基于RPA技術的自動化運維實踐研究

鄧 潔，夏明昕，劉夢蕎，王敬忠，張 婷，孫百賀

（中國移動通信集團設計院有限公司 山東分公司，山東 濟南 250001）

0 引 言

隨著物聯網、大數據、云計算等新一代技術的迅速發展和不斷成熟，探索實施數字化和智能化轉型來進一步提質增效是各大企業關注的熱點問題。其中，機器人流程化（Robot Process Oriented，RPA）技術能夠降低失誤率、提高工作效率、提升操作合規性，為企業自動化、智能化運維管理提供了重要技術支撐，使既有的業務架構和運維模式轉型升級更具可行性。

當前，RPA技術逐漸被應用在各類信息系統當中，廣泛服務于金融、醫療、物流、零售以及制造等領域，發揮著不可或缺的功能作用。基于RPA技術的自動化運維管理，RAP作為非侵入式、快速部署、靈活運用的軟件，能夠全天候運行，保證流程的運行符合規范要求并且無差錯，同時也在一定程度上緩解了企業數據和信息孤島的經營管理痛點，進一步提高企業數字化程度和運轉效率。由此，如何把RPA技術深入應用到自動化運維領域，是當前運維技術、業務架構和管理模式轉型升級過程中亟待解決的問題[1]。

1 分析當前運維管理中存在的問題

1.1 運維部門人員存在的問題

1.1.1 人力成本日益高企

隨著經濟社會日益高速的發展，人口紅利時代逐漸消失，越來越凸顯勞動力不足的情況。具體到運維行業的人才培養，由于其培養周期較長，前后投入的成本相對比較大，因此各大企業特別是知識型企業的人力成本日益增加，提質增效、轉型升級的要求越發迫切。

1.1.2 人工運維精力有限

運維人員本身的勞動時間、精力有限，在保持基本業務能力的同時，很難保障對實時變化的業務需求具備持續高度的靈活性，無法確保多個設備和基站能夠一直保持良性且全面有效的運維管理。

1.1.3 重復性操作風險大

當前，企業各類運營業務越來越集中，運維運營管理工作越來越復雜，其中的重復性工作較多，長期重復性工作容易導致人工操作失誤、人工響應效率不及時以及運維管理經驗無法有效沉淀等問題，風險較大。

1.2 運維存量系統存在的問題

1.2.1 更新較難

互聯網技術迅速發展，傳統的辦公自動化（Office Automation，OA）、系統應用和產品（System Applications and Products，SAP）、企業資源計劃管理（Enterprise Resource Processing，ERP）等信息系統盡管已經在諸多企業中得到廣泛應用，但其遺留問題在數字化轉型趨勢下暴露出來，也無法滿足新需求。而大多數企業的存量系統較多且由于階段性的技術局限性、系統開放性不足，導致存量系統的迭代更新和升級改造成本極高，還容易因為更新引發使用操作故障問題[2]。

1.2.2 信息孤島

傳統運維系統通常按照特定領域或專業門類單獨設置，形成各自為政的信息孤島狀態，無法有效互聯互通，更無法用于跨部門、跨專業的數據共享、聯動和綜合應用，使得實際運維管理過程會耗時費力，不能快速有效查找、診斷和處理故障，影響系統和設備維護效率和質量。由于技術的限制，傳統系統在業務設計和開發方面就已經遺留了當時難以解決的問題。業務系統直接的數據相互隔離形成了數據孤島，想要融合需要很高的代價去開發，使用接口對接、集成平臺、數據平臺等傳統方法能夠解決一些問題，但笨重遲鈍，無法靈活支持新商業環境下多發、多變、多樣化、碎片化以及高時效的需求。

1.2.3 效率較低

企業存量系統內，仍然存在大量重復性的工作，需要耗費一定的人力進行處理，降低了系統的效率，加之人工操作不可避免的失誤概率，進一步降低了這些信息系統的有效性。

2 RPA技術概述

RPA是指依托于各類先進信息技術手段的虛擬的勞動力，通過模擬并增強人類與計算機的交互過程，模擬特定操作或整個業務或IT流程中的步驟，包括操作數據以及在不同應用程序之間傳遞數據、觸發響應或執行事務等，對任務根據預先設定的程序操作指令進行自動化的處理，實現業務流程的自動化，幫助人們完成日常工作中需要反復重復的流程。RPA不僅可以模擬人類行為，而且可以利用和融合規則引擎、光學字符識別、語音識別、機器學習及人工智能等前沿技術來實現其流程的自動化的目標。

RPA平臺一般主要由設計平臺、機器人、控制平臺、人工智能（Artificial Intelligence，AI）平臺4個部分組成。

（1）設計平臺。編輯工具，利用可視化界面設計出各種自動化的流程。通過低代碼或者無代碼編程，結合其他編程語言，實現產品易用性、擴展性和可用性。

（2）執行機器人。機器人負責根據設計平臺設計完成的程序，執行對應流程，是整個平臺的執行中心。

（3）控制平臺。該平臺負責對執行機器人進行集中調度， 實現單機多機器人或多機協調。

（4）AI平臺。該平臺提供自然語言處理（Natural Language Processing，NLP）、光學字符識別（Optical Character Recognition，OCR）等AI能力，集中提供服務。

3 RPA技術優勢

RPA技術是采用智能化軟件程序模擬人在計算機上的操作，并增強人機交互的過程，執行預先設定的流程和規則下的大批量、重復性的任務，做到24 h無間斷、零差錯。RPA就像一位機器人員工，能自動化、智能化操作既定的業務流程，不但速度快，而且幾乎不出錯。

對比傳統人工操作的工作方式，基于RPA技術的自動化運維模式是一種新型運維模式。其技術核心能力是模擬、代替人的勞動，信息系統的自動化運作有著自動執行既定流程和跨系統互聯互通、協同工作的能力。通過編程控制機器人處理一些日常事務，比如處理一些重復性較強、工作量較大且主要基于規則運行的后臺事務，可以通過規則引擎及調度策略建立起一套完善的運維流程機制，使其在特定的時間內觸發來開展運維工作，實現對運維過程的監控管理以及成本管理，促進運維操作規范化、無紙化、智能化。整個流程可以做到可控、實時、即時，相對于人工來說，往往具有更高的準確性。具體而言，體現在“兩個特性”和“三大價值”的技術優勢[3]。

3.1 兩大特性

3.1.1 非侵入性

非侵入性主要體現在“三不需”，首先是不需要更改存量系統的運行方式。基于RPA技術的自動化運維會嚴格按照存量系統的設計基礎和要求，可以做到不引發和不增加存量系統的運維風險，也就不會干擾存量系統的運維秩序。其次是不需要增加存量系統的授權設定。基于RPA技術的自動化運維不會脫離存量系統的授權要求和既定設置，不需要原系統新增或開放特殊權限，也就不會造成存量系統的信息安全風險。最后是不需要開通存量系統的接口。RPA技術采用獨立的第三方運行方式，不用對存量系統的代碼升級改造，不影響存量系統的架構，也不需要專門新增開放式的接口。基于這“三不需”，融入RPA技術的自動化運維可以做到整合傳統存量系統程序、集成協同應用，在不同企業內部復雜應用環境中避開諸多限制和障礙，從而實現靈活應用。

3.1.2 降本增效

RPA技術更易于開發、開發周期較短、開發費用低，因其豐富的可視化編程框架界面，可以通過拖拉拽、中文編寫等便利方式，無需編寫代碼或借助少量的代碼就可以快速生成應用程序，由此降低了編排的門檻。相比較代碼級改造和中臺系統集成開發等方式，采用RPA技術既可以基本實現相似功能，還可以縮短開發周期，并且降低了開發成本。這一特性可以滿足當下絕大多數企業的升級改造需求，輔助各類企業新老系統之間整合，有利于繞開諸多限制而實現集成化應用，自動化、智能化完成工作。

3.2 三大價值

3.2.1 業務層面

運用RPA技術，可以作為接口打通存量系統間的數據，在繼承人工實操經驗將煩瑣的、重復的流程進行預先設定和優化的同時，通過觸發企業不同存量系統之間的數據，打通企業上下游業務事項，實現整個業務線的自動化運轉。

3.2.2 工作層面

大多數企業存量系統普遍存在數據質量差、數據整理環節不全或缺失、手工輸入整理費時費力以出錯等痛點，而基于RPA技術的自動化不間斷運行，只需要人工輔助操作，可以很大程度上降低人力成本，減少人為失誤，將員工從低效、重復、瑣碎的事項中釋放出來參與更高階的工作，進一步促進降本增效、激發創新活力。

3.2.3 技術層面

RPA技術作為傳統平臺開發方式的一種有效補充，與傳統的ERP、OA、客戶關系管理（Customer Relationship Management，CRM）等IT系統不同，可以嵌入其他如BPM等傳統系統軟件當中完成部門、專業的重復性工作，也可以運行在更高的軟件層級，直接連接頂層軟件。它不會對已有軟件系統進行侵入影響，從而在協助企業提升效能過程中，保障企業已有IT系統功能平穩、運行可靠。

4 RPA機器人運維管理

目前，RPA技術在國內還屬于較為新興的應用，尚未被完全普及。筆者實踐總結發現，RPA技術適用場景的關鍵點主要是數據密集、高錯誤率、有固定規則或重復性的工作、流程由系統觸發以及需要在規定工作時間以外進行工作等。只要IT運維工作場景中，符合以上一個或多個關鍵點，均具備適用性。實際應用中，PRA平臺主要由設計平臺、機器人、控制平臺、AI平臺4個部分組成，一般著眼于以下3個方面來構建和維護RPA機器人。

4.1 權限控制和日志記錄

RPA 軟件的每個操作都有日志記錄，保證了每個操作都有跡可循、有據可查。當遇到未知的異常情況時，可通過運行日志、狀態截圖分析異常發生的可能原因，并綜合通過增加分支判斷條件以及調整運行環境等方式方法來解決此類問題。

4.2 RPA技術的運行環境

RPA的實施需要利用腳本編程，要求在運行過程當中盡量減少隨意改變運行環境的現象，不然可能因為環境的變化導致RPA運行異常。假如面對頁面變化這種操作對象發生變化的“被動”狀況，一般要先找到操作該頁面的相關RPA 運行流程，分析RPA在該頁面進行了什么樣的操作，頁面產生的變化影響既定流程的處理與否。如果會造成影響，則重新通過抓取頁面元素、進行流程的回歸測試的方式重新調整完善RPA。

4.3 必要的管理監測手段

RPA在大多數應用需要24 h自動化運行，其穩定性與管理手段密不可分，一般來說主要在于兩個層面，分別是是日常運維管理和業務監測管理。日常運維管理上，需要運維人員不斷在程序代碼、運行程序、運行周期以及人機協同方式等方面進行優化，確保RPA運行穩定和提升。業務監測管理方面，主要通過運維監控系統運行狀態、異常事件等進行可視化監控和管理，由業務管理人員和運維人員一同開展監控和管理，出現異常情況共同探討原因或調整業務流程設計，使其達到某一預設的RPA可正常執行，且持續改進優化的業務規則。

5 基于RPA的IT自動化運維場景分析

RPA技術在IT運維領域的應用，可以幫助IT運維人員根據既定的規則進行自動化處理，降低工作量的同時，又能保障準確度。RPA在IT運維領域擁有廣泛的應用空間，IT資產管理、權限管理、用戶管理、系統巡查、環境部署以及數據備份等重復性運維任務都可以完成。

結合長期的運維經驗，總結分析了IT運維服務中適用RAP的主要場景如下文所述。

5.1 用戶密碼重置

用戶密碼重置需要用戶向系統管理員提交重置密碼請求，然后等待管理員給用戶發送確認郵件后，再按照指示登錄綁定郵箱點擊鏈接確認是本人操作。

在用戶確認完成后，管理員才會登錄信息管理系統給相關用戶重置密碼并發送新密碼給用戶。RPA機器人接收到重置密碼需求后，自動發送確認重置密碼的郵件到用戶綁定的郵箱。用戶手動登錄郵箱并點擊鏈接確認是本人進行的密碼重置操作后，軟件機器人自動登錄軟件信息管理后臺查找用戶信息，自動點擊密碼重置按鈕，完成后發送帶有新密碼的郵件給客戶，同時自動記錄日志。

5.2 權限變更

隨著企業IT系統架構的日趨復雜和云計算、大數據等技術的應用，網絡設備、服務器、中間件、業務系統不斷增加，類似于各種系統開賬號、重置密碼等操作會以碎片化的方式占用IT運維人員大量時間，導致更加重要的維護、部署、管理工作捉襟見肘，效果不理想。

RPA機器人會第一時間處理各個系統、平臺的賬號申請，自動登錄主數據管理系統進行查重并執行后續步驟，包括開通、維護、同步數據、通知到人。

IT運維人員無需在多個系統間切換，進行煩瑣的開戶流程，節省大量時間，可用于更重要的運維工作。類似的重復操作都可以由RPA完成，不僅高效，還規范，一致便于管理。通過標準流程的建立與管理，能夠提升IT運維的效率和質量。

5.3 系統巡檢

許多企業的IT運維管理模式存在不足，缺乏發現故障的流程化、完整的跟蹤記錄和責任的劃分與監督。問題出現后很難快速、準確地找到根本原因，也無法及時地找到相應的人員進行處理和修復。

RPA機器人可以定時完成各個系統的日志收集，并對信息進行分析、核查，記錄系統運行狀況。出現問題時，將任務派發給IT運維人員，并對執行進度進行監督、記錄、匯報。

系統巡檢工作轉為自動化操作，故障事件能得到及時、快速的處理，減少運維延遲。憑借跟蹤記錄得出的完整檢查報告，能直擊故障癥結，降低人為失誤及成本。

5.4 監控預警

傳統IT運維通常是等到IT故障出現后再由運維人員采取相應的補救措施，運維部門的服務質量和維護成本仍存在很多問題。由于故障預警機制不完善，往往是故障發生后才會進行處理，影響企業的業務穩定性，致使工作停滯，甚至出現嚴重故障，造成經濟損失和難以補救的惡劣影響。

RPA機器人可以自動介入監控數據源，根據設定的條件判斷異常狀態，自動化執行告警，通知管理員，并會整理報表，對數據進行匯總、分析和展示，達成可視化呈現。

通過自動化監控各個系統、平臺，實現故障或問題綜合處理和集中管理。通過有效的條件設定，實現準確的故障預警功能，幫助企業規避IT環境的潛在風險，防患于未然，降低運維支出，增強抗風險能力。

5.5 服務器和應用程序監控

對每個IT部門來說，服務器崩潰、停機都是噩夢般的存在，任何一次意外停機或崩潰都可導致數據丟失、作業停止，從而給企業帶來重大損失。為了避免這種不必要的損失并確保業務的連續性，企業可以選擇在其服務器和應用程序監控過程中使用RPA。

RPA機器人可以自動關閉、重新引導、重新配置和重新啟動各種類型的服務器，幫助企業降低IT運營成本，還可以在非工作時間內計劃停機時間，節省開支。

5.6 自動化測試

為了減少系統功能上線后對原有功能的影響最小化，系統功能上線前常規下運維會全面測試功能級的通用測試場景，特別是重大功能割接時，往往因為測試的進度延長變更時間，加上需要人工操作，也會出現測試不全面的情況。為了確保測試環節的有效性，可使用RPA工具自動執行，并自動輸出測試結果，確保新功能上線不會涉及到原有功能，避免了人為的因素，提高了測試質量。

5.7 常規問題診斷

在日常運維中，IT運維團隊大多數時間更多是被簡單而耗時的系統診斷所淹沒。RPA機器人可圍繞IT應用和基礎架構自動執行各種復雜的系統管理任務，例如定期的診斷。RPA機器人的定期診斷工作使運維團隊在用戶注意到故障之前做出響應告警，提高了預防效率。

上述場景僅小范圍列出了一些常規的運維工作場景，無法覆蓋全部的場景。但原則上只要符合RAP的重復操作、規則明確兩個基本規則，都可以通過RPA技術提高工作效率和運維智能化水平。

6 RPA機器人自動化應用案例

在實施RPA技術自動化運維時，需要按照一定的方法進行統籌謀劃，先行評估相應企業的RPA 環境和實施方案，再結合實際設計好RPA自動化的既定流程后匹配RPA，尤其是要對核心、關鍵控制點和各個業務流程進行梳理、分析、研判，在實施后全面監控其實施效果。與此同時也要保證企業各個流程參與者的參與度，才能持續根據業務人員反饋和RPA運行過程出現的問題和異常情況加以改進。

以某大型國有銀行為例，該銀行在信貸業務合作平臺業務場景中就引入了RPA技術。在信貸業務公積金信息報送事務工作中，該行業務人員需要每天在規定時間內登錄柜面管理系統中，手動去做幾千條數據的歸集和錄入工作，其中一些數據還涉及到不同業務板塊的工作內容，操作起來比較煩瑣且調用整合不便利。像這樣重復、耗時又對時效性要求很高的工作事務，不僅占用高昂的人工成本，還容易因為人工操作不可避免的疲勞倦怠出現失誤，加上銀行業越來越嚴格的合規性要求，倒逼該銀行主動尋求突破，力求解決這一痛點。通過引入RPA技術在該行的信貸業務合作平臺上，RPA機器人可以自動登錄相關系統，按照權限設置獲取相應數據并加工，再按照既定規則進行新增、錄入、刪除、更新等操作，并及時提醒業務負責人審核與審批，把很大一部分重復煩瑣的工作量承擔起來，極大地解放了銀行業務人員的雙手，不僅保質保量保時完成既定工作任務，還能在規定時間內處理好大量數據并保持極高的準確度和靈敏度。通過引入RPA機器人處理基礎性的信貸業務操作，大大降低了銀行的運營成本，也提升了業務運營效率。

以某大型工業企業為例，該企業的門戶網站是基于統一技術架構進行建設運維的，管理員無法直接通過數據庫得到到門戶網站數據。日常如果需調整內容，往往要進行煩瑣重復的操作，這類問題也是傳統軟件程序開發設計局限性造成的無法解決的遺留問題。例如遷移門戶主頁新聞內容時，該板塊涵蓋了上百條視頻通信和上千條文字通信。由于無法直接獲取數據庫來實現遷移，也無法開發專用接口作批量處理，如果此項工作全部由人工手動操作，需要經過登錄、收集、修改、保存等近20個步驟才能完成一條視頻新聞的遷移工作，相當于一個人單獨操作需要半個月以上的時間。該企業引入了RPA機器人，通過爬取功能實現了自動化任務處理，僅用4 h就完成此項任務，實現了百分百的自動化操作，節約超萬元的人工成本。任何適配并取得成效的RPA項目都不會是一種孤立性產出，都需要建立在企業實際情況的基礎上，加入集體的智慧力量才能達到。

以某通信企業為例，該企業的專業虛擬網絡（Virtual Private Network，VPN）系統因為安全性要求設置了90天未使用賬號自動鎖定的安全策略，但本系統未提供自動解鎖功能，因此VPN賬號解鎖的功能一直采用用戶電話申告管理員，然后由系統管理員人工進行自動解鎖功能，耗費了維護人員大量的精力。VPN系統屬于硬件類VPN產品且屬于廠商提供的一體化的標準產品，原廠往往不愿意進行定制化改造，以免造成產品線功能不統一、無法統一管理。因此該企業引入了RPA機器人，通過5G消息+RPA方式，由用戶自主申請解鎖登記，由RPA機器人代替維護人員檢查申請信息，自動進行賬戶解鎖并及時通知用戶解鎖。通過此方式，真正避免了維護人員的重復性工作，既提高了用戶體驗、節約了開發成本，又提高了運維效率，使運維人員能夠更有精力挖掘自動化場景運維場景。

7 結 論

以RPA技術為代表的創新成果不斷在驅動人們生產方式、生活方式的變革，為各行業的數字化、智能化轉型提供有效的思路與方法。據統計，當前我國的RPA技術市場還是一片藍海，未來3年的增速將維持在70%以上，可見我國的RPA行業規模可期、前景可觀。盡管存在一些技術改進以及數據安全的客觀問題，但隨著大數據和AI智能化技術的成熟和不斷發展，RPA也將隨著AI之勢迎來更快速的發展，RPA機器人也將借助AI的能力升級改造，像人一樣學會“思考”和“學習”，基于RPA技術的自動化、智能化運維模式也將勢不可擋地到來。