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CIMS环境下Intranet网络系统方案的研究
发表时间:2000-11-9 刘敏 潘晓弘 程耀东 钱碧波   来源:中国机械工程
关键字:CIMS 

    1993年SME推出第3版的CIMS功能结构轮图[1],强调了“用户及用户需求”的概念,从而使企业信息集成的概念从企业内部集成扩展到制造业企业内外两个范围,网络系统方案从基于主机计算转向基于网络计算的体系结构[2~4]。
    企业信息涉及到诸如有关产品、设计、计划、生产、资源、组织、管理等的类型数据,不仅数据量大、数据类型和结构复杂,而且数据间存在复杂的语义联系,数据载体也是多介质的(包括文档、图像、声音等大量多媒体数据);同时不同类型与型号的计算机硬件系统(微机、工作站、小型机等)、OS(Operation System,如Unix、Dos、Windows等)、DBMS(Database Management System,关系型、网状、层次型等数据库管理系统)等形成了一个异构的分布环境[1,4,5]。
    随着计算机网络等技术的日臻成熟,Web环境下的DCE[2,3,6~9](分布式计算环境,又称网络计算)可为企业CIMS环境提供网络系统方案,建立一种适于各类异构环境的Intranet网络实施方案。

    1 CIMS环境下Intranet网络结构

    Web应用的特点是分布式计算(DCE),基于DCE的网络拓扑结构有C/S(Client/Server,客户/服务器计算模式)方案、C/NS(Client/Net Server,客户/网络服务计算模式)方案两种实现方式。

    1.1 C/S方案[2]
    1.1.1 网络拓扑结构
    1.1.2 数据处理方式
    C/S计算模型采用Client(客户应用代码)与Server(数据库服务代码)实现CIMS中用户界面处理、业务功能处理、数据处理等功能,图2揭示了C/S结构的数据处理方式。用户界面处理由Client代码实现,业务功能处理由Client代码、Server代码联合完成,数据处理由Server代码承担。
    这种逻辑处理方式使用户界面从应用中分离出来。以Windows为代表,图形用户界面(GUI)成为事实上的用户界面标准,实现了用户界面处理、数据处理的独立性,然而业务功能处理在Client与Server之间分配显得勉强。
    1.1.3 应用请求调用机制
    Client向Server发送由SQL(Structure Query Language,结构化查询语言)编写的应用请求代码,由数据库服务代码Server处理过后得到结果(数据),通过中间件(基础网络及分布式传输软件)回传给Client。
  为了发送SQL,Client必须明白Server语法(或由应用程序界面API翻译)、Server的地址、数据库的组织方式、数据结构及数据的有效性与完整性等特性。同时,回传的数据必须被Client识别。

    1.2 C/NS方案[2]
    1.2.1 网络拓扑结构
    随着Web技术的发展,Internet、Intranet中数据传输与处理以及防火墙技术的日益完善,C/NS方案成为网络计算时代的计算基础。
    1.2.2 数据处理方式
    用户界面处理、业务功能处理、数据处理这3个子模型相互独立,分别由不同资源代码实现。此时,浏览器成为标准的Client配置;业务功能处理从C/S代码中彻底分离出来,由独立的应用服务器处理,Web服务器成为应用处理的标准配置;数据处理仍由数据库Server处理。
    1.2.3 应用请求调用机制
    在局域网内部,通过Client向Server发送本地过程调用,广域网内通过Client向Server发送RPC(Rapid Process Commission,远程过程调用)实现调用请求。RPC是网络高层的一种通信机制,它使得一个计算机上运行的用户,调用其它机器上的过程如同使用本地过程调用一样方便,具体实现方式有2PC、PA&PC、OC、3PC等多种通信协议[10~12]。

    1.3 基于Web的CIMS逻辑结构
    CIMS系统的集成分企业内外两个范围的集成。通常CIMS由MIS(Management Information System,管理信息系统)、FA(Factory Automation,制造自动化系统)、QAS(Quality Assuring System,质量保证系统)、CAD/CAPP/CAM 4个功能分系统和NET、DB(Database,数据库管理)2个支撑分系统组成,强调了企业内部的信息集成[1]。而采用基于DCE环境的Intranet网络则可解决企业与其客户及供应商之间的联系、对外信息的发布与查询、售后服务体系的完善等企业内外信息集成问题。结合Internet/Intranet网络技术的发展水平,建立Web环境下CIMS功能逻辑结构图。
    CIMS功能逻辑结构拓宽了企业信息系统集成的范围,它有3个显著特点:①运用Web技术与Internet/Intranet网络,将企业内外信息集成到一个开放的体系中;②整个行业体系是个开放的结构,采用这种逻辑结构实施CIMS工程,企业主体能以“即插即用”的方式加入Web环境;③EIS(Enterprise Information System,企业信息服务系统)成为Web环境下企业信息的汇集点。

    1.4 实施CIMS工程的Intranet应用结构
    C/S方案拓扑结构比较简单,但系统应用范围较窄;C/NS方案则实现了业务功能、数据处理的完全自治,功能模块相互独立,但网络拓扑结构较复杂。
    根据C/S、C/NS两种计算方案的特点,针对Web环境下企业CIMS的逻辑结构,构建实施CIMS工程的Intranet网络:初建CIMS的企业网络系统方案采用C/S结构,一旦行业及国家的基础网络设施建设、行业数据库维护等因素完善起来,系统结构上升为C/NS结构。

    2 企业CIMS的Intranet网络实施方案

    2.1 Intranet网络系统方案
    Web环境下,采用分布式计算方案、以快速交换式以太网为基础建立图6所示包括MIS、FA、QAS、DSS(Decision Supporting System,决策支持系统)、EIS、CAD/CAPP/CAM、防火墙、网管等功能的Intranet网络系统方案。
    整个网络系统呈层次型的结构:①快速交换式以太主干网络;②部门级以太局域网络;③广域远程网络。快速交换式以太网构成整个网络系统的主干,提供快速的信息通道,负责部门之间的信息交换;各部门级以太网系统支持部门本身业务的数据传输;局域网通过路由器和拨号方式访问服务器建立与其它网络的广域连接和远程用户服务。

    2.2 网络组成
    Intranet的主干网主要包括数据库服务器(Database Server)、Web服务器、公文流转服务器(OA Server)、安全服务器(Fire Wall)、网络管理设备、主干网交换机;部门局域网(网络客户端)主要包括部门服务器、局域网交换机、终端或PC;广域网范围主要涉及远程访问设备、Modem等。

    2.3 网络系统平台

    2.4 分布式计算实现过程

    CIMS环境下的Intranet网络系统方案由C/NS计算、C/S计算两个过程实现。C/NS计算连接企业、用户与供应商,实现企业CIMS中出现的大量图像、声音、不规范文档等多媒体数据信息的处理(发布、查询与反馈);C/S计算过程是面向文件系统和数据库系统的,处理的数据类型受到较大的限制,主要用于连接企业内部的CIMS子系统功能,处理CIMS中能够规范化为某种结构类型(关系型、网状、层次型等数据类型)的数据信息,实现企业内部业务运算。
    2.4.1 C/NS计算过程构成
    (1)Web服务器 通过Internet借助超文本传输协议(HTTP,HyperText Transmission Protocol),Web服务器把超文本标识语言页面(HTML,HyperText Markup Language)和Java小应用程序传送到Web客户端。
    (2)数据库服务 主要存储全厂公共资源数据(数据库以及声音、图像、文档多媒体信息等)及从Internet/Intranet上下载的各类信息(企业、行业及国内外同行信息)。
    (3)Web客户端(Web Clients) Web Clients需安装Netscape Navigator或Microsoft Internet Explorer等Web浏览器,Web浏览器借助HTTP协议,通过Internet与Web服务器通信(发送、接受HTML页面,下载Java小应用程序)。
    (4)中间件(Middle Ware) 驻留于Web服务器上,负责管理Web服务器和数据库服务器之间的通信,并提供应用程序服务,应用程序用于查询数据库服务器。Web服务器通过中间件,借助传输控制协议/网际协议(TCP/IP,Transmission Control Protocol/Internet Protocol)将查询传递给数据库,并将数据库服务器的输出结果编排为HTML页面。
    (5)把以上各部分连接在一起的网络及硬件
    2.4.2 C/S计算过程构成
    C/S计算结构主要体现在部门级局域网端,依功能划分为客户机、服务器、中间件。客户机的主要功能是执行用户一方的应用程序,提供GUI或OOUI(面向对象的图形用户界面);服务器的主要功能是执行部门共享资源的管理应用程序,服务器可具有4种不同的应用模式:SQL数据库(数据库服务)、TP监控程序(网管服务)、群件(办公应用服务)和分布对象(分布对象管理服务);中间件是支持客户机与服务器进行对话、实施分布式计算的软硬件集合,主要承担连接和管理系统的功能。

    2.5 网络系统安全性
    采用数据库过滤、应用级网关、代理服务器等防火墙技术与对称型加密、不对称型加密、不可逆加密等加密型网络安全技术,以保证Intranet的安全性。如图6企业对外信息的接发都经过Fire Wall设备的过滤。
    在保证网络安全性的基础上,Intranet通过Internet自然向外延伸,既可利用Internet把各种内部专业网络联接起来,使企业在全球范围内协调地工作,又扩展企业面向用户与市场的业务。

    3 总结与展望

    应用Web环境下的分布式计算框架,将数据库服务器与各种各样的Clients和业务功能模块联接起来,可集成企业内部各级软硬件平台,实现不同载体数据间的无缝连接与CIMS集成策略。这一网络系统方案已体现在杭州制氧机集团、杭州叉车总厂CIMS推广应用工程初步设计与总体设计的系统方案之中。对欲实施CIMS工程的企业而言,这一网络系统方案可以指导企业根据自身对CIMS的需求建立相应的Intranet网络。

参考文献
1.李芳芸,柴跃进.CIMS环境下集成化管理信息系统的分析、设计与实施.北京:清华大学出版社,1997:9~10
2.Brian Jeffery.Information Systems Management,1996,13(4):7~18
3.John M Gallaugher,Suresh C Ramanathan.Information Systems Management,1996,13(2):7~13
4.郑雨林,刘胜.软件世界,1997(1):28~31
5.孔繁胜,滕敏堂.计算机研究与发展,1997,34(8):605~610
6.Philip M Wolfe,Richard L Smith.Computers Industry Engeering,1995,29:131~134
7.Richard L Smith,Philip M Wolfe.Computers Industry Engeering,1995,29:99~102
8.张遵.中国计算机报,1997.5.26:147~151
9.华建伟.中国计算机报,1997.5.26:45~47
10.刘煜,蔡希尧.西安电子科技大学学报,1996,23(3):317~322
11.高传善,吴波,张立新等.计算机工程,1993,19(5):37~41
12.Rothermal K.ACM Trans.on Database System,1993,18(2):33~37

 责任编辑:王玥