автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств интеграции информационно-программных систем управления предприятием

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТРАДИЦИОННЫХ ПОДХОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

1. Вертикальное построение информационной системы.

2. Характеристики вертикального построения информационной системы.

3. Вывод.

ГЛАВА 2. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

1. Горизонтальное построение информационной системы.

2. Характеристики горизонтального построения информационной системы.

3. Вывод.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

1. Подходы к интеграции корпоративных приложений.

2. Кардинальная интеграция.

2.1. Характеристики подхода

2 2. Преимущества и недостатки кардинальной интеграции

2 3 Вывод

3. Интеграция интерфейсов.

3 1 Характеристики подхода

3 2 Преимущества и недостатки интеграции интерфейсов .31 3.3. Вывод

4. Глубокая интеграция.

41 Характеристики подхода

4 2. Системы очередей сообщений

4 3 Адаптеры и коннекторы

4.4 Системы интеграции бизнес-процессов

4 5 Системы интеграции данных

4.6. Порталы

4.7 Комплексное интеграционное решение

4 8 Преимущества и недостатки глубокой интеграции

4 9 Вывод.

5. Заказная разработка специализированных интеграционных платформ.

6. Пример специализированной интеграционной платформы. б 1. Выбор средств реализации интеграционной платформы

6 2 Архитектура интеграционного решения

6 3 Варианты использования системы б 4 Аппаратно-программные требования

6 5 Производительность решения

6 6 Переносимость и расширяемость

6 7 Вывод.

7. Возможности различных подходов к интеграции корпоративных приложений

8. Алгоритм выбора интеграционного подхода.

Актуальность работы. Постоянно меняющиеся условия рынка и бизнес-процессы ставят перед ИТ-службами предприятий непростую задачу - при помощи средств автоматизации максимально сократить время реакции бизнеса предприятия на любые внешние или внутренние изменения. Сокращение времени освоения новой продукции, внедрения новых процессов производства и других инноваций, обеспечивает предприятию поддержку конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынке.

Однако типичная вычислительная инфраструктура предприятий характеризуется фактической изолированностью составляющих ее приложений, что с точки зрения бизнеса ведет к задержкам выполнения бизнес-процессов, нарушению взаимодействия между подразделениями, препятствует управлению и контролю, приводя к снижению эффективности работы организации в целом. В общем случае, отсутствие интегрированности ставит под вопрос полезность информационных технологий для предприятия.

Построение информационной системы функционирующей в виде единого организма, обеспечивающего прозрачное управление бизнес-процессами, гибко адаптирующегося под любые изменения, является одной из приоритетных задач для любого ИТ-руководителя.

Вне зависимости от уровня развития компании необходимость в интеграции компонентов ее информационной системы, не только внутри предприятия, но и в ряде случаев, интеграции с ключевыми партнерами занимает высокий уровень критичности для ее бизнеса.

Наличие большого количества методов интеграции - интеграция интерфейсов, данных, бизнес-процессов и т.д. требует проведения анализа и оценки функциональных возможностей каждого из интеграционных методов, сравнения архитектур интеграционных решений и возможностей их компонентов.

Информационная система предприятия представляет собой живой организм, для которого набор типовых элементов, является уникальным. В связи, с чем необходимо наличие общего подхода к интеграции, описывающего возможные пути решения интеграционных задач, в зависимости от различных классов начальных условий.

С учетом изложенного актуальным является вопрос разработки нового подхода к построению информационной системы, а также способов его реализации в зависимости от существующей ИТ-инфраструктуры и целей развития предприятия.

Цель работы. Целью данной работы является повышение эффективности информационной системы предприятия, за счет внедрения средств интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

Для достижения поставленной цели были решены следующие научные и практические задачи.

1. Выявление основных причин возникновения проблем, связанных с интеграцией информационно-программных систем управления предприятием.

2. Анализ характеристик, преимуществ и недостатков, существующих и перспективных подходов к решению задач по интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

3. Разработка общих принципов и рекомендаций по применению различных подходов для решения интеграционных задач.

4. Разработка и внедрение программного продукта для создания решений по интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

Методы исследования. Выполненные в работе исследования основываются на использовании: методов системного анализа, теории алгоритмов, теории и методов объектно-ориентированного проектирования.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы выражается в следующих положениях.

1. Установлено соответствие между существующими в типичной информационной системе предприятия интеграционными задачами и основными свойствами и особенностями средств решения этих задач.

2. Предложена методика выбора методов и средств интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

3. Разработанные принципы и методы использованы для реализации программного продукта, решающего задачи интеграции информационно-программных систем управления предприятием.

Практическая значимость работы. На основе проведенных теоретических исследований разработан и внедрен в промышленную эксплуатацию программный продукт, позволяющий интегрировать информационно-программные системы управления предприятием.

Применение разработанных методов и созданного на их основе программного продукта подтвердило целесообразность использования интеграционных технологий в задачах по повышению эффективности информационной системы предприятия и позволило:

• обеспечить комплексную автоматизацию бизнес-процессов предприятия;

• работать с распределенной по нескольким корпоративным приложениям бизнес-логикой в виде единого целого, что значительно экономит время на поиск необходимой информации и повышает эффективность работы с корпоративными приложениями;

• повысить производительность конечных пользователей информационной системы, за счет выполнения ими только профильных функции и отсутствия побочными низкоуровневых операций, таких как, перенос данных между приложениями или повторный ввод данных в различные корпоративные приложения;

• осуществлять вызовы отдельных функции корпоративных приложений, что позволяет значительно повысить степень повторного использования, а также увеличить продолжительность эксплуатации «унаследованных» приложений, которые разработаны на базе морально устаревшей программно-аппаратной архитектуры;

• проводить локальные изменения, например замену приложения автоматизирующего часть бизнес-процесса без переработки архитектуры информационной системы и какого-либо влияния на остальные компоненты системы;

• обеспечить целостность данных и прозрачность в управлении бизнес-процессами предприятия;

• обеспечить быструю реакцию на изменения в бизнес-процессах предприятия и внешних системах.

Реализация работы. Теоретические результаты диссертационной работы, а также разработанная на их основе интеграционная система внедрены в промышленную эксплуатацию в ИС следующих предприятий.

1. ОАО «Объединенные Машиностроительные Заводы».

2. ОАО «Газпром».

3. «Банк России».

Апробация работы. Основные результаты положения диссертационной работы докладывались на конференции «Интернет-Бизнес-Металл» (Москва, 2004г.), на конференции «Корпоративные Интернет порталы в металлургии и металоторговли» (Москва, 2005г.), на конференция «Современные ИТ-решения для повышения эффективности работы государственных органов» (Н.Новгород, 2005г.), на IV международном форуме «Корпоративный портал 2005» (Москва, 2005г.), на семинаре «Комплексная автоматизация банковской деятельности» (Минск, 2005г.), на конференции «Информационные технологии в нефтегазовой отрасли» (Мальта, 2005г.), на конференции «Инновационные технологии в автоматизации транспортных предприятий России» (Анапа, 2005г.), на конференции «Современные ИТ-решения для повышения эффективности работы предприятия» (Уфа, 2005г.), на конференции «IBM Business Forum 2005» (Москва, 2005г.), на конференции «IBM Software Forum» (Санкт- Петербург, 2005г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, список которых представлен в конце настоящего автореферата.

Структура и объем диссертации. Общий объем диссертации - 135 страниц, 45 рисунков и схем, 14 таблиц. Список литературы содержит 74 наименования. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы и 5 приложений.

6.7. Вывод

Разработанная интеграционная платформа ориентирована на обеспечение взаимодействия корпоративного приложения отдела кадров и других унаследованных систем предприятия с внедряемой ERP системой

Узкая специализация интеграционной платформы на решения конкретной задачи позволяет сократить размер бюджета и длительность проекта

Использование при разработке открытых стандартов позволяет при необходимости расширять функционал системы, например функциями гарантированной доставки сообщений, а также обеспечить работу пользователей через Web-интерфейс корпоративного портала

7. Возможности различных подходов к интеграции корпоративных приложений

Ключевые характеристики различных подходов к интеграции корпоративных приложений сведены в Табл. 13.

Табл 13 Возможности различных интеграционных подходов

Интеграционный подход Сохранение инвестиций в существующую ИТ- инфр астру ктуру Отсутствие изменения кода существующих приложений Интеграционные возможности (5-максимально широкие возможности, 1-минимальные возможности) Реализация взаимодействия с внешними системами Простота внесения изменений и дальнейшего развития системы Стоимость решения (5-минимальная стоимость решения, 1-максимальная стоимость) Итого

Кардинальная интеграция 1 0 (в связи с полной заменой приложений) 4 4 4 1 14

Интеграция интерфейсов 5 1 3 1 2 5 17

Глубокая интеграция 5 5 5 5 5 3 28

Примечание к Таблице 19

Оценка и выставление баллов в таблице осуществляется по следующему правилу (если нет дополнительных примечаний). 5 — максимально полное удовлетворение параметру, 1 — минимальное удовлетворение параметру.

В связи с различными потребностями и задачами предприятий весовые коэффициенты для параметров не учитываются.

8. Алгоритм выбора интеграционного подхода

На рис. 38 представлен алгоритм выбора подхода к интеграции корпоративных приложений предприятия.

Примером использования данного алгоритма является выбор интеграционного подхода в проекте построения информационного портала в ОАО «Объединенные машиностроительные заводы (ОМЗ)».

Анализ требований к интеграции приложений. Для повышения информационной обеспеченности деятельности сотрудников заводов, входящих в холдинг ОМЗ необходимо организовать единое информационное пространство, предоставляющее доступ к территориально распределенным информационным ресурсам холдинга.

Ключевыми областями деятельности предприятий, которые должны быть охвачены в рамках построения единого информационного пространства являются:

• Организационные аспекты (информирование сотрудников о деятельности холдинга);

• Работа с персоналом (обучение, оценка, социальное обеспечение персонала);

• Юридический и коммерческий менеджмент (интегрированное управление различного рода данными).

Таким образом в рамках построения единого информационного пространства необходимо решить следующие задачи:

• Предоставление персонализированного доступа к информационным ресурсам для сотрудников холдинга;

• Интеграция корпоративных приложений и данных в выбранных областях деятельности.

Сбор данных о существующей ИТ-инфраструктуре. Существующая ИТ-инфраструктура состоит из большого количества корпоративных приложений российских и зарубежных производителей. Ключевой системой управления предприятиями является ERP-система Oracle e-Business Suite.

Анализ работы существующих приложений. Существующие приложения, разработаны на базе современных технологических решений, разработана стратегия по их развитию, ключевым аспектом которой является интегрированная работа всего комплекса.

Анализ стратегии развития предприятия. Стратегия предприятия в области информационных технологий ориентирована на развитие ERP-системы Oracle e-Business Suite (внедрение модулей и подключение новых пользователей) и интеграцию ее с существующими корпоративными приложениями. Корпоративным стандартом является использование готовых промышленных решений, основанных на технологиях корпорации Oracle.

Количество интегрируемых приложений. В различных сценариях взаимодействия, количество интегрируемых приложений более трех, что делает оправданным использование глубокого интеграционного подхода и специализированных интеграционных платформ.

Выбор типа интеграционной платформы. В соответствие с существующими задачами были использованы следующие интеграционные платформы Табл. 14.

Табл 14 Выбор типа интеграционной платформы

Описание задачи Интеграционная платформа

Предоставление персонализированного доступа к информационным ресурсам для сотрудников холдинга Портал

Интеграция корпоративных приложений и данных в выбранных областях деятельности Системы интеграции бизнес-процессов

Детальный анализ проектных требований. Детальный анализ проектных требований и стратегия холдинга показывает необходимость внедрения готовых промышленных интеграционных решений и адаптация их под существующие на предприятиях информационные системы.

Выбор поставщика продукта. В связи с выбором технологий Oracle, в качестве корпоративного стандарта и в связи с их широкой распространенностью на предприятиях холдинга выбраны следующие интеграционные продукты: Oracle Portal Server и Oracle BPEL Process Manager.

Рис 37 Алгоритм выбора интеграционного подхода

Заключение

Важность создания единой информационной системы обеспечивающей высокую продуктивность использования информационных ресурсов, высокую эффективность изменений и в итоге инвестиционную привлекательность предприятия осознается современными ИТ-руководителями и является для них одной из наиболее приоритетных задач. Об этом в частности свидетельствует успешная практическая апробация полученных результатов в реально эксплуатируемых информационных системах таких предприятий как ОАО «Объединенные Машиностроительные Заводы», ОАО «Газпром», «Банк России».

Создание единой информационной системы основано на переходе от «кусочной» автоматизации бизнес-процессов к применению горизонтального подхода, одной из основных характеристик которого является интеграция, как приложений находящихся в рамках информационной системы, так и за ее пределами с приложениями поставщиков и потребителей предприятия.

В настоящее время существует нескольких интеграционных подходов, что порождает задачу выбора оптимального решения, которое в свою очередь определяет возможности и будущую стратегию развития информационной системы предприятия.

Основными подходами к решению интеграционных задач являются: кардинальная интеграция, характеризующаяся заменой существующей ИТ-инфраструктуры новой информационной системой; интеграция интерфейсов, заключающаяся в создании «связывающих» механизмов для взаимодействия существующих приложений и глубокая интеграция, основанная на создании специализированной интеграционной платформы. Основные характеристики данных подходов консолидированы в таблице 19.

Выбор одного из интеграционных подходов определяет: планирует ли компания, «связав» несколько систем, временно закрыть интеграционную задачу, или применив кардинальную или глубокую интеграцию перевести ИС на качественно новый уровень развития.

В свою очередь выбор между использованием специализированных интеграционных решений или заменой корпоративных приложений новой системой требует глубокого изучения как существующей ИТ-инфраструктуры, так и стратегии развития предприятия.

Однако тенденции развития информационных технологий свидетельствуют о постепенном объединении кардинального и глубокого интеграционных подходов. Таким образом, производители ERP-систем, применяют архитектурные наработки специализированных интеграционных платформ, в частности сервисно-ориентированную архитектуру, для создания базиса своих решений.

В настоящее время можно говорить о появлении нового направления сервисно-ориентированных бизнес приложений - Service Oriented Business Applications (SOBA). Использование SOBA позволит предприятию автоматизировать его уникальные бизнес-процессы, цепочки взаимодействия с поставщиками и потребителями и оптимальным образом реагировать на возникновение различного рода событий.

Основным краеугольным камнем использования SOA/SOBA пока остается недостаточная «стандартизация», лежащих в основе технологических решений. Однако, поскольку все ключевые игроки рынка являются приверженцами данной архитектуры, можно предположить, что этот период продлится довольно недолго и в скором времени перейдет в стадии активной промышленной эксплуатации.

1. Integration technology lets business and IT collaborate to improve business results, Dave Cavallero, IBM Software Group, httpV/www.ibm com/software/integrationinfo.

2. Helping customers maximize business agility with simple to sophisticate portals, IBM WebSphere Software 2003, httpV/www ibm com/software/websphere/portal.

3. IBM WebSphere MQ for Windows, Version 5.3, IBM Technical Whitepaper 2003, httpV/www ibm com/webspheremq.

4. Брокер интеграции приложений, H. Игнатович, Открытые Системы, №9/2003.

5. IBM WebSphere Business Integration Server V 4.2.1 Enhancements Investment protection for AIX and new opportunities with HP-UX. IBM Marketing Announcement, July 29,2003, httpV/www.ibm com/software/integration/wbiserver.

6. IBM WebSphere Business Integration Adapters Solutions, IBM Technical Whitepaper 2003, http7/www ibm com/software/integration/wbiadapters.

7. IBM WebSphere Business Integration Event Broker for Multiplatforms, Version 5.0, IBM Technical Whitepaper, httpV/www.ibm com/software/integration.

8. IBM WebSphere Business Integration Message Broker for Multiplatforms, Version 5.0, IBM Technical Whitepaper, httpV/www ibm com/software/integration.

9. Техническое введение в IBM WebSphere Interchange Server, IBM WebSphere Software, httpV/www.ibm com/software/integration.

10. Oracle Application Server lOg Обзор, Oracle Whitepaper 2004, httpV/www oracle com/global/ru/ip/lOg/as/index html.

11. Microsoft BizTalk Accelerator for Finance Services, Microsoft Whitepaper 2003, www microsoft com/fs.

12. Microsoft Enterprise Application Integration, Microsoft Whitepaper 2003, httpV/www microsoft com/biztalk/default mspx.

13. Administering Oracle Application Server, Oracle student guide 2003, httpV/www oracle com/appserver/.17. webMethods Integration Platform, webMethods Installation guide 2004, httpV/webmethods com.

14. Net Weaver: интеграция приложений и информации, И. Березин, Открытые Системы, №7/2004.

15. Интеграция приложений на основе WebSphere MQ: курс лекций, В.А. Макушкин, Д.С. Володичев М.: Интернет - У-н Информ. Технологии, 2005.

16. K.Channabasavaih, K.Hollye, E.M.Tuggle, Migrating to a service-oriented architecture/ IBM, December 2003.

17. Business Process Execution Language for Web Services httpV/www-128 ibm.com/developerworks/library/specification/ws-bpel/ IBM WebSphere Business Modeler. Data sheets. httpV/www-306 ibm com/software/integration/wbimodeler/library/.

18. Oracle BPEL Process Manager, httpV/www oracle com/global/ru/ip/lOg/as/bpel html «ERP потеряли, a SOBA еще не приобрели», С. Колесников, Открытые Системы, #2/2005.

19. Web Services: Evolving Design and Architecture Considerations, BEA Systems 2003, материалы TechTalk seminar.

20. Говорим SOA, подразумеваем EA, Леонид Черняк, Открытые Системы, №4/2005. Оркестровка и хореография Web-сервисов, Крис Пелц, Открытые Системы, №11/2004.

21. ВРМ близкие перспективы и далекие горизонты, Леонид Черняк, Открытые Системы, №11/2004.

22. Репетиция оркестра Web-сервисов, Наталья Дубова, Открытые Системы, №11/2004.

23. Стоит ли бежать впереди паровоза. Web-службы и средства интеграции приложений предприятия, Леонид Черняк, Открытые Системы, №11/2002.

24. Распутывание паутины Web-служб, Франциско Курбера, Мэттью Дафлер, Рания Халаф, Уильям Наги, Нирмал Мукхи, Санджива Вариварана, Открытые Системы, №11/2002.

25. Подводные камни Web-служб, Илья Бочков, Открытые Системы, №11/2002.

26. Концепция SOA, Даниил Фейгин, Открытые Системы, №6/2004.

27. SOA: подходы к реализации, Наталья Дубова, Открытые Системы, №6/2004.

28. Конкретная форма SOA, Дмитрий Волков, Открытые Системы, №6/2004.

29. Как разобраться в SOA, Николас Голд, Эндрю Мохан, Клер Найт, Малколм Манро, Открытые Системы, №6/2004.

30. Платформа бизнес-интеграции, Кумар Бхаскаран, Марк-Томас Шмидт, Открытые Системы, №9/2004.

31. Методология интеграции корпоративных систем, Уинг Лэм, Венки Шанкарараман, Открытые Системы, №9/2004.

32. EDA архитектура управляемая событиями, Леонид Черняк, Открытые Системы, №02/2005.

33. Архитектура и средства интеграции приложений, Даниил Фейгин, Открытые Системы, №2/2005.

34. Сложные события и мониторинг бизнеса, Леонид Черняк, Открытые Системы, №2/2005.

35. ВРМ, Six Sigma, & the Road to Process Perfection, Carl Hiller, Business Integration Journal, June 2005.

36. IBM DB2 Information Integrator Software, Марк Ривкин, IBM DB2 Software, httpV/www.ibm com/software/db2.

37. IBM DB2 Business Intelligence, Марк Ривкин, IBM DB2 Software, httpV/www ibm com/software/db2

38. Oracle Customer Data Hub интегрированное управление данными о клиентах, Oracle Whitepaper 2005, httpV/www.oracle com/global/ru/data hub/index html.

39. Combining EAI and ETL to Achieve the Single Source of Truth, John Deeb, Paul Narth, Business Integration Journal, September 2005.

40. M WebSphere Portal Express for Multiplatforms, Version 5.0.2, IBM WebSphere Software 2003, httpV/www.ibm com/software/websphere/portal. Guide to WebSphere Portal 5.0, IBM Technical Whitepaper September 2003, httpV/www.ibm com/software/websphere/portal.

41. A Secure Portal extended with Single Sigh On, IBM WebpShpere Red Book 2004, http•//www.ibm соm/software/websphere/portal.

42. A Portal Composite Pattern Using WebSphere Portal V5, IBM WebpShpere Red Book 2004, http7/www ibm com/software/websphere/portal.

43. M WebPshere Portal for Multiplatforms V5 Handbook, IBM WebpShpere Red Book 2004, httpV/www ibm com/software/websphere/portal. Architecting Portal Solutions, IBM WebpShpere Red Book 2003, httpV/www.ibm.com/software/websphere/portal.

44. Интернет-порталы: содержание и технологии, А.Н. Тихонов и д.р., ГНИИ ИТТ «Информатика». 2003.

45. Proven Portals best practices for planning, designing, and developing enterprise portals Dan Sullivan, Addison-Wesley Information Technology Series, 2003.

46. Enterprise Java Beans P. Монсон-Хейфел Санкт-Петербург, 2002. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес. Санкт-Петербург, 2001.

47. Введение в Rational Unified Process Ф. Кратчен. Москва, 2002.

48. Объектно-ориентированный анализ и проектирование. Г. Буч. Санкт-Петербург, 1998.

49. Developing the applications with SAP JCO Connector T. Schuessler.

50. SAP Online Help for SAP R/3 Release 4.0b.

51. Стратегия информационных технологий предприятия, Ермошкин Н.Н., Тарасов А.А. Издательство государственного гуманитарного университета, 2003.

52. Современные ИТ-решения для финансовой индустрии, Издательская группа «БДЦ-пресс», 2004.