制造企業主數據管理平臺分析設計與功能實現

楊翔宇 康小立 劉洋

（四川航天中天動力裝備有限責任公司 四川省成都市 610100）

當前隨著制造行業的信息化技術推進，越來越多的企業開始應用各類辦公管理系統，這些系統在應用過程中積累了企業海量的原始數據，將這些數據資產經過加工提取，可以轉換為高價值的信息，支持企業領導決策，提升企業生產效率，提高產品客戶的滿意度，并為企業內部流程優化奠定堅實基礎。

1 制造企業數據信息化現狀分析

以制造企業為例，在信息化建設中需要投入大量的精力在業務系統建設，其包括OA、EPR 和CRM 等，這些系統通常為分期建設，主要是服務企業不同部門，以此來滿足不同的應用需求，這類系統獨立建設，獨立運行，未能有統一規劃，系統間缺乏數據標準，導致集成效率降低，難以及時發現數據問題，這為企業的發展帶來不便。具體表現為：

（1）信息孤島，多數企業在數據管理方面較為分散，不同業務部門系統相互獨立，各自運行，不同數據系統標準不同，系統間無法實現信息交互，導致數據僅能在部門內部使用，這嚴重降低了數據的價值，尤其是對于制造企業來說需要打破數據孤島，實現數據互聯，以此來產生更大的價值。

（2）數據質量差，當前在各部門系統運行中因大量數據累計和數據更改導致數據出現冗余、數據不一致以及數據缺失等問題，最常見的包括計量單位不統一，這些問題若是沒有被及時發現進行處理，將會直接影響到業務的開展，阻礙企業政策運營。對于制造企業來說后續的數據分析也會被這些有問題的數據所干擾，為此需要定期的對數據進行清洗，確保現有數據的治療。

在本文中緊跟制造行業潮流，對標先進企業，通過詳細的調研，決定啟動信息化治理方式來打破現在企業信息化困局，解決數據資產危急，更好的帶動企業未來經濟發展。

2 主數據概念界定

2.1 主數據概念

主數據的概念源于制造企業信息化發展過程，在信息化初期，系統之間的信息是沒有關聯的，后在信息化過程中部分企業希望數系統集成，各系統間信息可以互相調用，但因管理缺乏，雖然無法從根源上提升管理效率，還導致信息數據出現混亂。隨著信息化技術提升，數據質量問題就顯得非常重要，主數據概念也得到進一步完善，最常見的有主數據是致企業展開業務和分析的關鍵數據，這是因為主數據可以有效的定位核心業務對象，與交易流水不同，主數據一旦被記錄就需要對其進行維護。

2.2 主數據管理

主數據管理通常是指采用約束的方法用于保證企業內主題域和系統內相關數據以及跨主題域系統相關數據的實時性以及質量，其本質是就是采用系列的規程、技術來保證當前企業業務數據數據的準確性，在信息系統角度主數據與一般數據系統并沒有太大差異，但在主數據管理中需要參考企業當前的現狀制定合適的機制結構，從全局的角度，基于IT技術整合，協調企業各部門業務數據管理訴求，將業務管理人員一并納入到管理組織中確保業務進行的連貫性。

3 主數據平臺需求分析

在本文的研究中選擇時制造領域的領軍企業，該企業主要從事航天機械設備的研發和制造。目前公司主要是采用PLM 生命周期管理系統、CRM 客戶管理系統和OA 自動辦公系統等軟件，在運行一段期間后，發現有大量的冗余數據，原因在于部分數據信息會在多部門使用，影響到數據權威性。

對于制造企業來說業務部門較多，業務復雜度遠超于傳統部門，因構件的生產需要經歷設計→工藝→生產等多部門信息傳遞，若是信息在傳遞過程中一致性受阻，不僅導致數據傳輸滯后，還會影響到數據的有效性，其后不堪想象。根據上述問題著手，分析如何對規避這些問題的發生，對數據流轉業務展開討論，后從主數據平臺功能需求方面提出設計內容。

3.1 系統業務需求

基于數據生產周期，在宏觀層面以系統創建過程和基礎數據變更流程作為支持，創建過程主要是由制造企業來說是設計部門人員對數據的創建，通過工具將數據導入到主數據平臺，后進行數據審批，形成正式數據，并進行分發；基礎數據變更是相關人員遵循修改流程對修改內容進行審批，待審核通過后，數據完成變更，將變更后的數據進行分發，并在部門內進行更改信息告知。根據當前企業現狀，為了保證數據的一致性、完整性和正確性，系統在數據創建和修改方面提供了兩大入口，分別是人工錄入與系統間數據交互，為了便于管理，各個推送數據都要進行人工審核，具體的數據申請流程如圖1 所示。

圖1：申請正式數據

在MDM 項目單中，對流程展開設計主要是考慮到主數據標準和規范的落實，這也是MDM 設計的出發點，綜合企業現狀，需要把握好數據創建與修改的入口，以此來確保數據最終的一致性和準確性，通常數據創建與修改的主要入口是人工錄入和系統間的交互，為了提升管理的便捷性，需要遵循上述的申請流程。

3.2 系統功能需求

主數據平臺需要向使用者提供基本的檢索、查詢以及瀏覽等還需要考慮其他的接口處理，在本次開發設計中需要對原有的PLM 系統與ERP 系統進行集成，通過與企業下屬的部門進行溝通，保證主數據平臺管理數據滿足部門需求，如原材料、標準件以及工具或者是物資設備等，對數據進行分區，上述數據在本文中作為企業的基礎數據。

系統的功能要包括兩個部分即普通用戶前臺使用和管理員后臺使用。根據不同業務范疇以及使用對象的不同，可以將其分為管理員、普通用戶的角色，管理員的權限針對的是全用戶，其功能是對系統各模塊進行管理，以及客戶化資源配置。

普通用戶則是需要通過管理員來獲取用戶名和密碼進行賬號登陸，在系統中對基礎數據進行查詢、查看，或者是對自己賬戶和密碼進行更改等操作，若是在查閱期間發現有數據出現錯誤可以提出數據修改的申請，如圖所示。

3.3 性能需求

系統的性能需求是與Web 服務器和數據庫服務器在內的硬件配置有關，在本文設計中使用到了分布式結構，以主數據平臺作為中心，其他部門分布于多個Web 服務器與數據同步器，以此來滿足多用戶業務需求，確保最終平臺性能可以滿足實用性、實時性、易拓展性等要求。

4 系統設計與功能實現

4.1 網絡拓撲結構設計

在本次設計中會涉及到設計、采購和生產等多個部門，考慮到企業具體情況，設計部門與生產不同是在不同的網絡工作環境下，企業的核心服務器作為信息的中心，整個網絡拓撲結構如圖2 所示。

圖2：系統網絡拓撲圖

4.2 系統總體設計

主數據管理平臺的設計主要用于服務數據管理與運維，核心載體是制造企業的各類數據，通過對這些數據信息展開長期的管理和運維，將主數據平臺逐漸演變企業的核心數據平臺，將所有業務當中的關鍵數據都可以通過主數據對其進行維護，如圖3 所示主數據模塊。

圖3：主數據平臺系統模塊功能劃分

為了在系統中可以更好的實現模塊功能，保障系統兼具松耦合和高內聚性，在本文中使用到了MVC 的設計方式，系統會被劃分為持久層、業務層、控制層與表現層。

4.3 主要功能模塊設計就及功能實現

4.3.1 數據模型設計與實現

在主數據平臺中模型管理起到了關鍵性的作用，這既是主數據平臺功能應用的基礎，也是其他模塊功能拓展的媒介，為了確保主數據平臺在實際應用中業務數據的一致性和完整性，在模塊的設計中模型被分為三類，它們分別為公共基類、管理類和普通業務類。

管理人員可以通過使用平臺實現對新業務對象模型的創建工作，包括數據表和關連字符以及索引等；管理并維護目前已有業務對象模型，增減數據表字段和位長更改等。

在功能實現過程中需要將用戶在頁面表單中進行數據的填寫，基于Mybatis 機制，生成對應的SQL 語句，后臺的服務端將會按照語句執行，并生成相對應的數據表和字段信息，在已有的模型中生產與之對應的XML 文件。

在本次設計當中所涉及到的內容有標準件、零部件和原材料等標識類目，通常每個標識類屬性情況大致相同，需要繼承父類再增加各自的屬性即可，考慮到編碼的便捷性，在應用中將屬性的名稱設置為標識類拼音縮寫+屬性標識的方法，并對其進行排序。

4.3.2 基礎數據設計與實現

需要賢弟基礎數據展開抽象處理，基礎數據的信息包括分類和關鍵屬性，在本文將基礎數據結構抽象為IBaseObj，包括屬性是String typle，后再對基礎數據進行基礎操作。

上述的操作過程都是針對業務類數據進行，將這部分功能用于進行區分，創建包→創建業務層包→創建接口。在此次設計中重點功能之一 就是按照不同的數據進行分類，實現對數據的維護和管理，基礎數據的管理可以從創建、查詢和修改以及賦碼等全方位進行操作，由于刪減是最基礎和頻繁的操作，還特別定義了四種方法對各數據類進行傳參調用。

4.3.3 數據篩選設計與功能實現

ETL 主要是負責數據抽取、轉換和加載，并完成聯機分析處理，在主數據管理中最關鍵的操作就是對信息進行識別和消除現有數據中重復項，在本文中數據管理系統不僅可以完成識別與消除重復項，還針對業務需求設置上了詳細匹配度查重。下拉菜單，使用jQuery 的ajax 會在后臺實現實時抓取，實現的方式為在document.ready 中增加jQuery 的ajax 的方法，在封裝過程中需要指定后臺url 地址，再進行參數的調用，對加載完成后的數據進行回調。

4.3.4 數據編碼設計與實現

編碼器管理通常是由用戶創建或者是對企業實際進行維護時才會用到，因企業主數據平臺中需要管理的資料比較繁多，不同的物資類型都要有對應的編碼規則，這就需要通過創設多個編碼器來滿足維護需要。

編碼器采用屬性拼接方式來滿足企業各編碼規則要求，常規拼接屬性分為字段屬性、流水碼等，在完成拼接后，將生成的編碼數值記錄于數據庫，并反饋給前端用戶。

4.4 企業實際應用效果分析

按照上述功能實現過程，需要將已設計好的系統完整的應用到主數據管理中，對平臺應用效果進行演示。宏觀層面上該平臺主要集中數據采集、處理和分發，由于本平臺設計的針對對象為航天設備制造企業，與普通企業相比，主要數據來源于設計部門，目前公司設計部門使用的是西門子TEAM CENTER 產品生命周期軟件。

數據的分發是在主數據系統中完成，其包括數據的生產、編碼，數據修改等，上述數據功能實現均是按照平臺流程來實現，數據分發是由主數據系統調用PLM 系統與ERP 系統接口實現。

本文主要是針對制造企業常用的EPR 系統為友的NC，根據數據產生的順序，具體的操作流程為：

（1）設計部門人員需要從PLM 軟件中PSE 結構管理器選中主數據菜單，點擊數據導入；

（2）在數據的二級分類當中填寫并對數據進行查重，將數據批量導入到主數據平臺；

（3）在主數據當中，將推送到主數據平臺非正式數據按照流程進行申請提交；

（4）審核人員會在接收到待處理事件后按照審批流程完成審批工序。

當審批流程通過以后系統會自動將數據推動到PLM 系統，并將部分傳遞給EPR 系統，用戶可以查詢集成日志，了解當前主數據獲取以及分發情況。

5 系統測試與檢驗

5.1 測試環境

在對主數據管理平臺進行測試，其包括硬件設備測試以及軟件應用效果測試，如表1 所示。

表1：平臺硬件部署環境要求

5.2 系統測試方法

由于當前測試技術的發展，測試發方法種類多樣化，綜合考慮此次項目規模以及 應用方向，最終決定使用黑盒測試和性能測試，在性能測試中選擇到自己開發的測試程序完成對系統負載壓力和性能的測試，并生成對應的報告。

（1）在此次主數據平臺的設計中通過對公司業務系統中收集到的20 多萬條數據進行數據清洗，后剩余數據10 萬多條，有效的降低了公司的數據冗余度，提升數據的精準性；

（2）搭建PLM 與EPR 系統間的數據通道，延長數據長度，盡可能保障數據一致性的目標，從而提升了數據的權威性和有效性。

6 結束語

本次平臺設計達到了企業最初的管理建設目標要求，為企業從規程、技術和解決方案三個方面建立了一套主數據管理平臺，確保企業主數據的一致性和準確性，以此來提升當前企業的數據質量，提高企業的在同領域的核心競爭力。