СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОДХОДОВ ИНТЕГРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАДАЧ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 151 http://nauko-sfera.ru/ УДК 004.422 DOI 10.5281/zenodo.17481469 Научная статья СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОДХОДОВ ИНТЕГРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАДАЧ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ COMPARATIVE ANALYSIS OF INTEGRATION APPROACHES USING WEB APPLICATIONS FOR INDUSTRIAL ENTERPRISE TASKS ЗАДОРОЖНАЯ МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА, Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Д. Ф. Устинова. ZADOROZHNAYA MARIA ALEXANDROVNA, Baltic State Technical University "Voenmeh" D.F. Ustinov. В условиях цифровой трансформации промышленности эффективная интеграция разрозненных автоматизированных систем становится критическим фактором успеха. Ключевой проблемой промышленных предприятий являются информационные разрывы между системами MES, ERP, PDM и документооборотом, что снижает прозрачность бизнес-процессов, вызывает дублирование функций и уменьшает операционную эффективность. Выбор оптимальных протоколов и стандартов интеграции требует системного анализа. В статье проведен сравнительный анализ современных подходов интеграции корпоративных информационных систем, включая REST, SOAP, GraphQL и gRPC. Исследование оценивает технологии по ключевым критериям: производительность, безопасность, масштабируемость, надежность и совместимость с устаревшими системами. Результаты работы позволяют сформулировать практические рекомендации по выбору протоколов интеграции для различных задач промышленного предприятия, учитывающие специфику производственных процессов и требования к ИТ-инфраструктуре. In the context of industrial digital transformation, the effective integration of disparate automated systems becomes a critical success factor. A key problem for industrial enterprises is the existence of information gaps between MES, ERP, PDM, and document management systems, which reduces business process transparency, leads to function duplication, and decreases operational efficiency. Selecting optimal integration protocols and standards requires a systematic analysis. This article presents a comparative analysis of modern approaches to corporate information system integration, including REST, SOAP, GraphQL, and gRPC. The research evaluates these technologies against key criteria: performance, security, scalability, reliability, and compatibility with legacy systems. The study's results enable the formulation of practical recommendations for selecting integration protocols for various tasks of an industrial enterprise, considering the specifics of production processes and IT infrastructure requirements. Ключевые слова: информационная система, интеграция информационных систем, промышленное предприятие, протоколы интеграции, API, SOAP, REST, GraphQL, gRPC. Key words: information system, information systems integration, industrial enterprise, integration protocols, API, SOAP, REST, GraphQL, gRPC. Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 152 http://nauko-sfera.ru/ ведение. Современные промышленные предприятия функционируют в условиях интенсивной цифровизации и автоматизации производственных процессов. Этот процесс сопровождается внедрением разнородных информационных систем, каждая из которых решает специфические задачи управления предприятием. Системы класса MES (Manufacturing Execution System) управляют производственными процессами в реальном времени, ERP (Enterprise Resource Planning) системы отвечают за планирование ресурсов предприятия, PDM (Product Data Management) системы управляют конструкторско-технологической документацией, а системы электронного документооборота обеспечивают юридически значимый оборот документов. Проблема интеграции этих систем становится особенно актуальной в свете требований Industry 4.0 и концепции «Цифрового двойника» предприятия, где необходима согласованная работа всех компонентов информационной инфраструктуры. Отсутствие эффективной интеграции приводит к формированию «информационных островов», когда данные, необходимые для принятия управленческих решений, оказываются разрозненными и несогласованными. В настоящее время существует широкий спектр технологий интеграции, среди которых доминируют архитектурные стили и протоколы на основе веб-сервисов, такие как REST, SOAP, GraphQL и gRPC. Фундаментальные работы, такие как [8; 12], заложили основу для понимания их концепций. Однако, как показали сравнительные исследования [1; 11], выбор между различными подходами неочевиден и зависит от конкретного контекста использования. В частности, исследование производительности протоколов доступа к облачным ресурсам [4] демонстрирует существенные различия в эффективности различных подходов к интеграции. Проблема данного исследования заключается в отсутствии систематизированных рекомендаций по выбору протоколов интеграции, учитывающих специфические требования и ограничения именно промышленных предприятий, включая необходимость интеграции как современных систем, так и устаревших решений. Цель работы — провести сравнительный анализ современных протоколов интеграции (REST, SOAP, GraphQL, gRPC) для разработки обоснованных рекомендаций по их применению в задачах промышленного предприятия. Методология сравнительного анализа. Методология сравнительного анализа основывается на системном подходе и включает метод экспертных оценок. Для проведения системного сравнения интеграционных технологий был сформирован набор критериев оценки, релевантных для промышленного предприятия:  Производительность и задержки: включает оценку пропускной способности, времени отклика и накладных расходов на передачу и обработку данных.  Надежность и гарантированная доставка: способность технологии обеспечивать доставку сообщений в условиях сбоев, поддерживать транзакционность и механизмы подтверждения доставки.  Безопасность: уровень встроенной поддержки аутентификации, авторизации, шифрования данных и соответствие отраслевым стандартам.  Сложность разработки и внедрения: оценка трудоемкости начальной настройки, разработки интерфейсов, обучения персонала и поддержки решения.  Масштабируемость: возможности горизонтального и вертикального масштабирования системы при росте нагрузки и количества подключенных систем.  Гибкость и слабая связанность: способность системы к модификации и расширеВ Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 153 http://nauko-sfera.ru/ нию без существенных изменений в подключенных компонентах.  Поддержка транзакций: возможность обеспечения атомарности распределенных операций.  Совместимость с устаревшими системами. Выбор критериев производительности, надежности и безопасности обусловлен их ключевой ролью в корпоративных информационных системах, что подробно обсуждается в работе Томаса Эрла [13]. Критерии производительности, включая оценку времени отклика и пропускной способности, основаны на метриках, предложенных в исследованиях [1; 11], где проводилось экспериментальное сравнение протоколов и анализ эффективности доступа к облачным ресурсам. Критерий масштабируемости был включен в связи с ростом требований к обработке данных в реальном времени в промышленности, как это описано в исследованиях по микросервисным архитектурам [13]. Особое внимание уделено поддержке горизонтального масштабирования, что критически важно для промышленных систем с переменной нагрузкой. Принципы управления API в микросервисной архитектуре, рассмотренные в [5], были использованы для оценки гибкости и управляемости интеграционных решений. Критерии сложности разработки, гибкости и совместимости с устаревшими системами являются стандартными метриками для сравнительного анализа программных интерфейсов, что нашло отражение в работе по оценке качества API [3]. При оценке сложности разработки учитывались такие факторы, как время внедрения, доступность инструментов разработки и требования к квалификации персонала. Поддержка транзакций была выделена как отдельный критерий на основе анализа требований к промышленным системам управления, где обеспечение атомарности распределенных операций является критически важным [4]. Таким образом, представленный набор критериев позволяет провести многогранную оценку, учитывающую как технические, так и эксплуатационные аспекты интеграционных решений. В качестве объектов сравнения выбраны: REST, SOAP, GraphQL, gRPC. Данный выбор обусловлен их широким распространением в корпоративной среде и принципиальными различиями в подходах к интеграции, что позволяет провести репрезентативное сравнение. Сравнительный анализ подходов интеграции. REST (Representational State Transfer). REST — это архитектурный стиль, разработанный Роем Филдингом. Ключевыми принципами REST являются единообразие интерфейса, отсутствие состояния (stateless), кэшируемость и многоуровневая архитектура. В современных корпоративных системах RESTful API стали де-факто стандартом для построения веб-сервисов.  Производительность и задержки: высокая производительность благодаря минимальным накладным расходам. Использование легковесного формата JSON и механизмов кэширования HTTP обеспечивает низкие задержки для большинства операций.  Надежность и гарантированная доставка: не предоставляет встроенных механизмов надежной доставки. Реализация паттернов повтора (retry) и идемпотентности ложится на разработчика.  Безопасность: базируется на стандартах веб-безопасности (HTTPS, OAuth 2.0, JWT). Гибкость в выборе механизмов безопасности требует их корректной реализации.  Сложность разработки и внедрения: низкая. Широкая экосистема инструментов и библиотек способствует быстрой разработке. Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 154 http://nauko-sfera.ru/  Масштабируемость: очень высокая благодаря stateless-архитектуре, что позволяет легко распределять нагрузку между несколькими серверами.  Гибкость и слабая связанность: очень высокая. Клиенты и сервисы слабо связаны через контракты на структуру данных.  Поддержка транзакций: отсутствует встроенная поддержка распределенных транзакций. Реализуется через компенсирующие транзакции на уровне приложения.  Совместимость с устаревшими системами: умеренная. Для интеграции с legacyсистемами часто требуется использование адаптеров.  Ключевой сценарий на предприятии: идеален для создания публичных API, интеграции веб-интерфейсов и большинства CRUD-операций. SOAP (Simple Object Access Protocol). SOAP — это строгий протокол на основе XML, который жестко регламентирует структуру сообщений, обработку ошибок и безопасность. Протокол широко используется в корпоративных системах, требующих высокой надежности.  Производительность и задержки: низкая производительность из-за высоких накладных расходов XML. Значительные задержки на парсинг и валидацию.  Надежность и гарантированная доставка: очень высокая. Встроенная поддержка стандартов WS-* обеспечивает надежную доставку сообщений.  Безопасность: наивысший уровень. Глубокая интеграция со стандартами WSSecurity обеспечивает сквозное шифрование и цифровые подписи.  Сложность разработки и внедрения: высокая. Требует глубоких знаний стека WS- * и специализированных инструментов.  Масштабируемость: ограниченная. Stateful-взаимодействия и тяжеловесность сообщений создают сложности при горизонтальном масштабировании.  Гибкость и слабая связанность: низкая. Строгие контракты WSDL делают систему жестко связанной.  Поддержка транзакций: полная поддержка распределенных транзакций через WSTransaction.  Совместимость с устаревшими системами: высокая. Широко использовался в корпоративных системах 2000-х годов.  Ключевой сценарий на предприятии: критически важные системы, требующие высочайшего уровня безопасности и надежности. GraphQL. GraphQL — это язык запросов и среда выполнения для API. Технология активно развивается и находит применение в современных веб-приложениях.  Производительность и задержки: очень высокая эффективность на уровне сети. Однако сложные запросы могут создавать нагрузку на сервер.  Надежность и гарантированная доставка: не предоставляет встроенных механизмов, реализуется на уровне приложения.  Безопасность: сложность управления правами доступа к отдельным полям. Риск атак типа DoS через ресурсоемкие запросы.  Сложность разработки и внедрения: средняя. Низкий порог входа для клиентов, но высокая сложность проектирования схемы.  Масштабируемость: высокая, но требует тщательного проектирования из-за риска создания узких мест.  Гибкость и слабая связанность: чрезвычайно высокая для клиента. Серверная схема эволюционирует без нарушения обратной совместимости.  Поддержка транзакций: отсутствует встроенная поддержка. Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 155 http://nauko-sfera.ru/  Совместимость с устаревшими системами: низкая. Требует построения агрегирующего слоя поверх существующих сервисов.  Ключевой сценарий на предприятии: сложные дашборды и отчетные системы, сценарии агрегации данных из множества источников. gRPC (Google Remote Procedure Call). gRPC — это высокопроизводительный RPC-фреймворк. Его производительность и особенности делают его популярным для микросервисной архитектуры.  Производительность и задержки: наивысшая. Бинарный protobuf и мультиплексирование потоков HTTP/2 обеспечивают минимальные накладные расходы.  Надежность и гарантированная доставка: встроенные механизмы повторов и управления потоком. Поддержка двунаправленной потоковой передачи.  Безопасность: встроенная поддержка аутентификации на основе TLS/SSL.  Сложность разработки и внедрения: средняя. Необходимость компиляции .proto файлов создает дополнительный шаг в процессе сборки.  Масштабируемость: очень высокая благодаря эффективному использованию HTTP/2.  Гибкость и слабая связанность: жесткая типизация обеспечивает надежность, но снижает гибкость.  Поддержка транзакций: отсутствует встроенная поддержка.  Совместимость с устаревшими системами: низкая. Требует реализации gRPCобертки вокруг legacy-систем.  Ключевой сценарий на предприятии: микросервисные архитектуры, системы с интенсивным обменом данными в реальном времени. Сводные данные представлены в таблице 1. Таблица 1. Сравнительная характеристика протоколов интеграции по ключевым критериям, релевантным для промышленного предприятия Критерий REST SOAP GraphQL gRPC Производительность Высокая Низкая Очень высокая Наивысшая Надежность Средняя Очень высокая Средняя Высокая Безопасность Высокая Наивысшая Средняя Высокая Сложность разработки Низкая Высокая Высокая Средняя Масштабируемость Очень высокая Ограниченная Высокая Очень высокая Гибкость Очень высокая Низкая Наивысшая Средняя Поддержка транзакций Нет Да Нет Нет Совместимость с устаревшими системами Умеренная Высокая Низкая Низкая Заключение. Проведенный сравнительный анализ современных протоколов интеграции вебприложений позволил систематизировать их характеристики и выявить области эффективного применения в контексте задач промышленного предприятия. Результаты исследования демонстрируют, что не существует универсального решения, подходящего для всех сценариев интеграции. Каждый из рассмотренных протоколов — Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 156 http://nauko-sfera.ru/ REST, SOAP, GraphQL и gRPC — обладает уникальным сочетанием характеристик, определяющих его оптимальную область применения: REST остается наиболее сбалансированным решением для большинства задач корпоративной интеграции, особенно при создании публичных API и работе с веб-интерфейсами, где важны простота разработки и масштабируемость. SOAP сохраняет свои позиции в областях, требующих максимального уровня безопасности и надежности, таких как межкорпоративная интеграция и системы с жесткими требованиями к транзакционности. GraphQL предлагает революционный подход к решению проблем эффективности работы с данными, особенно ценный для сложных аналитических систем и приложений с разнородными требованиями к данным. gRPC демонстрирует превосходную производительность в микросервисных архитектурах и системах реального времени, что делает его перспективным выбором для современных высоконагруженных промышленных систем. Практическая значимость исследования заключается в разработке четких рекомендаций по выбору протоколов интеграции для различных бизнес-процессов промышленного предприятия. Реализация гибридного подхода на практике часто осуществляется с использованием API Gateway, который выступает единой точкой входа для агрегации различных backendсервисов, использующих REST, gRPC или GraphQL, и предоставляет унифицированный интерфейс для клиентов. Для систем управления производством наиболее оптимальным представляется гибридный подход, сочетающий REST для основных CRUD-операций и gRPC для задач, требующих высокой производительности. В системах документооборота обоснованно применение REST для внутренней интеграции и SOAP — для межкорпоративного взаимодействия. Таким образом, системный подход к выбору протоколов интеграции на основе их сравнительных характеристик позволяет не только устранить информационные разрывы между системами промышленного предприятия, но и создать основу для его дальнейшей цифровой трансформации. Перспективы дальнейших исследований связаны с проведением натурного эксперимента или бенчмаркинга для количественного сравнения производительности и задержек рассмотренных протоколов в условиях, приближенных к реальным промышленным. Это позволит дополнить качественный анализ точными количественными метриками. Кроме того, перспективным направлением является разработка имитационной модели интеграционных сервисов и углубленный анализ гибридных подходов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бужин И.Г., Деревянкин А.Ю., Антонова В.М., Перевалов А.П., Миронов Ю.Б. Сравнительный анализ REST и gRPC, используемых в системе мониторинга виртуализированной инфраструктуры коммуникационной сети // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17. №4. С. 50–55. 2. Бэнкс А., Порселло Е. GraphQL. Язык запросов для современных веб-приложений. СПб.: Питер, 2019. 240 с. 3. Джалалов М.Э. Применение шаблонов проектирования для управления API в микросервисной архитектуре // Экономика и качество систем связи. 2024. №1. С. 128–135. 4. Кушназаров Ф.И., Яковлев В.В., Турдиев О.А. Сравнение производительности протоколов доступа к облачным ресурсам // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2015. №4. С. 117–123. 5. Ньюмен С. Создание микросервисов. СПб.: Питер, 2016. 304 с. Наукосфера. №10 (2), 2025 Технические науки ISSN 2542-0402 157 http://nauko-sfera.ru/ 6. Cesare Pautasso, Olaf Zimmermann, Frank Leymann. RESTful Web Services vs. “Big” Web Services: Making the Right Architectural Decision. URL: https://www.researchgate.net/publication/221022734_RESTful_Web_Services_vs_Big_Web_Services_Making_the_Right_Architectural_Decis ions (дата обращения: 01.10.2025). 7. Festim Halili, Erenis Ramadani. Web Services: A Comparison of Soap and Rest Services. 2018. Modern Applied Science; Т. 12, №3. С. 175–183. 8. Fielding, R. T. Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures. URL: https://www.ics.uci.edu/~fielding/pubs/dissertation/top.htm (дата обращения: 01.10.2025). 9. GraphQL: The query language for modern APIs. URL: https://graphql.org (дата обращения: 01.10.2025). 10. gRPC: Documentation. URL: https://grpc.io/docs/ (дата обращения: 01.10.2025). 11. Rathod Digvijaysinh. Performance evaluation of RESTful Web services and SOAP // WSDL Web services. International Journal of Advanced Research in Computer Science. 2017. №8. С. 415–420. 12. Richardson, L., Ruby, S. RESTful Web Services. URL: http://restfulwebapis.com/RESTful_Web_Services.pdf (дата обращения: 01.10.2025). 13. Thomas Erl. Service-Oriented Architecture: Concepts, Technology, and Design. Prentice Hall, 2006. 760 с. Поступила в редакцию: 27.10.2025 © Задорожная М. А., 2025. Принята в печать: 25.11.2025