智能管理決策門戶體系結(jié)構(gòu)研究

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0 引 言

隨著信息技術(shù)的廣泛使用，企業(yè)積累的數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長(zhǎng)。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)不是集中在一個(gè)地方，而是分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)（從廣義上講是Intenlet，狹義上講是Intranet），并且隨著數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)，人們共享、使用這些數(shù)據(jù)的難度也逐步變大，文中暫且稱這種現(xiàn)象為“數(shù)據(jù)云現(xiàn)象”。數(shù)據(jù)云現(xiàn)象使得企業(yè)積累的數(shù)據(jù)成了不可丟棄的垃圾，可事實(shí)上，用戶尤其是企業(yè)決策者在越來(lái)越復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理中必須以更高的頻率、更多樣化的形式動(dòng)態(tài)地共享、交換、處理更大量的數(shù)據(jù)，將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策者需要的知識(shí)，并根據(jù)這些知識(shí)做出更準(zhǔn)確的決策。這就給企業(yè)提出了一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)：如何實(shí)現(xiàn)高頻、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多形式的交互和數(shù)據(jù)共享，如何把海量的數(shù)據(jù)變成企業(yè)可用的知識(shí)，從而運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)為企業(yè)造就更大的收益？這是當(dāng)今時(shí)代每個(gè)信息專家和決策者都必須回答的間題。針對(duì)這兩大問(wèn)題，提出一種有效的解決方案——智能管理決策門戶。

1 智能管理決策門戶的概念

智能管理決策門戶是將企業(yè)信息門戶（Enterprise Information Portal，EIP）和商業(yè)智能（Busines Inteligence，BI）兩種解決方案無(wú)縫集成在一起的新型企業(yè)管理決策高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)。為了更好地理解智能管理決策門戶，首先了解一下企業(yè)信息門戶和商業(yè)智能的概念。

1.1 企業(yè)信息門戶

企業(yè)信息門戶是一套基于Web的應(yīng)用系統(tǒng)，它將企業(yè)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)集成到一個(gè)信息平臺(tái)上，并提供一個(gè)單一的訪問(wèn)人口，以統(tǒng)一的界面提供給用戶，使企業(yè)可以快速建立企業(yè)對(duì)企業(yè)、企業(yè)對(duì)員工以及員工對(duì)員工的信息通道;使企業(yè)能夠以統(tǒng)一的方式提供企業(yè)內(nèi)部和外部的各種信息，使企業(yè)員工、客戶、供應(yīng)商和合作伙伴能夠通過(guò)單一渠道訪問(wèn)各自所需要的個(gè)性化信息。企業(yè)信息門戶統(tǒng)一了企業(yè)內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)，信息的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、處理、交換和使用等環(huán)節(jié)，使其更加的規(guī)范化、流程化、科學(xué)化。企業(yè)信息門戶主要定位在員工/用戶和管理乃業(yè)務(wù)之間的交互協(xié)同，為企業(yè)內(nèi)外信息共享提供相關(guān)的、方便易用的手段和工具。企業(yè)信息門戶是促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的一個(gè)成功的解決方案。

1.2 商業(yè)智能

商業(yè)智能的概念最早是由Gartner Group于1996年提出來(lái)的。當(dāng)時(shí)將商業(yè)智能定義為一類由數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（或數(shù)據(jù)集市）、查詢報(bào)表、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等部分組成的、以幫助企業(yè)決策為目的的技術(shù)及其應(yīng)用。如今對(duì)于商業(yè)智能還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的概念，筆者認(rèn)為商業(yè)智能是幫助企業(yè)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)，并以通俗易懂的形式展現(xiàn)出來(lái)供決策者參考，從而提高決策能力和運(yùn)營(yíng)能力的概念、模型、過(guò)程以及工具的集合。它目前主要運(yùn)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（Data Warehouse，DW）、聯(lián)機(jī)分析處理（On-Line Analytical Processing，OLAP）和數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining，DM）技術(shù)來(lái)處理和分析商業(yè)數(shù)據(jù)。商業(yè)智能不能簡(jiǎn)單地說(shuō)是一種技術(shù)，準(zhǔn)確地說(shuō)它是一種解決方案。它將海量數(shù)據(jù)快速有效地整合、挖掘和提煉，轉(zhuǎn)化為知識(shí)供決策者進(jìn)行商業(yè)分析和決策。并且它可以較好地處理以前的種種系統(tǒng)所不能處理或者不能很好地處理的非線性問(wèn)題，輔助用戶解決工作中所遇到的不確定性問(wèn)題，進(jìn)而幫助和改善管理決策，提高企業(yè)的生存能力。

1.3 智能管理決策門戶

“智能管理決策門戶”中的“管理決策”是指?jìng)鹘y(tǒng)的企業(yè)管理、輔助決策系統(tǒng)，“門戶”是指企業(yè)信息門戶?！爸悄芄芾頉Q策門戶”即采用企業(yè)信息門戶技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)管理決策系統(tǒng)，將企業(yè)信息門戶與商業(yè)智能進(jìn)行無(wú)縫集成的整體解決方案。

傳統(tǒng)的管理決策系統(tǒng)都是基于BI技術(shù)和C/S結(jié)構(gòu)的，是desktop類型的應(yīng)用系統(tǒng)。這種應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行速度通常會(huì)比較快，能夠很好地處理非線性問(wèn)題，將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為企業(yè)可以利用的知識(shí)。企業(yè)信息門戶是基于Web的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，它的開(kāi)放性、擴(kuò)展性、互通性極好，對(duì)數(shù)據(jù)源沒(méi)有特定的要求，所使用的數(shù)據(jù)可以來(lái)自任何地方，表現(xiàn)形式可以為數(shù)字、符號(hào)、圖形、圖像、聲音等多種形式，并且用戶可以輕松地將多個(gè)系統(tǒng)集成到一起。源自企業(yè)信息門戶技術(shù)和商業(yè)智能技術(shù)的智能管理決策門戶自然地繼承了二者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也在很大程度上克服了二者的缺點(diǎn)。通過(guò)智能管理決策門戶，門戶能夠以Web頁(yè)的形式方便快速地獲取信息，將信息傳遞到公司員工、合作伙伴和供應(yīng)商面前；企業(yè)信息門戶能夠跟蹤、整理和傳送各種龐雜的信息，根據(jù)業(yè)務(wù)需求和職務(wù)特點(diǎn)從互聯(lián)網(wǎng)中導(dǎo)入、過(guò)濾內(nèi)容，依靠底層所提供的數(shù)據(jù)處理、加工、分析、挖掘等服務(wù)將其轉(zhuǎn)化為企業(yè)可以運(yùn)用的知識(shí)。這些優(yōu)勢(shì)很好地解決了決策者之間多樣化的共享數(shù)據(jù)、進(jìn)行實(shí)時(shí)交互等需求。通過(guò)引入兩級(jí)知識(shí)庫(kù)、知識(shí)預(yù)生成和替換機(jī)制，本系統(tǒng)也較好地解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，這就從整體上很好地解決了文中開(kāi)始提出的兩大難題。

2 智能管理決策門戶的體系結(jié)構(gòu)

為了下文描述方便，將智能管理決策門戶的結(jié)構(gòu)記為B/S/S（Browser/Application Server/Data Server）結(jié)構(gòu)。有的學(xué)者稱其為三層C/S結(jié)構(gòu)，還有的稱其為混合結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)采用分層方式。

2.1 智能管理決策門戶的體系結(jié)構(gòu)

智能管理決策門戶體系結(jié)構(gòu)中的B指的是瀏覽器，它負(fù)責(zé)最終頁(yè)面的顯示，以Web頁(yè)面的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。該層是用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的接口，用戶的所有操作都在這里進(jìn)行。客戶端為瘦客戶端，不進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、執(zhí)行復(fù)雜的商業(yè)規(guī)則及連接其它應(yīng)用程序等操作，但可以為系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)和反饋信息。由于Web頁(yè)面本身的表現(xiàn)形式多種多樣，可以為文字、圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻、符號(hào)等，這樣就為用戶的交互、數(shù)據(jù)的展示、共享等提供了多樣化的手段。第一個(gè)S指的是Application Server，系統(tǒng)的絕大部分實(shí)質(zhì)性的工作都在這里進(jìn)行。第一，它提供了足夠多的過(guò)程、對(duì)象等供客戶端使用，用于執(zhí)行商業(yè)規(guī)則，企業(yè)的業(yè)務(wù)邏輯都在這里實(shí)現(xiàn)；第二，它提供一個(gè)緩沖區(qū)用于暫存底層生成的知識(shí)，稱這樣的緩沖區(qū)為“知識(shí)庫(kù)”，并稱這一層的知識(shí)庫(kù)為“一級(jí)知識(shí)庫(kù)”。用戶發(fā)出請(qǐng)求時(shí)系統(tǒng)首先在一級(jí)知識(shí)庫(kù)中查找所需的知識(shí)，若找到則直拉返回給用戶而不用進(jìn)一步發(fā)出請(qǐng)求，以此來(lái)提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度；第三，它將根據(jù)用戶的要求來(lái)組織、創(chuàng)建、管理需要的知識(shí)模型，底層將以此為依據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)知識(shí)；第四，它管理將要在Browse端顯示的數(shù)據(jù)的格式和方式，并將頁(yè)面的最終信息傳給browse進(jìn)行顯示；第五，它將用戶反饋的數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)向下傳遞。第二個(gè)S指的是數(shù)據(jù)服務(wù)器，如今多以DBMS的形式出現(xiàn)。數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲(chǔ)、抽取、轉(zhuǎn)換、載入、分析、挖掘等工作，通過(guò)這些工作將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)為上層服務(wù)，滿足決策者的需要。在這一層中同樣也設(shè)置一個(gè)“知識(shí)庫(kù)”用于緩存最初發(fā)現(xiàn)的知識(shí)，并稱之為“二級(jí)知識(shí)庫(kù)”。本系統(tǒng)的兩級(jí)知識(shí)庫(kù)都是為了緩解網(wǎng)絡(luò)傳輸速度瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)高頻、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)共享交換而設(shè)置的。智能管理決策門戶的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能管理決策門戶的體系結(jié)構(gòu)

2.2 智能管理決策門戶的分層和工作方式

文中稱最上面的一層為應(yīng)用層，此層作為人機(jī)接口來(lái)最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用，用戶將直接通過(guò)該層來(lái)獲取、反饋知識(shí)。稱第二層為業(yè)務(wù)層，這一層用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)的業(yè)務(wù)邏輯、商業(yè)規(guī)則等。為便于描述先作如下定義：

定義1 如果用戶所請(qǐng)求的知識(shí)已經(jīng)保存在知識(shí)庫(kù)中，則系統(tǒng)直接從知識(shí)庫(kù)中將該知識(shí)返回給用戶，將這種情況稱為查找成功，否則稱為查找失敗。

定義2 用于描述知識(shí)的數(shù)據(jù)稱為知識(shí)元。

用戶在使用該系統(tǒng)工作時(shí)首先在應(yīng)用層所展現(xiàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上形成知識(shí)請(qǐng)求，然后將此請(qǐng)求向下傳給業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層在收到知識(shí)請(qǐng)求后將同時(shí)開(kāi)始兩個(gè)動(dòng)作：一是在一級(jí)知識(shí)庫(kù)中進(jìn)行知識(shí)查找，若查找成功則將知識(shí)以合適的形式返回而不再繼續(xù)第二個(gè)動(dòng)作，否則繼續(xù)第二個(gè)動(dòng)作；二是業(yè)務(wù)邏輯單元將用戶請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為知識(shí)元向下傳遞給知識(shí)模型庫(kù)?？蛻舳松尚碌闹R(shí)后先暫存在一級(jí)知識(shí)庫(kù)中供用戶再次使用，也可以由用戶來(lái)決定是否將其永久地存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。應(yīng)用層和業(yè)務(wù)層的整個(gè)交互過(guò)程如圖2所示。

圖2 應(yīng)用層與業(yè)務(wù)層的交互過(guò)程

將第三層稱為模型層。這一層將根據(jù)業(yè)務(wù)層傳遞下來(lái)的知識(shí)元構(gòu)造知識(shí)模型，并對(duì)已有的知識(shí)模型進(jìn)行組合、協(xié)調(diào)、管理。該層可以創(chuàng)建新的知識(shí)模型、組合已有的知識(shí)模型以形成新的模型、刪除修改已有的知識(shí)模型。知識(shí)模型構(gòu)造完畢后該層即將模型向下傳遞給“知識(shí)發(fā)現(xiàn)單元”，等待下層發(fā)現(xiàn)所需的知識(shí)。知識(shí)發(fā)現(xiàn)單元即商業(yè)智能單元。這一單元完成數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、抽取、轉(zhuǎn)換、載入（ETL）、分析、挖掘工作。該單元可以進(jìn)一步細(xì)分為知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元、二級(jí)知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)源四個(gè)子單元。該層的工作是根據(jù)模型層所提供的知識(shí)模型從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)。該單元首先將來(lái)自多種數(shù)據(jù)源的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，即削除不同數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)的表示方式不一致、值沖突等矛盾，而后將這些數(shù)據(jù)以一致、完整的狀態(tài)遷移至數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，接下來(lái)則由知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上依據(jù)模型層傳下來(lái)的知識(shí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘來(lái)發(fā)現(xiàn)隱藏在這些海量數(shù)據(jù)后的可利用的規(guī)律、趨勢(shì)等知識(shí)。企業(yè)借助于這些知識(shí)進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品促銷、策略調(diào)整，對(duì)未來(lái)的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)等。發(fā)現(xiàn)知識(shí)后首先要將其裝入二級(jí)知識(shí)庫(kù)，同時(shí)將其向上交付給一級(jí)知識(shí)庫(kù)。知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元的工作方式和業(yè)務(wù)邏輯單元的工作方式一樣，要同時(shí)進(jìn)行類似的兩個(gè)動(dòng)作。知識(shí)發(fā)現(xiàn)單元的構(gòu)成和工作方式如圖3所示。

圖3 知識(shí)發(fā)現(xiàn)單元的構(gòu)成和工作方式

本體系結(jié)構(gòu)中，二級(jí)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)生成采用預(yù)生成策略，即知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元根據(jù)最近一段時(shí)間里的工作情況提前生成一些類似的知識(shí)，這樣就能在系統(tǒng)提出匹配的請(qǐng)求時(shí)立即予以響應(yīng)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。兩個(gè)知識(shí)庫(kù)的更新采用同步、導(dǎo)步相結(jié)合的方式。當(dāng)用戶通過(guò)瀏覽器請(qǐng)求知識(shí)，在一級(jí)知識(shí)庫(kù)中查找失敗而在二級(jí)知識(shí)庫(kù)中查找成功的話則更新一級(jí)知識(shí)庫(kù)。若在兩級(jí)知識(shí)庫(kù)中查找都失敗時(shí)就需要重新構(gòu)造知識(shí)，新構(gòu)造出的知識(shí)要同時(shí)加入一、二級(jí)兩級(jí)知識(shí)庫(kù)中。由知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元預(yù)生成的知識(shí)則只在二級(jí)知識(shí)庫(kù)中體現(xiàn)出來(lái)，一級(jí)知識(shí)庫(kù)只在通過(guò)向下查找時(shí)才更新。兩級(jí)知識(shí)庫(kù)都滿時(shí)要對(duì)知識(shí)進(jìn)行替換，這時(shí)可以根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況來(lái)采取合適的算法，比如先進(jìn)先出，最近最久未使用，采用優(yōu)先級(jí)等。筆者認(rèn)為在多數(shù)情況下可以采用LRU算法。知識(shí)發(fā)現(xiàn)子單元可以采用現(xiàn)有的DBMS來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過(guò)其它的中間件、組件等來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的企業(yè)信息門戶和和企業(yè)管理決策系統(tǒng)是分離的兩大系統(tǒng)，相互之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，各有優(yōu)點(diǎn)也各有缺點(diǎn)。文中引入的智能管理決策門戶將兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，采用企業(yè)信息門戶技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的企業(yè)管理決策系統(tǒng)，充分利用Web表現(xiàn)形式多樣化的特點(diǎn)和BI強(qiáng)大的知識(shí)發(fā)現(xiàn)能力來(lái)滿足用戶的需求。通過(guò)引入兩級(jí)知識(shí)庫(kù)、知識(shí)預(yù)生成、知識(shí)替換機(jī)制來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸問(wèn)題。在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方面采用分層結(jié)構(gòu)，由于系統(tǒng)各部分的功能脫離，不相互依賴，體現(xiàn)了可維護(hù)性、可拓展性設(shè)計(jì)目標(biāo)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率也得到大幅度提高，從而給出了一種較好的解決方案。（萬(wàn)方數(shù)據(jù)）