基于ESB架构的煤炭企业应用集成平台的应用研究

尹天明

（中国中煤能源集团有限公司，北京市朝阳区，100120）

1 集团公司信息化现状与所面临的问题

近几年来，中国中煤能源集团有限公司以信息化规划为依托，围绕着管理手段信息化的工作思路，从加强信息化工作管控和加快信息系统建设两个方面着手，以信息标准化、资源集中化、全局可视化以及促进管理卓越和促进生产高效的 “三化两促进”为目标，强力推进信息化工作，提升企业核心竞争力。随着这一系列工作的推进，在信息化规划、信息化考核评价、信息化投资计划审批及项目审查和备案等方面的管控能力迅速提高，全集团信息系统的建设由分散建设模式逐步形成了按照集团管控需求进行统一规划和统一建设的模式。

集团公司先后建设了资金集中管理系统、安全监控系统、办公自动化系统、ERP 系统、法律事务系统、供应商管理系统、主数据管理系统、生产技术系统、调度统计分析系统、审计管理信息系统、信息化考核评价系统、安全管理信息系统、节能减排信息系统和档案管理系统等一系列与生产、安全和管理密切相关的信息系统，这些系统的快速建成显著提高了集团公司的管控力度和管理水平，但同时也带来了新的问题，主要表现在以下几个方面：

（1）用户需要熟记多套不同规则的用户名及登录密码；

（2）各应用系统独立性强，一项具体业务要在多个系统中频繁切换才能处理完，而且各系统之间的数据并不能自动传递，在不同的系统中需要重复录入和操作；

（3）各系统的审批代办任务无法统一展示，要逐个登录系统后才能获得代办任务信息，操作繁琐，及时性不足；

（4）各系统的操作界面差异很大，系统学习成本高，难以快速掌握，不利于充分发挥系统最大价值；

（5）部分系统虽然通过点对点的方式实现了简单的集成，但缺乏统一的集成平台支持，不利于系统数据交换的科学规范管理，不利于集团公司IT架构整体治理和规划原则。

因此，作为综合性的大型能源企业，中国中煤能源集团有限公司迫切需要采取集成 （EAI）的方式将各种原有业务系统和新的业务系统全部集成起来，提升整体的工作效率。

2 企业应用集成平台架构设计

传统的集成方式往往采用CORBA 或COM 组件化的方式进行分布式的数据交互，系统拓扑结构较为复杂，组件间协议往往是私有的非标准化协议，因此无法很好地满足企业实际复杂集成工作的需要。为了更有效地解决众多异构系统的数据集成，实现数据集成对信息服务的共享，提出基于企业服务总线 （Enterprise Service Bus，ESB）技术实现企业的应用系统集成，平台架构如图1所示。

图1 应用集成平台架构

（1）集成系统与平台数据。该部分主要是面向各类业务系统的数据，是整个应用集成平台信息源，包括平台自身保存各类处理结果用到的数据。

（2）ESB 总线。该部分是整个框架的核心，承担着底层数据通信、资源分配和服务注册等核心功能，集成平台通过在ESB 的注册机制实现多系统集成的松耦合，为集成的可扩展性打下基础，主要作用为改变服务提供者和使用者之间消息的格式、路由请求和转发、实现封装服务到总线的链接以及提供注册服务和管理。

（3）统一认证和统一用户。该部分是互相支撑的，通过对各类业务系统用户、角色和组织结构的统一管理，实现各种应用系统间跨域的单点登录和退出，用户登录到一个系统后，再转入到其他应用系统时不需要再次登录，简化了用户的操作，也保证了同一用户在不同的应用系统中身份的一致性。

（4）统一代办、数据分析和内容管理。该部分主要包括实现业务的统一代办、各类数据分析和内容管理等，它是基于ESB 提供的服务来实现满足本企业的各类业务应用。

（5）企业门户和移动门户平台。该部分主要实现邮件处理、数据展现以及员工自助等功能集成，同时通过建立移动门户在移动设备上实现上述功能。

（6）系统管理与监控。该部分实现对系统硬件运行状态和系统性能指标等全方位的管理和监控，及时发现问题并进行性能优化。

（7）系统安全。该部分围绕着系统采取整体的安全防护措施。

3 主要技术研究与应用

3.1 企业服务总线 （ESB）

ESB为SOA 体系提供了通信和交互的基础架构，在设计上所有的应用模块都被封装成各类服务并注册在ESB 上，定义良好的接口实现和服务之间的调用都是通过ESB 进行集中管理，服务本身无需知道实现的过程，ESB 总体逻辑架构如图2所示。

ESB将支撑不同业务的应用系统所提供的功能抽象成服务级别，它的主要特征如下：

（1）ESB 通过与各个应用系统封装的服务进行连接，控制他们之间的通信和交互。在ESB 系统中，被集成的对象都被封装成服务并注册在ESB上，服务之间的通信都是通过ESB 完成的，服务的请求和响应都是透明的，对于开发人员来说，只需开发每个服务，不用关心调用和协调服务的方式，从而当系统修改服务或增加新的服务时不会影响其他的服务。

图2 企业服务总线逻辑架构

（2）由于集成对象都被封装成服务，因此在各种服务之间传递消息的格式是相对标准的。如果ESB产品能支持现有的各种通信协议，那么对消息的处理就可完全不考虑底层的传输细节，只需要通过消息的标准格式定义来进行。

（3）ESB应具备消息路由功能，它负责在一个消息发出后，按照指定要求找到消息的目的地。对于异构系统，就是要开发一个可以让消息格式在两种应用对象模型之间实现转换的整合方案，在消息路由的选择和验证中，XPath和XMLschema都是非常重要的标准。

3.2 统一待办

统一待办是将在各个应用系统中待办任务集中展示和处理的功能模块，通过SOAP／XML 方式从应用系统获取待办信息，添加待办信息到统一待办库中，并提供相应的接口给各种访问终端调用，用户通过待办事宜可以很清晰地查看当前需要进行处理的任务，并且可以通过待办事宜展示页面待办列表，由应用集成平台调用业务系统接口对待办进行处理 （不需进入到应用系统中对任务进行处理）。需要用户处理的事务都集中在统一待办库中集中提醒，并支持手机短消息和即时消息工具等方式提醒用户，统一待办实现原理如图3所示。

统一待办列表的实现需要对产生工作任务的应用系统与应用集成平台之间的信息交换制定规范，双方根据制定的规范及标准各自开发相应的服务，然后注册到企业服务总线上，基本流程为以下3个步骤：

（1）生成待办列表。各个业务系统产生待办事项后调用应用集成平台的服务建立待办列表，主要操作包括待办的添加、撤销和查询等，完成待办事项到应用集成平台待办库的同步。

图3 统一待办实现原理

（2）业务请求。用户登录应用集成系统后点击待办列表，触发待办页面，企业应用集成平台和移动门户则调用应用集成平台已经封装好的页面元素请求服务，应用集成平台则读取统一待办模块数据，待返回数据后提交给企业应用集成平台和移动门户平台。由于不同业务系统之间页面展现元素及审批操作方式存在较大差异，因此应用集成平台与其他业务系统厂商之间需提前针对页面展现元素、待办处理操作以及接口格式进行定义。

（3）结果反馈。应用集成平台将待办事项处理结果以消息的形式返回到业务系统，业务系统接收到应用集成平台提供的消息后自动处理内部流程，流程节点处理成功后将结果再次返回到应用集成平台中，应用集成平台收到业务系统本节点待办处理成功的消息后，在待办库中更改待办工作状态，该待办事项处理完毕。

3.3 接口实现

3.3.1 接口实现的内容

企业应用集成平台涉及与多个系统的数据交互，工作量巨大，因此接口的稳定性和流程规范性十分重要，接口实现的内容主要包括以下几个方面：

（1）接口设计。要分析业务系统待办在应用集成平台中处理流程，需要与业务系统进行的数据接口交互情况和设计接口数量。

（2）规范制定。应用集成平台面临很多业务系统，应制定合理的接口规范，实现接口通用性，最大限度地实现各业务系统厂商对接口复用。

（3）日志跟踪。由于应用集成平台与业务系统间频繁发生的接口调用，考虑到特殊情况下系统宕机和网络不稳定等因素，建立待办日志跟踪，出现问题时能够快速定位问题原因。

（4）接口复用。接口设计过程中，充分考虑应用集成平台和移动门户对接口的复用，减少重复工作量。

3.3.2 接口实现的基本流程

以统一待办的审批接口为例，接口实现的基本流程为：

（1）用户通过应用集成平台系统发起待办任务查询，应用集成平台请求业务系统待办并建立待办列表，同时展示给用户；

（2）用户打开待办列表，应用集成平台通过Web服务修改待办状态为已读，同时从业务系统中获取实际业务数据，应用集成平台解析业务数据后填充页面数据；

（3）用户发起处理待办信息请求，由应用集成平台处理数据并生成XML 数据，同时调用服务将处理信息写入业务系统，业务系统完成内部业务处理流程后反馈给应用集成平台；

（4）应用集成平台根据业务系统处理结果修改待办工作状态并反馈给用户处理结果，整个接口交互过程结束。

3.3.3 应用集成平台和ERP集成处理

集团ERP系统为总部集中部署，用户使用范围包括集团总部和所属企业，而本次应用集成平台建设范围仅为集团总部。ORACLE 提供的标准Webgate单点登录配置方案是通过Webgate实现应用集成平台与ERP 系统的单点登录，登录ERP系统的用户请求将全部被拦截到应用集成平台的OAM （Oracle Access Manager，ORACLE 实现单点登录的产品），由OAM 进行身份认证后方可登录到ERP系统，所属企业将无法通过原有访问地址进行ERP系统访问。

按照Webgate方式实现应用集成平台与ERP系统的单点集成，原有ERP 系统单独访问地址A被拦截后，Webgate会自动生成一个与原有登录地址不同的单独访问入口B，当所属企业通过原有地址A 访问ERP系统后，Webgate自动将用户拦截到OAM 登录页，应用集成平台通过对OAM 登陆页的JSP 改造，在JSP 页面添加代码，实现由OAM 登录页面到ERP 单独访问入口B 的自动跳转，从而解决所属企业利用ERP 原有地址访问系统的请求。

4 应用效果

（1）实现了单点登录，能够通过门户上的入口直接访问业务系统而不需进行身份信息的录入；

（2）实现了统一认证和统一的用户管理和同步；

（3）实现了统一待办，将包括OA、法律和ERP等在内的各类待办工作统一集成到门户上来进行展现和审批；

（4）建立了功能完备的系统管理功能，全面支持基础数据管理、用户和权限管理以及访问细度控制等功能。

项目组针对基于ESB 架构的集团公司应用集成平台组织测试人员和最终用户进行了集中的性能测试和功能测试，性能测试主要针对实际业务使用量和技术限制条件，其中，并发用户请求500 以上，打开页面响应时间不超过5s，事务成功率高于95%，服务器和数据库服务器的CPU 利用率不超过80%，性能测试结果良好。功能测试分为PC端和移动端，功能点包括单点登录、待办集成、报表以及邮件等模块，较好完成了各项功能，易用性、灵活性和可扩展性强，接口开发灵活，基本达到项目建设目标。

［1］ 丁昭华.基于ESB的企业应用集成技术研究与应用［D］.长沙：中南大学，2007

［2］ 周妍，李建军，胡沙.基于企业服务总线的模具企业应用集成研究 ［J］.计算机工程，2011 （5）

［3］ 冯培培，王辉.基于ESB技术的系统集成框架的研究 ［J］.通信技术，2010 （1）

［4］ 林怀恭，聂瑞华，罗辉琼等.基于ESB的共享数据中心的研究与实现 ［J］.计算机应用与软件，2010（5）

［5］ 潘涛，王志东，解海东.基于自主式ETL 的煤炭企业统一数据交换平台的设计与实现 ［J］.中国煤炭，2014 （8）