天津港数据环境建设

 

天津港数据环境建设

信息资源规划提升港口数据环境 BY ERPPOINT 2005

 

摘要：

本文概述了天津港信息资源规划项目的实施情况和基于信息资源规划的港口信息化建设思路，着重阐述了信息资源规划对港口数据环境建设的深远影响。

关键词：

信息资源管理（IRM）、数据环境（Data Environment）、信息工程（IE）、港口物流、

 

 

 注释：本文完成于2005年。

 

 

正文：

 

I.   信息资源规划概述

所谓信息资源规划是指企业对生产经营所需要的信息，从采集，处理，传输到利用的全面规划。

信息资源规划的基本内容包括：调查分析信息需求和数据流；　　制定信息资源管理基础标准；建立生产经营主系统的功能模型；　　建立生产经营主系统的数据模型；建立生产经营主系统的系统体系结构模型。

信息资源管理基础标准是指不同范围（政府部门-行业-企业）的信息资源管理（Information Resource Management ,IRM）所必须遵循的最基本的标准，这些标准的建立，需要科学的理论指导，集成已有的成果，进行扎实细致的工作，并且是一个不断改进修订的过程。

功能模型、数据模型和体系结构模型构成了信息系统的框架，是在大量的分析综合工作基础上完成的。是按照面向对象信息工程（OOIE）的方法，由部门领导、信息负责人（CIO）和系统分析人员共同从整体上构思和把握的信息网络/信息系统框架。其中功能模型是系统的功能结构框架，数据模型是系统的数据结构框架，体系结构模型是系统的功能和数据关联结构框架。

 

II.            天津港业务系统信息资源规划项目简介

 

企业信息化建设一般都会遇到两类问题：一类是"系统整合"（Integration）问题（多年来分散开发或引进的信息系统，形成了许多信息孤岛，缺乏共享的、网络化的信息资源）；另一类是"系统重建"（Reengineering）问题（原有信息系统陈旧落后需要重建）。按照企业信息化经典阶段模型"诺兰模型"，天津港的信息化建设正处于"控制"向"集成"迈进的阶段。如图所示这正是进行信息资源规划的有利时机。而信息资源规划整体解决方案，就是为了突出信息资源开发利用在信息化建设中的核心地位，有效地解决信息化建设的"系统整合"问题和"系统重建"问题，指导港口信息化建设。

 

 

图一：从诺兰模型看信息资源规划的时机

 

天津港抓住时机，引进了信息资源规划整体解决方案。2003年6月， 天津港业务系统信息资源规划项目正式启动。工程历时两个月，于2003年8月圆满完成。

本次信息资源规划的目的是：在优化港口生产业务流程的同时做好数据流分析和数据标准化，建立天津港生产系统的功能模型、数据模型和体系结构模型，用以指导、控制和协调集成化、网络化的港口新一代生产经营管理信息系统的建设。

 

本次规划涉及的职能域包括：局生产调度、局货运管理、局货源、局集装箱、局煤炭与焦炭、局费收、公司生产调度七大职能域。涉及的局内单位主要有：码头装卸公司、后方堆场（散货、集装箱等）、引航站、轮驳公司、燃供、业务处及相关处室；涉及的局外单位：海关、船代公司（包括局内船代）、货主码头、港监、货代等；涉及到的人员从局领导，中层管理人员到基层业务人员总计上百人。是一项涉及面广，规模较大的系统工程。

 

本次规划的成果，主要包括与上述职能域相对应的八大子系统的相关文档。其中包括各子系统的功能模型，数据模型，体系结构模型。并建立的全港统一的信息资源管理基础标准。这些标准和模型的建立，为港口信息系统集成，建成全港统一信息平台，开发集成化、网络化的港口生产信息系统和电子商务应用系统奠定基础。从而进一步提升港口数据环境。

     表1，信息资源规划成果统计表

信息分类编码成果统计：

A类编码对象14，B类编码对象37，C类编码对象70，共121个。

类别词10个，基本词20个。

数据项 1005个，数据元素593个。

 

III.      重建港口数据环境

 

   在全港重点职能域信息资源规划的基础上改造、优化、重建高档次数据环境，建立全港统一的信息资源管理基础标准，建成全港统一信息平台是港口信息化基础建设的重要内容。

数据环境(Data Environment)是信息工程中为了解决数据处理危机问题而提出的重要概念。信息工程(Information Engineering)是美国管理与信息技术专家詹姆斯.马丁(James Martin)在20世纪80年代提出的一整套建立"计算机化企业"的理论和方法。信息工程的基本原理包括三方面：1）数据位于信息系统的中心。2）数据结构是稳定的，处理是多变的。3）最终用户必须真正参加开发工作。

信息工程是信息资源规划的部分理论基础。数据环境重建，也是信息资源规划项目的主要目的之一。

信息工程认为存在四类数据环境。

第一类数据环境：数据文件（Data Files）,是指为每个或大多数应用设计分散的数据文件，它们的结构往往是直接采用户单证报表的结构。

第二类数据环境：应用数据库（Application Data Bases），设计人员利用数据库管理系统(DBMS)建立了一些分散的数据文件。

第三类数据环境：主题数据库（Subject Data Bases）。独立于应用的信息资源。

第四类数据环境：数据仓库(Data Warehouse)。是面向主题的(Subject_Oriented)、集成的(Integrated)、稳定的(Nonvolatile)、时变的(Time_Variant)数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程。

以数据文件或应用数据库为主体的数据环境，是低档次的数据环境。一个现代化管理水平较高的企业，应该具有第三类和第四类的数据环境，这是高档次的数据环境，能保证高效率、高质量的利用信息资源。

主题数据库与企业中的各种业务主题相关，而不是和具体的应用程序相关。主题数据库具有四项基本特征：

1）面向业务主题（而不是面向单证报表）。

2）信息共享（而不是信息私有或部门私有）。

3）一次一处输入系统（而不是多次多处输入系统）。

4）由基本表组成。

主题数据库是一种集约化的高档次的数据环境，当一系列这种数据库建好以后，他们就构成企业独立于应用的信息资源。

目前，我国大多数企业的数据环境还是由应用数据库构成的低档次的数据环境。高档次的数据环境因该是由主题数据库和数据仓库构成的数据环境。高档次数据环境的建立，为企业数据的深入加工和辅助决策分析提供了有力的支持。数据仓库实际上是主题数据库的自然延伸，是主题数据库的进一步深加工。因此，企业数据环境改造重建的工作重点，是将以有的数据库改造提升为主题数据库。

数据化环境重建，是信息化的基础性工作之一。通过信息资源规划项目，天津港已经建立起来各自业务子系统的数据模型。也就是建立了主题数据库的框架。数据建模过程是从用户视图到主题数据库，从数据流程图到E-R图，从数据实体到基本表的研发过程。

数据模型的建立，使港口数据环境的提升成为可能，然而数据环境的重建却是一个"爬陡坡"的过程。这是因为主题数据库环境的重建是相当复杂的。首先，需要按照数据模型中各库表的标准进行数据库的逻辑设计和物理设计。其次，数据库应用界面的编程要让业务人员按照习惯的格式录入与维护数据，其中代码类数据项的录入一般要从编码库中选择。这就是说，数据环境建设需要结合应用开发进行，其工作量相当大，需要业务人员的紧密配合与积极参与。

天津港信息资源规划项目的圆满成功以及港口生产调度系统的正式运行标志着天津港已经进入了一个高档次数据环境建设的新时期。各种标准、模型的建立，将会使天津港数据环境达到"主题数据库"水平。并逐步走向"数据仓库"、"数字化港口"。消除"信息孤岛"，建造"信息大陆"！

 

IV.            天津港业务系统信息资源规意义

 

1）         建立了天津港信息资源管理基础标准。

没有标准化就没有信息化。天津港信息资源管理基础标准包括：数据元素标准、信息分类编码标准、用户视图标准、概念数据库标准、逻辑数据库标准。这些标准都具体的体现在数据模型之中，而且在后续的数据库建设和应用开发中处处用到。

信息资源管理标准是信息资源开发和利用的最基本标准，是构筑企业信息大厦的基石。严格贯彻信息资源基础标准，构建全港统一的信息平台。才能使天津港在一定的标准规范下进行信息化建设。从而避免了"自立门户"的混乱开发，造成巨大的人力，物力和财力的浪费，形成一个又一个的"信息孤岛"。

 

2)  建立业务系统的功能模型、数据模型、体系结构模型

  天津港业务系统信息资源规划项目按照面向信息工程的方法，由部门领导、信息负责人和系统分析人员共同从整体上构思和把握了业务信息系统的框架。

功能模型是系统的功能结构框架，在各个子系统中，采用"子系统-功能模块-程序模块"的结构，满足了各层次业务人员和管理人员的功能需求。

图二：生产调度子系统功能模型（示意图）

数据模型是系统的数据结构框架，是严格贯彻数据规范化理论以及信息资源管理基础标准建立的，在数据模型的基础上建立的天津港业务主题数据库，数据独立于具体应用，达到集团内外的数据共享，数据环境得到的较大提升。信息资源的开发和利用水平得到了前所未有的提高。

体系结构模型是系统的功能和数据关联结构框架。用C/U矩阵来表示。体系结构模型的建立，为决定共享数据库的创建和使用责任、进行数据分布分析和制定系统开发计划提供了科学依据。

功能模型、数据模型、体系结构模型的建立，为天津港业务系统信息化建设描绘了一个蓝图。建立全港统一的信息平台，提升港口的数据环境，在信息资源规划的基础之上，进行计算机网络工程、数据库工程、应用软件工程。

3） 信息资源规划指导应用系统开发，提升数据环境

2004年4月，基于信息资源规划的天津港生产调度系统正式运行，该系统实质上是对原有生产调度系统的重建与提升。

首先，在数据库设计阶段，参照生产调度系统数据模型，严格贯彻天津港信息资源管理基础标准（特别是信息分类编码标准），在业务人员积极配合下，建立主题数据库，提升数据环境。比如在生产调度系统中，存在的主题数据库包括：船舶信息、动态信息、作业信息等等。这些主题数据库在局内外单位（包括船代、作业公司、港监、海关、引航站等）之间共享。另一方面，这些主题数据库独立于具体的生产调度系统，被其他的应用系统，包括货运、集装箱、费收、煤炭等业务系统共用，使这些数据真正成为港口的信息资源。

其次，港口生产调度业务大体上包括:作业计划、调度值班、调度统计三项内容，而原有系统只存在作业计划、调度值班两项内容，而对于调度统计内容基本上没有涉及。多年的使用证明，原有系统可以满足港口生产调度的基本要求，但欠缺多层次的数据分析与统计功能。在基于信息资源规划的生产系统重建过程中，对众多的核心数据项进行了代码化设计，贯彻实施信息分类编码标准；另外，在数据库设计中采用符合主题数据库设计标准的数据库规范化方法。使得重建后的生产业务主题数据库的信息规范并且全面，为调度统计分析的实现奠定基础。目前，生产调度系统的所有报表，比如停时报表，吞吐量报表、泊位运用信息等都是通过存储在主题数据库中的基础数据生成。并提供综合查询功能，基本上满足了基层业务人员、中层管理人员、高层决策人员的数据需求。

最后，在生产系统运行的过程中进行的信息资源管理。高档次的数据环境，需要采用信息资源管理的手段来维持。否则就会引起数据环境的退化。天津港组织业务人员和计算机人员，对现有数据环境进行专门的管理和维护。成立信息分类编码管理小组，对港口的各种信息分类编码进行严格管理并制定信息分类编码管理程序。比如，天津港业务系统的货类代码采用交通部部标。在使用过程中，为了满足业务需要，我们对货类代码进行扩充，当船代公司，或者作业公司提出新增货物种类时，需要向业务处提出纸面申请，然后业务人员和计算机人员共同决定是否应该新增货物种类，并决定如何分类、如何处理。最后记录新增编码的时间、处理人、处理办法等相关信息并备案管理。信息分类编码管理的流程如图三所示。

图三：天津港信息分类编码管理流程

   高质量的信息资源管理以及信息分类编码的标准化，使天津港上下左右的信息流得到疏通。信息流动更加流畅，各应用之间通信更加容易。在本次系统重建中，信息分类编码标准的制定，尽可能的遵照交通部的标准。这样就使天津港与交通部之间的数据关系高度一致，在这种前提下，我们通过存储在主题数据库中的生产数据，很自然的生成了交通部需要的所有生产数据。并自动生成数据包上传交通部。更根本上解放了数据上报录入人员的繁琐工作。使他们投入到更有意义的业务工作中。这都是信息标准化的结果。

4）信息资源规划引航港口信息化（请修改）

  天津港信息化建设"十五" 发展规划是，完成天津港生产经营主系统信息资源规划,建设好天津港信息资源库，形成主要业务信息需求为主线的企业信息资源开发利用体系结构。改造、完善天津港主要生产业务的几大系统，形成适应件杂货、散货、集装箱业务处理需要的统一模式、代码、标准、规范的生产经营系统，实现天津港全面集成化的管理信息系统。

天津港信息化建设重点工程是：在全港重点职能域信息资源规划的基础上改造、优化、重建高档次数据环境，建立全港统一的信息资源管理基础标准，建成全港统一信息平台，在该信息平台之上开发全港生产调度信息系统、货运信息系统、集装箱信息系统、数据仓库-决策信息查询系统，逐步整合全港应用系统，建成集成化网络化的港口管理信息系统。实现港口信息化的跨越式发展。

 

 

结论（请修改）

 

重建高档次数据环境，建立全港统一的信息资源管理基础标准，建立全港统一信息平台，信息资源规划起到了不可估量的作用。

信息资源规划为港口信息化建设描绘了一个蓝图，指导港口信息化建设标准化的步伐，为天津港的信息化建设指明了目标。帮助天津港向着信息化、自动化、网络化、智能化的"数字化港口"迈进。