煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心框架研究與應(yīng)用探索

趙洪建

（鄭州煤炭工業(yè) （集團(tuán)）有限責(zé)任公司，河南省鄭州市，450042）

★ 煤炭科技·機(jī)電與信息化 ★

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心框架研究與應(yīng)用探索

趙洪建

（鄭州煤炭工業(yè) （集團(tuán)）有限責(zé)任公司，河南省鄭州市，450042）

通過(guò)整合煤炭企業(yè)生產(chǎn)、安全、物資供應(yīng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)構(gòu)建煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心，為集團(tuán)管理者、業(yè)務(wù)管理者和業(yè)務(wù)人員提供一個(gè)覆蓋生產(chǎn)、安全、財(cái)務(wù)、人力、物資供應(yīng)以及運(yùn)銷等領(lǐng)域的集分析決策和報(bào)表應(yīng)用于一體的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)煤炭企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信息進(jìn)行分析處理、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)煤炭企業(yè) “管、控、營(yíng)”的一體化建設(shè)。

煤炭企業(yè) 數(shù)據(jù)中心 信息資源整合 決策分析 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)

AbstractThe data center of coal enterprises was established by integrating system data of production，security and material supply，providing an unified data platform embracing analysis decision and form application covering such fields as production，security，finance，manpower，material supply，transportation and marketing for the group managers，business managers and business personnel.And then the centralized scheduling and unified management were carried out for the production and management of coal enterprises.Meanwhile，analysis and processing，statistics and optimization of all kinds of information were realized so that timely and accurate data were provided for leadership decision，promoting the integration development of management，control and operation for coal enterprises.

Key wordscoal enterprise，data center，information resource integration，decision analysis，data warehouse

當(dāng)前，隨著我國(guó)信息化水平的不斷提高，煤炭企業(yè)信息化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展迅猛，雖然國(guó)家煤炭行業(yè)管理部門和煤炭企業(yè)自身都建設(shè)了相應(yīng)的安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)都是相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)行，彼此之間缺少溝通，無(wú)法形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)行系統(tǒng)。同樣，在煤炭企業(yè)已經(jīng)建立的管理信息系統(tǒng)中，單項(xiàng)系統(tǒng)建設(shè)非常普遍，這種狀況造成信息封閉以及大量的功能重復(fù)，更為嚴(yán)重的是信息出現(xiàn)大量的冗余，造成各部門之間的信息不一致，進(jìn)而導(dǎo)致煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)決策失誤。基于此，構(gòu)建實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信息進(jìn)行分析處理、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化以及為領(lǐng)導(dǎo)決策提供及時(shí)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心十分迫切。

1 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心框架研究

1.1 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心框架建設(shè)思路

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心圍繞人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷六大方面，結(jié)合煤炭企業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)煤炭企業(yè)各業(yè)務(wù)部門、煤礦、子企業(yè)等業(yè)務(wù)單元的業(yè)務(wù)信息進(jìn)行采集、匯總與整合，實(shí)現(xiàn)橫向信息共享與縱向業(yè)務(wù)協(xié)同，構(gòu)建煤炭企業(yè)層面的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，為煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)在決策和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等方面提供科學(xué)依據(jù)。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路示意圖如圖1所示。

1.2 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心框架的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)涉及到企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理及業(yè)務(wù)活動(dòng)的方方面面，同時(shí)，數(shù)據(jù)中心建設(shè)與煤炭企業(yè)業(yè)務(wù)信息化建設(shè)也存在著相互促進(jìn)、互相完善的關(guān)系，因此，煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的循序漸進(jìn)的過(guò)程。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心作為企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策支持的基礎(chǔ)和核心進(jìn)行總體的建設(shè)和設(shè)計(jì)，需要科學(xué)的、高效的和可靠的整體架構(gòu)作為支撐。煤炭企業(yè)整體數(shù)據(jù)中心規(guī)劃架構(gòu)包括數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)通道、原始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)區(qū)、地理信息數(shù)據(jù)區(qū)、多維分析模型區(qū)、ETL過(guò)程、應(yīng)用展現(xiàn)區(qū)及平臺(tái)運(yùn)維管理平臺(tái)等，通過(guò)這些核心區(qū)的有序組合構(gòu)建成具有穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)中心，保障數(shù)據(jù)中心可以隨著業(yè)務(wù)的變化而不斷完善。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心技術(shù)框架圖如圖2所示。

圖1 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路示意圖

圖2 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心技術(shù)框架圖

2 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃

2.1 關(guān)鍵技術(shù)分析

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)涉及到業(yè)務(wù)整理、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)建模、分析展現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等環(huán)節(jié)。在各環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)上，由不同的專業(yè)技術(shù)輔助實(shí)現(xiàn)。

（1）數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心整體架構(gòu)基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)搭建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層架構(gòu)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)作為煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的核心基礎(chǔ)支持管理決策過(guò)程的、面向主題的、集成的、穩(wěn)定的和不同時(shí)間的數(shù)據(jù)集合。

（2）數(shù)據(jù)整合技術(shù)。采用數(shù)據(jù)整合技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)各業(yè)務(wù)部門、二級(jí)企業(yè)、生產(chǎn)單位業(yè)務(wù)信息的規(guī)范化、統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，采用數(shù)據(jù)整合技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息資源的統(tǒng)一整合是進(jìn)行數(shù)據(jù)中心建設(shè)的基礎(chǔ)，也是保障數(shù)據(jù)中心各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)質(zhì)量和提升數(shù)據(jù)可用性的基礎(chǔ)。

（3）基于SOA理念的集成整合應(yīng)用技術(shù)。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的、分步的和逐步完善的過(guò)程，應(yīng)用的可復(fù)用性和可擴(kuò)展性成為了保障數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目成功的關(guān)鍵，采用SOA理念進(jìn)行的面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的組件模型設(shè)計(jì)能夠?qū)?yīng)用程序的不同功能單元之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)。

2.2 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)階段

以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)戰(zhàn)略框架為指導(dǎo)，現(xiàn)把煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)劃分為以下4個(gè)主要階段。

2.2.1 系統(tǒng)地規(guī)劃和分析

系統(tǒng)地規(guī)劃和分析主要從兩方面展開，一方面是面向數(shù)據(jù)，對(duì)煤炭企業(yè)各業(yè)務(wù)部門、二級(jí)企業(yè)和生產(chǎn)單位的各個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析；另一方面是數(shù)據(jù)質(zhì)量分析，主要是針對(duì)數(shù)據(jù)的可用性和數(shù)據(jù)的使用情況方面進(jìn)行分析。在數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的基礎(chǔ)之上，結(jié)合應(yīng)用分析構(gòu)建煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心全局業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型。

2.2.2 整合和開發(fā)實(shí)施

整合和開發(fā)實(shí)施主要從煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，分為數(shù)據(jù)整合、流程整合、管理整合、元數(shù)據(jù)整合、用戶整合及安全整合等步驟，在整合過(guò)程中，基礎(chǔ)平臺(tái)將起到關(guān)鍵的作用。在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中涉及到以下5個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理必須從技術(shù)上和制度上保證數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的安全可靠運(yùn)行。

（2）各業(yè)務(wù)單元必須提供數(shù)據(jù)，并根據(jù)規(guī)范使用數(shù)據(jù)。

（3）業(yè)務(wù)系統(tǒng)承建商必須無(wú)條件遵守有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，并明確建設(shè)的范圍與邊界。

（4）隨著數(shù)據(jù)中心的建設(shè)推進(jìn)，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)也需要改造升級(jí)，通過(guò)數(shù)據(jù)中心平臺(tái)封裝標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范，使業(yè)務(wù)部門和業(yè)務(wù)系統(tǒng)專注于數(shù)據(jù)本身而不是標(biāo)準(zhǔn)本身。

（5）組織保證是系統(tǒng)實(shí)施中的關(guān)鍵，需要強(qiáng)有力的管理協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)或機(jī)制組織各有關(guān)部門以及各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)商共同制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范。

2.2.3 利用和運(yùn)維

數(shù)據(jù)中心建立后，如何高效地利用數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)平臺(tái)和共享數(shù)據(jù)是決定數(shù)據(jù)中心生命力的關(guān)鍵因素。數(shù)據(jù)的利用和可持續(xù)發(fā)展主要從決策分析、流程再造以及應(yīng)用增強(qiáng)方面展開，決策分析是數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)利用的一大應(yīng)用，累積起來(lái)的大量數(shù)據(jù)里面隱藏著常人看不見的特點(diǎn)、規(guī)律和趨勢(shì)，必須用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和決策分析技術(shù)加以利用。流程再造從業(yè)務(wù)應(yīng)用流程的合理性方面提出，或者從業(yè)務(wù)應(yīng)用整合和增強(qiáng)出發(fā)，這些都是將來(lái)數(shù)據(jù)中心應(yīng)該利用的功能。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過(guò)程中形成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理方法，都將充分應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過(guò)程和維護(hù)運(yùn)行過(guò)程。

2.2.4 閉環(huán)管理

數(shù)據(jù)中心建成后，根據(jù)業(yè)務(wù)需要把分析結(jié)果回饋給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)而形成完整的倉(cāng)庫(kù)和業(yè)務(wù)之間的閉環(huán)，不斷進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化。

2.3 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用研究

構(gòu)建煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的核心目的就是形成煤炭企業(yè)全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，對(duì)全局的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和共享。數(shù)據(jù)中心將建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、更新、管理和服務(wù)機(jī)制，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理中心、數(shù)據(jù)共享以及交換中心，加快煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)信息的交流與反饋，為煤炭企業(yè)的各個(gè)業(yè)務(wù)部門之間建立快捷、方便、多層級(jí)和高安全性的數(shù)據(jù)集成和共享服務(wù)。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用架構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用架構(gòu)圖

2.3.1 指標(biāo)查詢應(yīng)用研究

指標(biāo)查詢是煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心面向各管理層以及決策層的關(guān)鍵指標(biāo)查詢功能，是煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)了解企業(yè)業(yè)務(wù)指標(biāo)的直觀途徑，通過(guò)簡(jiǎn)單勾選相關(guān)查詢指標(biāo)以及時(shí)間、科室和班組等限制條件即可自動(dòng)完成指標(biāo)展現(xiàn)，并提供餅圖、柱圖和趨勢(shì)圖等輔助直觀展現(xiàn)方式。

2.3.2 即席查詢應(yīng)用研究

煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心面向各個(gè)業(yè)務(wù)科室和業(yè)務(wù)一線使用人員提供的查詢應(yīng)用具有高度的開放性與集成性，即席查詢應(yīng)用提供使用人員按業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則即可快速簡(jiǎn)潔地定義查詢需求，通過(guò)各種向?qū)浇缑妫瑘D形化地實(shí)現(xiàn)查詢條件的定義和結(jié)果的展現(xiàn)，并可進(jìn)行基于結(jié)果的查詢。

2.3.3 報(bào)表中心應(yīng)用研究

統(tǒng)計(jì)報(bào)表能夠?yàn)楦骷?jí)管理人員提供方便的報(bào)表自定義查詢功能，這種功能能夠滿足報(bào)表屬性、單元格屬性和圖表靈活快捷定義，并提供基于報(bào)表指標(biāo)的預(yù)警。為了保障報(bào)表數(shù)據(jù)的質(zhì)量與數(shù)據(jù)平衡，報(bào)表中心提供報(bào)表數(shù)據(jù)表內(nèi)校驗(yàn)和表間校驗(yàn)功能。

2.3.4 綜合分析應(yīng)用研究

綜合分析建立在數(shù)據(jù)整合基礎(chǔ)之上，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析模型的構(gòu)建，搭建數(shù)據(jù)集市，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的再利用，并通過(guò)數(shù)據(jù)鉆取、數(shù)據(jù)挖掘和多維分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全方位和多角度展現(xiàn)，并以圖形化、直觀化和可靈活配置等功能應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

2.3.5 3D監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究

綜合利用GIS技術(shù)、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立統(tǒng)一的、基礎(chǔ)性的、可擴(kuò)展的空間信息服務(wù)平臺(tái)，為智慧礦山搭建空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，最終建設(shè)成為多維智慧化礦山綜合安全管理平臺(tái)，通過(guò)整個(gè)平臺(tái)完成生產(chǎn)自動(dòng)化各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控及相關(guān)安全監(jiān)測(cè)的模擬與分析工作。

3 煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用效果

（1）服務(wù)全局用戶。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心面向煤炭企業(yè)各級(jí)用戶，并為不同用戶所關(guān)注的數(shù)據(jù)粒度和業(yè)務(wù)維度進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，滿足不同層次用戶的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和鉆取等需求，為煤炭企業(yè)業(yè)務(wù)的正常辦理提供有效支撐。

（2）數(shù)據(jù)加工處理自動(dòng)化。自動(dòng)的數(shù)據(jù)加工處理保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)更新和加工體系，實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新，同時(shí)，通過(guò)定制化的數(shù)據(jù)加工和數(shù)據(jù)處理機(jī)制保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心為各級(jí)用戶提供統(tǒng)一口徑和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

（3）保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心圍繞煤炭企業(yè)的產(chǎn)、供、銷、人、財(cái)、物六大方面，結(jié)合煤炭企業(yè)行業(yè)特性，搭建展現(xiàn)分析決策體系，實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)所涉及的各業(yè)務(wù)領(lǐng)域所有信息資源的整體顯現(xiàn)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的宏觀匯總與微觀展示，快速地發(fā)現(xiàn)煤炭企業(yè)在經(jīng)營(yíng)和管理中存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題的定位，為煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)戰(zhàn)略決策提供有效的信息支撐。

（4）實(shí)時(shí)的預(yù)警提醒功能。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心提供安全事件、違規(guī)事件和異常事件等的預(yù)警功能，并通過(guò)多種途徑與展現(xiàn)方式醒目和快速地提醒相關(guān)責(zé)任人，快速定位問(wèn)題、異常與事故，為及時(shí)采取措施和制定處理方案提供有效依據(jù)。

（5）形象、生動(dòng)的展示形式。煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心通過(guò)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)和展現(xiàn)等應(yīng)用的建設(shè)，制定了數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)模型，構(gòu)建了多種靈活的展現(xiàn)形式，能夠更直觀地反映煤炭企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，方便煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層、管理者和數(shù)據(jù)分析人員更快速的掌握企業(yè)經(jīng)營(yíng)和管理情況。

［1］ 王鵬.云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 ［M］.北京：人民郵電出版社，2010

［2］ 楊毅，孫超 .基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的煤炭運(yùn)銷決策支持系統(tǒng)研究［J］.中國(guó)煤炭，2009

［3］ 蔭蒙著，王志海等譯.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) ［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006

［4］ 潘華，項(xiàng)同德著 .數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘原理、工具及應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2007

［5］ 林小村，馬玉林，翁小云 .數(shù)據(jù)中心建設(shè)與運(yùn)行管理［M］.北京：科學(xué)出版社，2010

［6］ 王振宇，陳紅星，劉道園.煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心ETL智能化調(diào)度研究［J］.中國(guó)煤炭，2012（1）

（責(zé)任編輯 路 強(qiáng)）

An exploration and application study on framework of data center for coal enterprises

Zhao Hongjian
（Zhengzhou Coal Industry（Group）Company Ltd.，Zhengzhou，Henan 450042，China）

A

趙洪建 （1971－），男，河南新密人，工程碩士，現(xiàn)任鄭煤集團(tuán)通信分公司經(jīng)理、鄭煤集團(tuán)信息管理中心主任、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)信息化分會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)通訊專業(yè)委員會(huì)委員、河南省青年企業(yè)家協(xié)會(huì)常務(wù)理事、河南省煤炭學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)通訊專委會(huì)副主任委員、河南省信息協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。