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基于TOGAF的轨道交通企业信息化架构规划研究
 
火龙果软件    发布于 2013-10-25
 

企业信息化规划是企业战略研究的重要内容,对企业信息化的发展至关重要。在基于TOGAF(The Open Group Architeeture Framework)的企业信息化规划研究基础上,围绕企业系统规划方法,研究了从企业总体架构到信息系统的规划过程,并结合实际的轨道交通信息化规划案例,进行了业务建模研究和应用架构研究。

0 引言

信息技术的迅速发展促进了企业经营管理模式和企业生产模式的变革,促进了经济全球化的发展,加剧了企业之间的竞争。另一方面,信息技术又为企业提供了先进的生产工具和平台,在企业的供应链管理、生产管理、销售管理、人力资源管理、财务管理等环节发挥着越来越大的作用。

企业信息化规划是企业战略制订的重点之一,以信息化带动工业化已成为当前企业发展的共识。然而,企业信息化工作中还存在很多的困难,“重实施、轻规划,重技术、轻管理”的认识误区使得企业信息化缺乏清晰的主线;以需求为驱动的信息化建设虽然大大加快了信息化建设和实施的速度,但也不可避免地带来系统兼容性、可扩展性、数据共享等方面的问题。从国内企业对信息化规划的认识和工作深度来说,还有待进一步发展。CECA国家信息化测评中心2008年的调查报告显示,34.5%的企业达到中等发达国家水平,6.4%达到国际进水平13 o,但从实际的规划和应用水平来说,还存在以下两个方面的问题:一方面如何将战略的规划落实为实施的建设,提出基于企业模型的信息化整体解决方案;另一方面,如何结合业务模型、应用架构、信息资源架构和技术架构等具体规划,提出实际和具体的指导方法。

1 企业信息化架构概述

企业信息化架构是从IT角度对企业架构的一种描述,关注与企业信息化战略规划到实施的过程,综合反映企业的“人财物,产供销”在信息视角上的有效集成和统一。20世纪80年代,文献提出了企业信息化架构模型,经过近二十年的发展,企业架构的研究取得较大的进展,主要有两条主线:Zachman框架和ISO/IECl4252。目前,这两条架构研究的线路逐渐相互融合,在架构的定义、构成要素、实施路线等方面趋于相同。下面将结合企业信息化架构研究,对相关的基本概念、方法和技术进行分析。

1.1 企业架构

企业架构EA(Enterprise Architecture)是承接企业业务战略与IT系统之间的桥梁与标准接口框架,是企业信息化的核心,主要由业务架构、应用架构、数据架构(信息资源架构)和技术架构四部分组成。随着研究的深入,企业11战略、基础设施、安全体系和IT治理的相关研究内容被纳入到企业信息化架构中。

1.2 业务架构

业务架构是企业关键业务战略及其对业务功能和流程影响的表达,业务架构定义了企业如何创造价值以及企业内外部的协作关系,将高层次的业务目标转换成了可操作的业务模型。从总体架构设计的角度来看,应用架构、信息资源架构、IT组织架构等都是由业务架构推导出来的,业务架构是企业架构设计的基础。

1.3 应用架构

应用架构描述了支持企业运作所需应用系统的蓝图,包含应用层次、功能、实现方式和建设标准等。应用架构主要研究应用系统间的交互关系、应用与核心业务的对应关系,是企业总体框架研究的重点。

1.4 信息资源架构

信息资源(数据)架构研究企业或组织的逻辑数据模型、物理结构和数据管理资源。信息资源架构建立关键信息流模型,描述业务事件的关键输入输出信息,为应用架构提供数据支撑,在分析、挖掘和处理的基础上,为企业提供支持和决策信息。

1.5 技术架构

技术架构是用来描述支持业务、数据、应用服务部署的基础设施能力,技术架构定义了企业IT的技术路线、技术标准、技术选择和技术组件等。完整的企业技术架构涉及信息架构、应用架构和基础设施的各个层面。

2 企业信息化规划方法研究

企业信息化架构的规划方法一般采用“自上而下”的规划、“自下而上”的实施。传统的企业系统规划法BSP(Business Sys·tem Planning)是IBM在20世纪70年代提出的,其核心思想是通过对企业自上而下的目标识别和细分,分析企业战略、业务流程和数据资源,然后再自下而上地进行数据建模、系统结构设计,以支持企业目标的实现。然而,BSP缺少对企业架构规划的整体考虑、缺少对企业目标和系统目标的一致性考虑,开放组体系结构框架TOGAF较好地解决了这一问题,将企业架构设计和规划过程统一到以需求为中心的持续改进过程中。

2 .1 TOGAF及ADM方法分析

TOGAF是一个开放的、标准化的架构框架,为企业信息化架构开发提供了一个详细的方法和相关支持资源的集合,包含架构开发方法ADM(Architecture Development Method)、基础架构及参考模型、资源库三部分。ADM是TOGAF的架构开发方法,基础架构及参考模型是一个虚拟的资源库,包含了TOGAF基础框架和集成信息基础参考模型III—RM(Integrated Information Infrastructure ReferenceModel),资源库是一套基于TOGAF和ADM应用的工具和方法。

ADM是TOGAF架构研究和设计的核心,是一个以需求为中心的循环的流程,如图1所示。

图1 基于ADM方法的TOGAF企业信息化架构

由图1可知,在总体框架和规划原则的前提下,ADM方法从架构远景出发,经过业务架构规划,确定信息系统架构和技术架构,然后结合现有的信息化基础,给出企业信息化建设,适应性改造的解决方案。迁移计划针对实施方案中不同项目的优先权,评估各个项目的依赖程度、迁移费用、收益等,并形成具体的实施规划;实施治理制定了各个实施项目的建议,建立架构规约来管理所有实施和部署的过程,以确保实施项目架构与相关项目架构的一致性。架构变更管理关注业务目标、环境和技术等方面的演变和发展,为是否启动和规划新的架构进化周期提供决策。

2.2 信息系统规划方法

ADM方法的分析可知,在集团信息化战略确定的情况下,步骤信息系统架构是规划和研究的重点之一,然而就信息系统规划方法而言,ADM并没有限制特定的研究方法。企业系统规划法(BSP)是企业信息化系统分析和建模方法,能够根据企业目标和信息化战略规划目标,制定信息系统的功能和目标,较好地实现信息系统的架构规划。基于BSP的信息系统规划方法如图2所示。

图2 BSP规划和实现的方法

由图2可知,BSP能够根据企业的业务分解和数据处理过程,确定信息系统的总体结构,明确系统的子系统组成和开发子系统的先后顺序,并能对数据进行统一规划、管理和控制,明确各子系统之间的数据交换关系,保证信息的一致性。特别需要说明的是,BSP法能保证信息系统独立于企业的组织机构,使信息系统具有对环境变更的适应性。即使将来企业的组织机构或管理体制发生变化,信息系统的结构体系也不会受到太大的冲击。

3 总体架构到信息系统规划过程分析

由企业信息化规划方法的研究可知,ADM和BSP方法在企业信息化规划研究的过程中,具有较强的互补性:BSP从企业目标入手,逐步将企业目标通过业务分析、数据分析和功能分析,转化为信息系统的目标;ADM为企业信息化架构研究提供了完整的方法论,覆盖整个体系结构的规划的生命周期,为企业信息化架构的深入研究和持续改进提供了可行的方法。所以,将基于TOGAF的ADM规划设计和基于BSP的信息系统分析结合起来,可以有效地完成从业务架构到系统架构的规划过程,具体到信息系统架构研究和分析阶段,则形成了以信息系统架构中心的业务架构分析、数据架构分析、应用架构分析、安全架构分析、网络架构分析和技术架构分析的六个阶段,如图3所示。

图3 ADM方法中信息系统架构研究分解示意图

图3给出了信息系统架构的总体分析,从应用的角度看,信息系统的架构源于业务架构的分析,包含数据架构、应用架构、安全架构、网络架构等。数据架构研究业务过程和流程分析中的数据表现形式、支持业务的数据来源,数据定义的规范、使用方法等,不关心具体数据库的设计,只定义企业相关的数据实体,而不是设计逻辑或者物理的存储体系。应用架构定义数据和支持业务的应用系统的主要种类,定义企业相关的业务应用的系统种类及其之间的关系、功能逻辑,以支持业务架构中的业务活动,随着不断变化的业务需求,保证与业务组件和业务流程的一致性,在应用架构的实现过程中,采用的安全、网络技术与具体的技术架构相关,并随需求持续改进和不断变化。

结合TOGAF的总体架构规划和BSP的信息系统规划分析,可得到总体架构到系统规划的一个循环流程,如图4所示。

图4 信息化架构研究和实施流程示意

由图4可知,企业信息化规划流程中总结如下:

1)结合企业战略目标,确定企业信息化架构的远景,定义企业业务的范围、相关约束,识别利益相关者及其关系,确定业务的需求和架构远景、架构研究的保证机制。

2)结合相关的TOGAF参考模型,创建目标业务架构,形成相关的业务模块,结合相关的业务分析方法,进行功能性和非功能性的分解,从而确定业务组件,选择相关的架构视角,结合工具和业务分析的技术,最终建立符合企业业务需求的业务架构。

3)在业务架构确定的情况下,需要对现有的应用系统进行深入的调研和分析、对数据和应用架构进行规划、对网络和安全架构进行规划,为信息系统架构的研究提供基础。

4)信息系统架构研究满足业务需求的整体应用系统和数据资源的目标架构,并提出实现该目标架构相关的技术方案和技术规范。

5)对信息系统的架构和技术架构进行可行性评估,并结合现有的信息化基础,给出企业信息化建设适应性改造和解决方案。

6)在可行性评估、适应性改造和实施方案的基础上,研究不同应用实施的优先权、相互依赖程度、迁移费用、收益等,并形成具体的系统迁移计划。

7)实施治理制定了应用信息化规划实施过程中IT治理建议,通过建立架构规约来管理所有实施和部署的过程,以确保各个应用与总体架构的一致性。

8)架构变更管理关注企业业务环境、技术发展、网络和安全等方面的需求,为是否启动新的架构规划周期提供决策。由上述流程分析可知,BSP的业务组件分解、业务流程建模和应用功能整合,提高了企业总体架构规划的可操作性,另一方面,以需求为中心的架构规划保证了“自上而下的识别和分析、自下而上的设计”过程的封闭和收敛性,解决了企业目标和系统目标在规划层次的一致性。

4 轨道交通企业信息化架构规划

城市轨道交通在国内正处于快速有序的发展阶段,凭借安全、舒适、方便、快捷等优势,轨道交通已成为大城市改善交通结构、构筑立体交通运输网络、解决交通拥挤难题、改善城市环境的最佳方案。对轨道交通的深入分析可知,轨道交通对信息化的要求和依赖程度非常高,在建设、运营和维护等的各个层次,存在众多的应用需求,为在信息化建设中有效地规避风险,保护已有的投资、消除现有应用系统中的信息孤岛等,有必要对轨道交通企业信息化进行总体规划,以提高企业在信息资源共享、信息化应用水平、社会公共服务水平等方面的能力。

按照企业信息化规划的方法和理论,轨道交通企业信息化规划主要的主要内容主要包括以下四方面:

4.1 总体架构

信息化总体框架主要研究企业在信息化规划的目标、范围,是集团战略在信息化视角上扩展。从轨道交通的核心价值和关注点来说,轨道交通信息化总体框架主要包括集团战略和IT规划原则、业务架构、应用架构、信息资源架构、网络基础设施、技术架构、安全体系和相关的组织制度、IT治理及标准等,如图5所示。

图5 轨道交通总体架构的研究内容

集团战略制订网络信息化规划和建设的目标,是企业架构研究的出发点,通过对轨道交通业务的分析,形成相应的业务组件和业务流程,为应用架构和信息资源架构研究提供基础;应用架构研究系统的建设蓝图和远景规划;信息资源架构提出符合轨道交通主题数据库的建设原则、方法和实施路线,同时定义信息资源的相关的支撑体系;网络基础设施围绕应用系统总体框架的需求,研究轨道交通信息网络的基础设施,以满足信息系统建设、实施、运维、服务、信息资源集聚与共享应用拓展的需求。

技术架构定义了各应用系统共性技术要求、包括平台技术及产品、应用系统集成接口技术规范、数据描述规范、可采用的技术方案等方面的研究内容;安全体系研究包含信息系统和信息化系统安全体系建设、运行与维护组织规划,以及现有安全体系的适应性方案等方面的研究;组织制度/IT治理/标准定义了轨道交通网络信息化IT治理团队的组织结构、流程、角色,以及团队发展策略和采用的相关法律法规等。

4.2 业务建模研究

业务建模是以软件模型方式描述企业管理和业务所涉及的对象和要素、以及它们的属性、行为和彼此关系,业务建模强调以体系的方式来理解、设计和构架企业信息系统。业务建模包含业务流程建模、业务组件、业务流程改进等方面的研究。结合轨道交通的实际业务建模,首先需要对轨道交通中主要的业务模块进行研究,从而确定其主要的业务模型,然后按照不同的视角进行分解,形成相应的业务组件,在流程梳理和重组的基础上,整理出主要的业务流程,为应用架构的规划提供基础。从业务模型到业务流程的分析中,业务管理模型贯穿于整个过程,为业务模型进行管控、对业务组件进行演化和管理、对业务流程进行改进,业务建模分析如图6所示。

图6 轨道交通业务建模分析示意

按照上述业务建模方法,可以建立轨道交通主要的业务模型,涉及从集团管理层、业务管理层和业务执行层的各个层次,对应到业务管理的各个环节,从而形成轨道交通的业务架构。

4.3 应用架构分析

应用架构研究支持企业运作所需应用系统框架,可以从应用层次、功能、实现等几个视角进行描述。对轨道交通的应用架构进行分析可知,在应用层次方面,可以分为管理层应用、业务层应用、执行层应用等;在业务功能方面,可以分为综合管理、业务管理、财务应用、人力资源管理、办公系统等;在实现方面,可以分为客户彬服务器(C/S)模式、浏览器/N务器模式(3层架构或者4层架构)等。

对应业务架构的分析过程中,轨道交通应用架构分析如下:

集团管理为适应轨道交通迅速发展、快速应付部变化,发挥企业内部管理和社会公共服务的功能,需要综合协同、决策支持、通用办公、信息技术服务、信息服务等应用系统进行支持;

业务管理为提升业务管理的效率、提供决策支持所需的基础数据,实现业务执行的管控,需要各类业务管理、资产管理、财务管理、人力资源管理等系统;

业务执行为保证轨道交通的运营便捷、运行安全,需要智能化信息子系统提供运行支撑,如业务协调与应急指挥、列车自动控制、电力监控、自动售检票、车站设备监控、视频监控、防灾报警等;

业务支撑层应用为保证应用系统的顺利运行,需要信息资源管理、统一通信、基础IT资源管理为上层的各种应用提供了必要的支撑。

轨道交通应用架构示意如图7所示。

图7 轨道交通应用架构示意图

4.4 应用实施研究

轨道交通的应用架构确定了不同层次的应用系统,涉及到不同类别的应用,如何根据应用的特点,制订相应的实施策略和方案,是企业信息化架构研究的重点之一,也是企业信息化规划落地和实现的基本保障之一。

由轨道交通企业信息化的发展策略、应用架构和应用系统分析可知,从建设视角可将规划的应用系统分为以下四类:

综合业务类系统它是对集团管理层和各大业务管理系统的统称,如集团业务管理系统、各大业务的业务管理系统等。综合业务管理系统可分为二层建设:集团层综合业务系统由信息中心规划建设;各大业务的业务系统由信息中心提供标准和技术规范,由各大业务的管理职能部门建设,并尽可能采用目前正在开发的综合业务平台和综合数据平台的技术框架,保护已有的投资?

专业业务类系统它是指各大业务内的应用系统,如运营计划管理、运营资源管理、维修管理、物流管理等。在建设方面,专业业务系统建议由信息中心结合信息资源架构的规划,制定规范的数据标准,建立应用的接口标准。各大业务结合业务的应用情况,各自建设和维护管理,由集团组织统一验收。

公共应用类系统它是集团和各个业务共同使用的应用系统,如财务管理、信息管理等,对于公共类应用,应坚持统一规划、集中建设的原则,在管理使用上,宜采用“谁主用,谁管理”的原则。

支撑性应用它是指各业务通用的基础软件和工具,如数据库系统、防病毒系统等。支撑性应用建议由信息中心统一规划应用的种类,各个使用部门根据需要,各自建设或购买,并在信息中心备案。


 
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