(wù)網(wǎng)格內(nèi)置負(fù)載均衡和熔斷機(jī)制，可以有效管理分布式應(yīng)用。

服務(wù)網(wǎng)格的優(yōu)勢可以有效解決微服務(wù)規(guī)模過大的問題，同時(shí)又可充分利用微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因而基于服務(wù)網(wǎng)格和微服務(wù)結(jié)合的架構(gòu)是當(dāng)前最好的企業(yè)級應(yīng)用架構(gòu)和云計(jì)算應(yīng)用架構(gòu)。

React技術(shù)是當(dāng)前主流的JS框架技術(shù)，Redux是一個(gè)狀態(tài)管理框架，其本質(zhì)是MVVM（Model-View-ViewModel）架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視圖與業(yè)務(wù)邏輯的分離。因而React和Redux技術(shù)的結(jié)合，是企業(yè)級應(yīng)用前棧開發(fā)的主流框架。

通過對于當(dāng)前主流框架的分析，面向卷煙工業(yè)的MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）架構(gòu)設(shè)計(jì)采取前棧和后棧分離[5]，后棧采取服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)和微服務(wù)架構(gòu)，支持Rest接口，支持負(fù)載均衡、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)注冊、熔斷機(jī)制等，前棧采用React和Redux技術(shù)。

3 主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）功能包括：數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)元素管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則管理、數(shù)據(jù)權(quán)限管理、支持上游和下游App的數(shù)據(jù)集成接口管理、數(shù)據(jù)沖突管理、操作流程追溯管理等[6]。

主數(shù)據(jù)管理功能架構(gòu)如圖1所示。

1） 數(shù)據(jù)模型管理是MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）的核心模塊，是對主數(shù)據(jù)（Master Data）的識(shí)別、分類和抽象概括。

數(shù)據(jù)模型管理包括數(shù)據(jù)分類管理、模型管理、數(shù)據(jù)元素管理三個(gè)子功能。

數(shù)據(jù)分類管理是對于主數(shù)據(jù)（Master Data）建立分類標(biāo)識(shí)，將主數(shù)據(jù)（Master Data）按照業(yè)務(wù)劃分為組織結(jié)構(gòu)類、資源類、生產(chǎn)工藝、物料等基本分類。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

模型管理是對于主數(shù)據(jù)（Master Data）進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)行抽象概括，建立模型信息，是具體業(yè)務(wù)的體現(xiàn)，隸屬于某一數(shù)據(jù)分類。將主數(shù)據(jù)（Master Data）按照業(yè)務(wù)可定義為人員模型、部門模型、設(shè)備模型、工藝模型、BOM模型、角色模型、崗位模型、職稱模型、產(chǎn)品模型、物料模型等。主要功能包括：增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

數(shù)據(jù)元素管理是對模型屬性的定義，對模型屬性進(jìn)行抽象概括，包括編碼、名稱、數(shù)據(jù)類型、組件類型、關(guān)聯(lián)模型、關(guān)聯(lián)屬性、主鍵、唯一標(biāo)識(shí)、默認(rèn)值、顯示標(biāo)記、搜索標(biāo)記、語義、為空標(biāo)記等一系列屬性的定義。主要功能包括： 增加、刪除、修改、查詢等基本操作。

業(yè)務(wù)人員添加新的分類，選擇某一分類，添加新的數(shù)據(jù)模型，選擇某一模型，添加該模型的元素信息。用戶在確認(rèn)好數(shù)據(jù)模型后，可對該數(shù)據(jù)模型進(jìn)行發(fā)布，系統(tǒng)進(jìn)行模型創(chuàng)建[7]。

2） 主數(shù)據(jù)管理是基于數(shù)據(jù)模型管理的數(shù)據(jù)管理和可視化。主要功能包括數(shù)據(jù)模型的動(dòng)態(tài)可視化，搜索條件的動(dòng)態(tài)可視化、數(shù)據(jù)編輯的動(dòng)態(tài)可視化，數(shù)據(jù)表格的動(dòng)態(tài)可視化、數(shù)據(jù)管理等基本功能。

數(shù)據(jù)模型的動(dòng)態(tài)可視化包括數(shù)據(jù)模型菜單的動(dòng)態(tài)生成，數(shù)據(jù)分類信息的動(dòng)態(tài)識(shí)別、模型信息的動(dòng)態(tài)識(shí)別、數(shù)據(jù)模型排序信息、數(shù)據(jù)模型層級信息、數(shù)據(jù)模型父子關(guān)系識(shí)別等。

數(shù)據(jù)編輯的動(dòng)態(tài)可視化包括關(guān)聯(lián)模型的動(dòng)態(tài)識(shí)別、關(guān)聯(lián)屬性的動(dòng)態(tài)識(shí)別、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)識(shí)別，關(guān)聯(lián)操作的動(dòng)態(tài)和自動(dòng)識(shí)別，模型屬性的動(dòng)態(tài)生成，組件類型的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)等。

數(shù)據(jù)表格的動(dòng)態(tài)可視化包括數(shù)據(jù)展示列的動(dòng)態(tài)生成，數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)綁定。

數(shù)據(jù)管理包括增加、刪除、修改、查詢、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能。

3） 數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則管理是指主鍵數(shù)據(jù)依據(jù)規(guī)則生成，從而避免人員輸入導(dǎo)致的輸入錯(cuò)誤等問題。數(shù)據(jù)主鍵規(guī)則包括：順序生成規(guī)則、對象依賴生成規(guī)則、日期生成規(guī)則、固定編碼生成規(guī)則等;規(guī)則優(yōu)先級管理;數(shù)據(jù)連接符及補(bǔ)全規(guī)則管理等。

規(guī)則管理可對主數(shù)據(jù)中某些數(shù)據(jù)的生成規(guī)則進(jìn)行歸納，錄入數(shù)據(jù)時(shí)由系統(tǒng)依據(jù)規(guī)則自動(dòng)生成數(shù)據(jù)，避免人為錄入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

4） 權(quán)限管理是MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）的輔助功能模塊，實(shí)現(xiàn)路由管理、路由權(quán)限管理、頁面按鈕管理、頁面按鈕權(quán)限管理、與單點(diǎn)登錄系統(tǒng)集成等功能。

SSO（Single Sign On，單點(diǎn)登錄）實(shí)現(xiàn)一處登錄，可訪問所有授信的應(yīng)用，是當(dāng)前企業(yè)級管理軟件必須具備的一項(xiàng)功能，也是所有應(yīng)用需要集成的一項(xiàng)功能。MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）與SSO（Single Sign On，單點(diǎn)登錄）集成，獲取當(dāng)前用戶ID、用戶姓名、角色I(xiàn)D、路由等基礎(chǔ)信息，從而實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。

5） 數(shù)據(jù)沖突管理是主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一個(gè)核心功能也是解決信息孤島的關(guān)鍵功能。數(shù)據(jù)沖突管理功能模塊之所以重要是因?yàn)榫頍熜袠I(yè)在信息化建設(shè)過程中缺乏規(guī)劃，導(dǎo)致關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存在多個(gè)系統(tǒng)中，同時(shí)存在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、冗余數(shù)據(jù)以及臟數(shù)據(jù)等，因而在數(shù)據(jù)集成時(shí)進(jìn)行必要的沖突管理，可以有效杜絕臟數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。

6） 主數(shù)據(jù)同步實(shí)現(xiàn)MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）與其他應(yīng)用共享主數(shù)據(jù)（Master Data）。主數(shù)據(jù)（Master Data）更新同步于其他應(yīng)用系統(tǒng)。

主數(shù)據(jù)同步功能包括：接口信息定義、接口信息封裝、接口信息解析。各應(yīng)用系統(tǒng)向主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行接口訂閱，注冊自己的接收數(shù)據(jù)模型信息;主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)更新時(shí)，向各個(gè)訂閱系統(tǒng)發(fā)布更新數(shù)據(jù)。

接口信息封裝包括：接口標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)模型標(biāo)識(shí)、更新動(dòng)作標(biāo)識(shí)、操作人員標(biāo)識(shí)、操作時(shí)間戳、數(shù)據(jù)列表等基本信息。

主數(shù)據(jù)同步功能需要保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)又需要保證MDM（Master Data Management，主數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)的性能，需要保證更新的唯一性、準(zhǔn)確性，防止重復(fù)發(fā)送、錯(cuò)誤發(fā)送、遺漏發(fā)送，因而在架構(gòu)設(shè)計(jì)上需要采用異步的架構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)需要提供監(jiān)控機(jī)制。

主數(shù)據(jù)同步架構(gòu)如圖2所示。

4 結(jié)束語

本文對卷煙行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出適應(yīng)煙草行業(yè)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，從根本上解決卷煙行業(yè)數(shù)字化建設(shè)過程中形成的“信息孤島”問題，從而打破各應(yīng)用之間的消息壁壘和數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通。

以該設(shè)計(jì)方案開發(fā)的主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)已在某卷煙行業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了主數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，已取得成效。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓國燦，吳大鳴，牟勇強(qiáng)，等.統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）技術(shù)在擠出過程中的應(yīng)用[J].塑料，2004，33（1）：86-88，53.

[2] 謝少鋒.深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展 為經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展注入新動(dòng)能[J].新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020（1）：18-21.

[3] 張偉東，王超賢，孫克.探索制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新路徑[J].信息通信技術(shù)與政策，2019（9）：31-34.

[4] 和軼東.SAP MDM主數(shù)據(jù)管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[5] 郭文卓，王子豪.煙草行業(yè)大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（20）：167.

[6] 段雯瓊，薛然，任亞麗.大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（7）：176.

[7] 曹敏，江雄，趙艷峰，等.面向大數(shù)據(jù)分析的省網(wǎng)電能計(jì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，26（5）：400-405.

【通聯(lián)編輯：梁書】

收稿日期：2021-09-27

作者簡介：王存喜（1974—），男，遼寧沈陽人，經(jīng)濟(jì)師，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)樯a(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用;朱瑞龍（1984—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，副研究員，工學(xué)碩士，研究方向?yàn)樯a(chǎn)運(yùn)作與管理設(shè)計(jì)與應(yīng)用;林碩（1981—），男，遼寧沈陽人，副教授，工學(xué)博士，研究方向?yàn)樯a(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。