разработка новых подходов для построения архитектуры кис

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОДХОДОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
АРХИТЕКТУРЫ КИС УПРАВЛЕНИЯ МУЛЬТИАГЕНТНЫМИ
ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ НА ОСНОВЕ
ЕДИНОЙ МОДЕЛИ
Захарчук О.Т., Макухин В.М.
ООО «АСис Софт», г. Москва
Первая научно-техническая конференция «Интеллектуальные системы управления на
железнодорожном транспорте» (ИСУЖТ-2012), 15–16 ноября 2012 г. МИИТ.
В настоящее время для создания комплексных информационных систем
(КИС) управления организациями, в основном, используется интеграционный
подход. Это значит, что в состав КИС включается несколько информационных
систем разных разработчиков, которые потом интегрируются. Архитектура
таких КИС достаточно сложная, требует больших затрат и квалификации
персонала.
В настоящей работе рассматривается новый подход, который заключается
в создании КИС на основе единой модели, которая способна охватить все виды
деятельности в организациях. Данный подход не отвергает интеграцию с
другими системами, но не ставит интеграцию во главу угла.
Единая модель описания деятельности представляет собой систему
элементарных процессов (активностей), которые автоматизируются сервисами
(интеллектуальными агентами) и работают автономно или под управлением
человека. Объединения автоматизированных активностей в задачи, работы,
проекты, процессы, организации, по существу представляют собой
мультиагентную систему. Следует отметить, что с помощью единой модели
можно описать и автоматизировать не только деятельность человека, но и
работу технических систем.
Возможные архитектуры КИС на основе единой модели существенно
отличаются от интеграционных архитектур. Основная особенность архитектур
для единой модели – это наличие единой базы данных. В настоящей работе
представлены несколько таких архитектур, в том числе архитектура КИС для
размещения на облачной платформе.
КИС на основе единой модели дает возможность существенно повысить
качество информационных технологий: Единая модель – это единый стандарт
разработки сервисов и бизнес процессов. Единый стандарт - возможность
создания конкурентных сервисов и бизнес-процессов разными разработчиками.
Наличие конкуренции – постоянное совершенствование КИС.
Архитектуры современных КИС.
Для построения большинства современных КИС используется
интеграционный подход. Это значит, что уже на начальном этапе
проектирования КИС предполагается, что она будет состоять из нескольких
(обычно, из большого числа) автономных информационных систем (ИС).
Интеграция таких ИС осуществляется или напрямую, друг с другом, или
с помощью специального промежуточного программного обеспечения.
Рис. 1 Архитектура КИС с корпоративной сервисной шиной
В настоящее время наиболее проработанным подходом к решению
проблемы интеграции ИС является сервисно-ориентированная архитектура –
SOA (Service-Oriented Architecture) [1]. Центральным звеном SOA является
корпоративная сервисная шина ESB (Enterprise Service Bus) Рис. 1.
К сожалению, использование интеграционного подхода для создания
КИС не может привести к созданию эффективной системы управления
организацией по следующим причинам:
Во-первых, потому, что для управления всеми сторонами деятельности
организацией необходимо одновременно использовать много автономных
информационных систем Рис. 2, которые должны обмениваться информацией
фактически в реальном режиме времени. О существовании такой КИС нам
ничего не известно.
Во-вторых, потому, что стоимость владения большим числом ИС со
своими моделями, программным обеспечением (операционными системами),
базами данных слишком велика и может во много раз превысить доходы,
которые получены за счет использования КИС.
Таким образом, следует констатировать, что интеграционный подход в
создании КИС уже устарел. Вместе с ним устаревают и архитектуры КИС,
которые реализуют данный подход.
Существует только единственных выход из сложившегося положения –
использовать новый подход для создания будущих КИС - создавать
комплексные автоматизированные системы на основе единой модели [2, 3].
Только в этом случае, возможно, эффективно управлять организационной
системой как единым организмом.
Рис. 2 Связь эффективного менеджмента с автоматизацией управления
организациями
Архитектуры КИС на основе единой модели
Архитектуры КИС на основе единой модели позволяют представить
автоматизированную систему управления организацией не в виде совокупности
связанных между собой разнородных систем, а как единую целостную
программируемую и управляемую систему.
Рис. 3 Архитектура КИС на основе единой модели
Данная система использует единую модель деятельности:
 Единый глоссарий терминов и их определений для управления любыми
видами деятельности (проектами, процессами, ресурсами, документами и
т.д.).
 Единые нотации для графического отображения потоков работ,
иерархических организационных структур, состава изделий и т.п.
 Единые методики управления разными видами деятельности.
Также данная система управляется единой программой (операционной
системой), которая берет на себя следующие функции:
 Управление процессами (потоками бизнес-сервисов).
 Управление кейсами (наборами бизнес-процессов и бизнес-сервисов
для решения конкретных задач).
 Управление коммуникациями между бизнес-сервисами, бизнеспроцессами и другими объектами.
 Управление безопасностью;
 Управление производительностью и т.п.
Вся информация о деятельности организаций, холдингов, корпораций,
правительств и других организационных систем содержится в единой базе
данных и не дублируется в многочисленных базах разных ИС.
В настоящее время у нас создан прототип КИС на основе единой
модели, который представляет собой набор веб-приложений, построенных
на базе продуктов Microsoft IIS 7.0 и SQL Server 2008 R2 и содержит
следующие составные части Рис. 4:
•
Сервер управления данными Microsoft SQL Server 2008 R2 с
предустановленной информационной моделью ASys.
В состав
информационной модели включается структура базы данных, справочники,
хранимые процедуры, справочник автоматизированных бизнес-функций. На
основе справочника бизнес функций формируются шаблоны бизнеспроцессов. Из справочника бизнес-функций и шаблонов бизнес-процессов
формируются бизнес-кейсы. Бизнес-кейсы назначаются на задачи или роли
пользователей.
•
Универсальный веб-клиент для работы в сети Интернет –
рабочее место пользователей с минимальным набором встроенных бизнесфункций (документооборот, сообщения, и т.п.) и возможностью доступа к
назначенным бизнес-сервисам и бизнес-кейсам.
•
Веб-сайты с библиотеками бизнес – сервисов (веб-страниц,
которые автоматизируют бизнес-функции). Каждая бизнес-функция
автоматизируется определенной веб-страницей и знает адрес URI этой вебстраницы на определенном веб-сайте. Пользователь запускает бизнессервисы из бизнес-кейсов или из очереди экземпляров действий бизнеспроцессов.
•
Веб-сайт с библиотекой веб и data – сервисов. Каждый бизнессервис умеет читать входные параметры, определять какие объекты
приходят ему на вход с помощью специальных адаптерных процедур,
которые находятся в соответствующей стандартной библиотеке веб и data –
сервисов. Также с помощью этой библиотеки бизнес-сервис работает с
данными модели и может запускать другие бизнес-сервисы кейса или
экземпляры бизнес-сервисов типовых процессов.
•
FTP-сервер для хранения электронных документов.
•
Серверное ПО для запуска автоматических бизнес-сервисов.
Рис. 4 Архитектура системы ASys на базе IIS и SQL Server 2008 R2
На Рис. 4 показана архитектура системы ASys для работы разных
организаций в одной базе данных (мультитентное приложение). Система
ASys может работать также в режиме не мультитентного приложения (Рис.
5). В этом случае для каждого клиента выделяется своя база данных и вебсайт универсального клиента. Но все клиенты используют одни и те же вебсайты бизнес-сервисов. Каждый веб-сайт бизнес-сервисов “знает”, какие
клиенты его могут вызывать. Эту информацию он получает из базы данных
клиентов. Эта база данных может быть индивидуальная для веб-сайта
бизнес-сервисов или общая для нескольких веб-сайтов.
Рис. 5 Архитектура системы ASys для работы в режиме не мультитентного
приложения
Единый подход, архитектура и технологические решения ASys могут
быть особенно эффективны, если их адаптировать для работы на облачной
платформе.
Вариант архитектуры ASys после переноса на облачную
платформу Windows Azure/SQL Azure [4] представлен на Рис. 3. Здесь, в рамках
прикладной роли работают в фоновом режиме приложения, которые запускают
автоматические бизнес-сервисы.
Вместо FTP-сервера для хранения
электронных документов и других нереляционных данных используется Azure
Storage.
Рис. 6 Архитектура ASys после переноса на Windows Azure/SQL Azure
Заключение
В настоящей работе мы представили варианты архитектур КИС,
построенных на основе единой модели. Показано, что данные КИС
позволяют создать более эффективные автоматизированные системы
управления организация, чем КИС, созданные по интеграционному
принципу.
КИС на основе единой модели более просты в эксплуатации, более
дешевые и требуют гораздо меньше времени для внедрения.
Поскольку все сервисы для наших КИС разрабатываются с
использованием единого стандарта и могут размещаться на разных сайтах,
создается конкурентная среда для наработки библиотек бизнес-сервисов и
бизнес-процессов разными вендорами и группами разработчиков.
Владельцы КИС получают возможность выбирать лучшие в своем классе
бизнес-сервисы, бизнес-кейсы и бизнес-процессы. Повременная оплата за
использование бизнес-сервисов особенно будет привлекательна для
представителей малого и среднего бизнеса.
С помощью КИС на основе единой модели можно построить
эффективные
системы
управления
корпорациями,
холдингами,
правительствами и другими организационными системами.
Список литературы:
1. Биберштейн Н. и др. Компас в мире сервис-ориентированной
архитектуры (SOA):ценность для бизнеса, планирование и план
развития предприятия. / Пер. с англ. – М.:КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. 256 C.
2. Макухин В.М., Захарчук О.Т., Устич П.А., Иванов А.А. Разработка
новых методов моделирования, мониторинга, управления и
оптимизации жизненных циклов перевозок, технического
обслуживания и ремонта подвижного состава железнодорожного
транспорта на основе единой модели. Труды и пленарные
доклады участников конференции УКИ'12 / Научное издание.
Электрон. текстовые дан. - М.:ИПУ РАН, 2012 - 1 электрон. опт.
диск (CD-ROM) - ISBN 978-5-91450-100-3 - С. 789-799
3. Захарчук О.Т. Новый подход для автоматизации управления
многоагентными
организационными
системами.
Высокие
технологии, экономика, промышленность. Т.2, Часть 1: Сборник
статей Тринадцатой международной научно-практической
конференции «Фундаментальные и прикладные исследования,
разработка и применение высоких технологий в промышленности
и экономике». 24-26 мая 2012 г. Санкт-Петербург, Россия/под ред.
А.П. Кудинова. – СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. ISBN 978-57422-3440-1 - С. 47-50
4. Бакиров М. Windows в облаке. «Открытые системы» , № 04, 2009
http://www.osp.ru/os/2009/04/9277961/