基于数据仓库的装备保障数据管理系统模型建设

0 引言
　　随着大量信息化装备列装部队，围绕装备全寿命过程的保障数据日趋增加，繁冗的数据体系，给管理决策增加了难度。当前，装备部门按照各自的业务职能，在各个环节分别建立了相应的信息管理系统，如装备储备管理系统、装备使用管理系统、维修计划管理信息系统等。虽然各类应用系统能够满足相应业务部门需求，但各类数据库或文件系统是分散的、独立的子系统，时效性差，共享困难，无法从统一的角度为领导层的全局分析提供及时、准确的综合信息[1]。本文提出构建装备保障数据仓库的思路与方法，将装备保障数据及信息进行汇总，按照决策需求，以数据仓库的形式进行重新组织和存储，建设综合性的服务系统。通过使用UML用例图，对系统整体需求进行分析，为装备保障数据仓库的构建提供模型基础。
　　1 装备保障数据仓库框架模型构建
　　结构框架是构建装备保障数据仓库最基本问题，其主要目的是研究装备保障数据仓库的静态结构，利用合适的方法来描述装备保障数据仓库系统的结构框架与功能的实现。
　　1.1 装备保障数据仓库的总体设计方法 数据系统的设计方法通常有两种，一是依据需求构建的系统开发生命周期（System Development Life Cycle，SDLC）方法，这种方法以需求为驱动，由上层领导提出具体需求，通过设计人员加以实现；二是依据在已有数据构建的数据仓库环境下的系统开发生命周期（Cycle Life Development System，CLDS）方法[2]，这种方法以数据为驱动，通过原有的业务系统与数据，设计上层数据系统。在分析型环境中构建装备保障数据仓库，上层分析需求不能像底层业务需求准确给出，存在不确定性，这就使得在构建装备保障数据仓库过程中，要使用CLDS的设计方法，从数据开始，结束于需求，将需求分析的过程贯穿在整个设计过程中，整体流程如图1所示。
　　整体流程中，始终伴随着需求理解，并逐步完善体系构架。从数据源获取的信息经过数据获取与集成，进入数据仓库中心数据库，通过DSS（Decision Support System）决策支持系统应用编程，使得数据仓库实现辅助决策功能。在系统测试阶段，对系统进行整体测试，并以反馈需求的方式，进行系统的更改和完善。
　　1.2 装备保障数据仓库的体系结构模型设计 装备保障数据仓库的建设，一方面要实现数据的集成，另一方面要实现对上层领导的决策支持，这就要求该仓库应具有良好的可扩展性和灵活性，能够适应复杂多变的需求。装备保障数据仓库主要以目前运行的业务系统为基础，包含从装备设计生产到使用退役的全寿命过程的数据内容[3]。这些数据分布于异构的数据平台，数据不易集成。我们尽可能地以最基本、最不可分割、最基础的可复用组件的方法来收集和储存数据，只有这样，才能高效地利用数据实现上层领导的管理决策。装备保障数据仓库的体系结构建立在传统的业务系统数据库之上，将这些数据以统一的格式，集成、存储在一起，向后通过数据分析技术，最终向各类用户提供包括辅助决策在内的各类服务。装备保障数据仓库体系结构模型如图2所示。
　　现有业务系统数据库是装备保障数据仓库的数据源，从各种数据源开始，通过数据管理与建模工具，对数据进行抽取、转换、装载，在元数据的同一规范下，各类数据按照不同的粒度需求，整合存储在中心数据库之中。根据用户需求的不同，建立各类数据集市，以满足不同业务部门的高效使用。中心数据库与数据集市通过OLAP（On-Line Analytical Processing）在线联机分析处理、数据挖掘等多种方式，对数据进行加工处理，最终满足不同用户对数据的需求。
　　2 装备保障数据仓库功能模型构建
　　功能建模是为了进一步细化和描述装备保障数据仓库功能的组成和逻辑关系，体现系统的实际需求，为装备保障数据仓库设计和实现提供支持[4]。这里主要采用UML用例图的建模方法对系统功能需求进行描述。如图3所示， “管理功能需求”、“控制功能需求”、“接口功能需求”四个层次的划分，从不同的侧面反映了数据仓库所应具备的功能需求[5]。根据实际使用情况，将装备保障数据仓库得功能需求进一步细化，其中“管理功能需求”分为“装备数据管理”、“用户管理”两部分；“控制功能需求”分为“项目运行控制”和“用户访问控制”两部分；“接口功能需求”包含“数据接口管理”和“外部系统接入”。
　2.1 管理功能需求建模
　　2.1.1 用户管理 用户是数据仓库的使用者和操作者，用户管理主要是进行用户及相关信息的创建和维护，如图4所示。
　　在装备保障数据仓库中，参与者主要包括系统管理人员，上层决策人员、中层业务人员、基层保障人员。系统管理人员负责系统软硬件维护，根据用户需求实现系统功能；中层业务人员是系统的主要操作者，并配合系统管理人员保障系统的功能实现与日常维护；上层决策人员与基层保障人员是装备保障数据的主要使用者，前者侧重数据的辅助决策作用，后者注重数据对于保障活动的指导作用。主要用例包括：
　　①“创建用户”，对用户进行新建、修改、保存等操作。
　　②“编辑用户信息”，定义和修改用户的基本信息（如用户姓名、职务、所属部门等）。
　　③“信息上报”，用户对自身信息进行上报，完善系统用户信息。
　　④“用户分类”，按照用户所属类型的不同进行分类，以区别数据获取权限等。
　　⑤“用户权限管理”，为用户设置权限，使用户具备不同的操作内容，如读、写、修改、删除等。
　　2.1.2 保障数据管理 装备保障数据是数据仓库的核心内容，良好的模型的构建，有利于数据的便捷维护与高效利用。管理装备保障数据，构建数据创建、使用、维护活动模型如图5所示。
　　其参与者为中层业务人员与基层保障人员，中层业务人员负责装备保障数据的整体收集、维护，基础保障人员对权限内装备保障数据进行上报、查询。此外系统管理员配合中层业务人员，确保需求功能实现。主要用例包括：
　　①“增加装备保障数据” 、“删除装备保障数据”、“更改装备保障数据”，系统管理人员在中层业务人员的配 合下，实现装备保障数据的增加。
　　②“数据查询”，可以按照给定的关键词来检索所需要的综合保障数据或系统数据。
　　③“数据上报”，基层保障人员在实际操作过程中，对错误数据的修正以及对新数据的添加。
　　2.2 控制功能
　　2.2.1 项目运行控制 系统控制功能伴随项目运行而产生，用户控制功能的实现，必须建立在项目运行的前提下。项目由中层业务人员创建，在实时跟踪的同时将现实情况及时向上层反馈，如图6所示。
　　其参与者为中层业务人员，同时需要基层保障人员与上层决策人员的配合，主要用例包括：
　　①“项目运行”，项目运行是项目控制的前提，各项控制活动，总是依托项目运行展开。
　　②“项目创建”，最基本的项目运行活动，由中层业务人员参与，创建项目。
　　③“实施跟踪”，主要根据相应的条件和规则来确定业务活动所处状态（准备、运行、结束、错误等），为控制活动提供依据。
　　④“反馈上层”，通过项目运行数据实现对上层决策的支持。
　　⑤ “决策交互”是对“反馈上层”的扩展，支撑“反馈上层”活动。
　　⑥“信息填报”，用户对自身信息进行上报，完善系统用户信息。
　　2.2.2 用户访问控制 装备保障数据仓库由于其业务活动的特殊性，必须严格控制访问，用户访问不仅与用户的身份和权限有关，还涉及相关的软件工具和业务活动，如图7所示。
　　其参与者为中层业务人员与系统管理人员，主要用例包括：
　　①“项目运行”，项目运行是用户访问控制的前提，对用户身份的验证、外部系统接入及业务系统的检查，伴随项目运行展开。
　　②“登陆控制”，主要检查用户是否注册、是否分配了相应的权限，以决定其是否能执行相应的操作。
　　③“外部系统接入”，主要检查外部系统接入数据仓库的情况，并根据授予权限的区别，实现不同数据内容的传输。
　　④“上层决策系统接入”，上层决策系统的权限与数据需求都存在差别，根据上层决策的实际数据需求，形成不容的系统接入与数据传输。
　　“登陆控制”、“外部系统接入控制”、“上层决策系统接入控制”都与“接入控制”形成泛化关系。
　　2.3 接口功能 当一些相对独立的现有或遗留软件应用系统需要与装备保障数据仓库进行交互时，通过项目运行，配合相关功能，实现外部系统管理与数据接口管理，如图8所示。
　　其参与者为系统管理员，主要用例包括：
　　①“项目运行”，系统、数据的接入围绕项目运行活动展开。
　　②“信息采集”，以采集信息为中心，通过基础数据上报，原始数据过滤、加载，实现系统与数据的接入。
　　③“基础数据上报”，基层保障人员将实际保障过程中产生的数据上报，充实中心数据库。
　　④“原始数据过滤加载”，将繁冗异构的原始数据，通过数据转换，具备统一标准，以完成数据的交换与共享。
　　⑤“决策信息交互”，当决策有数据需求或决策信息需要发布时，通过“决策信息”交互实现数据传输。
　　3 结论
　　本文描述了基于数据仓库技术构建装备保障数据管理系统的总体构架，并将系统的相关需求以UML用例图的形式给出。装备保障数据仓库在完成数据存储功能的同时，形成了全方位的保障数据服务体系，是我军装备管理工作发展的必然。在服务基层装备保障、支持业务工作的同时，装备保障数据仓库会对有效辅助领导层决策，大大提高装备综合保障能力，为提升我军装备保障水平发挥重要作用。
　　参考文献：
　　[1]吴小勇.基于数据仓库的装备体系数据建模方法[J].计算机工程，2006，36（1）：76-78.
　　[2]张云涛，龚玲.商业智能设计部署与实现[M].北京：电子工业出版社，2004.
　　[3]单志伟，等.装备综合保障工程[M].北京：国防工业出版社，2007.
　　[4]马刚，王延章.数据仓库及其设计规范化[J].大连理工大学学报，2001，41（5）：626-630.
　　[5]杨军.装备综合保障数据环境建模与控制研究[D].石家庄：军械工程学院，2010.