摘 要： 構(gòu)建了一種基于網(wǎng)格技術(shù)對(duì)企業(yè)（行業(yè)）資源進(jìn)行協(xié)同管理的平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，對(duì)面向企業(yè)資源的協(xié)同工作網(wǎng)格進(jìn)行了定義，并對(duì)在這些資源協(xié)同管理中所設(shè)計(jì)的子網(wǎng)格之間進(jìn)行協(xié)同工作的模式進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞： 網(wǎng)格 協(xié)同管理 行業(yè)資源
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨于國(guó)際化、企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)趨于全球化的今天，我國(guó)企業(yè)所面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大。目前這些競(jìng)爭(zhēng)壓力全由各個(gè)企業(yè)單獨(dú)承擔(dān)。而以一個(gè)企業(yè)的能力來(lái)與別國(guó)的一個(gè)行業(yè)的企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，必定處于弱勢(shì)。所以，只有各個(gè)行業(yè)的主要企業(yè)之間通力合作，形成業(yè)務(wù)關(guān)系緊密、經(jīng)濟(jì)利益相連的行業(yè)聯(lián)盟，共享本行業(yè)聯(lián)盟中各個(gè)企業(yè)的資源，實(shí)現(xiàn)行業(yè)資源的協(xié)同管理和充分利用，以本行業(yè)的綜合實(shí)力去迎接國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)，才可能在世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中獲得勝利。因此，本文提出了一種行業(yè)資源協(xié)同管理模式，期望在此模式的指導(dǎo)下，行業(yè)聯(lián)盟中各企業(yè)能夠更好地共享資源，從而提高整個(gè)行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
1 企（行）業(yè)資源協(xié)同管理現(xiàn)狀
目前，企業(yè)資源管理中比較先進(jìn)的理論是基于全生命周期管理的管理思想，例如產(chǎn)品全生命周期管理、客戶全生命周期管理等。這些理論都是建立在企業(yè)內(nèi)部的一個(gè)二維平面上，使用的是一些傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，如ERP、PDM、CRM、SCM和第二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。這些技術(shù)在管理單個(gè)企業(yè)的資源時(shí)都存在很多明顯的缺陷，例如資源共享困難、數(shù)據(jù)查找不便、信息利用率低下等。
雖然目前一些先進(jìn)的企業(yè)應(yīng)用集成（EAI）平臺(tái)和技術(shù)不斷被推出，可用以解決企業(yè)內(nèi)部不同系統(tǒng)之間的信息共享和資源優(yōu)化等問(wèn)題，但是，以目前的EAI技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)行業(yè)的所有資源的協(xié)同管理和綜合利用是根本不可能的。如果使用目前的萬(wàn)維網(wǎng)技術(shù)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)內(nèi)各個(gè)企業(yè)資源的聯(lián)網(wǎng)和共享，但資源的使用和查找會(huì)存在很大的缺陷，因?yàn)槟壳暗娜f(wàn)維網(wǎng)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上資源的利用率不到總數(shù)的1%。電子商務(wù)、虛擬企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)化制造等技術(shù)促進(jìn)了企業(yè)信息化的發(fā)展。雖然虛擬企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)企業(yè)間的資源優(yōu)化，試圖通過(guò)網(wǎng)絡(luò)解決企業(yè)間的信息交換和共享問(wèn)題，但由于沒(méi)有一個(gè)高效、標(biāo)準(zhǔn)化的信息服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，使企業(yè)間資源優(yōu)化共享的目的很難實(shí)現(xiàn)。
為了克服傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和目前的企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)及萬(wàn)維網(wǎng)技術(shù)在資源管理、資源共享、資源利用等方面的缺陷，本文提出了以第三代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——網(wǎng)格（Grid）來(lái)建立行業(yè)聯(lián)盟中各種資源的協(xié)同管理平臺(tái)的思想，即通過(guò)使用網(wǎng)格技術(shù)組建的資源綜合管理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)行業(yè)資源的全生命周期進(jìn)行管理，達(dá)到各個(gè)聯(lián)盟企業(yè)對(duì)行業(yè)資源的充分綜合利用，從而提高整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2 網(wǎng)格的定義及企（行）業(yè)資源協(xié)同管理網(wǎng)格體系的構(gòu)建
2.1 網(wǎng)格定義[1]
所謂網(wǎng)格技術(shù)就是將各種計(jì)算機(jī)資源連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的資源共享。其本質(zhì)是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，從而提供更多的資源。
由于網(wǎng)格是一種新技術(shù)，因此具有新技術(shù)的二個(gè)基本特征：(1)不同的群體用不同的名詞來(lái)稱謂；(2)網(wǎng)格的精確含義和內(nèi)容還沒(méi)有固定，還在不斷變化。因此，這里主要是針對(duì)行業(yè)資源協(xié)同管理的特點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的協(xié)同管理網(wǎng)格。
網(wǎng)格技術(shù)本身具有以下五個(gè)主要特點(diǎn)：
(1)網(wǎng)格是建立在因特網(wǎng)和Web基礎(chǔ)上的，將能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層面上的互聯(lián)互通，即用戶使用層面上的互聯(lián)互通。
(2)網(wǎng)格可以實(shí)現(xiàn)全面的資源共享。
(3)網(wǎng)格采用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此網(wǎng)格可以使接入設(shè)備像電話一樣方便。
(4)網(wǎng)格的應(yīng)用會(huì)改變計(jì)算平臺(tái)，帶動(dòng)網(wǎng)絡(luò)界面發(fā)展，從而導(dǎo)致大量的新產(chǎn)品和各種利用該技術(shù)提供的服務(wù)的新模式出現(xiàn)，包括新的技術(shù)模式和商業(yè)模式。
(5)基于國(guó)際開放的標(biāo)準(zhǔn)，必將帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)，而這種發(fā)展，使出現(xiàn)壟斷的概率降低。
2.2 企（行）業(yè)資源協(xié)同管理網(wǎng)格體系的構(gòu)建
在當(dāng)今信息技術(shù)高速發(fā)展及新信息不斷出現(xiàn)的情況下，對(duì)于各個(gè)行業(yè)而言，如何更好地處理這些數(shù)據(jù)信息，并將其處理結(jié)果及時(shí)準(zhǔn)確地提供給行業(yè)中屬于本行業(yè)聯(lián)盟的各個(gè)相關(guān)企業(yè)，這就要一些新技術(shù)的支持。結(jié)合企業(yè)信息化發(fā)展的需要以及目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，可以利用網(wǎng)格技術(shù)來(lái)對(duì)在行業(yè)聯(lián)盟中出現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及對(duì)行業(yè)資源進(jìn)行協(xié)同管理，以提高整個(gè)行業(yè)聯(lián)盟核心競(jìng)爭(zhēng)力。
雖然各個(gè)行業(yè)存在不同的特點(diǎn)，在具體網(wǎng)格的劃分上存在差異，但其也不失一般性?？梢詫㈥P(guān)于行業(yè)資源的網(wǎng)格歸為三個(gè)基本網(wǎng)格：數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格、信息網(wǎng)格和服務(wù)網(wǎng)格。行業(yè)資源可以根據(jù)目前行業(yè)資源的共性將其分為實(shí)體資源、技術(shù)資源、客戶資源、服務(wù)資源，再結(jié)合全生命周期管理的思想，得到如圖1所示的面向行業(yè)資源協(xié)同管理的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。
下面對(duì)資源維中的各個(gè)資源進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
①實(shí)體資源：包括人員、廠房、辦公大樓、設(shè)備、儀器和產(chǎn)品等。②技術(shù)資源：主要包括本行業(yè)中的信息、知識(shí)、技術(shù)（專利技術(shù)）等。③服務(wù)資源：服務(wù)資源是行業(yè)聯(lián)盟為所有聯(lián)盟企業(yè)及其客戶提供的服務(wù)，不僅聯(lián)盟企業(yè)可以利用這些服務(wù)資源，企業(yè)的客戶也可以利用這些資源為自己服務(wù)。
對(duì)于網(wǎng)格維中的各個(gè)子網(wǎng)格的界定和劃分可以按照以下原則進(jìn)行：
(1)數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格。眾所周知，在一個(gè)行業(yè)聯(lián)盟內(nèi)部，各個(gè)企業(yè)都擁有自己的專用數(shù)據(jù)庫(kù)或者數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)雖然在企業(yè)內(nèi)部能夠被共享，數(shù)據(jù)信息能夠順暢地從一個(gè)部門交流到另一個(gè)部門，但是對(duì)整個(gè)行業(yè)而言，這些數(shù)據(jù)可能是不可見的。這樣，即使在一個(gè)行業(yè)中有豐富的數(shù)據(jù)信息，如果這些數(shù)據(jù)信息不能在整個(gè)行業(yè)內(nèi)部進(jìn)行交流，則這些數(shù)據(jù)信息也不能發(fā)揮它們真正的效用?；谶@個(gè)原因，需要建立一個(gè)行業(yè)層面上的數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格，集成多種異構(gòu)、分布式的數(shù)據(jù)源，例如不同企業(yè)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)源等，進(jìn)而為海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、處理與融合提供基礎(chǔ)框架[2]。數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格的建立，對(duì)于整個(gè)行業(yè)資源而言，就有了一個(gè)能夠?qū)φ麄€(gè)行業(yè)的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理的數(shù)據(jù)平臺(tái)，從而能從行業(yè)的角度上對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合利用，為整個(gè)行業(yè)聯(lián)盟中的各個(gè)企業(yè)所用，以發(fā)揮這些數(shù)據(jù)信息的最大效用。
(2)信息網(wǎng)格。在建立了數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格后，整個(gè)行業(yè)資源的數(shù)據(jù)信息都能夠被集成起來(lái)。為了能對(duì)整個(gè)行業(yè)聯(lián)盟中的企業(yè)提供有用的信息服務(wù)，就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息加以分析整理。因此，應(yīng)該建立一個(gè)能對(duì)那些來(lái)自于數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理的信息網(wǎng)格，并且通過(guò)信息網(wǎng)格，將各企業(yè)所需的信息提供給服務(wù)網(wǎng)格。信息網(wǎng)格除了具有對(duì)來(lái)自于數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的能力外，還應(yīng)該具有根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行一定預(yù)測(cè)分析的能力[4]。既然是對(duì)一個(gè)行業(yè)的資源進(jìn)行綜合的整合利用，必然要在行業(yè)的層面上對(duì)行業(yè)的整體運(yùn)作進(jìn)行一定的預(yù)測(cè)，從而使得在行業(yè)內(nèi)部根據(jù)這種預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行資源的合理優(yōu)化配置。在行業(yè)與行業(yè)之間，也可以根據(jù)一定的預(yù)測(cè)結(jié)果使本行業(yè)能夠更好地與其他行業(yè)協(xié)同工作。
(3)服務(wù)網(wǎng)格。服務(wù)網(wǎng)格根據(jù)由信息網(wǎng)格處理的信息結(jié)果提供該系統(tǒng)所支持的各種服務(wù)，同時(shí)對(duì)屬于本行業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)提供服務(wù)。它所提供的功能大多是單個(gè)企業(yè)內(nèi)部子系統(tǒng)無(wú)法完成的工作，如低壓電器的安全認(rèn)證管理，其中包括安全認(rèn)證的申請(qǐng)、測(cè)試和查詢等工作，這些在網(wǎng)格的基礎(chǔ)上可快速有效地實(shí)現(xiàn)。再如基于行業(yè)的新產(chǎn)品的開發(fā)，使不同組織的人員可以協(xié)同工作和交互信息，并且可以根據(jù)各個(gè)企業(yè)不同的需要，提供個(gè)性化的服務(wù)，建立不同的服務(wù)訪問(wèn)接口，為屬于本行業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)提供量身定制的服務(wù)。此外，面向本行業(yè)與其他行業(yè)之間的交互行為所提供的服務(wù)問(wèn)題，因?yàn)樵谛畔⒕W(wǎng)格中，能夠根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息對(duì)本行業(yè)的整體運(yùn)行作出一定的預(yù)測(cè)分析，所以可能存在一個(gè)與其他行業(yè)相互協(xié)調(diào)工作的要求。為了滿足這一要求，要在服務(wù)網(wǎng)格中建立能與其他行業(yè)交互數(shù)據(jù)信息的服務(wù)接口。例如，低壓電器行業(yè)與電力行業(yè)有著極其密切的關(guān)系，根據(jù)對(duì)電力制造行業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)整體發(fā)展的預(yù)測(cè)，以及本行業(yè)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，確定出對(duì)整個(gè)行業(yè)的指導(dǎo)性預(yù)測(cè)，從而使得行業(yè)能夠更加穩(wěn)定地發(fā)展。
引入生命周期維的目的在于作為一個(gè)適用于行業(yè)資源的原型系統(tǒng)，在開發(fā)設(shè)計(jì)以及實(shí)施時(shí)必須考慮到生命周期。對(duì)一個(gè)行業(yè)而言，因?yàn)槠渲兴木唧w的業(yè)務(wù)需求復(fù)雜多樣，針對(duì)每一種業(yè)務(wù)需求而進(jìn)行的開發(fā)設(shè)計(jì)工作的具體階段也將不盡相同?？紤]到一般性，將這里的生命周期簡(jiǎn)單地確定為三個(gè)階段：定義、設(shè)計(jì)和實(shí)施。在定義階段，應(yīng)該包括從項(xiàng)目確定到需求分析的最后確定之間的各個(gè)小階段。設(shè)計(jì)階段應(yīng)包括總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等具體的小階段。而具體的開發(fā)工作和最終的實(shí)施應(yīng)屬于實(shí)施階段。同時(shí)需要注意，傳統(tǒng)的開發(fā)生命周期中應(yīng)該包括實(shí)施后的維護(hù)過(guò)程。但是，一般來(lái)說(shuō)在這一階段又會(huì)有新的需求出現(xiàn)，并且考慮到生命周期應(yīng)該是一個(gè)螺旋式的前進(jìn)過(guò)程，同時(shí)網(wǎng)格系統(tǒng)應(yīng)該具有一定的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，在實(shí)施階段以后，如果系統(tǒng)需要改進(jìn)，則應(yīng)該視為一個(gè)新的需求過(guò)程的開始。
3 子網(wǎng)格之間的協(xié)同模式探討
在實(shí)現(xiàn)行業(yè)聯(lián)盟中各種資源的協(xié)同管理、充分共享和綜合利用的過(guò)程中，有很多課題需要研究，很多問(wèn)題需要解決。其中不僅包括企業(yè)內(nèi)部的資源，還包括本行業(yè)的共同資源；不僅包括各種資源的綜合管理技術(shù)問(wèn)題，還包括資源的利用效率問(wèn)題。
根據(jù)以上對(duì)網(wǎng)格的劃分以及網(wǎng)格體系的構(gòu)建，為了使網(wǎng)格技術(shù)對(duì)行業(yè)資源進(jìn)行很好的協(xié)同管理，滿足行業(yè)資源整合利用的目的，要將各個(gè)子網(wǎng)格協(xié)同起來(lái)形成一個(gè)可以協(xié)同工作的平臺(tái)。不同子網(wǎng)格之間的協(xié)同工作平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2中的構(gòu)造資源主要指分布式異構(gòu)資源，如不同的服務(wù)器系統(tǒng)以及相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)等。
在系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建中，要開發(fā)規(guī)范的協(xié)同管理模塊，通過(guò)該模塊的集中統(tǒng)一控制，使得整個(gè)平臺(tái)于系統(tǒng)及服務(wù)網(wǎng)格、信息網(wǎng)格、數(shù)據(jù)網(wǎng)格和底層設(shè)備的各個(gè)子系統(tǒng)符合統(tǒng)一的規(guī)范，利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的互通、互聯(lián)和互操作，進(jìn)而在管理控制平臺(tái)的統(tǒng)一控制、協(xié)調(diào)下發(fā)揮出該平臺(tái)的最優(yōu)化效用。
系統(tǒng)協(xié)同管理模塊對(duì)整個(gè)網(wǎng)格體系中的各個(gè)子網(wǎng)格之間的協(xié)同工作起到約束和維護(hù)的作用，保證各個(gè)子網(wǎng)格在開發(fā)及運(yùn)行時(shí)可以協(xié)同一致，使相鄰的子網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)接口很好地連接上下二層網(wǎng)格，達(dá)到信息傳遞流暢的目的。同時(shí)，系統(tǒng)協(xié)同管理模塊還要對(duì)各個(gè)子網(wǎng)格的不同組成部分進(jìn)行一定的約束管理，以保證各個(gè)組成部分對(duì)整個(gè)體系的穩(wěn)定性要求。
對(duì)于在系統(tǒng)平臺(tái)中各個(gè)網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，本文采用現(xiàn)在國(guó)際上已經(jīng)得到公認(rèn)的Globus的網(wǎng)格計(jì)算協(xié)議。由于該協(xié)議分為五層：構(gòu)造層、連接層、資源層、匯集層和應(yīng)用層，所以，與本文提出的平臺(tái)體系相對(duì)應(yīng)。其具體的對(duì)應(yīng)層次關(guān)系如圖3所示。
采用Globus協(xié)議的目的為：一是使用該協(xié)議族中的協(xié)議，可以保證所開發(fā)的平臺(tái)有一定的普遍適應(yīng)性，可以滿足不同網(wǎng)格環(huán)境下的需要；二是使用該協(xié)議還可以達(dá)到與其他平臺(tái)進(jìn)行互連互通的目的，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)的集成。
基于以上架構(gòu)的具體工作流程模式如圖4所示。
用戶提出任務(wù)請(qǐng)求后，通過(guò)內(nèi)部的應(yīng)用程序和服務(wù)網(wǎng)格，將用戶請(qǐng)求進(jìn)行初步處理。如果為無(wú)效請(qǐng)求，則通知用戶重新發(fā)送任務(wù)請(qǐng)求。若任務(wù)請(qǐng)求有效，則由服務(wù)網(wǎng)格將該請(qǐng)求傳遞到信息網(wǎng)格/數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格。首先在數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)部尋找是否可以對(duì)該請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，如果可以處理，則將任務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行處理并回送處理結(jié)果到用戶端；如果在處理過(guò)程中超時(shí)，則要通知用戶重發(fā)任務(wù)請(qǐng)求，經(jīng)過(guò)在數(shù)據(jù)與計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)對(duì)該任務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行匹配，構(gòu)造資源/公共網(wǎng)絡(luò)接口層將該任務(wù)請(qǐng)求信息發(fā)送到外部信息系統(tǒng)，在外部信息系統(tǒng)處理該請(qǐng)求后，將處理結(jié)果通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)接口層和中心網(wǎng)格傳遞到用戶端。這樣，即可完成對(duì)用戶任務(wù)請(qǐng)求的處理響應(yīng)。
4 總結(jié)與展望
本文簡(jiǎn)單介紹了基于網(wǎng)格技術(shù)的行業(yè)資源協(xié)同管理平臺(tái)的構(gòu)成及工作模式，利用網(wǎng)格技術(shù)對(duì)行業(yè)資源進(jìn)行整合利用將會(huì)使行業(yè)資源得到很好的協(xié)同管理，有助于打破現(xiàn)有的信息壁壘，使行業(yè)中的信息資源得到共享和有效的利用。網(wǎng)格技術(shù)是一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，同時(shí)也是面向行業(yè)資源協(xié)同管理平臺(tái)體系的主要支撐技術(shù)，對(duì)于網(wǎng)格技術(shù)及其應(yīng)用的深入研究，將是今后進(jìn)一步工作的重點(diǎn)。
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4 徐志偉，李院林，游贛梅.織女星信息網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)研究. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2002；39（8）
5 張綱，李曉林.基于角色的信息網(wǎng)格訪問(wèn)控制的研究.計(jì)算機(jī) 研究與發(fā)展，2002；39（8）