基于微服務(wù)數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)研究

肖 宇 向星辰 朱曉覓 李 佳 何誠師 三峽高科信息技術(shù)有限責(zé)任公司資產(chǎn)物聯(lián)事業(yè)部

一、數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建設(shè)背景

發(fā)電企業(yè)是典型的資產(chǎn)密集型企業(yè)，存在資產(chǎn)量大、單項(xiàng)價(jià)值較高、相關(guān)使用部門繁多，使用范圍廣、分類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、更新快速等特點(diǎn)。在當(dāng)前傳統(tǒng)的資產(chǎn)屬性數(shù)據(jù)庫管理方式下，實(shí)物的資產(chǎn)管理中容易出現(xiàn)條目混亂、查詢不表明、日常盤點(diǎn)工作量大、低效耗時(shí)、閑置資產(chǎn)難以有效利用導(dǎo)致被動(dòng)增加成本、資產(chǎn)的移動(dòng)管理難、個(gè)性化管理等諸多問題。因此實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的精細(xì)化、可視化管理，提高資產(chǎn)利用率，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展亟待解決的難題。

同時(shí)隨著軟件應(yīng)用功能的不斷擴(kuò)展、用戶數(shù)量不斷增加、數(shù)據(jù)交互日趨復(fù)雜，系統(tǒng)軟件之間的數(shù)據(jù)調(diào)用越來越頻繁，逐漸遇到了種種發(fā)展問題。電力行業(yè)信息化發(fā)展較早，行業(yè)內(nèi)相關(guān)的管理軟件已運(yùn)行多年。普遍存在架構(gòu)老、技術(shù)落后等情況?，F(xiàn)存的電力生產(chǎn)管理軟件由于架構(gòu)、技術(shù)和平臺(tái)等限制，無法有效地進(jìn)行功能擴(kuò)展來對(duì)接市場中已成熟應(yīng)用的智能硬件，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用擴(kuò)展上存在瓶頸，也無法適應(yīng)實(shí)際使用中多場景，多賬號(hào)和多層級(jí)的需求。在這種背景下，不斷在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)上擴(kuò)展新功能和對(duì)接新系統(tǒng)，直接增加了原有系統(tǒng)的復(fù)雜度和不穩(wěn)定性，同時(shí)在負(fù)載、數(shù)據(jù)庫連接等方面存在巨大隱患。而當(dāng)前系統(tǒng)的高可用、高并發(fā)是急需保證的優(yōu)先要求，因此需要通過以用戶資源進(jìn)行合理化的資源配置，來達(dá)到最大化資源利用的目標(biāo)。

二、數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求分析

建立數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的主要目標(biāo)是為了充分利用電力企業(yè)的設(shè)備、物資、人力等資源，融合當(dāng)前主流的信息化手段加強(qiáng)電力生產(chǎn)的過程管理。資產(chǎn)管理系統(tǒng)能將國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、公司管理辦法進(jìn)行信息化實(shí)現(xiàn)，以系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，利用系統(tǒng)的特性結(jié)合電力生產(chǎn)管理制度對(duì)工作人員操作進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，提升工作安全性，進(jìn)一步降低事故的發(fā)生概率，從而整體性地提升電力生產(chǎn)的安全性能。電力生產(chǎn)管理的智能化水平提高，能夠有效地減少人員的投入和資源浪費(fèi)，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。同時(shí)還可以分析系統(tǒng)產(chǎn)生的各類生產(chǎn)記錄，針對(duì)性地分析故障發(fā)生的頻次、時(shí)段、所需的備件，可以通過數(shù)據(jù)直觀地分析故障發(fā)生的根本原因，調(diào)整備件的儲(chǔ)備，提高料及時(shí)率，分析備件質(zhì)量等，從而為管理層提供決策性的指導(dǎo)意見。

在此需求背景下，數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)需要囊括傳統(tǒng)應(yīng)用的功能模塊，包含：物資管理、檢修管理、缺陷管理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理、兩票管理、技改項(xiàng)目管理等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。同時(shí)為了增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，提升后期運(yùn)維效率。增加開發(fā)必要的基礎(chǔ)支撐服務(wù)，包含：文件服務(wù)、流程服務(wù)、報(bào)表服務(wù)、日志服務(wù)、分布式服務(wù)、緩存服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)等。通過增設(shè)這些基礎(chǔ)服務(wù)，來支撐系統(tǒng)在后期發(fā)展過程中產(chǎn)生的功能拓展。同時(shí)為了讓系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能和基礎(chǔ)服務(wù)能穩(wěn)定運(yùn)行，規(guī)避因?yàn)楹笃趹?yīng)用實(shí)現(xiàn)越來越復(fù)雜，代碼規(guī)模越來越大，導(dǎo)致的系統(tǒng)冗余、難以維護(hù)和更新的問題。我們需要導(dǎo)入微服務(wù)架構(gòu)，利用微服務(wù)的組件化、獨(dú)立部署、降低復(fù)雜度、技術(shù)多元化、降低維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢，提升系統(tǒng)應(yīng)用的高效性和可擴(kuò)展性。

為了解決傳統(tǒng)庫房管理模式下的低效問題，我們引入已成熟應(yīng)用于市場的庫房管理智能硬件，RFID 智能貨柜、標(biāo)簽、感應(yīng)門、手持PDA 等，實(shí)現(xiàn)物資管理的智慧化。以解決傳統(tǒng)資產(chǎn)條目混亂、查詢不便、日常盤點(diǎn)工作量大、耗時(shí)久等問題。

三、數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采取三層級(jí)管理模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，即：

總部層：統(tǒng)計(jì)分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控、經(jīng)營決策等；

分公司層：故障分析、采購管理、成本優(yōu)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等；

場站層：兩票工作、定期工作、故障處理、生產(chǎn)管理、值班管理、日志管理和數(shù)據(jù)收集。

根據(jù)以上管理思路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體線路如下：

→多組織、多站點(diǎn)管理平臺(tái)

多組織、多站點(diǎn)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)管理需求。支持多組織機(jī)構(gòu)、多公司、多角色、一人兼多職等多種管理層級(jí)，集中組織機(jī)構(gòu)維護(hù)，權(quán)限集中管理，個(gè)性化展現(xiàn)。

→智能資產(chǎn)管理

系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備重要性建立完善的維護(hù)策略，通過構(gòu)建設(shè)備信息庫，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障智能診斷和預(yù)防性維護(hù)。通過建立集計(jì)劃、采購、出入庫、運(yùn)行、維修、報(bào)廢等功能于一體的設(shè)備管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全生命周期管理。

→建管結(jié)合

實(shí)現(xiàn)電站建設(shè)期與生產(chǎn)運(yùn)維期的信息化一體化管理。建設(shè)期以“工程建設(shè)管理”為重點(diǎn)，生產(chǎn)運(yùn)維期以“設(shè)備資產(chǎn)管理”為核心，采用一體化平臺(tái)設(shè)計(jì)，構(gòu)建以資產(chǎn)管理為基礎(chǔ)的數(shù)字化管理系統(tǒng)。

(一)技術(shù)架構(gòu)

1.系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用Spring-Cloud-Netflix 的技術(shù)體系開發(fā)，具有聲明式REST 客戶端、斷路器、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、客戶端負(fù)載均衡器、外部配置、路由器和過濾器這些特性，實(shí)現(xiàn)配置中心化，以統(tǒng)一管理平臺(tái)內(nèi)部的配置文件。Netflix 的項(xiàng)目建立在Spring Boot 框架之上，提供了如下組件：

√Eureka 用于Spring 管理下的Bean 服務(wù)發(fā)現(xiàn)；

√Zuul 處理路由服務(wù)，被視為請(qǐng)求的“守門員”；

√Ribbon 用于動(dòng)態(tài)路由和負(fù)載均衡；

√Hystrix 提供了斷路器功能，以處理無響應(yīng)的 API 調(diào)用。

2.后端架構(gòu)

采用Spring-Boot 技術(shù)體系進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用Mysql，緩存采用redis，隊(duì)列擬采用Rabbit MQ。

3.前端架構(gòu)

前后端分離，獨(dú)立部署，采用Vue 編寫，并使用Ant Design For Vue 作為通用組件庫。

(二)服務(wù)架構(gòu)

1.基礎(chǔ)服務(wù)

基礎(chǔ)服務(wù)包含文件服務(wù)、流程服務(wù)、報(bào)表服務(wù)、日志服務(wù)、分布式事務(wù)、緩存、認(rèn)證服務(wù)等，以這些服務(wù)作為平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)支撐。提供文件上傳下載、流程配置、報(bào)表查詢等功能支持。將系統(tǒng)的客戶化、域、流程實(shí)現(xiàn)自定義配置?？筛鶕?jù)實(shí)際情況的變化，實(shí)施管理人員可通過修改配置實(shí)現(xiàn)零代碼更新。系統(tǒng)配置采用可視化界面操作，可以通過簡單的拖拽即可實(shí)現(xiàn)流程更新、權(quán)限設(shè)定、字段校驗(yàn)等功能。

2.業(yè)務(wù)服務(wù)

業(yè)務(wù)服務(wù)包含物資管理、檢修管理、缺陷管理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理、兩票管理、技改項(xiàng)目管理等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。用以支撐電力生產(chǎn)日常事務(wù)業(yè)務(wù)開展，嚴(yán)格管控電力生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，制定標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的操作流程與操作方式，以信息化手段保證基礎(chǔ)源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性、完整性。

(三)特色功能

為有效解決企業(yè)生產(chǎn)、管理部門物資管理中的人力消耗大、管理效率低等需求，通過信息化手段，實(shí)現(xiàn)物資信息由傳統(tǒng)人工登記，轉(zhuǎn)換為可溯源的自動(dòng)化管理，提升管理效率、解放生產(chǎn)部門人力。系統(tǒng)將融合市場上先進(jìn)的RFID 超高頻技術(shù)，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄出入庫情況與溯源、使用RFID 電子標(biāo)簽作為唯一標(biāo)識(shí)將物資綁定貨位強(qiáng)化定置管理、針對(duì)固定作業(yè)定制基礎(chǔ)物資包。實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)的物資管理由人工記錄的模式轉(zhuǎn)換為自拿自放的無人倉儲(chǔ)管理。同時(shí)利用RFID 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物資的快速定位，讓尋物與拿放效率更加高效與快捷。

RFID 技術(shù)的應(yīng)用，保證了物資在入庫和出庫的環(huán)節(jié)中做到了真實(shí)的數(shù)據(jù)出入，杜絕了傳統(tǒng)模式下庫管員手動(dòng)登記出錯(cuò)或者漏登的可能性，同時(shí)提升了數(shù)據(jù)輸入和更新的速度與準(zhǔn)確性。利用RFID 唯一標(biāo)識(shí)碼的特性，還可以對(duì)物資的批次、狀態(tài)等信息進(jìn)行追蹤與管理。利用系統(tǒng)的定位功能，還可以實(shí)時(shí)掌握具體物資所在位置與當(dāng)前的實(shí)際庫存，并通過復(fù)合屏等硬件清晰地展現(xiàn)出來。

以下為數(shù)字資產(chǎn)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的物資管控目標(biāo)：

1.自動(dòng)采集物資出入庫數(shù)據(jù)，形成資產(chǎn)臺(tái)賬，避免人工記賬。

2.實(shí)時(shí)顯示庫存物資狀況，實(shí)現(xiàn)物資狀態(tài)跟蹤及庫存數(shù)據(jù)查詢。

3.實(shí)現(xiàn)物資定置管理，實(shí)現(xiàn)物資規(guī)范擺放，庫位與物資完全對(duì)應(yīng)。

4.針對(duì)典型缺陷定制基礎(chǔ)物資包，實(shí)現(xiàn)缺陷物資的快速出庫，支持高效檢修。

5.擺脫信息孤島，實(shí)現(xiàn)單位與部門分部之間物資共用共享。

主要功能點(diǎn)：

→物資基礎(chǔ)信息維護(hù)

物資編碼維護(hù)、商品信息維護(hù)、物資包管理、個(gè)人工器具管理、物資參數(shù)模板。

→倉儲(chǔ)管理

倉庫信息管理、庫存管理、物資盤點(diǎn)。

→物資使用

采購單、物資接收、領(lǐng)料單、退料單 、物資借用、廠內(nèi)調(diào)撥、物資送檢、物資報(bào)廢、缺陷單。

→物資定位

對(duì)倉庫中的物資精準(zhǔn)定位、對(duì)倉庫外的物資軌跡跟蹤。

→預(yù)警提醒

異常物資入侵、物資入庫有誤提醒、物資取貨有誤提醒、物資低于庫存下限或者高于庫存上限等。

→數(shù)據(jù)對(duì)接

第三方數(shù)據(jù)平臺(tái)交互、硬件設(shè)備數(shù)據(jù)傳遞、人臉數(shù)據(jù)同步。

四、數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的實(shí)施效果

(一)管理效益

基于微服務(wù)數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建設(shè)充分研究了電站的管理特點(diǎn)，以電站設(shè)備管理為中心，將生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)、備品備件、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析有效集成到一個(gè)平臺(tái)中，緊密結(jié)合電力生產(chǎn)管理特點(diǎn)。有利于規(guī)范化管理，促使運(yùn)維人員快速掌握行業(yè)知識(shí)；將日常操作運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)積累下來，構(gòu)建了電站知識(shí)積累平臺(tái)；多角度的數(shù)據(jù)分析，以科學(xué)指導(dǎo)電力生產(chǎn)過程安排；動(dòng)態(tài)的設(shè)備臺(tái)賬，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以降低非計(jì)劃停機(jī)；提高備件采購的科學(xué)性，在保障正常生產(chǎn)情況下，降低庫存，實(shí)現(xiàn)資源合理配置。

除此之外，系統(tǒng)融合市場上成熟的RFID 技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有倉庫進(jìn)行升級(jí)，搭載智能硬件設(shè)備及相關(guān)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)倉庫一鍵盤點(diǎn)，智能出入庫等工作，在管理層面實(shí)現(xiàn)了對(duì)物資的透明化管理，企業(yè)管理者能夠?qū)θ恕⑽?、空間資源進(jìn)行綜合管理；通過定位技術(shù)、大數(shù)據(jù)算法，即時(shí)感知物資的動(dòng)態(tài)變化，大大降低因信息不對(duì)稱而造成的風(fēng)險(xiǎn)；通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)溯源，確保資源的調(diào)用合規(guī)高效，降低大量人力投入。

(二)創(chuàng)新應(yīng)用

通過引入微服務(wù)架構(gòu)，很好地解決了傳統(tǒng)單體式軟件服務(wù)可靠性差的問題。本系統(tǒng)后臺(tái)采用Spring Cloud 技術(shù)體系，將其具備獨(dú)立的開發(fā)部署、松耦合、彈性擴(kuò)張、高并發(fā)等特點(diǎn)與電力生產(chǎn)管理進(jìn)行充分融合。同時(shí)本系統(tǒng)具備聲明式REST 客戶端，不僅能快速響應(yīng)不同的需求，而且能適配需求的彈性擴(kuò)展。微服務(wù)面向分布式開發(fā)，用戶可以根據(jù)自身情況對(duì)功能應(yīng)用進(jìn)行單獨(dú)開發(fā)，然后進(jìn)行組合。在對(duì)單個(gè)應(yīng)用組件進(jìn)行代碼重構(gòu)時(shí)，也不會(huì)對(duì)其他組件構(gòu)成影響，從而實(shí)現(xiàn)以持續(xù)集成的方式交付項(xiàng)目。

在總體功能不變的情況下，利用微服務(wù)可以解決復(fù)雜性問題的特性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多維度拆分，每個(gè)應(yīng)用都可以獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，易于應(yīng)用的更新和維護(hù)。通過以重點(diǎn)應(yīng)用服務(wù)的分布式部署，有效地解決了常見應(yīng)用系統(tǒng)的負(fù)載不均衡、更新停機(jī)影響范圍大等問題，同時(shí)各個(gè)服務(wù)的獨(dú)立部署互不影響的模式，也極大程度減小了因個(gè)別情況帶來的影響范圍。服務(wù)拆分也方便了運(yùn)維人員對(duì)后臺(tái)日志的查詢和快速定位問題，提高了運(yùn)維人員的排錯(cuò)速度。

五、結(jié)語

微服務(wù)架構(gòu)理念問世以來，其具備的獨(dú)立部署、彈性拓展、敏捷迭代、高容錯(cuò)、快速開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)受到了市場的青睞，逐步成為當(dāng)前最流行的軟件架構(gòu)。相較于電力生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)大多數(shù)單體式軟件，不論從技術(shù)創(chuàng)新還是設(shè)計(jì)理念都有長足的進(jìn)步。在國家“碳中和、碳達(dá)峰”政策指導(dǎo)下，電力企業(yè)的成本管理要求也越來越高。本次系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)上引入微服務(wù)理念，同時(shí)在管理上融合最新的智能硬件技術(shù)，將電力行業(yè)的信息化標(biāo)準(zhǔn)提升到全新的高度。利用信息化手段既有效實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的管理，又實(shí)現(xiàn)了以最大化資源利用資產(chǎn)管理，提升了整體管理效率，從而為電力企業(yè)的資產(chǎn)管理做出時(shí)代性的促進(jìn)與推動(dòng)?！?/p>