面向卷烟行业的主数据管理系统设计与应用

时间：2024-05-04

王存喜　朱瑞龙　林硕

摘要：针对卷烟行业的生产特点，面向卷烟行业的主数据管理系统的设计，采取当前主流的服务网格技术进行架构设计，对各应用系统共享的核心业务数据进行统一管理，对上游应用和下游应用设计接口适配器，实现主数据的更新可实时同步于各应用系统。该系统已在某卷烟企业应用，实现卷烟工业全产业链的互联互通，消除信息孤岛，有效提升卷烟生产过程数字化、自动化、精益化和智能化，加强企业资源配置和制造管控。

关键词：互联互通;数字化;智能化

中图分类号：TP319 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）07-0019-03

智能制造已成为全球先进制造业创新发展的前沿，如何进行制造业的数字化、智能化转型成为制造业在残酷的市场竞争中争取主动的关键[1]。基于互联网+的新兴技术的快速推进，为制造业数字化、智能化转型提供有力支撑。

经过长期的改革与发展，中国卷烟工业行业在数字化建设已取得卓越成效。出现了面向各个业务领域的信息成果，主要包括： ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）; MES（Manufacturing Execution System，制造執行系统）;WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）; APS（Advanced Planning and Scheduling，高级计划与排程）等。

数字化建设虽在生产过程管控等方面有显著的成果和影响，但因数字化建设过程中的粗放性和缺乏统一规划，也随之产生了一系列问题[2]。主要问题如下：1）随着各个信息系统的深入应用，各个系统本身产生了大量的历史数据，这些数据有着巨大的价值，其分析和挖掘有待加强。2）因数字化建设过程中，粗放性和缺乏统一规划，导致各个系统只针对自身业务领域，系统之间互不通信，因而形成信息孤岛。3）从整个业务角度综合考虑，存在一部分数据是各个系统都需要的公共数据，而数字化建设初期和建设过程中，缺乏对这一问题的认知和考虑，导致各个系统对这些公共数据单独维护，采取各自唯一的标识方式，以至于同一数据在整个业务流中无法流转。

主数据（Master Data）定义为一组核心的数据，各种应用均会使用。因而对各信息系统都会使用的核心数据进行统一管理，有利于全产业链的互联互通。

1 主数据管理系统

主数据（Master Data）是指核心的业务实体的数据，这些数据在多个异构的应用系统中共享，比如工艺、产品、物料、资源、组织结构等[3]。

MDM（Master Data Management，主数据管理）实现对主数据（Master Data）精确和一致的管理。MDM（Master Data Management，主数据管理）对数据的所有更新操作具有唯一执行权，所有更新只会针对此单一的主数据（Master Data），同时所有更新同步于其他应用。因而对于核心的业务数据实现了精确和一致的管理，同时又可保证其他系统能实时获取更新，是整个信息化建设的重中之重。

卷烟工业随着信息化建设的逐渐深入和成熟，面向各个业务应用形成了“信息孤岛”。随着应用的不断增加和主数据（Master Data）的数量不断增长时，为实现应用之间的数据同步，各应用通过点对点连接方式实现数据共享[4]。随着这种连接越来越多，原来越复杂，也变得异常难维护。

因而主数据管理系统所要解决的问题主要包括：1）建立统一标识;2）统一共享维度，建成合规，已清洗和标准化的单一数据源;3）建立与上游、下游系统之间的集成通道。

2 主数据管理系统架构设计

微服务是一种软件架构设计技术，其基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务架构）技术的衍生，相比于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务架构）粒度更细，耦合度更低，复用更高，逐步成为企业级应用和分布式应用的首选技术架构，同时也是云计算的首选软件架构。

微服务架构在企业级应用的巨大优势，使微服务架构很快成为主流架构，其本身的便利性是一把双刃剑，因其粒度更细，导致在一个大型应用中存在着大量的微服务接口，粒度的过细，导致一个业务被分割成多段。随着整个系统的研发，这种接口越来越多，微服务之间的调用越来越复杂，无论开发还是维护都变得异常艰难。因而对于微服务的管理成为必需。

服务网格技术本身是对于微服务的管理技术。主要包括服务发现注册、负载均衡、熔断机制等。服务网格将微服务进行分类，分为提供者和消费者，同时以服务中心作为对外接口和微服务的管理中心。服务网格内置负载均衡和熔断机制，可以有效管理分布式应用。

服务网格的优势可以有效解决微服务规模过大的问题，同时又可充分利用微服务架构技术的优点，因而基于服务网格和微服务结合的架构是当前最好的企业级应用架构和云计算应用架构。

React技术是当前主流的JS框架技术，Redux是一个状态管理框架，其本质是MVVM（Model-View-ViewModel）架构，实现视图与业务逻辑的分离。因而React和Redux技术的结合，是企业级应用前栈开发的主流框架。

通过对于当前主流框架的分析，面向卷烟工业的MDM（Master Data Management，主数据管理）架构设计采取前栈和后栈分离[5]，后栈采取服务网格技术和微服务架构，支持Rest接口，支持负载均衡、服务发现和服务注册、熔断机制等，前栈采用React和Redux技术。

3 主数据管理系统功能设计

MDM（Master Data Management，主数据管理）功能包括：数据模型管理、数据元素管理、数据管理、数据主键规则管理、数据权限管理、支持上游和下游App的数据集成接口管理、数据冲突管理、操作流程追溯管理等[6]。

主数据管理功能架构如图1所示。

1）数据模型管理是MDM（Master Data Management，主数据管理）的核心模块，是对主数据（Master Data）的识别、分类和抽象概括。

数据模型管理包括数据分类管理、模型管理、数据元素管理三个子功能。

数据分类管理是对于主数据（Master Data）建立分类标识，将主数据（Master Data）按照业务划分为组织结构类、资源类、生产工艺、物料等基本分类。主要功能包括：增加、删除、修改、查询等基本操作。

模型管理是对于主数据（Master Data）进行识别，进行抽象概括，建立模型信息，是具体业务的体现，隶属于某一数据分类。将主数据（Master Data）按照业务可定义为人员模型、部门模型、设备模型、工艺模型、BOM模型、角色模型、岗位模型、职称模型、产品模型、物料模型等。主要功能包括：增加、删除、修改、查询等基本操作。

数据元素管理是对模型属性的定义，对模型属性进行抽象概括，包括编码、名称、数据类型、组件类型、关联模型、关联属性、主键、唯一标识、默认值、显示标记、搜索标记、语义、为空标记等一系列属性的定义。主要功能包括：增加、删除、修改、查询等基本操作。

业务人员添加新的分类，选择某一分类，添加新的数据模型，选择某一模型，添加该模型的元素信息。用户在确认好数据模型后，可对该数据模型进行发布，系统进行模型创建[7]。

2）主数据管理是基于数据模型管理的数据管理和可视化。主要功能包括数据模型的动态可视化，搜索条件的动态可视化、数据编辑的动态可视化，数据表格的动态可视化、数据管理等基本功能。

数据模型的动态可视化包括数据模型菜单的动态生成，数据分类信息的动态识别、模型信息的动态识别、数据模型排序信息、数据模型层级信息、数据模型父子关系识别等。

数据编辑的动态可视化包括关联模型的动态识别、关联属性的动态识别、关联数据的动态识别，关联操作的动态和自动识别，模型属性的动态生成，组件类型的动态关联等。

数据表格的动态可视化包括数据展示列的动态生成，数据源的动态绑定。

数据管理包括增加、删除、修改、查询、导入、导出等功能。

3）数据主键规则管理是指主键数据依据规则生成，从而避免人员输入导致的输入错误等问题。数据主键规则包括：顺序生成规则、对象依赖生成规则、日期生成规则、固定编码生成规则等;规则优先级管理;数据连接符及补全规则管理等。

规则管理可对主数据中某些数据的生成规则进行归纳，录入数据时由系统依据规则自动生成数据，避免人为录入错误数据。

4）权限管理是MDM（Master Data Management，主数据管理）的辅助功能模块，实现路由管理、路由权限管理、页面按钮管理、页面按钮权限管理、与单点登录系统集成等功能。

SSO（Single Sign On，单点登录）实现一处登录，可访问所有授信的应用，是当前企业级管理软件必须具备的一项功能，也是所有应用需要集成的一项功能。MDM（Master Data Management，主数据管理）与SSO（Single Sign On，单点登录）集成，获取当前用户ID、用户姓名、角色ID、路由等基础信息，从而实现权限管理。

5）数据冲突管理是主数据管理系统的一个核心功能也是解决信息孤岛的关键功能。数据冲突管理功能模块之所以重要是因为卷烟行业在信息化建设过程中缺乏规划，导致关键业务数据存在多个系统中，同时存在错误数据、冗余数据以及脏数据等，因而在数据集成时进行必要的冲突管理，可以有效杜绝脏数据、错误数据、有效保证数据的准确性和有效性。

6）主數据同步实现MDM（Master Data Management，主数据管理）与其他应用共享主数据（Master Data）。主数据（Master Data）更新同步于其他应用系统。

主数据同步功能包括：接口信息定义、接口信息封装、接口信息解析。各应用系统向主数据管理系统进行接口订阅，注册自己的接收数据模型信息;主数据管理系统更新时，向各个订阅系统发布更新数据。

接口信息封装包括：接口标识、数据模型标识、更新动作标识、操作人员标识、操作时间戳、数据列表等基本信息。

主数据同步功能需要保证数据的实时性，同时又需要保证MDM（Master Data Management，主数据管理）系统的性能，需要保证更新的唯一性、准确性，防止重复发送、错误发送、遗漏发送，因而在架构设计上需要采用异步的架构设计，同时需要提供监控机制。

主数据同步架构如图2所示。

4 结束语

本文对卷烟行业现状进行分析，提出适应烟草行业的主数据管理系统设计方案，从根本上解决卷烟行业数字化建设过程中形成的“信息孤岛”问题，从而打破各应用之间的消息壁垒和数据壁垒，实现全产业链的互联互通。

以该设计方案开发的主数据管理系统已在某卷烟行业应用，实现了主数据的统一管理，已取得成效。

参考文献：

[1] 韩国灿，吴大鸣，牟勇强，等.统计过程控制（SPC）技术在挤出过程中的应用[J].塑料，2004，33（1）：86-88，53.

[2] 谢少锋.深化新一代信息技术与制造业融合发展为经济创新发展注入新动能[J].新经济导刊，2020（1）：18-21.

[3] 张伟东，王超贤，孙克.探索制造业数字化转型的新路径[J].信息通信技术与政策，2019（9）：31-34.