（计算机应用技术专业论文）基于soa的企业应用集成在plm中的应用研究.pdf

基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 摘要 企业应用集成是企业信息技术发展的一个主要趋势，它是企业面向过程化和实现业务 w e b 化的基础。企业应用集成不仅是企业i t 部门的技术问题，还是企业管理理念的转变 和组织结构创新的问题，是人、技术与组织的集成问题。 面向服务的体系架构( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r es o a ) 对现代软件开发模式产生了 深远的影响，它通过服务的发布、发现以及绑定等机制为其他的应用程序提供服务。s o a 具有松散耦合、粗粒度、互操作性等优点。通过采用s o a 架构的设计思想，可以最大程 度地减少系统问的耦合，提高可重用性。 本文通过深入分析传统的企业应用集成( e a i ) 的优势与不足，将w e b 服务技术、s o a 引入到e a i 领域，提出了采用s o a 模型的企业应用集成框架。在深入讨论相关支撑技术 的基础上，给出了基于w e b 服务的6 层集成实现模型，可用束开发松耦合、跨平台、分布 式、可扩展的基础集成服务平台。本文研究的核心是运用s o a 的思想将企业现有的信息系 统分解成多个独立的粗粒度服务，并将这些服务用w s d l ( w r e b 服务描述语言) 封装，利用 b p e l o 业务过程执行语言) 对服务进行灵活的组装，实现动态业务模型。在本文提出的架构 中，信息系统层包括企业所有的i t 基础设施服务层，为联系基础设施和企业应用集成层起 着桥梁作用，将所有的传输协议都转化为标准协议；企业应用集成层和消息传输层主要包 括了业务流程管理、服务管理、安全管理、消息传输等上层业务服务，为应用层提供运行 环境；企业应用层则是企业内部或者外部的各种客户端应用。最后，本文介绍了基于该模 型设计开发的p l m 系统。基于w e b 的p l m 系统是p d m ，c r m ，s c m 等系统的应用集成系 统，采用s o a 的设计思想，参照我们提出的六层模型并加以改进。系统实现了文档和产品 结构管理、项目管理、工作流管理、供应管理、销售管理、仓库管理、系统开发、系统管 理、办公管理等功能。开发中结合企业的特点对模型加以改进，验证了该模型在利用s o a 实现企业应用集成平台方面的可行性及有效性。 关键词：企业应用集成，面向服务架构，w 曲服务，w s d l ，b p e l 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 a b s t r a c t a st h em a j o rt r e n do fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ( e a if o r s h o r t )i st h eb a s i so fe n t e r p r i s e c o n v e r t i n g t ob u s i n e s s p r o c e s s o r i e n t e da n dw e b s e r v i c e - b a s e d i ti sn o to n l yat e c h n i c a lp r o b l e mo fi td e p a r t m e n t ，b u ta l s oap r o b l e mo f t r a n s f o r m i n gm a n a g e m e n tc o n c e p ta n di n n o v a t i n go r g a n i z a t i o ns t r u c t u r e ，i ti sa ni n t e g r a t i n g p r o b l e mi n v o l v i n gh u m a n ，t e c h n o l o g ya n do r g a n i z a t i o n s o ah a sap r o f o u n di m p a c to nt h ed e v e l o p m e n tm o d eo fm o d e ms o f t w a r e i tp r o v i d e s s e r v i c e sf o ro t h e ra p p l i c a t i o np r o g r a m st h r o u g hm e c h a n i s m ss u c ha sp u b l i s h i n g ，d i s c o v e r i n g a n dt h eb i n d i n ge t c s o ah a sm a n ya d v a n t a g e ss u c ha sb e i n gl o o s ec o u p l e d ，c o a r s e g r a n u l a r i t y a n di n t e r a c t i v ee t c b ya d o p t i n gt h es o af r a m e w o r k ，t h ec o u p l i n ga m o n gs y s t e m sc a nb e r e d u c e dt ot h em a x i m u me x t e n ta n dt h es o f t w a r er e u s ec a r lb ei m p r o v e d b yt h o r o u g h l ya n a l y z i n gt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft r a d i t i o n a le a im e t h o d w e p r o p o s et op u t 也et e c h n i q u e so fw e bs e r v i c e sa n ds o ai n t ot h ef i e l do fe a i w h e r ec o m e so u t a ne a if r a m e w o r kb a s e do ns o a a6 - l a y e ri n t e g r a t i o nm o d e lb a s e do nw e bs e r v i c e i s p r o p o s e da f t e rf u r t h e rs t u d yo fr e l a t i v es u p p o r t i n gt e c h n o l o g yt od e v e l o paf l e x i b l e ，l o o s e c o u p l i n g ，p l a t f o r m - i n d e p e n d e n t ，d i s t r i b u t i n ga n de x t e n d i b l ef u n d a m e n t a li n t e g r a t i o ns e r v i c e p l a t f o r m t h e f o c u so ft h i sp a p e r i st od e c o m p o s et h ee x i s t i n ge n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m s i n t os e v e r a li n d e p e n d e n tc o a r s eg r a n u l a r i t ys e r v i c e sv i as o a i d e o l o g i c a l ，p a c kt h o s es e r v i c e s v i aw s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，a n dm a t r i xt h o s es e r v i c e si naf e x i b l ew a y v i ab p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) ，w h i c hp u t sd y n a m i cb u s i n e s sm o d e l si n t o r e a l i t y i nt h ef r a m e w o r kb r o u g h to u ti nt h i sp a p e r ，t h ei n f o r m a t i o ns y s t e ml a y e ri n c l u d i n ga l l e n t e r p r i s ei ti n f r a s t r u c t u r ep l a y st h er o l eo fc o n n e c t i n gi n f r a s t r u c t u r ea n de a i ，t r a n s f o r m i n g a l lt r a n s p o r tp r o t o c o l si n t os t a n d a r dp r o t o c o l s ；a p p l y - i n t e g r a t i o nl a y e ra n dt r a n s p o r tl a y e ra r e i n c h a r g eo fp r o c e s sm a n a g e m e n t ，s e r v i c em a n a g e m e n t ，s e c u r i t yc o n t r o la n dm e s s a g e t r a n s m i s s i o n ，w h i c hm a i n l yp r o v i d ear u n t i m ee n v i r o n m e n tf o rt h ea p p l i c a t i o n l a y e r ； a p p l i c a t i o nl a y e rc o n s i s t so fa l le n t e r p r i s e si n t e r i o ro ri n t e r a c tc l i e n ta p p l i c a t i o n s f i n a l l y t h e p a p e ri n t r o d u c e sap l ms y s t e md e v e l o p e db a s e do nt h em o d e l ，w h i c hi sr e v i s e da c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r i s t i co ft h ee n t e r p r i s ea n dp r o v e st h em o d e lf e a s i b l ea n de f f e c t i v et oi m p l e m e n t e a ib a s e do ns o a t e c h n o l o g y p l ms y s t e mb a s e do nw e bi sa ni n t e g r a t e da p p l i c a t i o ns y s t e mo f p d m ，c r m ，s c ms y s t e m sa n ds oo n , w h i c hi sai m p r o v e m e n tb a s e do nt h e6 - l a y e ri n t e g r a t i o nm o d e l p r o p o s e df o r w a r du s i n gt h ed e s i g nm o d e lo fs o a t h es y s t e mi m p l e m e n t e ds om a n yf u n c t i o n s i n c l u d i n gd o c u m e n t sa n dp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n t ，p r o j e c tm a n a g e m e n t ，w o r k f l o w m a n a g e m e n t ，s u p p l ym a n a g e m e n t , s a l e s m a n a g e m e n t ，s t o r a g em a n a g e m e n t ，s y s t e m 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 d e v e l o p m e n t ，s y s t e mm a n a g e m e n t ，o f f i c em a n a g e m e n t k e y w o r d s ：e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，s o a ，w e bs e r v i c e s ，w s d l ，b p e l 曲阜9 币范大学博士硕士学位论文原创性说明 ( 在口划“4 ”) 本人郑重声明：此处所提交的博士口硕士口论文基于s o a 的企业 应用集成在p l m 中的应用研究，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学 攻读博士口硕士口学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注 明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中己明确的方式注明。本声明的法律结果将 完全由本人承担。 作者签名：王务娟日期：2 p 。c 7 年只弓臼 曲阜师范大学博士硕士学位论文使用授权书 ( 在口划“4 ) 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究系本人在曲阜师范 大学攻读博士口硕士母学位期间，在导师指导下完成的博士口硕士骅 位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以 其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文 的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论 文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制手段保 存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。 作者签名：王莠嗖玛 日期：2 融僻同；日 导师签名能嗍砷乡 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 1 1 引言 第一章绪论 企业多年“自发”式的信息化建设，缺乏“自觉”的信息系统总体战略规划，致使局 部需求得到满足的同时，企业内部信息系统各自为政，相互无法互通互联，形成“信息孤 岛”，企业无法实现对整体业务运作和流程管理的全面掌控。同时企业之间信息化建设缺 乏协调，使得企业间的系统无法信息共享，难以满足协同商务时代要求企业内部和企业之 间协同研发、协同制造乃至整个供应链和供应链之间协同的要求。企业应用集成( e a i ) 系统的出现为“信息孤岛 架起了桥梁，实现了不同系统间的互通互联。e a i 就像因特网 上的路由器一样，将不同系统中的数据进行翻译、并指明数据传输的方向，实现充分、实 时、多方、双向的集成。 s o a ( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) ，即面向服务架构，以服务的形式传送应用功能 来创建针对终端用户的分布式应用系统或创建其他服务。s o a 采用开放式标准，以服务 的形式表示软件资产；它提供了软件资产的表示和交互的标准方法；它能够将孤立软件资 产变为基础构件，在开发其它应用中复用；它让开发人员的注意力转移到了应用集成，而 不是实现细节。对内，s o a 可用于以现有组件创建新的应用；对外，s o a 可用于企业外 部应用的集成。 1 2 发展现状 目前e a i 的研究和应用己经取得了很多理论和应用成果。在理论上，提出了基于消息 中间件的企业应用集成、基于业务过程的企业应用集成、基于w e bs e r v i c e s 的企业应用集成 以及基于a g e n t 和- y 作流技术的企业应用集成，并提出了相应的集成模式：表示集成、数据 集成和功能集成。其包含的技术也从传统的单一接口集成技术发展到基于消息中间件技 术、工作流技术、x m l 数据交换以及w r e b 服务技术的综合运用，已逐步形成了一些基于s o a 架构的集成解决方案。目前的e a i 市场中，虽然整体规模还不能与e r p 、s c m 等传统大型 管理软件市场相比，但已显现出了强劲的发展势头。e a i 市场正进入一个高速发展的阶段。 不管是在国外，还是国内，各大集成厂商的解决方案中，都将s o a 架构作为集成方案 的基础架构，利用s o a 进行企业应用集成是当前阶段进行企业信息化基础建设方案的最佳 选择。正是s o a 架构应用技术的成熟和发展队伍的逐渐壮大，为企业应用集成提供了一种 新的方式。 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 1 3 本文研究的主要内容 本文主要研究和探讨了利用s o a 实现企业应用集成的方法。文章首先介绍了企业应 用集成e a i ，以及面向服务构架s o a 技术的基本思想和实现技术。由于目前在i n t e r n e t 环境下的企业应用主要以w e bs e r v i c e 作为实现手段，并且由于w e b 服务全部的规范、技 术都是以x m l 作为底层核心和架构基础，文章重点讨论了w e bs e r v i c e s 技术，包括其体 系结构及相关支持技术。此外，文章还介绍了企业服务总线e s b 技术，以及利用b p e l 实现企业业务流程管理的方法。在此基础之上，文章提出了一种基于s o a 企业应用集成 的六层框架模型，该模型由下到上分别为信息系统层、消息传输层、服务层、企业应用集 成层、企业应用层和客户访问层构成。文章详尽介绍了，在利用该模型设计基于s o a 的 企业应用集成平台时，各个层次的作用及实现技术。为了验证该模型的有效性，最后以基 于s o a 的p l m 系统为例进行说明，并且结合具体企业的应用特点，对原有模型加以改 进。使该系统实现对各种业务流程的管理以及p d m ，c r m ，s c m 系统之间数据的交换。 通过建立基于u d d i 的服务管理中心，以及基于d b m s 的业务流程管理弓| 擎，对基础服 务进行封装，实现基于s o a 的服务应用集成。s o a 技术在p l m 系统开发中的成功应用 表明，本文提出的基于s o a 的六层框架模型及其改进的模型是实现企业应用集成的有效 途径。 1 4 章节安排 第一章：绪论。介绍了本文的研究背景，e a i 在当前国内外的应用研究现状，以及本 文主要工作。 第二章：企业应用集成架构。介绍了企业应用集成的概念、发展历史、对改进企业管 理的作用和意义，以及企业应用集成技术的分类。 第三章：面向服务的体系架构及其相关技术。介绍了s o a 的相关概念、w e bs e r v i c e s 的体系结构、实现w e bs e r v i c e s 的四大核一t l , 技术( x m l 、s o a p 、w s d l 、u d d i ) ，以及在 集成技术中发挥核心作用的e s b 和b p e l 。 第四章：基于s o a 的企业应用集成架构及平台设计。提出基于s o a 的企业应用集成参 考架构模型，并在此基础上提出企业服务集成平台的设计方案，对其各个层次的核心功能 模块的实现进行了详细说明，包括消息路由器、服务访问技术、动态业务模型等。 第五章：基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用。将基于s o a 的企业应用集成架构 加以改进，并应用于p l m 系统中。详细介绍了p l m 的系统模式和总体架构，并以构件系统 模块中的构件入库这一业务流程介绍b p e l i 3 1 擎的编排过程。 第六章：总结全文，并对下一步的研究工作进行展望。 2 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 第二章企业应用集成架构 2 1 企业应用集成的概念 企业应用集成( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，e a i ) 是近几年企业信息化的热点，它 的目的就是整合企业中各种不同的应用系统。关于企业应用集成有各种不同的定义： g r e e n ：e a i 是通过一个公用用户接口来共享异构应用系统中的信息。 d s l i n t h i c u m ：e a i 是在企业范围内无限制的共享相互连接的信息系统内的信息和 业务流程。 t a y l o r ：e a i 是将信息系统改造成一个支持电子商务公司的应用平台。 本文对企业应用集成给出简单的描述是： 企业应用集成能够将业务流程、应用软件、硬件和各种标准联合起来，在两个或更多 的企业应用系统之间实现无缝集成，使它们像一个整体一样进行业务处理和信息共享。 2 2 企业应用集成的发展历程 阶段一：8 0 年代主流技术是点到点集成。随着企业规模不断扩大，应用系统不断增 加，信息共享变得越来越重要，简单的点对点连接已无法满足企业不断增长的应用集成需 求。这时候第一代集成技术( e a i ) 出现了，它拥有可靠的中j 、日件基础平台，丰富的连接 与转换技术，全面的元数据管理与应用能力，以及各种系统与应用的连接。 阶段二：9 0 年代是基于框架的e a i 。9 0 年代中期在e a i 技术的基础上，发展了以业 务流程管理为核心的第二代集成技术业务流程集成技术b p i 。 阶段三：2 1 世纪面向服务的集成。第三代e a i 与第二代的差别在于s o a ( 基于服务 的架构) ，把b p m 与s o a 结合起来，在实现流程集成的同时，以基于服务架构提供流程 重组与发布。 阶段四：企业问与商业社群的应用集成。这种集成可以支持b 2 b 和b 2 c 的应用。企 业应用集成的发展是顺应发展潮流的，起初，企业通过利用c l i e n t s e r v e r 技术实现了分布 应用，后来又逐渐发现连接多种业务处理的重要性。应该说，社会经济和技术的需求发展 是推动e a i 发展的主要动力。除此之外，推动e a i 应用当然还有其他的一些因素，比如 应用软件包的发展、供应链管理、w e b 应用集成等。 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 2 3e a i 的维度划分 根据不同的分类标准，我们可以将e a i 技术进行的分类。比如根据应用集成对象划 分，可以分为面向数据的集成和面向过程的集成；根据集成工具和技术e a i 可以分成平 台集成、数据集成、组件集成、应用集成、过程集成和业务对业务集成。而从企业组织角 度来讲，e a i 则可分为水平的组织内的集成、垂直的组织内的集成和不同组织间系统的集 成f l 】【2 1 。下面我们从广度和深度两个方向来描述e a i 。 2 3 1 广度e a i 传统企业运行和管理模式通常以部门来划分，各个部门根据各自的职责选择相应的应 用系统，由于这些系统独立丌发导致了信息数据间交流和共享的困难，导致企业内部出现 “烟囱形的结构 ，为了避免各个部门间信息孤岛的形成以及资源的浪费，企业组织结 构丌始向业务过程集成转变，如企业内横向和纵向的组织集成f 3 1 以及企业间的集成f 4 】。 2 3 2 深度e a i 从集成的深度上来说，从易到难有：数据集成，应用系统集成和过程集成。 1 数据集成 数据集成是把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中，从而 为企业提供全面的数据共享。数据集成中两个关键因素是概念建模和在概念表示上的推理 支持【5 】【们。数据集成的步骤包括确定应该从模型中抽取数据的源、数据应当进行的转换以 及向什么地方发送数据，用户通过一个图形用户接口来指定数据映射和转换。 2 应用系统集成 应用系统集成是以系统的高度为客户需求提供应用的系统模式，以及实现该系统模式 的具体技术解决方案和运作方案，即为用户提供一个全面的系统解决方案。应用系统集成 已经深入到用户具体业务和应用层面，在大多数场合，应用系统集成又称为行业信息化解 决方案集成。应用系统集成可以说是系统集成的高级阶段，独立的应用软件供应商将成为 核心。 3 过程集成 过程集成就是在完成数据集成和应用系统集成的基础上，进行流程之间的协调，消除 流程中各种冗余和非增值的子流程( 活动) 、以及由人为因素和资源问题等造成的影响流程 效率的一切障碍，使企业流程总体达到最优，产生出为客户带来价值的产品【 。目前过程 集成和协同商务等是企业应用集成的发展方向和趋势。 4 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 2 4 本章小结 本章介绍了企业应用集成的概念、发展历史、以及对改进企业管理作用和意义，重点 阐述 e a i 按照深度和广度两维进行分类的各种集成情况。 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 第三章面向服务的体系架构及其相关技术 3 1s o a 简介 3 1 1s o a 的定义 s o a 本质上说是一种新的系统架构。在基于s o a 架构的系统中，具体应用程序的功 能是由一些松散耦合并且具有统一接口定义方式的组件( 也就是s e r v i c e ) 组合构建起来 的。可以说s o a 的出现，将为整个企业及软件架构设计带来巨大的影响。目前，对于s o a 这一概念还没有统一的定义，通过对多个学者对s o a 概念的研究，本文对面向服务的体 系架构的定义如下【8 】【9 】【l o 】： 包含运行环境、编程模型、架构风格和相关方法论等在内的一整套新的分布式软件系 统构造方法和环境，涵盖服务的整个生命周期：建模一开发一整合一部署一运行一管理。 它将应用程序独立的功能单元( 称为服务) 通过服务之间定义良好的接口联系起来，独立 于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，使得构建在各种这样的系统中的服务可以 用一种统一和通用的方式进行交互。 3 1 2s o a 角色模型 s o a 是设计和构建具有松散耦合、分布式结构的软件设计解决方案的软件工程方法， 这种软件工程方法能够以程序化的可访问的软件服务的形式公丌业务功能，以使其它应用 程序可以通过已发布的和可以发现的接口来使用服务，s o a 描述了三类角色，它们分别 是服务提供者、服务使用者和服务注册中心，这三个角色各自承担了不同的任务【l l l 。三 种角色之间产生了三个操作：发布、查找、绑定调用，它们之间的交互关系如图3 1 所 示： ，一、 服务提供者卜一服务使用者 i ，绑定调 、 ， 一一一 用、一， 图3 1s o a 模型图 6 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 服务注册中心：服务注册中心是服务发现的支持者。它包含一个可用服务的存储库， 并允许感兴趣的服务使用者查找服务提供者接口。 服务提供者：服务提供者是一个可通过网络寻址的实体，它接受和执行来自使用者的 请求。通过在服务器代理者配置和发布服务，将自己的服务和接口契约发布到服务代理， 以便服务使用者可以发现和访问该服务。 服务使用者：服务使用者是一个应用程序、一个软件模块或需要一个服务的另一个服 务。它发起对注册中心中的服务的查询，通过传输绑定服务，并且执行服务功能。 发布：为了使服务可访问，需要发稚服务描述以使服务使用者可以发现和调用它。 查找：服务消费者定位服务、方法使查询服务代理查找满足其标准的服务。 绑定和调用：在检索服务描述之后，服务使用者继续根据服务描述中的信息来调用服 务。 3 1 3s o a 的特征1 2 恼1 铂 ( 1 ) 可从企业外部访问 ( 2 ) 随时可用 ( 3 ) 粗粒度服务接口 ( 4 ) 分级 ( 5 ) 松散耦合 ( 6 ) 可重用的服务及服务接口设计管理 ( 7 ) 标准化的接口 ( 8 ) 支持各种消息模式 ( 9 ) 精确定义的服务接口 3 1 4s o a 的实现技术 s o a 并不是一种现成的技术，而是一种架构和组织i t 基础结构及业务功能的方法， 也是一种在分布式计算环境中设计、开发、部署和管理离散逻辑单元( 服务) 的一种体系架 构模型l l 引。因此，我们需要采用某种现成技术去具体的实现这种架构模型。目前流行的 有分布式对象技术，如c o r b a ，c o m d c o m ，j 2 e e 等，面向消息中间件技术，如w - e b s p h e r e m q 等，以及w e bs e r v i c e s 技术。这几种技术都可以实现s o a ，但是由于w e bs e r v i c e s 是建立在开放标准和独立平台的协议基础上，通过h t t p 使用s o a p ，便于服务提供者和 服务使用者之间的通信，服务可以通过w s d l 定义的接口对外公开，并且w s d l 语义用 x m l 描述，u d d i 又是一种语言无关的协议，所有这些特性都使得w e bs e r v i c e s 成为开 发基于s o a 架构软件的最佳选择。 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 3 2w e bs e r v i c e s 技术概述 3 2 1w e bs e r v i c e s 体系结构 w - e bs e r v i c e s l l 6 1 体系结构与s o a 架构相似，也是基于三种角色( 服务提供者、服务注 册中心和服务消费者) 之间的交互，交互具体涉及到发布、查找和绑定操作【1 7 】。图3 2 展 示了这些操作、提供这些操作的组件以及它们之间的交互。 、 图3 - 2w e bs e r v i c e s 体系架构模型 3 2 2w e bs e r v i c e s 平台的实现技术 为了实现互操作性，w e bs e r v i c e s 平台必须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同 平台、编程语言和组件模型中的不同类型系统。目前这些协议有：x m l 、s o a p 、w s d l 、 u d d i 、h t t p 等。这些协议在涉及到操作系统、对象模型和编程语言的选择时，没有任 何倾向，因此将会有很强的生命力引。各个协议在平台实现过程中应用的层次分布如图 3 3 所示。 ( 1 ) 网络层。它是w e bs e r v i c e s 协议层次结构的基础，w e b 服务要被服务请求者调用 技术，就必须是可以通过网络访问的。 ( 2 ) 消息传输层。它使用x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展的标记语言) 作为 消息传递协议的基础，使用s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议) 作为x m l 消息传递协议。 ( 3 ) 服务描述层。它使用w s d l 【1 9 】( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w e b 服务描 述语言) 作为w e b 服务描述语言。w e bs e r v i c e s 描述语言( w s d l ) 就是用机器能阅读的 方式提供的一个正式描述文档而基于x m l 的语言，用于描述w e bs e r v i c e s 及其函数、参 数和返回值。 ( 4 ) 服务发布层。服务提供者将w s d l 文档发布到本地注册中心u d d i ( u n i v e r s a l d e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ，统一描述、发现和集成) ，u d d i 提供了在w e b 上描 8 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 述并发现商业服务的框架，是面向w e b 服务的信息注册中心的实现标准和规范。u d d i 通过服务注册，以及使用s o a p 访问这些注册信息的约定来实现上述目标。 ( 5 ) 服务发现层。该层的各种发现机制和组发布机制互相平行。 ( 6 ) 服务流程层。服务流程层描述了如何执行服务到服务的通信、合作以及流程。 ( 7 ) 企业应用层。企业应用层是企业提供给客户或合作伙伴使用的服务。 h t t p t f t p 、l 企业应用层 i e l n e t 厂一 w s f l u d d i u d d ! l 服务发布层 l + 一，。o + j w s d l 厂磊述层 一一l s 。a 瞅m l 1 消i 毒i 了 t c p i p | 网络层 l 一 一j 图3 - 3w e bs e r v i c e s 协议分层结构图 3 3 企业服务总线( e s b ) e s b ( e n t e r p r i s es e r v i c eb u s ，企业服务总线) 是一种可以提供可靠的、有保证的消息技 术的新型中间件技术【2 0 l 。e s b 中间件产品利用的是w e b 服务标准和与公认的可靠消息 m o m ( m e s s a g e o r i e n t e dm i d d l e w a r e ，面向消息的中问件) 协议接口。e s b 产品的共有特性 包括：连接异构的m o m 、利用w e b 服务描述语言接口封装m o m 协议，以及在m o m 传 输层上传送s o a p 传输流的能力【2 。如图3 4 所示e s b 包含了服务消费者和服务提供服 务之间的消息格式转换、路由选择和传输协议的转换等功能。 9 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 塾巨型睦型 l 应用服务连接 图3 4 企业服务总线交互模型 3 4 业务流程执行语言( b p e l ) 3 4 1b p e l 定义 b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ，业务流程执行语言) 提供了一种x m l 注 释和语义，用于指定基于w e b 服务的业务流程行为。使用合作伙伴的交互方式，定义了 该b p e l 4 w s 流程。合作伙伴可以将服务提供给流程，也可以向流程请求服务，或者参与 到流程的双向交互中。b p e l 通过指定顺序来编排w e b 服务，这对服务集合的调用意义深 远【2 2 】。 3 4 2b p e l 业务流程的描述和定义方式 b p e l 是对业务流程进行描述和编排的语言，它具有描述和编排业务流程所需要的规 范和基本定义方式1 2 引。 首先，一个用b p e l 所描述的业务流程一定具有一个起点和一个终点。它的起点是 “r e c e i v e ”，也就是b p e l 所描述的业务流程的初始输入参数。它的终点是“r e p l y ”，是 b p e l 所描述的业务流程在流程执行完毕时返回给调用端的返回值。 其次，作为业务流程描述语言，b p e l 所描述的一个完整的业务流程是由b p e l 活动 ( a c t i v i t y ) 组成的，一个活动就是b p e l 所描述的业务流程中的一个执行步骤。b p e l 的 规范中所包含的基本活动有： ：赋值活动，实现流程中变量问的赋值操作； ：调用活动，实现对流程描述中所使用的w e b 服务的调用： l o 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 ：条件，流程描述中的条件判断操作，实现了流程的路径的选择判断操作； ：顺序执行，该活动中所包含的子活动将严格按照一定的顺序执行，即前 面的活动执行结束后，后面的活动才可以开始执行； ：并行执行，与s e q u e n c e 相对应，该活动中所包含的子活动以并行的方式执 行； 上述活动是实现b p e l 业务流程编排和描述的主要活动，此外b p e l 还包括 、 等用于实现一些特殊功能的活动。最后，b p e l 还包含一些用于实现业务流 程定义的过程组件。这些过程组件是构成b p e l 活动的基础，在活动执行时，过程组件发 挥着重要的作用。主要过程组件包括： ：合作伙伴链接，这是b p e l 中最重要的过程组件，它具体指明了b p e l 业务流程中的服务提供者； ：变量，在b p e l 业务流程编排和执行过程中负责流程数据的传递。 3 4 3 基于b p e l 的业务流程管理 业务流程管理( b p m ) 以业务流程为出发点，不仅仅注重孤立的活动：它以优化管理为 归宿，而不仅仅满足于业务的处理。b p m 最核心的功能体现在平台支撑、流程设计、流 程集成、流程自动化、流程执行、管理监控6 个层面。集成这些功能的软件平台被称为 b p m s ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m ，业务流程管理系统) 1 2 4 1 。 在分布式的网络环境中，b p m s 首先要解决的就是系统异构问题，而w e b 服务与b p e l 的结合很好地解决了这个闫题。w e b 服务的主要目标是跨平台的可互操作性，它是基于 x m l 的，独立于平台、独立于具体实现语言，为各种功能的实现提供了通用的标准接口， 很好地解决了异构问题。图3 5 是一个基于b p e l 的业务流程管理系统的结构图。 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 3 5 本章小结 b p e l 流程建模 引擎 b p e l 流程管理 监控 b p e l 流程执行 引擎 b p e l 流程信 息库 报告和分析 结果 流程实例信 息库 w e b 服务接口 企业内部资源 e r i c r m 等 合作伙伴的w e b 服 务 图3 5b p e l 业务流程管理结构图 本章主要介绍了s o a 的定义、角色交互模型、技术特点和多种实现技术；重点讨论 了其中的w e bs e r v i c e 技术，包括w e bs e r v i c e 体系结构以及实现w e bs e r v i c e s 的四大核 心技术( x m l 、s o a p 、w s d l 、u d d i ) 。最后还介绍了企业服务总线e s b 技术，以及利 用b p e l 实现企业业务流程管理的方法。 1 2 燕懒砖特静舡影|i 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 第四章基于s o a 的企业应用集成架构及平台设计 4 1 面向服务的企业应用整合框架 由于w e b 服务技术使用标准的w e b 协议( h t t p 、s m t p 等) 和一系列标准协议( x m l ， s o a p ，w s d l ，u d d i 等) 而满足了面向服务架构的应用集成思想。本文提出一种基于 w e b 服务的企业应用集成框架，它和传统的e a i 解决方案最大的不同在于跨企业应用的 整合，同时也考虑不同平台开发w e b 服务在实际应用中的互操作问题，通过把各种已有 系统转化为w e b 服务从而在根本上使得企业应用集成是完全基于w e b 服务的，因此该系 统的整合更方便、易用、便宜以及更具动态可扩展性。 本文提出的基于s o a 的信息集成平台分为6 层，由下到上分别为信息系统层、消息 传输层、服务层、企业应用集成层、企业应用层和客户访问层。图4 1 为该e a i 的框架模 型。 ，一+ ，、，。 一一 。 一一、 客户访问层 1 7 商业够甓，) i y e 噻户，j 、粤蔓唑笆，w e ! 孝宝j ：7 璺冬请芝j 图4 1 企业应用集成框架模型 基于s o a 的企业应用集成在p l m 中的应用研究 4 2 基于s o a 的企业应用集成架构平台设计方案 4 2 1 信息系统层 为了使现有的应用系统能以一种松散耦合的方式集成，可以将每个现有的信息系统封 装成w 曲服务，使它们以统一的方式暴露接口( 如一个或多个w s d l ) 。将它们原来以各种 a p i 形式暴露的接口用w s d l 重新描述，然后使用h t t p + s o a p 的消息传输方式作为与外界 交互的桥梁。用w e bs e r v i c e s 封装应用系统可以屏蔽原有系统的实现细节，消除不同技术之 间集成的困难，并且当业务的实现逻辑需要更改时，只要w e bs e r v i c e s 的w s d l 接口不变， 客户程序都不需要作任何改动。 4 2 2 消息传输层 点对点集成架构使每个企业集成系统都紧密地与其它企业集成系统连接在一起，优点 是可以快速实现少量系统的集成【25 。，缺点是当有一个点发生改变时就会打破与它相关的应 用集成，而且当多个整合点来支持更多的系统集成时，维护就会更困难。为了解决这个问 题，本文提出了消息传输层，相当于e a i 中的消息中间件，包括消息路由器和w - e b 服务静态 客户桩。当企业集成系统之i 日j 需要通讯时，消息路由器先接收企业集成系统的请求消息， 当需要使用服务层中的服务时就发送请求消息到消息路由器中，消息路由器根据消息的内 容和接收者的信息转发到相应的服务引擎，并将服务的操作结果返回给企业集成系统，这 个过程的消息都使用s o a p 协议和h t t p 协议【2 m 。w r e b 服务静态客户桩即客户端的s t u b ，可 以通过它来调用企业集成系统的a p i ，每个w e b 服务对应着一个s t u b ，一