BI需求分析

一、前言

1.定义

这里的《某零售集团BI项目需求分析书》即软件工程中通常所提到的《软件需求规格说明 》（Software Requirements Specification），简称SRS。具体标准参照了IEEE 830-1998。

2.用途

软件工程初期的一般过程是，软件开发的计划，确定要实现的目标和进度等，然后就是《软件需求规格说明书》，该说明书必须要得到用户的审核、确认。此后的开发过程，都是围绕着需求规格说明书做进一步地细化，直至开发出产品。当然，测试计划中也要针对需求进行验证，看看是否满足了用户的要求。

二、BI项目二期建设目标

BI项目二期的建设目标是在一期试验性、应急式BI应用成功投入运行的基础上，结合某零售集团的当前业务运营管理需求与健康扩张（做大的同时，更需要做强）的战略，首次系统地设计与开发基于某零售集团各类关键基础运营（原始）数据的管理分析报表体系与相应的基础运营数据集中管理平台（以下称某零售集团信息仓库），从而使某零售集团的供应商管理、门店绩效管理、各业态商品品类业绩考核建立在可靠的业务数据基础上，使某零售集团的相关职能部门员工与管理者能够及时看到他们所关心的业务数据，从而为企业决策者正确决策提供准确、及时的依据，并使企业能更好地为供应商和顾客服务，进而提高企业的经营管理水平，提升企业整个供应链的竞争力。 

本节将从总体上描述二期系统的功能目标，主要包括功能体系结构的说明、各模块之间关系的描述、基本系统界面形式的选择以及各个功能模块的设计目标。本章所定义的内容，均为二期系统的总体特性，这些特性，将作为后面几节中所详细阐述的具体功能需求的基本参照。

1.系统的功能体系结构概述

二期系统将在两个层面上为某零售集团提供业务数据分析功能，即，日常业务报表与高度随机探索式业务信息展现（OLAP）。在二期开发的同时，宏软将基于其长期积累的商业数据挖掘经验，为某零售集团的下一步深层次数据应用做一些准备与探索工作，但这个工作的系统展开将作为某零售集团BI三期的核心任务。

2.总体功能体系结构说明

二期系统的总体功能结构如图1所示：

1)日常业务报表

日常业务报表即那些在业务中使用比较频繁的、格式与内容固定的数据分析报表。主要用以反映某零售集团日常经营活动中销售、库存、毛利率等三类主要因素对某零售集团业务指标的影响。考虑到首次系统地设计业务模型分析，为了提高系统的使用率与节约软硬件资源，在此我们暂时集中精力先考虑这三种要素。对每一类影响因素的日常业务报表均分为两个部分，即定制脱机报表、联机报表查询。

定制脱机报表

即根据用户稳定的公共业务需求，系统自动生成，并可选择向特定用户或用户组主动发送的可用脱机方式浏览的定制报表，它可以EXCEL或其它大家习惯的文件形式于系统存在。例如门店业务方面的中类销售报表，分为日、周、月报表三种格式。比如：

即根据用户大量、经常性的业务查询需要，由系统对历史数据进行预先处理，处理结果在某零售集团信息仓库中以数据表的形式存在，以方便用户通过联机方式随时按条件进行查询得到，例如门店业务方面的大类销售连续性查询，用户界面上呈现的可以是柱方图或曲线图等多种信息表现方式。比如：

业务探索式分析功能即通常所说的OLAP（联机分析处理）功能，这是对日常业务报表功能的扩充，主要作用是给某零售集团业务分析人员一个从各个不同角度与因素组合了解业务现状的一个高效、易用的业务分析平台。这样的需求是现有的一期系统所不能够满足的。

这个功能还可以减少大量的非频繁使用的定制性报表需求，有效地兼顾了大众化需求与少量深层次需求之间的矛盾，降低了开发工作量与系统资源消耗。

在一般的管理信息系统中，决策数据的不一致性突出，多个信息提供者对信息都不具备严格的定义，不同的业务系统对同一信息数据的理解和定义不同，甚至许多相同命名的数据所指代的业务信息并不相同。这些问题给基于数据的业务分析与决策支持带来了巨大的困难。因此在某零售集团二期系统开发中，为有效、可持续地实现上述业务探索式分析（OLAP）功能与其它非定制静态报表，首先必须对相关关键业务基础数据做抽取、清洗和整合（这些数据准备工作简称ETL）的ODS信息仓库建设工作，然后再根据具体业务探索式分析（OLAP）的应用需求，再次做更高层次的数据抽取、改造（含生成新的衍生变量）与整合工作，所以对整个BI系统而言共有两次ETL过程，在工作量上要予以充分评估。

3)KPI指标分析报告

作为对上述两种报表体系的一种应用，我们针对相关业务部门提出了一些基本的KPI指标，这些指标是基于某零售集团信息仓库的数学挖掘模型的示范性应用，作为抛砖引玉，为在下一期项目中建立更系统的KPI指标体系做好铺垫与引导工作。

考虑到系统的实用性，我们遵守的一个最重要原则是KPI指标个数绝对不能超过5个，否则信息过多，不利于决策者的快速消化与应用，就失去KPI的宗旨了。KPI结果将在系统支持的前提下以用户方便的形式呈现。

表 1 二期系统功能模块一览

1)系统总体流程

图2二期系统总体流程图

图2所显示的是二期系统的总体系统流程图。系统的数据来源总体上可以分为某零售集团总部主档（即基础数据）数据库和A业务系统等外部业务数据源。总部主档库中所保存的是某零售集团方面企业基础信息包括供应商主档、商品主档、门店主档、公司组织机构、业务人员主档等数据，A业务系统等外部业务数据源主要提供各业态、各销售单位等前一天的按单品聚合的明细业务数据包括销售、退货等数据内容。

对某零售集团业务部门提供的业务规则如“返利计算规则”等，得到后形成存储于系统中的“业务规则库”。所谓“业务规则库”，就是进行业务分析处理时所需要的计算公式以及合并、抵消原则。

对总部主档库及A业务系统业务数据源进行人工的“关联关系分析”处理之后得到“关联关系库”，即各种外部因素与某零售集团业务指标之间的关联情况，包括相关性的判定以及关联函数形式，“关联关系库”是业务模型分析的基本框架。

二期系统某零售集团信息仓库数据存储部分包括两个部分即ODS库和OLAP库部分。总部主档库及A业务系统业务源数据经过ETL（数据的提取、转换和装载）处理之后进入二期系统某零售集团信息仓库的ODS库部分。该部分是二期系统数据存储的主体，其中所有的业务信息再经过第二次ETL的清洗和重新整合后，按照某零售集团信息仓库查询及模型分析所需要的形式存储即二期系统某零售集团信息仓库的OLAP库部分（即：基于应用主题的数据集市与相应的Cubes）。某零售集团BI二期系统的各种应用功能，都需要从某零售集团信息仓库中提取数据以作处理。系统投入运行后，某零售集团信息仓库将在ETL工具的支持下定期进行动态更新。

业务规则库、关联关系库和某零售集团信息仓库构成了二期系统中所保存的主体数据内容，同时也是二期系统三部分功能的完整支撑平台。

2)日常业务报表处理流程

在日常业务报表处理流程中，系统首先根据业务规则库和关联关系库所提供的信息构建模型代数形式例如“返利计算规则”、“某零售集团总部商品品类历史主档与在用商品品类主档关联关系”等，随后从某零售集团信息仓库中提取数据，计算求出模型的各个参数，得到模型的具体形式，最后根据某零售集团信息仓库数据，以及用户所输入的查询参数，得到模型分析的结果。模型分析结果以报表和图形两种基本形式展现（图3）。

图 3 日常业务报表处理基本流程

3)业务探索式分析（OLAP）处理流程

在业务探索式分析（OLAP）功能中，系统从某零售集团信息仓库中提取数据，根据查询的需要（选择主题、维度，输入维度参数，旋转、钻取指令等）对之进行组织，将结果以立方体以及分析图的形式展现出来（图4）

图4  业务探索式分析（OLAP）处理基本流程

4.数据说明

在本节当中，我们将进一步对上述流程中所使用的各项数据内容进行描述。

1)总体数据说明

从图2的总体流程说明可以看出，某零售集团BI二期系统中的主要数据内容包括总部主档库、A业务系统与其它业务数据源、业务规则库、关联关系库、某零售集团信息仓库、模型分析结果、业务探索式分析（OLAP）查询结果及将在未来下一期BI项目中实现的数据挖掘应用八个大块（表 2）。

表 2 二期系统总体数据说明

详见需求文档《二期系统业务数据源详细说明》，待提交。

3)日常业务报表分析处理数据说明

表 4 模型分析处理数据说明

表 5 OLAP分析处理数据说明

某零售集团BI项目二期系统将采用性能优越、易于扩展、易于维护的三层结构，即数据库服务器-应用服务器-客户端浏览器的结构。这是一种基于WEB浏览器访问的系统结构，因此也可以称为B/S（浏览器/服务器）结构。这种结构的优越之处在于：首先，客户端无需安装任何软件，对系统的所有访问都可以通过Web浏览器来进行；其次，使用的应用服务器，使得软件逻辑的扩展变得十分容易，并且可以方便地加入负载均衡、容错等设计；再次，客户端的访问范围也可以很容易地根据授权得到扩展。

在这种形式下，所有对系统的访问都将通过WEB浏览器界面来实现。经过数年来Internet的大发展，WEB浏览器已经深入人心。因而对这一基本界面我们无需多言。需要强调的是，原一期系统中选用的数据可视化工具Brio产品仅支持相对较为呆板的报表显示界面，对于探索式查询、互动分析与丰富的图形表现等需求并不能提供足够的支持。因此，在二期系统中，我们将选用功能更全面、成熟的Cognos BI产品，以满足用户对这类数据分析与查询方式的需要。

三、某零售集团BI系统运行环境

1.软件环境

1)软件环境配置图

图5 软件环境配置图

2)软件环境配置说明

本系统的软件配置由五层组成：

客户端软件

用户大部分应用通过浏览器（IE6.0或Netscape5.0）来实现联机查询，另外系统也可根据用户个性化需求，自动生成定制脱机报表及电子邮件Email，主动发送给用户通过Word、Excel及Outlook等常用办公软件采用脱机方式阅读。

BI应用

主要基于底层的中间件软件及一些服务软件，用以实现对数据的抽取、转换及加载，根据不同的应用主题，对某零售集团信息仓库进行联机报表查询、预处理自动生成定制脱机报表，数据仓库创建、管理及维护，图形报表的发布和在线服务等大部分的应用内容。

中间件

主要为上层的BI应用提供一整套能够采集、存储、分析、报告数据并提供数据访问能力的组件和服务，解释和执行从这些应用软件发送的处理请求。

数据库管理系统

DB2数据库是针对大型企业应用提供的数据库管理系统，为某零售集团这样一个已经很大并仍在快速发展期的中国零售业旗舰的，数据仓库建设和数据管理提供了一整套成熟的软件组件和服务支持，可以有效地适应未来系统扩展的需求，从而避免在业务发展很大时被迫更换数据库平台与开发工具，仅此一项就可以为企业降低不可估量的成本与风险。

操作系统

作为最底层的系统，为所有的软件应用提供支持平台，在本项目中，根据企业应用需求及与硬件更好的兼容性采用了IBM AIX 5.2。

2.网络与服务器环境

1)网络与服务器配置图

图6 某零售集团BI项目二期系统网络架构

2)网络与服务器配置说明

某零售集团BI系统三台服务器都安装并放置在某零售集团总部机房，通过数据交换平台与总部主档库、各分支机构（包括区域、业态等）的业务系统（包括A业务、B业务等业务数据源）以及外部系统如供应商系统等相联。另外，系统还设有Web应用服务器。某零售集团总部、各分支机构等最终用户可分别通过浏览器访问某零售集团BI系统的应用。

某零售集团信息仓库ODS服务器配置

表5  IBM PSeries 650配置

表6  IBM XSeries 255配置

表7  IBM XSeries 235配置

根据项目建设目标以及6月24日项目组周例会精神，某零售集团BI项目二期系统需求分析任务将包括四个方面的任务：

1.对一期需求业务的重新整理、归类、筛选和补充

二期系统与一期系统相比，在硬件平台、操作系统、数据库软件以及开发工具方面都将有重大改变，因此与其说是一期系统的迁移，不如说是在二期系统全新架构下对一期需求业务内容的一种包容，相当于重新开发，并且是在新的软、硬件开发环境下进行的。在二期系统开发中，我们将对一期需求业务进行重新整理、归类、筛选和补充。例如：对于一期系统中那些适合分析的业务，我们将采用OLAP技术进行优化，对一期中使用效果不好的报表将予以改进甚至废弃以提高系统利用率。

2.跨业态商流、物流分析

跨业态商流、物流分析的主要目标是针对定牌、联合采购以及生鲜等跨业态销售的商品进行专项主题统计分析，为相关部门进行业务分析、绩效考核与管理决策提供数据依据。其中包括给出自动计算定牌商品占所在门店或经营单位销售总额的比例，包括给出简约的几个KPI指标来衡量联合采购的效果。同时保留一期系统中对生鲜业态的主题分析。

3.决策支持系统

将开发专门针对公司领导的综合查询和决策分析系统，核心目标是：通过信息深度加工与度身定做的信息展现与传递模式，提高决策者对信息的利用效率与利用度，提高决策者应用信息的积极性与应用效果。

该系统将针对不同领导提供个性化、高度简约的静态综合报表、动态KPI指数与业务宏观发展趋势等决策支持服务。这样有利于解决一个制约公司管理水平的最大瓶颈：公司最需要量化信息并做到“心中有数”的决策型管理者，往往没有时间消化信息，因为目前运营基础信息的积累速度太快，而传统的信息加工与展现方式太繁杂、消耗时间了，往往给出的是零碎的信息，而不是集约化的定量的概括性、总结式信息。在与相关领导的需求调查后提供有关该系统的详细设计文档。

4.数据交换平台

某零售集团数据交换平台系统建设的目标是设计一个完整、实用、适合连锁零售业海量数据传输、交换及处理的平台。根据某零售集团企业特点，该交换平台应是一个基于不同应用标准、组件化、架构良好、具有很好扩展性的多层的开放的软件体系。为了满足某零售集团各业务系统以及与外部系统间数据传输需要，某零售集团BI项目二期系统建设中将根据某零售集团企业内部及外部系统应用的不同特点，确定数据交换所应采取的不同技术手段。如企业与供应商之间的数据交换具有数据量相对较小，实时性、安全性要求相对较高等特点，可采用XML数据集成方式进行数据交换。而BI系统与各业务系统间的海量数据交换用XML方式就显然不能适用了。因此必须针对公司的各个职能部门、各个业态、各个地区的计算机系统、数据库系统、数据接口、业务流程、业务规则、数据分析需求进行全面调研，规划数据交换的标准和平台技术。 可以预见最终形成的某零售集团企业数据交换平台标准将是一个采取了多种数据交换及集成技术的综合解决方案。

五、某零售集团BI项目需求分析的对象

根据某零售集团企业行业特征及企业组织架构，按职能、主题划分，BI二期项目业务模型分析的对象有4大类： 

1.区域/业态

本项目的一个主要目标是为某零售集团的各区域/业态（包括中等超市业态子公司、加盟店、大卖场业态子公司、便利店业态子公司便利、江苏分公司、浙江分公司等）提供不同视角（包括运营分析、商品分析及供应商分析等）与不同层面（包括门店、直营/合资、区域/业态等）上提供及时有效的分析统计报表，帮助各区域/业态的各级运营、商品管理部门用户及时做出准确有效的业务与管理决策，从而提高经营效益。区域/业态主题分析主要内容包括：

1)中等超市业态子公司主题分析

运营分析

为中等超市业态子公司各级运营部门提供不同视角（包括销售、库存、促销等）、不同层面（包括门店、直营/合资、标超等）上的分析统计报表，为中等超市业态子公司运营部门用户运营管理提供有效的业务与管理支持，从而提高运营效率。运营分析的主要内容包括：

⏹销售分析

⏹库存分析

⏹促销分析

⏹KPI指标

主要服务对象：中等超市业态子公司各级运营部门。

商品分析

商品分析主要目标是为中等超市业态子公司的商品管理部门提供基于品类的统计分析报表，包括供应商、合同、订货、销售、库存以及KPI指标等内容。为商品管理部门进行品类管理、优化商品品类结构及提高经营效益提供数据依据。商品分析主要内容包括：

◆合同

◆订货

◆销售

◆旬报

◆供应商

◆品类KPI指标

◆品类组KPI监控

◆品类组业绩监控

主题服务对象：中等超市业态子公司商品管理部门负责人、各品类经理及销售管理部。

供应商分析

对供应商做横纵向对比分析是流通企业优化供应商结构，提高经济效益的主要手段。供应商分析主要内容包括：

◆供应商基本查询

◆供应商供应结构分析 

◆供应商供货能力分析

◆供应商销售分析

◆供应商库存分析

◆供应商贡献度分析（KPI）

主题服务对象：中等超市业态子公司商品管理部门负责人及各品类经理

2)加盟店分析

从不同视角（销售、库存、要货及发货）提供及时有效的分析统计报表，帮助某零售集团加盟店的管理部门用户掌握具体业务情况，及时做出准确有效的业务与管理决策。

◆进货分析

◆销售分析

◆库存分析

◆要货分析

主题服务对象：某零售集团加盟公司

3)大卖场业态子公司主题分析（将来纳入）

4)便利店业态子公司便利主题分析（将来纳入）

5)江苏分公司主题分析（将来纳入）

6)浙江分公司主题分析（将来纳入）

2.跨业态商品分析

跨业态主题分析的主要目标是针对定牌、联合采购以及生鲜等跨业态销售的商品进行专项主题统计分析，为相关部门进行业务分析、管理决策提供数据依据。其中包括给出自动计算定牌商品占所在门店或经营单位销售总额的比例，包括给出简约的几个KPI指标来衡量联合采购的效果。同时保留一期系统中对生鲜业态的主题分析。跨业主题分析主要内容包括：

1)定牌商品主题

销售主题

库存主题

定牌商品结构分析

定牌商品供货能力分析

定牌商品贡献度分析（KPI）

主题服务对象：各区域/业态商品管理部门及产品开发部

2)联合采购商品主题

供应商主题

库存主题

销售主题

联合采购效果评估（KPI）

主题服务对象：各区域/业态商品管理部门及联合采购部

3)生鲜商品主题

销售统计报表

销售跟踪报表

主题服务对象：各区域/业态商品管理部门、运营部门及某零售集团生鲜加工中心

3.中仓分析

对中仓进、发货以及库存情况进行统计分析，以向用户反映商品在中仓的流转情况，为某零售集团物流部门优化商品库存结构以及提高物流效率提供数据依据。中仓主题分析主要内容包括：

1)中仓库存分析

2)中仓进发货分析

3)门店向中仓要货统计

主题服务对象：中仓、各区域/业态商品管理部门及物流配送部门

4.决策分析

将开发专门针对公司领导的综合查询和决策分析系统，核心目标是：通过信息深度加工与度身定做的信息展现与传递模式，提高决策者对信息的利用效率与利用度，提高决策者应用信息的积极性与应用效果。

该系统将针对不同领导提供个性化、高度简约的静态综合报表、动态KPI指数与业务宏观发展趋势等决策支持服务。这样有利于解决一个制约公司管理水平的最大瓶颈：公司最需要量化信息并做到“心中有数”的决策型管理者，往往没有时间消化信息，因为目前运营基础信息的积累速度太快，而传统的信息加工与展现方式太繁杂、消耗时间了，往往给出的是零碎的信息，而不是集约化的定量的概括性、总结式信息。在与相关领导的需求调查后提供有关该系统的详细设计文档。

主题服务对象：某零售集团总部领导人。

六、日常业务报表分析的详细内容

详见文件《二期系统日常业务报表范围》。

七、多个业务因素、多角度、随机式探索式分析OLAP

1.探索式分析功能概述

多个业务因素、多角度、随机式的探索式分析，即OLAP，是一种主流的、日渐成熟的基础业务数据应用方法。它借助于某零售集团信息仓库的结构数据组织，为用户提供多层次、多视角、综合交叉的数据查询功能，有效地适应了业务决策中对数据信息的需求的突发性（相当随机）、时效性很强（没有足够时间度身定做）与临时性（往往用了一次很少再重复使用）的特点。

在二期系统中，我们将通过对一期原有历史数据的导入、清洗和整合，构造出一个适合于探索式分析要求的某零售集团信息仓库环境，为某零售集团用户提供便捷有效的业务探索式分析（OLAP）功能。用户可以根据实际需要迅速地了解各种有用的统计分析信息及报表，并通过多种形式的转换和展现，得到对企业业务数据最全面、最透彻的认识。

2.探索式分析的形式

分析的目标旨在为某零售集团的业务管理人员在完成各种选择性、判断性工作的时候提供信息参考。这一功能不能够直接进行业务的处理，其所生成的报告应被视为统计分析报告，而不是真正意义上的业务报表。业务探索式分析（OLAP）所提供的是一种全面的、多方位的、高度统计性的查询分析服务。

这一查询服务是面向主题的，也就是说，同一主题的相关数据将会被归纳在一起，并经过集成整合，目标是使管理人员能够快捷地获得其完成决策分析所需要的复杂的统计数据。这种面向主题查询的技术基础是某零售集团信息仓库。

本查询功能的服务界面包括查询矩阵（Decision Cube）、趋势图、直方图、饼图等多种不同形式的展示。

图 5 业务探索式分析（OLAP）的数据展现

这里的“”和“维度”的具体含义是，在多个（多于两个）不同的分类轴（其分类标度可以是离散的也可以是连续的）上，对数据进行加总、求平均、求增减量、求相关比率等统计运算，从而将高度集成的统计数据依照分类轴的标度展现给使用者，提供一种综合、直观、具有很强表达力和决策支持能力的数据展现功能。

3.探索式分析所提供信息内容

探索式分析所提供的信息分别按照不同的主题，从不同的角度按维度展开、全面的反映主题数据的状况。某零售集团BI项目二期系统提供进货、销售和库存等主题；同时提供时间、业务部门和区域等公用维度，针对不同的主题提供哪些维度，将在需求详细分析探索式分析中详细介绍；这里的“”和“维度”的具体含义是，在多个（多于两个）不同的分类轴（其分类标度可以是离散的也可以是连续的）上，对数据进行加总、求平均、求增减量、求相关比率等统计运算，从而将高度集成的统计数据依照分类轴的标度展现给使用者，提供一种综合、直观、具有很强表达力和决策支持能力的数据展现功能。

4.探索式分析的基本操作

探索式分析功能除了数据的一般展示之外，还可以完成切片、切块、旋转以及钻取等操作。

所谓切片，就是在某一个维度上选取特定的值，在该维度值保持不变的情况下，根据其他的维度对数据进行展现。这就好像从数据的立方体中“切”出一个截面来一样。而切块，则是限定一个或多个维度的取值范围而得到的数据展现结果，就好像从立方体中“切”出一个立方数据体来一样。这两种方式实质上就是要对数据在某些维度上的取值进行。这种处理在数据查询中都可以得到支持。

而数据的钻取，则是指在数据的某个维度上，从高级别的维度值向低级别的维度值推进，展现更为细致的内容。从另一种意义上，钻取就是针对展现的数据，进一步地探求其内部组成和来源。只要在维度上设置了层级结构，钻取处理就是可行的。在“销售”主题中，时间、业务部门和区域等维度上都存在着层级结构，例如业务部门分为门店、多业态等层次，因而在这些维度上都能够实现数据的钻取。其他主题也都是类似的情况。一层一层的钻取使我们能快速而准确的定位到问题所在。因而钻取一般能回答“为什么”的问题。钻取还可以分为“上钻”和“下钻”两种基本形式。

八、决策支持系统

将按照前面定义的本系统的核心目标做需求调查，然后给出详细的可操作的系统功能描述。