面向服务架构(SOA)在电力行业中的应用
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[摘要]本文针对当前电力行业的发展形势、发展历程及信息化应用现状,介绍了面向服务架构(soa)的基本内涵、特点以及其在电力行业的应用优势和现状,阐述了SOA在电力行业的主要研究内容,并对SOA在领域内的发展前景进行了展望和估计。
[关键词]电力行业 信息化 面向服务架构
电力企业的信息化工作经过几年的发展,已经初具规模,营销信息系统、生产管理信息系统、人事系统、物资系统、财务系统等等各个专业的管理软件都在不断地开发应用,企业在信息化建设上面的投资也在不断加大。但是,电力企业的信息化工作仍然停留在不断开发、不断淘汰的状态,各类应用大都停留在本专业范围内,各个地区的信息系统开发不均衡,各个专业不协调,没有真正发挥决策辅助作用,仍然存在诸多问题。
一、SOA与电力行业的发展形势
1. 电力行业发展形势
电力企业信息化经过几十年的发展,产品已经涉及电网调度、能量管理、配电自动化、企业管理、营销管理等多个方面。虽然电力系统的信息化建设已经有了一定的规模,但是由于这些信息系统是在不同时期、不同软件开发商分别完成的、又归不同电力企业或业务部门使用,导致各部门网络资源无法充分共用,形成大量分散异构的“信息孤岛”, 很大程度上限制了电力行业信息化的应用和电力事业的发展。
电力企业信息集成的实现技术在业务需求与技术的双重驱动下经历了点对点的集成模式、企业消息总线或中间件集成(即EAI)模式、基于分布式通讯技术的企业应用集成模式三个阶段的演变。应用系统之间的互操作通过点对点的函数调用来实现。当只有少量系统需要集成时可以快速实现,但如果一个EIS发生改变就会打破与它有关的应用集成,而且每个EIS都要求有足够多的整合点来支持更多的系统集成,即有n个互相集成的EIS,就需要n(n一1)/2个不同的整合点 。通过面向消息的中间件(MOM)来实现应用系统之间的数据互操作,成为一个集中业务处理的平台,称为EAI(企业应用集成),它基于消息总线/或者中间件。基于CORBA、DCOM 和RMI等分布式通讯技术的企业应用集成,虽则可以实现一些复杂的应用集成,也取得了较大的收益,但在Web环境中,它们的体系架构并不适合扩展到Web上,由于传输、数据定义、访问模型等机制均不一样,各自的应用不是很容易互连互通,同时缺乏一种普遍的方法进行描述和定位,故直接集成的难度较大,因此整体上还存在一定的局限性。
2. SOA的国内外发展现状
据最新调查显示,目前IBM占全球SOA市场份额的64%,远远领先于其他提供商。从整体上分析,主流厂商所提出的SOA实施方法及应用案例多集中在金融、银行、医疗、卫生等领域。国际上SOA标准整体上缺乏统一,这些规范及标准仅在各个标准化协会或企业内形成初步的体系,而且不同组织的规范及标准间存在重复甚至冲突的现象。国际上统一的SOA标准体系短时间内还没有成型。
我国SOA起步比国际晚,但发展迅速。各个行业用户经历了近几年的概念宣贯,部分CIO已经能较准确地理解SOA的内涵,并开始着手实施。从2005年至今,SOA已经逐渐成为影响中国IT系统构建的主导思想,众多国内基础平台厂商、应用软件厂商及系统集成商纷纷推出了基于SOA的软件产品及行业解决方案。2006年,基于SOA的产品及建设方法已逐步在我国金融、电信、烟草、钢铁制造、电子政务、医疗卫生、军事等行业或领域的信息化建设中得到越来越广泛的应用,成为解决当前各行业信息化中普遍面临的信息资源共享难、信息孤岛严重、IT系统之间难以协作等难题的有效途径 。
二、SOA基本内涵
1. SOA 定义
面向服务的体系结构(SOA)是指为了解决网络环境下业务集成的需要,通过连接能够完成特定任务的独立功能实体的一种系统架构。它是一个组件模型,将应用系统的不同功能实体(称为服务)通过定义联系起来,从而使得开发人员能够调用服务的功能来快速便捷地构造企业所需业务系统。从S0A的定义中,我们看到两点:SOA不是一种语言,也不是一种具体的技术,更不是一种产品,而是一种软件系统架构;服务是整个SOA实现的核心。
2. SOA的核心和特点
(1)服务的重用。服务的可重用性显著地降低了企业应用系统开发的成本。为了实现可重用性,服务只工作在特定处理过程的上下文中,独立于底层实现和客户需求的变更。
(2)服务的互操作。在SOA中,通过服务之间既定的通信协议进行互操作。主要有同步和异步两种通信机制。SOA提供服务的互操作特性更利于其在多个场合被重用。
(3)服务是自治的功能实体。服务是由组件组成的组合模块,是自包含和模块化的。SOA非常强调架构中提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。SOA架构中非常强调功能实体自我管理和恢复能力。常见的用来进行自我恢复的技术,比如事务处理,消息队列,冗余部署和集群系统在SOA中都起到至关重要的作用。
(4)服务之间的松耦合。在基于SOA架构的系统中,具体应用系统的功能是由一些松耦合并且具有中立接口定义的服务组合构建起来的。松耦合系统的好处有两点,一点是它的灵活性;另一点是,当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时,它能够继续存在。
(5)服务是位置透明的。服务是针对业务需求设计的,要想真正实现业务与服务的分离,就必须使得服务的设计和部署对用户来说是完全透明的。也就是说,用户完全不必知道响应自己需求的服务的位置,甚至不必知道具体是哪个服务参与了响应。
3. SOA的优势
电力企业信息化中的“信息孤岛”问题,迫切需要一种有效的、新的集成方法来克服传统的信息系统集成的缺点。而SOA的特点刚好满足此方面的需要。
SOA不同于现有的分布式技术之处在于大多数软件商接受它并有可以实现SOA的平台或应用程序 。SOA伴随着无处不在的标准,为企业的现有资产或投资带来了更好的重用性。它能够在最新的和现有的应用之上创建应用,能够使客户或服务消费者免予服务实现的改变所带来的影响,能够升级单个服务或服务消费者而无须重写整个应用,也无须保留已经不再适用于新需求的现有系统。总而言之,SOA以借助现有的应用来组合产生新服务的敏捷方式,提供给企业更好的灵活性来构建应用程序和业务流程,如图1所示。
SOA业务流程是由一系列业务服务组成的,可以更轻松地创建、修改和管理它来满足不同时期的需要,其优势主要体现在如下几个方面:
(1)利用现有的资产;
(2)更易于集成和管理复杂性;
(3)更快地整合现实;
(4)减少成本和增加重用。
三、SOA在电力行业的研究与应用
采用SOA架构进行电力系统间现有信息系统集成应按照以下步骤执行(如图2所示):提取各个应用信息系统中需要对外暴露的功能模块(这些功能模块通常都是一些能够清晰完整地表现其业务价值的软件实体),将这些功能模块表现为服务组件的形式,定义服务的描述信息、服务的接口以及调用服务所需要的定位信息等;将软件实体的概念模型转换成实际的服务模型;将已实现的服务到服务注册中心,供其他服务消费者进行查找和绑定;绑定和调用服务,将各个应用信息系统集成起来,实现企业应用在功能层面的集成。
从电力行业自身来说,早在上世纪90年代初,美国EPRI就开始研究CCAPI(控制中心应用程序接口),试图解决EMS系统高级应用的可插拔问题,项目的研究成果成为后来IEC 61970标准的原型。而IEC 61968标准则是IEC 61970在配网与管理信息系统领域的扩展。IEC系列标准的制订可以看作电力行业在推进信息共享和应用软件共享上所作的努力,与SOA的理念不谋而合。IEC61970标准旨在通过统一的数据模型和统一的接口规范将不同的开发商,不同的系统、不同的应用整合在一起,实现EMS应用的“即插即拔”。IEC61970标准所针对的是EMS系统间的组件标准化,目标是实现状态估计、调度员潮流等应用与电网参数,电网拓扑模型、实时数据之间的松耦合。
随着越来越多的电网企业选择实施ERP进行系统建设,ERP产品的提供商为电网企业提供了包含数据集成、流程集成、门户集成等手段的整体解决方案。这些解决方案将IT行业的最新技术与理念融合在一起,实现了电网企业ERP应用的集成。但是仅仅实现ERP应用的集成,或者仅仅是实现EMS/DMS组件化已远远不能满足电网企业信息化发展的需求。ERP系统与EMS系统作为同一对象不同维度的管理者,两系统之间数据与流程集成的需求将越来越高。建立一个基于SOA理念的企业级集成服务总线,建设一个容纳多种技术层次,多种应用层次,贯通EMS与ERP应用的集成平台成为电网企业IT发展的必然趋势。
四、SOA在电力领域的前景展望
基于SOA的电力信息化实践的关键任务是电网企业的公共服务构建。例如,开发并部署统一编码服务,开发并部署统一模型服务,开发并部署数据访问服务,开发并部署可视化展示服务,等等。此外,还包括对现有系统的SOA服务封装,例如,对ERP系统进行服务封装,对EMS提供的数据和服务进行进一步的封装[14]。
SOA并不只是一种技术,还是一个业务概念,尤其是对集约化多部门的大企业而言,SOA强调的是应用的可重复利用,强调的是业务的横向融合,这需要整体的企业文化与之相适配。实现SOA技术架构的道路同时是实现管理扁平化的道路。对电网企业来讲,SOA所能给予的不仅是一个整合后的实时应用系统,一个集实时应用、资产管理、电网规划为一体的系统,更是一个将投资、规划、建设、运行、维护等业务有机融合的体系。这个融合体系所体现的效率是我们推行SOA架构的源泉动力。因此,可是说,SOA在电力行业以及其他众多行业前景必将拥有极好的发展前景。
参考文献:
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