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摘要：针对航运企业信息化规划的发展现状，通过对SOA架构方法的深入研究，并结合TOGAF方法的优势，提出一种SOA和TOGAF相结合的信息化规划方法，并将此方法应用到航运信息服务企业的信息化规划案例中，给出了该企业信息系统的总体架构。
关键词：信息化规划；SOA；TOGAF；架构；航运
中图分类号：TP31 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.010
0 引言
随着我国航运产业的不断发展，航运市场的不断扩大。各个航运企业为了进一步提高企业的经营效率和利润，都引进并实施了许多信息化管理系统。然而随着各种信息化管理系统在企业中不断的增多，企业的经营和管理效率却并没有得到显著的提升，反而形成了许多信息孤岛和遗留系统的问题，严重浪费了企业的资源。
企业信息化规划是指在企业发展战略目标指导下，在理解企业发展战略目标与业务规划的基础上诊断、分析、评估企业管理和IT现状，优化业务流程，结合所属行业信息化的实践经验和对最新信息技术发展趋势的掌握，提出企业信息化建设的愿景、目标和战略，从而制定企业信息化的架构。通过合理的企业信息化架构可以帮助企业确定各个信息系统的逻辑关系，以及具体信息系统的架构设计、选型和目标实现，从而有效的满足企业可持续发展的需要，大大的提高了企业的综合竞争能力。
1 企业信息化架构简述
企业信息化架构是通过企业的运营模式的实际需求而建立的系统化、标准化的业务流程，并通过信息化平台的设计方法实现了对企业的多角度描述。它是企业实现战略目的有效管理工具，也是企业实现信息化的核心。
它主要涵盖了企业业务架构、企业信息架构、企业应用架构、企业网络基础设施架构、企业信息安全架构、企业信息组织架构等，为信息化建设的实施提供一副完整的蓝图，全面系统地指导企业信息化建设的进程。架构主要由3个框架元素组成：架构、方法论、工具。架构就是蓝图，分层次的蓝图包；方法论就是给出如何实现这些蓝图的方法和计划；工具就是为实现蓝图所使用的工具。架构设计的本身是一个技术复杂的过程，是一个多种方面综合交叉的设计。架构框架理论为这个过程和目标提供了一个系统的指导，同时，通用和科学的总体架构框架理论为横向的行业间的技术交流和规范化提供了可靠的基础。
2 企业信息化规划方法研究
在三十多年前，美国最早提出企业架构标准框架。目前国际上比较流行的框架主要包括：Zachman、TOGAF、SOA、SAM、CSF、BSP、SST、SG、ITGov等。这些架构都服务于企业战略，同时又影响并促进企业战略。企业信息化战略规划通常采用“自上而下”的规划和“自下而上”的实现。
2.1 SOA概述
面向服务的体系结构SOA（Service-OrientedArchitecture）的概念最早由全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner公司在1996年提出。尽管SOA没有一个统一的定义，但是它可以认为是以业务为驱动，面向服务为原则的企业信息化架构方式，它通过业务单元向其他部门、客户、合作伙伴等提供服务，有效的提高了企业业务的灵活性。同时，当业务发生变化时，它也可以快速响应并支撑这种变化，有效保证信息化系统的适用性。
The Open Group给出了如图1所示的SOA参考模型。在SOA的模型中，业务逻辑服务包括了可用于实现业务逻辑的服务和执行业务逻辑的能力；控制服务包括了实现人、信息集成和流程的服务，还有执行这些逻辑集成的能力；连接服务主要通过企业服务总线（ESB-Enterprise Service Bus）实现对分布在各种架构元素的服务连接；业务创新与优化服务重要是对业务系统服务的性能进行监控，依据业务性能变化，及时采取措施用来适应相关市场变化；基础设施服务提供对业务系统中各种基础设施的相关管理服务。
2.2 SOA特点
1）模块化服务
模块化服务就是把业务功能进行分解，并再次打包成模块形式的服务。即可以根据不同的需求将模块功能进行混合和匹配，从而创造出一种全新的组合服务。这种服务最显著的特征就是自包含和自描述。当然，如果不同域之间的模块化服务需要进行对话，那么不同系统连接的安全性将是极其复杂的。
2）服务封装
服务封装就是将服务内部的实现和复杂性进行隐藏，但将其功能进行公开。即服务的内容与自描述特征的接口进行分离。
3）联合控制
联合控制就是将特定的策略和协议将SOA组件、甚至服务域进行彼此交互。再通过契约和服务水平促进流程的一致。由于SOA的设计可能跨越计算机系统或者企业边界，同时intemet协议并不是为可靠性和安全性而进行设计的，所以如何链接伙伴的安全域，包括使用intemet时的安全功能都必须考虑清楚。
4）松耦合
松耦合的特性可以最小化各个应用之间的依赖关系，这样其它交互的应用系统和服务内产生更改就不会影响到SOA服务，从而实现了跨越企业边界的发现和调用服务。但是便捷的同时，这也给业务建模和服务的划分产生了新的难题。
5）分离关注点
将一个复杂的业务操作分解成了多个功能点，然后对各个功能点进行封装，从而形成了多个可以独立操作管理的离散服务即分离关注点。这种特性虽然从一定程度上提高了系统的扩展性和适应性，但是其分离的服务粒度越小、服务越灵活，实现起来也就愈加复杂。
6）共享服务
共享服务就是SOA服务可以由多个用户或者服务从多个位置、多个上下文进行访问。因为SOA服务具有封装性、模块化和松耦合的特征，所以服务可以作为一个构件进行重用或者共享。
但是如果SOA服务中都是由web服务构成的，那么就要重点考虑网络条件的制约。因为所有的而应用都是web化的，这就意味着来自网络中不同的业务模块一起执行业务流程，并通过网络交互实现调用，而在交互中难免出现延迟和丢包，就会造成整个SOA服务的性能低下。同时一些硬件设备诸如交换机、路由器、防火墙等还要定期进行维护升级，以保证SOA服务的正常。 7）集成遗留程序
SOA通过集成遗留程序适配器来促进遗留程序的重用，同时它比起其它一些专用API来说，没有那么复杂和晦涩。
8）支持开放标准
SOA支持例如web服务标准，xml，soap等许多开放的标准。
2.3 TOGAF概述
TOGAF由国际标准权威组织The Open Group制定。The Open Group于1993年开始应客户要求制定系统架构的标准，在1995年发表The Open Group Architecture Framework（TOGAF）架构框架。TOGAF的基础是美国国防部的信息管理技术架构（Technical Architecture for InformationManagement：TAFIM）。它是基于一个迭代（Iterative）的过程模型，支持最佳实践和一套可重用的现有架构资产。它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。主要可以分为三部分：架构开发方法ADM（ArchitectureDevelopment Method）、参考模型和资源库。
其中如图2所示，ADM（Architecture DevelopmentMethod）架构开发方法是以需求为中心的循环流程。它在总体框架和原则的指导下，从架构愿景开始，经过业务架构规划，制定出信息系统架构和技术架构，然后再结合已存在的信息化的基础，给出企业信息化建设的解决方案。
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2所示。由图2可知，在总体框架及原则的前提下，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，然后结合现有信息化基础，给出企业信息化建设或适应性改造的解决方案。（图2）
3 TOGAF与sOA的有效结合
由于ADM架构开发方法的全部流程都可以在SOA中实施落地，所以TOGAF可以全面的结合SOA。在结合的最初阶段，首先通过TOGAF从架构远景出发进而明确业务架构，制定出SOA的愿景架构图。然后在业务架构中通过需求分析得出相应的企业流程模型，并形成业务组件化架构图。再通过组件问的关联关系找到业务的接口和服务，并结合关联关系传递的数据形成业务数据模型，最后就产生了明确的服务定义。
在进行服务定义时，可以并行对信息系统架构和技术架构进行定义。完成定义后，在根据定义发现机会找到相应的解决方案，最终形成SOA的实施计划或迁移规划。在实施中，主要采取分阶段的迭代策略并进行相应的分析和优先级的确定。依据前面所定义的标准化和政策，SOA治理在整个生命周期中都显得极其重要。（图3）
4 航运企业信息化架构的规划分析
国内某大型航运企业由于企业规模大，人员多，管理流程复杂，并且涉及海外公司的相关业务、数据管理，因此使用的信息管理系统种类繁多。对其进行有效的信息资源规划，必须在企业的发展远景和总体框架下进行，同时还要兼顾的考虑企业中各个业务系统的整合以及重用，才能最大限度的为企业节省资金，提高信息系统的利用效率，从而实现企业的管理能力和利润的提升。
首先根据TOGAF-ADM方法，为企业的业务架构、应用架构、信息资源（数据）架构、技术架构等进行相应的规划和制定。
其次，在SOA服务模型的前提下，依据企业的实际情况，制定出企业的总体架构，如图4所示。然后利用ESB（EnterpriseService Bus）企业服务总线模式完成SOA的相应设计。（图4）
4.1 业务架构
在业务架构阶段，主要考虑将企业的业务目标转换为可操作的业务组件模型。如图5所示，在该航运企业的业务架构中，首先从企业的业务主线和管理级别两个方面对这个企业的整体战略目标分解。从而获得了各个业务组件，在依据实际的需要，对业务组件进行多层次多次分解，最终形成了易于应用和实施的航运业务组件模型。（图5）
4.2 应用架构
应用架构阶段的主要任务就是依据企业的业务模型，将企业的业务转化为面向应用服务的系统功能，同时把各个系统之间和其它系统的关系、分布模式、接口定义、数据流向等描述清楚。如图6所示是该航运企业的应用架构。该架构通过ESB实现了各系统之间标准化接口和协议的交互，根本上完成了对企业业务的全面支撑。（图6）
4.3 数据架构
数据架构如图7所示，主要描述了数据的分类、定义、存储、管理以及企业信息模块与模型、企业数据管理与维护的策略和原则。从而阐述了整个企业的数据资源与信息流结构。在该航运企业中，由于下属下企业和机构繁多，每种系统面向不同的数据，因此每种系统分别有各自不同的数据库。在这些数据的基础上，各企业的应用可以进行相应的数据查询、数据分析与挖掘工作。SOA通过调用不同的系统应用实现数据的集中管理。（图7）
4.4 技术架构
技术架构中详细描述和定义了企业信息化的原则、标准、技术选择等诸多重要的技术要素。如图8所示，该航运企业的技术标准、设计和应用、技术选型、系统架构等已通过前期规划的原则、政策、技术领域等进行了确定。从而确保了企业信息化建设与实际需求的一致性，也为企业信息化建设提供了技术依据。
5 结论
本文通过对企业信息化架构SOA和TOGAF的研究，提出了一种SOA与TOGAF相结合的架构方法，并将此方法应用到某大型航运企业的信息化规划方案中。通过实践证明，这种方法可以有效整合航运企业中的各个应用服务，为航运信息化建设提供了一套完善可行的规划方案，并进一步提高了航运企业信息化的管理水平。
关键词：信息化规划；SOA；TOGAF；架构；航运
中图分类号：TP31 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.010
0 引言
随着我国航运产业的不断发展，航运市场的不断扩大。各个航运企业为了进一步提高企业的经营效率和利润，都引进并实施了许多信息化管理系统。然而随着各种信息化管理系统在企业中不断的增多，企业的经营和管理效率却并没有得到显著的提升，反而形成了许多信息孤岛和遗留系统的问题，严重浪费了企业的资源。
企业信息化规划是指在企业发展战略目标指导下，在理解企业发展战略目标与业务规划的基础上诊断、分析、评估企业管理和IT现状，优化业务流程，结合所属行业信息化的实践经验和对最新信息技术发展趋势的掌握，提出企业信息化建设的愿景、目标和战略，从而制定企业信息化的架构。通过合理的企业信息化架构可以帮助企业确定各个信息系统的逻辑关系，以及具体信息系统的架构设计、选型和目标实现，从而有效的满足企业可持续发展的需要，大大的提高了企业的综合竞争能力。
1 企业信息化架构简述
企业信息化架构是通过企业的运营模式的实际需求而建立的系统化、标准化的业务流程，并通过信息化平台的设计方法实现了对企业的多角度描述。它是企业实现战略目的有效管理工具，也是企业实现信息化的核心。
它主要涵盖了企业业务架构、企业信息架构、企业应用架构、企业网络基础设施架构、企业信息安全架构、企业信息组织架构等，为信息化建设的实施提供一副完整的蓝图，全面系统地指导企业信息化建设的进程。架构主要由3个框架元素组成：架构、方法论、工具。架构就是蓝图，分层次的蓝图包；方法论就是给出如何实现这些蓝图的方法和计划；工具就是为实现蓝图所使用的工具。架构设计的本身是一个技术复杂的过程，是一个多种方面综合交叉的设计。架构框架理论为这个过程和目标提供了一个系统的指导，同时，通用和科学的总体架构框架理论为横向的行业间的技术交流和规范化提供了可靠的基础。
2 企业信息化规划方法研究
在三十多年前，美国最早提出企业架构标准框架。目前国际上比较流行的框架主要包括：Zachman、TOGAF、SOA、SAM、CSF、BSP、SST、SG、ITGov等。这些架构都服务于企业战略，同时又影响并促进企业战略。企业信息化战略规划通常采用“自上而下”的规划和“自下而上”的实现。
2.1 SOA概述
面向服务的体系结构SOA（Service-OrientedArchitecture）的概念最早由全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner公司在1996年提出。尽管SOA没有一个统一的定义，但是它可以认为是以业务为驱动，面向服务为原则的企业信息化架构方式，它通过业务单元向其他部门、客户、合作伙伴等提供服务，有效的提高了企业业务的灵活性。同时，当业务发生变化时，它也可以快速响应并支撑这种变化，有效保证信息化系统的适用性。
The Open Group给出了如图1所示的SOA参考模型。在SOA的模型中，业务逻辑服务包括了可用于实现业务逻辑的服务和执行业务逻辑的能力；控制服务包括了实现人、信息集成和流程的服务，还有执行这些逻辑集成的能力；连接服务主要通过企业服务总线（ESB-Enterprise Service Bus）实现对分布在各种架构元素的服务连接；业务创新与优化服务重要是对业务系统服务的性能进行监控，依据业务性能变化，及时采取措施用来适应相关市场变化；基础设施服务提供对业务系统中各种基础设施的相关管理服务。
2.2 SOA特点
1）模块化服务
模块化服务就是把业务功能进行分解，并再次打包成模块形式的服务。即可以根据不同的需求将模块功能进行混合和匹配，从而创造出一种全新的组合服务。这种服务最显著的特征就是自包含和自描述。当然，如果不同域之间的模块化服务需要进行对话，那么不同系统连接的安全性将是极其复杂的。
2）服务封装
服务封装就是将服务内部的实现和复杂性进行隐藏，但将其功能进行公开。即服务的内容与自描述特征的接口进行分离。
3）联合控制
联合控制就是将特定的策略和协议将SOA组件、甚至服务域进行彼此交互。再通过契约和服务水平促进流程的一致。由于SOA的设计可能跨越计算机系统或者企业边界，同时intemet协议并不是为可靠性和安全性而进行设计的，所以如何链接伙伴的安全域，包括使用intemet时的安全功能都必须考虑清楚。
4）松耦合
松耦合的特性可以最小化各个应用之间的依赖关系，这样其它交互的应用系统和服务内产生更改就不会影响到SOA服务，从而实现了跨越企业边界的发现和调用服务。但是便捷的同时，这也给业务建模和服务的划分产生了新的难题。
5）分离关注点
将一个复杂的业务操作分解成了多个功能点，然后对各个功能点进行封装，从而形成了多个可以独立操作管理的离散服务即分离关注点。这种特性虽然从一定程度上提高了系统的扩展性和适应性，但是其分离的服务粒度越小、服务越灵活，实现起来也就愈加复杂。
6）共享服务
共享服务就是SOA服务可以由多个用户或者服务从多个位置、多个上下文进行访问。因为SOA服务具有封装性、模块化和松耦合的特征，所以服务可以作为一个构件进行重用或者共享。
但是如果SOA服务中都是由web服务构成的，那么就要重点考虑网络条件的制约。因为所有的而应用都是web化的，这就意味着来自网络中不同的业务模块一起执行业务流程，并通过网络交互实现调用，而在交互中难免出现延迟和丢包，就会造成整个SOA服务的性能低下。同时一些硬件设备诸如交换机、路由器、防火墙等还要定期进行维护升级，以保证SOA服务的正常。 7）集成遗留程序
SOA通过集成遗留程序适配器来促进遗留程序的重用，同时它比起其它一些专用API来说，没有那么复杂和晦涩。
8）支持开放标准
SOA支持例如web服务标准，xml，soap等许多开放的标准。
2.3 TOGAF概述
TOGAF由国际标准权威组织The Open Group制定。The Open Group于1993年开始应客户要求制定系统架构的标准，在1995年发表The Open Group Architecture Framework（TOGAF）架构框架。TOGAF的基础是美国国防部的信息管理技术架构（Technical Architecture for InformationManagement：TAFIM）。它是基于一个迭代（Iterative）的过程模型，支持最佳实践和一套可重用的现有架构资产。它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。主要可以分为三部分：架构开发方法ADM（ArchitectureDevelopment Method）、参考模型和资源库。
其中如图2所示，ADM（Architecture DevelopmentMethod）架构开发方法是以需求为中心的循环流程。它在总体框架和原则的指导下，从架构愿景开始，经过业务架构规划，制定出信息系统架构和技术架构，然后再结合已存在的信息化的基础，给出企业信息化建设的解决方案。
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2所示。由图2可知，在总体框架及原则的前提下，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，然后结合现有信息化基础，给出企业信息化建设或适应性改造的解决方案。（图2）
3 TOGAF与sOA的有效结合
由于ADM架构开发方法的全部流程都可以在SOA中实施落地，所以TOGAF可以全面的结合SOA。在结合的最初阶段，首先通过TOGAF从架构远景出发进而明确业务架构，制定出SOA的愿景架构图。然后在业务架构中通过需求分析得出相应的企业流程模型，并形成业务组件化架构图。再通过组件问的关联关系找到业务的接口和服务，并结合关联关系传递的数据形成业务数据模型，最后就产生了明确的服务定义。
在进行服务定义时，可以并行对信息系统架构和技术架构进行定义。完成定义后，在根据定义发现机会找到相应的解决方案，最终形成SOA的实施计划或迁移规划。在实施中，主要采取分阶段的迭代策略并进行相应的分析和优先级的确定。依据前面所定义的标准化和政策，SOA治理在整个生命周期中都显得极其重要。（图3）
4 航运企业信息化架构的规划分析
国内某大型航运企业由于企业规模大，人员多，管理流程复杂，并且涉及海外公司的相关业务、数据管理，因此使用的信息管理系统种类繁多。对其进行有效的信息资源规划，必须在企业的发展远景和总体框架下进行，同时还要兼顾的考虑企业中各个业务系统的整合以及重用，才能最大限度的为企业节省资金，提高信息系统的利用效率，从而实现企业的管理能力和利润的提升。
首先根据TOGAF-ADM方法，为企业的业务架构、应用架构、信息资源（数据）架构、技术架构等进行相应的规划和制定。
其次，在SOA服务模型的前提下，依据企业的实际情况，制定出企业的总体架构，如图4所示。然后利用ESB（EnterpriseService Bus）企业服务总线模式完成SOA的相应设计。（图4）
4.1 业务架构
在业务架构阶段，主要考虑将企业的业务目标转换为可操作的业务组件模型。如图5所示，在该航运企业的业务架构中，首先从企业的业务主线和管理级别两个方面对这个企业的整体战略目标分解。从而获得了各个业务组件，在依据实际的需要，对业务组件进行多层次多次分解，最终形成了易于应用和实施的航运业务组件模型。（图5）
4.2 应用架构
应用架构阶段的主要任务就是依据企业的业务模型，将企业的业务转化为面向应用服务的系统功能，同时把各个系统之间和其它系统的关系、分布模式、接口定义、数据流向等描述清楚。如图6所示是该航运企业的应用架构。该架构通过ESB实现了各系统之间标准化接口和协议的交互，根本上完成了对企业业务的全面支撑。（图6）
4.3 数据架构
数据架构如图7所示，主要描述了数据的分类、定义、存储、管理以及企业信息模块与模型、企业数据管理与维护的策略和原则。从而阐述了整个企业的数据资源与信息流结构。在该航运企业中，由于下属下企业和机构繁多，每种系统面向不同的数据，因此每种系统分别有各自不同的数据库。在这些数据的基础上，各企业的应用可以进行相应的数据查询、数据分析与挖掘工作。SOA通过调用不同的系统应用实现数据的集中管理。（图7）
4.4 技术架构
技术架构中详细描述和定义了企业信息化的原则、标准、技术选择等诸多重要的技术要素。如图8所示，该航运企业的技术标准、设计和应用、技术选型、系统架构等已通过前期规划的原则、政策、技术领域等进行了确定。从而确保了企业信息化建设与实际需求的一致性，也为企业信息化建设提供了技术依据。
5 结论
本文通过对企业信息化架构SOA和TOGAF的研究，提出了一种SOA与TOGAF相结合的架构方法，并将此方法应用到某大型航运企业的信息化规划方案中。通过实践证明，这种方法可以有效整合航运企业中的各个应用服务，为航运信息化建设提供了一套完善可行的规划方案，并进一步提高了航运企业信息化的管理水平。