面向電力行業(yè)的數(shù)據(jù)中臺建設(shè)規(guī)范研究與應(yīng)用

張翠翠，徐敏，孫佳麗，王鵬

(國網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司，合肥 230041)

0 引言

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革席卷全球，數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，數(shù)字化潛能持續(xù)釋放，新模式新業(yè)態(tài)全面變革，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)[1-2]。作為國內(nèi)外領(lǐng)軍企業(yè)重點(diǎn)部署建設(shè)的平臺型工具，數(shù)據(jù)中臺已成為助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手，通過戰(zhàn)略、業(yè)務(wù)、技術(shù)、文化等多個(gè)層面全方位支撐企業(yè)數(shù)字化發(fā)展，為企業(yè)創(chuàng)新注入強(qiáng)大動(dòng)能，加快構(gòu)建企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新格局[3-4]。中臺靈感來源于芬蘭的Supercell游戲公司，最早是由阿里在2015年提出的“大中臺，小前臺”戰(zhàn)略中延伸出來的概念，經(jīng)過多年的探索發(fā)展與應(yīng)用實(shí)踐，中臺已逐漸成為助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵[5-6]。

企業(yè)中臺的架構(gòu)應(yīng)適應(yīng)企業(yè)實(shí)際需要，國網(wǎng)公司面對多變用戶市場的壓力，為實(shí)現(xiàn)內(nèi)部資源整合、業(yè)務(wù)快速構(gòu)建迭代及業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新，業(yè)務(wù)范圍不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)需求愈發(fā)強(qiáng)烈，基于傳統(tǒng)的“一系統(tǒng)、一平臺、多場景、微應(yīng)用”理念的不斷轉(zhuǎn)換，應(yīng)采用包含業(yè)務(wù)中臺和數(shù)據(jù)中臺的雙中臺架構(gòu)模式開展企業(yè)中臺建設(shè)。通過業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的聚合與復(fù)用，持續(xù)拓展、迭代形成企業(yè)級共享服務(wù)，引導(dǎo)公司電網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)、金融和國際化各板塊業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)整合，提升信息系統(tǒng)快速響應(yīng)、靈活調(diào)整能力，有效賦能前端業(yè)務(wù)應(yīng)用、提升創(chuàng)新能力、促進(jìn)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型[7-8]。

1 現(xiàn)狀分析

中臺模塊化架構(gòu)支持按實(shí)際業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行擴(kuò)容，保證了業(yè)務(wù)的線性快速擴(kuò)展，降低技術(shù)成本，為前臺應(yīng)用提供了豐富、全面的能力支撐，同時(shí)，中臺建設(shè)更是管理的創(chuàng)新，要求參與者相互信任、溝通透明、簡單高效，強(qiáng)調(diào)資源匯聚、交叉引流，加速公司業(yè)務(wù)效率和業(yè)務(wù)能力的提升。中臺是介于快速變化的創(chuàng)新型前臺系統(tǒng)和記錄型后臺系統(tǒng)之間的能力平臺，解決前臺和后臺的適配和失衡問題，低成本試錯(cuò)，快速創(chuàng)新前臺業(yè)務(wù)應(yīng)用[9-10]。

2 數(shù)據(jù)中臺設(shè)計(jì)規(guī)范

結(jié)合電力行業(yè)特點(diǎn)，分別給出了數(shù)據(jù)中臺的總體定位、架構(gòu)能力要求、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)。

2.1 總體定位

在企業(yè)前臺和后臺之間搭起橋梁，通過連接業(yè)務(wù)場景和技術(shù)組件，實(shí)現(xiàn)敏捷的前臺和穩(wěn)定的后臺，避免數(shù)據(jù)墻、部門墻沖突隔閡，運(yùn)用微服務(wù)等技術(shù)手段，為前臺提供可復(fù)用的公用能力，支持前臺小成本快速創(chuàng)新迭代，是支撐企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要舉措。充分發(fā)揮企業(yè)中臺服務(wù)的可重用、被滋養(yǎng)、助創(chuàng)新、敢試錯(cuò)的作用，中臺建設(shè)不僅僅降低了技術(shù)成本、更是公司資源匯聚、交叉引流，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新和管理模式的轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)公司管理效率提升。數(shù)據(jù)中臺的作用示意圖如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)中臺作用

企業(yè)中臺基于國網(wǎng)云構(gòu)建，是企業(yè)級能力共享平臺，與云平臺、物管平臺共同組成數(shù)字化平臺，溝通能源互聯(lián)網(wǎng)信息支撐體系核心基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)馭公司強(qiáng)大的后臺資源，通過提煉，形成公共資源共享能力，實(shí)現(xiàn)能力跨業(yè)務(wù)復(fù)用、數(shù)據(jù)全局共享，形成“強(qiáng)后臺，大中臺，活前臺”架構(gòu)體系，支持快速、靈活搭建前端應(yīng)用，支撐業(yè)務(wù)快速發(fā)展、敏捷迭代、按需調(diào)整。數(shù)據(jù)中臺在電力物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)中的定位如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)中臺總體定位

2.2 架構(gòu)能力要求

企業(yè)中臺核心目標(biāo)是構(gòu)建“強(qiáng)后臺，大中臺，活前臺”新模式，打造企業(yè)級能力平臺，打破“煙囪式”系統(tǒng)架構(gòu)和消除“數(shù)據(jù)孤島”，主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域中臺服務(wù)全面沉淀，業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)智能化水平大幅提升，推動(dòng)公司企業(yè)管理、電網(wǎng)生產(chǎn)、客戶服務(wù)、新興業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展。

業(yè)務(wù)中臺，是企業(yè)級業(yè)務(wù)能力共享平臺，將企業(yè)的核心業(yè)務(wù)處理能力沉淀為各種服務(wù)中心，提供共性事務(wù)處理服務(wù)。通過支撐各業(yè)務(wù)板塊，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)鏈路穩(wěn)定高效和經(jīng)濟(jì)性兼顧的原則，提供“敏捷、快速、低成本”創(chuàng)新能力，持續(xù)提升業(yè)務(wù)創(chuàng)新效率。

企業(yè)中臺與微服務(wù)不能劃等號，但作為企業(yè)級能力平臺，企業(yè)中臺落地需要采用微服務(wù)架構(gòu)，在中臺的共享服務(wù)中心下建設(shè)多個(gè)單一微服務(wù)；前臺以微應(yīng)用形式形成創(chuàng)新和服務(wù)，微應(yīng)用可調(diào)用中臺的微服務(wù)來構(gòu)建。數(shù)據(jù)中臺的能力主要包括電力數(shù)據(jù)接入、云資源存儲計(jì)算、電力數(shù)據(jù)分析、電力數(shù)據(jù)服務(wù)、電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)資產(chǎn)運(yùn)營管理，功能架構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)中臺功能架構(gòu)

企業(yè)中臺技術(shù)架構(gòu)包括前臺應(yīng)用、中臺服務(wù)和后臺三大板塊，前端應(yīng)用對應(yīng)不同應(yīng)用場景，中臺服務(wù)是前端產(chǎn)品與中臺產(chǎn)品紐帶，包括業(yè)務(wù)服務(wù)及數(shù)據(jù)服務(wù)，后臺沉淀和抽象通用獨(dú)立的公共基礎(chǔ)組件。

數(shù)據(jù)源系統(tǒng)匯集數(shù)據(jù)資源至數(shù)據(jù)中臺，形成企業(yè)級共享和分析數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)中臺接收前臺應(yīng)用的操作數(shù)據(jù)，形成共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并返回處理結(jié)果和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；應(yīng)用層收集用戶操作數(shù)據(jù)，存儲非共性業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)思維，遵循公司統(tǒng)一架構(gòu)，全面建成具有“資源全局納管、數(shù)據(jù)融通共享、服務(wù)靈活構(gòu)建、數(shù)字化快速賦能”功能的企業(yè)中臺，提供統(tǒng)一的企業(yè)級共享服務(wù)、公共數(shù)據(jù)服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)和能力開放服務(wù)，支撐電網(wǎng)數(shù)字孿生。

2.3 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)架構(gòu)

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在中臺流轉(zhuǎn)主要經(jīng)過貼源層、共享層和分析層三層。其中貼源層定位為貼近源業(yè)務(wù)系統(tǒng)，主要存儲源業(yè)務(wù)系統(tǒng)的存量及增量數(shù)據(jù)，其表結(jié)構(gòu)與源業(yè)務(wù)系表結(jié)構(gòu)基本保持一致；共享層定位為模型層，用于存儲按照統(tǒng)一信息模型整合轉(zhuǎn)換的模型表；分析層用于存儲按業(yè)務(wù)邏輯處理后的結(jié)果表，形成基于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析計(jì)算的典型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)架構(gòu)

業(yè)務(wù)中臺與前臺應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)集成，為前臺應(yīng)用提供共性業(yè)務(wù)處理服務(wù)；數(shù)據(jù)中臺與前臺應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)集成，為前臺應(yīng)用提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和算法等服務(wù)和數(shù)據(jù)可視化能力；數(shù)據(jù)中臺與業(yè)務(wù)中臺進(jìn)行服務(wù)集成，為業(yè)務(wù)中臺提供算法、數(shù)據(jù)查詢等服務(wù)。業(yè)務(wù)中臺通過接口調(diào)用與后端系統(tǒng)集成，前臺應(yīng)用通過接口與后端系統(tǒng)、外部系統(tǒng)集成。

數(shù)據(jù)中臺匯聚各類數(shù)據(jù)資源，為前臺應(yīng)用和業(yè)務(wù)中臺提供數(shù)據(jù)服務(wù)。業(yè)務(wù)中臺接收前臺應(yīng)用操作數(shù)據(jù)，形成共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并返回處理結(jié)果和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，按需調(diào)用數(shù)據(jù)中臺服務(wù)并反饋數(shù)據(jù)中臺貼源層。前臺應(yīng)用收集用戶操作數(shù)據(jù)，存儲非共性業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，向數(shù)據(jù)中臺貼源層提供數(shù)據(jù)，并按需調(diào)用數(shù)據(jù)中臺服務(wù)，獲取各領(lǐng)域共享數(shù)據(jù)和分析類數(shù)據(jù)。

2.4 技術(shù)架構(gòu)要求

數(shù)據(jù)中臺總體架構(gòu)由統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)度、分析層、共享層、貼源層和數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理五大板塊組成，支持營配貫通、多維精益分析、數(shù)字化審計(jì)分析、智慧供應(yīng)鏈分析、網(wǎng)上電網(wǎng)分析、供電服務(wù)指揮支撐等應(yīng)用。數(shù)據(jù)中臺技術(shù)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 技術(shù)架構(gòu)

貼源層主要提供源端數(shù)據(jù)接入功能，將內(nèi)、外部數(shù)據(jù)(包括實(shí)時(shí)和離線、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化等數(shù)據(jù))統(tǒng)一匯聚，實(shí)現(xiàn)源端業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù) 1 ∶1復(fù)制。數(shù)據(jù)匯聚包括內(nèi)部多類型數(shù)據(jù)匯聚和外部數(shù)據(jù)接入，其中，多類型數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、量測類數(shù)據(jù)和消息類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)匯聚方式包括批量接入、實(shí)時(shí)接入。

共享層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和整合，遵循SG-CIM模型，對貼源層數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗、轉(zhuǎn)換、整合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸集，形成企業(yè)級共享數(shù)據(jù)，如客戶域、資產(chǎn)域等。

分析層以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，通過數(shù)據(jù)分析加工組件對共享層數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析，構(gòu)建分析主題，形成分析報(bào)表、算法模型、標(biāo)簽等各類數(shù)據(jù)產(chǎn)品(客戶畫像、設(shè)備畫像等)，以微服務(wù)形式通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)度，為前臺應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)中臺技術(shù)演進(jìn)策略如圖6所示。

圖6 演進(jìn)策略

通過核心業(yè)務(wù)能力、數(shù)據(jù)共享能力、技術(shù)支撐能力三個(gè)維度的轉(zhuǎn)變，逐步實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)能力、數(shù)據(jù)共享能力、技術(shù)支撐能力的服務(wù)化，完成信息系統(tǒng)從傳統(tǒng)大顆粒度業(yè)務(wù)系統(tǒng)向“強(qiáng)后臺+大中臺+活前臺”架構(gòu)演進(jìn)。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

依托國網(wǎng)安徽電力數(shù)據(jù)中臺，遵循技術(shù)架構(gòu)要求，將本文所提的數(shù)據(jù)中臺架構(gòu)能力要求在多維精益管理體系頻道化報(bào)表業(yè)務(wù)場景中進(jìn)行落地應(yīng)用，在該場景下數(shù)據(jù)中臺數(shù)據(jù)查詢結(jié)果如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)中臺數(shù)據(jù)查詢

企業(yè)中臺對公司內(nèi)部業(yè)務(wù)提供業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)，以微服務(wù)技術(shù)為基礎(chǔ)，供前端業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)建或數(shù)據(jù)分析直接調(diào)用。以居民故障搶修為例，業(yè)務(wù)中臺支撐客戶信息、派單等服務(wù)，通過數(shù)據(jù)中臺分析停電范圍，完成居民客戶故障從報(bào)修到完成故障搶修、評價(jià)服務(wù)整個(gè)業(yè)務(wù)流程。通過遵循數(shù)據(jù)中臺能力要求，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)快速高效流轉(zhuǎn)利用，達(dá)到預(yù)期的數(shù)據(jù)中臺能力要求，進(jìn)而可以分析得出本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中臺建設(shè)規(guī)范的可行性。

4 結(jié)語

針對當(dāng)前電力數(shù)據(jù)中臺建設(shè)規(guī)范需要，本文提出了電力行業(yè)的數(shù)據(jù)中臺建設(shè)規(guī)范要求，給出了數(shù)據(jù)中臺總體定位，闡述了數(shù)據(jù)中臺架構(gòu)能力要求，提出了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)架構(gòu)，制定了數(shù)據(jù)中臺技術(shù)架構(gòu)要求，通過落地應(yīng)用驗(yàn)證了數(shù)據(jù)中臺建設(shè)規(guī)范的可行性。