中国空间技术研究院北京卫星制造厂


 2014-10-10 10:33:54       753

中国空间技术研究院北京卫星制造厂

基于普元ESB系统集成案例

一、中国空间技术研究院北京卫星制造厂简介 

中国空间技术研究院北京卫星制造厂,是位于中关村高科技园区的高新技术企业,企业创建于1958年9月1日,是我国卫星、飞船研制和生产的重要基地。我国自行研制、生产和成功发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”、第一颗返回式遥感卫星、第一颗试验通信卫星和第一艘载人试验飞船“神舟一号”都诞生在这里。先后成功地完成了科学实验、返回式、对地遥感、资源勘探、导航和通讯等系列60多颗卫星和多艘飞船的结构研制、总装测试及发射服务等任务,为我国航天事业和空间技术的发展做出了重大贡献。 

二、IT情况介绍

中国空间技术研究院北京卫星制造厂一直以来非常重视企业信息化建设,信息系统不断发展,并向全数字化设计制造的目标不断前进,已建立了如AVIDM、CAPP、SPPS、MES、质量管理、物资管理等多个系统。它们的成功实施使得中国空间技术研究院北京卫星制造厂各个方面的工作效率都得到了显著的提高。随着信息化技术的飞速发展及其在企业的深入应用,大力开展信息化建设已经成为企业共识。

AVIDM产品结构树

由神舟软件承担建造,主要对各个产品进行分类,并对每个产品进行细化,以树的形式展示出来,可以对整体产品的生产、监控、时间周期进行良好的把握。

SPPS生产管理系统

由北京卫星厂自主承担建造,主要对产品生产过程进行调度、监控,对生产周期有进行严格控制。

机加MES系统

由北京航空航天大学实验室作为实验性课题进行承担建造,主要对产品生产过程中的机械部件生产和机械部件的加工进行调度和监控。

质量管理系统

由神舟软件承担建造,主要对产品的质量进行严格监控。

物资管理系统

由哈尔滨工业大学实验室承担建造,对各个生产环节及各个生产车间在生产过程中所需的物资材料进行分配调度,并对整体的物资消耗进行管理和监控。

系统名称

主要功能

采用的系统平台

AVIDM产品结构树

生产监控、把控整体产品周期

J2EE(神舟软件)

SPPS生产管理系统

车间调度、生产监控、物料分配

J2EE(自建)

机加MES系统

机械部件生产、加工、调度

.NET(北航实验室)

质量管理系统

产品质量管理监控

J2EE(神舟软件)

物资管理系统

物料分配、调度、消耗管理和监控

J2EE(哈工大实验室)

电子装配系统

电子元器件产品生产监、调度

J2EE(外包)

VPPC装配系统

产品组装调度、监控等

.NET(北理工实验室)




三、面临挑战

信息化、数字化系统的使用无疑使得各方面的工作效率,但是处于迅速建设的企业信息化由于对整体信息化系统没有统一的规划,在建设过程中遇到如下所述问题:

一:现行的几大主要系统来自不同的厂商并采用了多种不同的技术,而各个系统间在生产过程中存在必要的调用关系,却没有对系统的接口等方面进行规范化和标准化,系统间接口集成技术不统一,相关规范与标准无法落地管理。

二:现行系统的点对点集成方式,已经使得系统间数据集成呈现复杂网状,应用间耦合程度高,系统间的服务调用关系混乱不明确。

三:当新增系统或某系统出现故障需进行调试时,对其它系统的影响较大,随着后续系统不断投入使用,集成工作将不断增加和愈加复杂,新上系统与其它系统集成时无法评估并存在技术风险,工作量大,耗时长,花费多,风险不可控。

四:企业信息资源繁多,应用孤岛问题严重,到端点的直接链接越多,开始灵活、松散耦合的体系结构的僵化惯性越来越大,体系结构很快会变成一张纠缠不清的相关性网。系统间大量业务相关的接口集成形成了复杂的网状结构调用,无法利用现有资源,资源复用率低,系统集成难度大。

五:无法了解服务的整体运行情况,无法记录服务的行为数据,不能监控和确认调用某一个系统时是否成功,无法对接口间调用的正常、超时、非法、拒绝、失败、响应时间进行监控和管理。

六:现行点对点集成方式下同步方式执行服务时会造成线程阻塞,如果服务花很长时间执行,使用者可能会在接收到响应之前放弃。当使用者发出请求时,如果没有一个服务提供者正在运行或者它们都过载,则使用者将无法等待。如上所述,如果使用者在阻塞时崩溃,则即使它重新启动,响应也会丢失,因而必须重新进行调用。 


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四、  解决方案

方案介绍

大规模分布式的企业应用需要相对简单而实用的中间件技术来简化和统一越来越复杂、繁琐的企业级信息系统平台。面向服务体系架构(SOA)是能够将应用程序的不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来。SOA使用户可以不受限制地重复使用软件、把各种资源互连起来,只要IT人员选用标准接口包装旧的应用程序、把新的应用程序构建成服务,那么其他应用系统就可以很方便的使用这些功能服务。

支撑SOA的关键是其消息传递架构——企业服务总线(ESB)。ESB全称为Enterprise Service Bus,即企业服务总线,它是传统中间件技术与XML、Web服务等技术结合的产物。ESB提供了网络中最基本的连接中枢,是构筑企业神经系统的必要元素。ESB的出现改变了传统的软件架构,可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案,同时它还可以消除不同应用之间的技术差异,让不同的应用服务器协调运作,实现了不同服务之间的通信与整合。从功能上看,ESB提供了事件驱动和文档导向的处理模式,以及分布式的运行管理机制,它支持基于内容的路由和过滤,具备了复杂数据的传输能力,并可以提供一系列的标准接口。

企业服务总线架构(ESB)方式:

产品架构

ESBServer:提供基础的服务运行环境,并对外提供服务调用功能等。

ESBStudio:对不同厂商使用的不同技术开发的接口接口进行第二次封装,自动编排,并对不同的消息标准进行转换等。

ESBSAM:提供可视化的服务注册,数据管理,服务查找等功能,直观的展现了服务运行情况。

ESBGovernor:提供开发包的部署,群集的管理,并对各个服务的生命周期进行监控和管理。

ESBSSM:对服务的运行情况进行监控并生成日志,并以图表等形式展现出来。

双机热备

考虑到企业服务总线作为各个系统的重要核心部分,为确保系统的正常运行,避免单点故障,在实施过程中对总线做双机热备的考虑。

当数据总线的一台机器出现故障时,系统可自动切换到另一台备用机器上,确保了各个系统的正常的运行,增强了系统的稳定性。

五、  系统环境

硬件配置:惠普服务器两台

操作系统:Redhat Linux Enterprise6.4  x64

数据库:Oracle11g  x64

六、  主要实施阶段回顾

考虑到现有各个系统的运行情况,在实施过程中原有系统不用进行任何改造,只需提供原有共享接口服务即可。

1:首先明确各个系统服务接口及操作,共计有来自8个不同系统的24个接口服务130个操作,确定各个接口的可以正常进行调用,访问wsdl正常。

2:在ESBStudio上进行接口的接入和开发,并进行协议及URL地址的转换。

3:测试调用无误后进行部署,并对各个系统原调用接口地址进行修改,在生产环境下进行测试。

4:为确保系统的正常运行,搭建双机热备,并对双机热备的效果进行测试。

在整个实施阶段,普元提供技术架构咨询,项目规范咨询,性能优化等高端优质的服务。


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七、  实施成果展示

引入ESB后的架构

1:各个系统相互调用服务时只需知道ESB的地址及相关服务即可;

2:每个被调用系统只需接受来自ESB Server的请求。

不同技术接口间的协议转换

接口服务运行统计

 

(1)接口运行统计图形展示

(2)接口运行统计列表展示

实时数据统计及分析

接口故障诊断

八、价值分析

基于ESB的统一产品结构树的生产信息集成,在短时间内实现服务接入,部署并上线。实现了系统间接口的规范化,系统间集成的松耦合特性,服务异步多线程的调用,大大方便了新增系统的接入调试,提高了服务的监控能力,为以后系统的扩展升级奠定了基础。

具体表现为以下方面:

(1)      服务的规范化,报文的标准化解决了原先点对点集成方式下接口技术过多而杂,管理混乱,系统间关系复杂的问题,方便业务人员对系统间关系的理解和管理,同时老系统的接口无需重新编写改造,与新系统都符合统一的规范标准,并且实现了服务有中介,可快速配置等优点。

(2)      ESB集成带来的松耦合特性使得各个系统在相互调用时无需关心彼此间的物理位置“空间”和运行状态“时间”,有效降低了系统的运维风险,提高了IT对业务的服务质量,使得现有接口形成知识沉淀,提高可复用性。

(3)      基于ESB的系统集成架构以异步多线程方式对服务进行调用,将服务逻辑进行分段处理,并对每段逻辑进行有效的资源和处理能力的调配,提高了系统的吞吐能力、稳定性、以及系统的水平扩展能力,通过同步转异步服务,可以避免单个应用系统故障导致其它关联系统也不能正常提供服务的情况。

(4)      ESB架构的引入使得新增系统的接入变得简单省时,节省了系统接入调试时需要投入的人力物力,降低了调试时由于各系统间的相互影响产生的风险,多协议的支持也为第N+1个系统的接入提高了便利性。

(5)      ESB独立的日志监控和管理模块(SSM)对各系统间服务的相互调用进行跟踪、记录、统计,使得业务人员可以有效的了解服务整体的运行情况,并对接口调用的正常、超时、非法、失败、响应时间等状态进行记录并监视,降低了风险,增强了客户的感知度。

此外,ESB还提供各种服务(中介服务、穿透服务、编排服务等)的开发、调试以及属性设置、元数据导出等,为便捷快速地开发各种服务提供可能,方便扩展的机制也为融入企业IT环境提供了有效支撑及管控手段等。

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