0 引言

    隨著制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化和全球化進(jìn)程的加快，作為現(xiàn)代企業(yè)重要的管理平臺(tái)——企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)也面臨著新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)在企業(yè)業(yè)務(wù)模型和管理模式驅(qū)動(dòng)下由多模塊構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)形成，其結(jié)構(gòu)固化、應(yīng)用復(fù)雜，柔性差，無(wú)法及時(shí)跟進(jìn)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大所帶來(lái)的管理和業(yè)務(wù)上的創(chuàng)新，具有明顯的滯后性。在應(yīng)對(duì)跨地區(qū)、跨國(guó)企業(yè)時(shí)，傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)應(yīng)對(duì)力更為不足。為此，建立一個(gè)新型高效的系統(tǒng)應(yīng)用框架將是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一。

    云計(jì)算(Cloud Computing)是近年來(lái)興起的一種分布式計(jì)算方式，是基于互聯(lián)網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式。它能夠根據(jù)用戶的需求，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供計(jì)算資源環(huán)境和實(shí)現(xiàn)服務(wù)。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有ERP系統(tǒng)架構(gòu)的分析，提出基于云計(jì)算平臺(tái)的ERP系統(tǒng)架構(gòu)。該架構(gòu)能夠良好解決ERP系統(tǒng)擴(kuò)展難，應(yīng)對(duì)能力差，集成困難等難題，滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)ERP系統(tǒng)必須具有的系統(tǒng)可配置、功能可裁剪、流程可重構(gòu)、平臺(tái)可移植的要求，同時(shí)為系統(tǒng)的大規(guī)模集成重用提供了新的解決方案。

1 ERP系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)展

    隨著ERP概念及管理范圍的不斷填充，其系統(tǒng)架構(gòu)也在隨之發(fā)生變化，大致可以分為兩個(gè)重要的發(fā)展階段：

    1)單片式體系結(jié)構(gòu)

    20世紀(jì)90年代中期，ERP的概念在制造資源計(jì)劃MRP的基礎(chǔ)上得到了擴(kuò)展和延伸。管理范圍從企業(yè)內(nèi)部制造資源擴(kuò)展到企業(yè)內(nèi)部的制造管理一體化，強(qiáng)調(diào)企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用從管理角度上的統(tǒng)一和完整。20世紀(jì)90年代后期，Internet的快速發(fā)展給制造業(yè)提供了新的契機(jī)。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)可以為企業(yè)更好的整合行業(yè)資源，特別是企業(yè)外部資源。為滿足這一要求，ERP系統(tǒng)也將其管理范圍擴(kuò)展到外部客戶及合作伙伴，強(qiáng)調(diào)企業(yè)內(nèi)外價(jià)值鏈的統(tǒng)一化管理，基于企業(yè)價(jià)值鏈的ERP應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)開(kāi)始建立。

    這一階段，ERP系統(tǒng)的建立多采用客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server，CS)架構(gòu)，將企業(yè)管理所涉及的多個(gè)應(yīng)用以模塊的形式納入到系統(tǒng)架構(gòu)中來(lái)。ERP體系結(jié)構(gòu)多是以企業(yè)應(yīng)用總線(EnterpriseApplication Bus，EAB)為核心的單片式體系結(jié)構(gòu)，即通過(guò)緊耦合的方式在EAB上將多個(gè)功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成。在此階段ERP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)多采取按需求定制的模式，維護(hù)則通常需要大量的代碼重寫、二次開(kāi)發(fā)來(lái)適應(yīng)企業(yè)復(fù)雜的需求，從而造成了ERP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，部署實(shí)施復(fù)雜，維護(hù)困難，難以擴(kuò)展，無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)需求的種種瓶頸問(wèn)題。

    2)分布式體系結(jié)構(gòu)

    為應(yīng)對(duì)單片式體系結(jié)構(gòu)下ERP系統(tǒng)表現(xiàn)出的不足以及制造業(yè)行業(yè)化、全球化和協(xié)同工作、電子商務(wù)等新企業(yè)模式的發(fā)展，分布式體系結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)揮作用。其中最引人注目的便是面向服務(wù)架構(gòu)(Service—Oriented Architecture，SOA)。SOA是基于客戶端/服務(wù)器(Browser/Server,BS)的軟件設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)軟件組合的松散耦合并使用獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)接口。它通過(guò)將功能單元封裝成服務(wù)并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。SOA為ERP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了新的應(yīng)用框架�；�于SOA的特性，面向服務(wù)的ERP系統(tǒng)具備良好的重用性、靈活性和可拓展性，同時(shí)為企業(yè)不同應(yīng)用系統(tǒng)的高度集成也提供了重要的解決方案。

2 云計(jì)算及其架構(gòu)

    2.1 云計(jì)算定義及特點(diǎn)

    云計(jì)算的思想可以追溯到20世紀(jì)60年代，在2007年Google提出其云計(jì)算項(xiàng)目后得到了極大的關(guān)注。關(guān)于云計(jì)算的定義，IBM認(rèn)為云計(jì)算可以用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)或者之中類型的應(yīng)用程序；Google認(rèn)為云計(jì)算則是可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲取資源或者服務(wù)。一種被廣泛認(rèn)可的觀點(diǎn)為：云計(jì)算是在極大規(guī)模上將可擴(kuò)展的信息技術(shù)能力以服務(wù)的形式提供給用戶的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式；是一種動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展的且通常是通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源提供方式。

    綜上，云計(jì)算的中心思想可概括為：將資源(包括計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等軟硬件資源)存儲(chǔ)在云(Cloud)中，按照用戶的需求提供服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)用戶系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和自適應(yīng)性。同時(shí)，這也是云計(jì)算的工作原理，如圖1所示。

 
圖1 云計(jì)算工作原理

    云計(jì)算描述了一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，同時(shí)為建立在此架構(gòu)上的應(yīng)用和擴(kuò)展服務(wù)共享提供了可能性。云計(jì)算將物理資源進(jìn)行虛擬化，側(cè)重于“資源共享，協(xié)同工作”，強(qiáng)調(diào)“按需驅(qū)動(dòng)，按需服務(wù)”，具有高度集成，動(dòng)態(tài)性和可擴(kuò)展性。這些特點(diǎn)都使云計(jì)算與其他的信息技術(shù)存在著巨大的不同，同時(shí)也使云計(jì)算成為解決現(xiàn)行信息系統(tǒng)弊端的良好方案。

    2.2 云計(jì)算系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)

    綜合分析現(xiàn)有云計(jì)算應(yīng)用實(shí)例，包括清華大學(xué)透明計(jì)算平臺(tái)；Google云計(jì)算平臺(tái)GFS，BigTable；IBM的Blue Cloud；Amazon的EC等，可以發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)可以分為三個(gè)層次，如圖2所示。

 
圖2 云計(jì)算系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)圖

    基于框架最底層的是基礎(chǔ)框架層，在應(yīng)用實(shí)例中起支撐作用。無(wú)論是向用戶提供存儲(chǔ)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)或者是軟件應(yīng)用服務(wù)，都需要基礎(chǔ)架構(gòu)層為其提供物理設(shè)施或在設(shè)施上運(yùn)行的各種軟件資源。虛擬資源架構(gòu)層則是云計(jì)算應(yīng)用中的核心層，通過(guò)各種虛擬化技術(shù)手段將底層資源進(jìn)行虛擬化轉(zhuǎn)變，消除資源的物理分布性和局限性，擴(kuò)大資源的服務(wù)范圍。在此基礎(chǔ)上云端的用戶就可以通過(guò)用戶層進(jìn)行云計(jì)算部署應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)服務(wù)。

3 面向服務(wù)的云計(jì)算ERP體系結(jié)構(gòu)模型

    3.1 面向服務(wù)的C-ERP體系結(jié)構(gòu)模型

    ERP系統(tǒng)屬于面向服務(wù)的云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用中的典型實(shí)例。ERP系統(tǒng)具有的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性可以有效的檢驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)搭建的合理性和有效性，并且作為一款已經(jīng)有較長(zhǎng)應(yīng)用實(shí)踐的應(yīng)用系統(tǒng)，可以給出具有說(shuō)服力的對(duì)比結(jié)論。

    通過(guò)對(duì)云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)和SOA的研究，本文認(rèn)為云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)原理和SOA的結(jié)合可以更好的完成ERP的系統(tǒng)搭建，云計(jì)算的特點(diǎn)可以彌補(bǔ)SOA架構(gòu)成長(zhǎng)性的缺失，SOA則能使云計(jì)算更加直觀、便捷的為應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)。在前人研究成果基礎(chǔ)之上，結(jié)合ERP應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，本文提出面向服務(wù)的云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)，該框架遵循云計(jì)算基礎(chǔ)三層架構(gòu)的核心思想，將云計(jì)算應(yīng)用關(guān)鍵部分——資源云化與服務(wù)相互滲透，關(guān)注資源云化和服務(wù)化中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，并將其體現(xiàn)于系統(tǒng)的核心服務(wù)層。基于云計(jì)算的服務(wù)型ERP系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。

 
圖3 基于云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)型ERP系統(tǒng)框架模型

    基于云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)型ERP系統(tǒng)框架(Cloud Service Architecture，ERP-CSA)為七層結(jié)構(gòu)，通過(guò)各層之間的相互作用，將云服務(wù)中心(Cloud Service Center，CSC)中可提供滿足指定企業(yè)ERP系統(tǒng)的各種軟、硬件資源定義并封裝為云服務(wù)，并對(duì)其進(jìn)行綜合管理為云端用戶提供滿足需求的各項(xiàng)ERP服務(wù)。

    1)物理資源層(Physical Resource Layer)：該層將云基礎(chǔ)設(shè)施，包括服務(wù)器、軟件資源，應(yīng)用模塊等，通過(guò)云終端技術(shù)接入到網(wǎng)絡(luò)中，為云服務(wù)的應(yīng)用實(shí)施提供硬件支持。

    2)虛擬資源層(Cloud Resource Layer)：該層通過(guò)虛擬化技術(shù)，將物理資源層能夠提供的跟ERP相關(guān)的資源轉(zhuǎn)換為虛擬資源，建立各種相關(guān)模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、實(shí)例庫(kù)、仿真平臺(tái)。這些虛擬資源將作為云計(jì)算中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源存放于分布式的數(shù)據(jù)中心以供使用。

    3)云服務(wù)層(Cloud Service Layer)：在標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用API下，云服務(wù)層將來(lái)自于不用數(shù)據(jù)中心的資源封裝為服務(wù)并發(fā)布，形成服務(wù)目錄。同時(shí)，在保證Qos的前提下，對(duì)服務(wù)進(jìn)行查找、匹配、傳輸、共享等操作。

    4)云服務(wù)管理層(Cloud Manage Layer)：該層對(duì)云服務(wù)進(jìn)行全面的管理，主要有服務(wù)的定義、請(qǐng)求及接收。該層作為實(shí)現(xiàn)云服務(wù)的關(guān)鍵核心，將定義統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口及應(yīng)用協(xié)議以支持服務(wù)的各項(xiàng)管理工作。

    5)應(yīng)用流程層(Application Workflow Layer)：該層對(duì)用戶需求進(jìn)行分析，主要通過(guò)對(duì)企業(yè)組織和業(yè)務(wù)流程的分析得出用戶對(duì)ERP系統(tǒng)的應(yīng)用需求，并且作為云服務(wù)使用方向CSC提出應(yīng)用需求。

    6)ERP應(yīng)用層(Application ERP Layer)：該層將CSC提供的云服務(wù)按照企業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行切割、組合形成ERP應(yīng)用模塊為企業(yè)提供服務(wù)。

    7)應(yīng)用層(User Layer)：用戶可通過(guò)電腦或手持設(shè)備接入到C-ERP系統(tǒng)中獲得需要的ERP服務(wù)。

    ERP-CSA模型描述了云計(jì)算為實(shí)現(xiàn)ERP的服務(wù)模式和原理，同時(shí)描述了在整個(gè)過(guò)程中所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。

    3.2 模型對(duì)比

    將本文C-ERP系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)ERP結(jié)構(gòu)相對(duì)比我們可以得出如表1所示的結(jié)論。

表1 ERP體系結(jié)構(gòu)特征比較  

    因此，在ERP-CSA模型支持下的云計(jì)算ERP系統(tǒng)將更加符合制造業(yè)向服務(wù)型生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變帶來(lái)的企業(yè)資源管理系統(tǒng)需求。

4 結(jié)論

    云計(jì)算為ERP向服務(wù)型系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，降低開(kāi)發(fā)應(yīng)用成本，提高企業(yè)應(yīng)用成功率，快速適應(yīng)企業(yè)需求變化提供了新的思路和解決方案。本文在對(duì)ERP系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和云計(jì)算原理的研究基礎(chǔ)上，建立了基于云計(jì)算的服務(wù)型ERP體系結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)模型進(jìn)行了逐層詳細(xì)解釋。ERP-CSA同時(shí)描述了系統(tǒng)搭建過(guò)程中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，在后續(xù)研究過(guò)程中將逐一進(jìn)行針對(duì)性的研究，為云計(jì)算ERP最終能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)題：面向服務(wù)的云計(jì)算ERP體系結(jié)構(gòu)研究

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