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。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，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，并根據(jù)這些知識做出更準(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，從而運(yùn)用這些知識來為企業(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。針對這兩大問題，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）兩種解決方案無縫集成在一起的新型企業(yè)管理決策高級應(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)對企業(yè)、企業(yè)對員工以及員工對員工的信息通道;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單一渠道訪問各自所需要的個(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年提出來的。當(dāng)時(shí)將商業(yè)智能定義為一類由數(shù)據(jù)倉庫（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。如今對于商業(yè)智能還沒有一個(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，并以通俗易懂的形式展現(xiàn)出來供決策者參考，從而提高決策能力和運(yùn)營能力的概念、模型、過程以及工具的集合。它目前主要運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫（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)來處理和分析商業(yè)數(shù)據(jù)。商業(yè)智能不能簡單地說是一種技術(shù)，準(zhǔn)確地說它是一種解決方案。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題，輔助用戶解決工作中所遇到的不確定性問題，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”是指傳統(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題，將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為企業(yè)可以利用的知識。企業(yè)信息門戶是基于Web的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，它的開放性、擴(kuò)展性、互通性極好，對數(shù)據(jù)源沒有特定的要求，所使用的數(shù)據(jù)可以來自任何地方，表現(xiàn)形式可以為數(shù)字、符號、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)。通過智能管理決策門戶，門戶能夠以Web頁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。這些優(yōu)勢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。通過引入兩級知識庫、知識預(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問題，這就從整體上很好地解決了文中開始提出的兩大難題。

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)最終頁面的顯示，以Web頁面的形式來實(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?？蛻舳藶槭菘蛻舳?，不進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢、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程、對象等供客戶端使用，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，稱這樣的緩沖區(qū)為“知識庫”，并稱這一層的知識庫為“一級知識庫”。用戶發(fā)出請求時(shí)系統(tǒng)首先在一級知識庫中查找所需的知識，若找到則直拉返回給用戶而不用進(jìn)一步發(fā)出請求，以此來提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度；第三，它將根據(jù)用戶的要求來組織、創(chuàng)建、管理需要的知識模型，底層將以此為依據(jù)來發(fā)現(xiàn)知識；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，通過這些工作將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識為上層服務(wù)，滿足決策者的需要。在這一層中同樣也設(shè)置一個(gè)“知識庫”用于緩存最初發(fā)現(xiàn)的知識，并稱之為“二級知識庫”。本系統(tǒng)的兩級知識庫都是為了緩解網(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)接口來最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用，用戶將直接通過該層來獲取、反饋知識。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 如果用戶所請求的知識已經(jīng)保存在知識庫中，則系統(tǒng)直接從知識庫中將該知識返回給用戶，將這種情況稱為查找成功，否則稱為查找失敗。

定義2 用于描述知識的數(shù)據(jù)稱為知識元。

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)上形成知識請求，然后將此請求向下傳給業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層在收到知識請求后將同時(shí)開始兩個(gè)動(dòng)作：一是在一級知識庫中進(jìn)行知識查找，若查找成功則將知識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)邏輯單元將用戶請求轉(zhuǎn)換為知識元向下傳遞給知識模型庫。客戶端生成新的知識后先暫存在一級知識庫中供用戶再次使用，也可以由用戶來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)交互過程如圖2所示。

圖2 應(yīng)用層與業(yè)務(wù)層的交互過程

將第三層稱為模型層。這一層將根據(jù)業(yè)務(wù)層傳遞下來的知識元構(gòu)造知識模型，并對已有的知識模型進(jìn)行組合、協(xié)調(diào)、管理。該層可以創(chuàng)建新的知識模型、組合已有的知識模型以形成新的模型、刪除修改已有的知識模型。知識模型構(gòu)造完畢后該層即將模型向下傳遞給“知識發(fā)現(xiàn)單元”，等待下層發(fā)現(xiàn)所需的知識。知識發(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)分為知識發(fā)現(xiàn)子單元、二級知識庫、數(shù)據(jù)倉庫、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模型從數(shù)據(jù)倉庫中發(fā)現(xiàn)知識。該單元首先將來自多種數(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)倉庫中，接下來則由知識發(fā)現(xiàn)子單元在數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)上依據(jù)模型層傳下來的知識模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘來發(fā)現(xiàn)隱藏在這些海量數(shù)據(jù)后的可利用的規(guī)律、趨勢等知識。企業(yè)借助于這些知識進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品促銷、策略調(diào)整，對未來的情況進(jìn)行預(yù)測等。發(fā)現(xiàn)知識后首先要將其裝入二級知識庫，同時(shí)將其向上交付給一級知識庫。知識發(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。知識發(fā)現(xiàn)單元的構(gòu)成和工作方式如圖3所示。

圖3 知識發(fā)現(xiàn)單元的構(gòu)成和工作方式

本體系結(jié)構(gòu)中，二級知識庫中的知識生成采用預(yù)生成策略，即知識發(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，這樣就能在系統(tǒng)提出匹配的請求時(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)知識庫的更新采用同步、導(dǎo)步相結(jié)合的方式。當(dāng)用戶通過瀏覽器請求知識，在一級知識庫中查找失敗而在二級知識庫中查找成功的話則更新一級知識庫。若在兩級知識庫中查找都失敗時(shí)就需要重新構(gòu)造知識，新構(gòu)造出的知識要同時(shí)加入一、二級兩級知識庫中。由知識發(fā)現(xiàn)子單元預(yù)生成的知識則只在二級知識庫中體現(xiàn)出來，一級知識庫只在通過向下查找時(shí)才更新。兩級知識庫都滿時(shí)要對知識進(jìn)行替換，這時(shí)可以根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況來采取合適的算法，比如先進(jìn)先出，最近最久未使用，采用優(yōu)先級等。筆者認(rèn)為在多數(shù)情況下可以采用LRU算法。知識發(fā)現(xiàn)子單元可以采用現(xiàn)有的DBMS來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過其它的中間件、組件等來實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

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，采用企業(yè)信息門戶技術(shù)來實(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)大的知識發(fā)現(xiàn)能力來滿足用戶的需求。通過引入兩級知識庫、知識預(yù)生成、知識替換機(jī)制來解決網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸問題。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。（萬方數(shù)據(jù)）