基于微服務數字資產管理系統研究

肖 宇 向星辰 朱曉覓 李 佳 何誠師 三峽高科信息技術有限責任公司資產物聯事業部

一、數字資產管理系統的建設背景

發電企業是典型的資產密集型企業，存在資產量大、單項價值較高、相關使用部門繁多，使用范圍廣、分類結構復雜、更新快速等特點。在當前傳統的資產屬性數據庫管理方式下，實物的資產管理中容易出現條目混亂、查詢不表明、日常盤點工作量大、低效耗時、閑置資產難以有效利用導致被動增加成本、資產的移動管理難、個性化管理等諸多問題。因此實現資產的精細化、可視化管理，提高資產利用率，是實現企業高質量可持續發展亟待解決的難題。

同時隨著軟件應用功能的不斷擴展、用戶數量不斷增加、數據交互日趨復雜，系統軟件之間的數據調用越來越頻繁，逐漸遇到了種種發展問題。電力行業信息化發展較早，行業內相關的管理軟件已運行多年。普遍存在架構老、技術落后等情況。現存的電力生產管理軟件由于架構、技術和平臺等限制，無法有效地進行功能擴展來對接市場中已成熟應用的智能硬件，在物聯網應用擴展上存在瓶頸，也無法適應實際使用中多場景，多賬號和多層級的需求。在這種背景下，不斷在原有系統的基礎架構上擴展新功能和對接新系統，直接增加了原有系統的復雜度和不穩定性，同時在負載、數據庫連接等方面存在巨大隱患。而當前系統的高可用、高并發是急需保證的優先要求，因此需要通過以用戶資源進行合理化的資源配置，來達到最大化資源利用的目標。

二、數字資產管理系統的需求分析

建立數字資產管理系統的主要目標是為了充分利用電力企業的設備、物資、人力等資源，融合當前主流的信息化手段加強電力生產的過程管理。資產管理系統能將國家規范、行業標準、公司管理辦法進行信息化實現，以系統實現數據信息的共享，利用系統的特性結合電力生產管理制度對工作人員操作進行規范化和標準化，提升工作安全性，進一步降低事故的發生概率，從而整體性地提升電力生產的安全性能。電力生產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，從本質上實現降本增效的目標。同時還可以分析系統產生的各類生產記錄，針對性地分析故障發生的頻次、時段、所需的備件，可以通過數據直觀地分析故障發生的根本原因，調整備件的儲備，提高料及時率，分析備件質量等，從而為管理層提供決策性的指導意見。

在此需求背景下，數字資產管理系統需要囊括傳統應用的功能模塊，包含：物資管理、檢修管理、缺陷管理、運行管理、設備管理、兩票管理、技改項目管理等基礎業務應用模塊。同時為了增強系統可擴展性，提升后期運維效率。增加開發必要的基礎支撐服務，包含：文件服務、流程服務、報表服務、日志服務、分布式服務、緩存服務、認證服務等。通過增設這些基礎服務，來支撐系統在后期發展過程中產生的功能拓展。同時為了讓系統業務功能和基礎服務能穩定運行，規避因為后期應用實現越來越復雜，代碼規模越來越大，導致的系統冗余、難以維護和更新的問題。我們需要導入微服務架構，利用微服務的組件化、獨立部署、降低復雜度、技術多元化、降低維護風險等優勢，提升系統應用的高效性和可擴展性。

為了解決傳統庫房管理模式下的低效問題，我們引入已成熟應用于市場的庫房管理智能硬件，RFID 智能貨柜、標簽、感應門、手持PDA 等，實現物資管理的智慧化。以解決傳統資產條目混亂、查詢不便、日常盤點工作量大、耗時久等問題。

三、數字資產管理系統的系統設計

系統采取三層級管理模式進行設計，即：

總部層：統計分析、遠程監控、經營決策等；

分公司層：故障分析、采購管理、成本優化、生產數據統計分析等；

場站層：兩票工作、定期工作、故障處理、生產管理、值班管理、日志管理和數據收集。

根據以上管理思路，系統設計總體線路如下：

→多組織、多站點管理平臺

多組織、多站點管理平臺實現電力生產管理需求。支持多組織機構、多公司、多角色、一人兼多職等多種管理層級，集中組織機構維護，權限集中管理，個性化展現。

→智能資產管理

系統根據設備重要性建立完善的維護策略，通過構建設備信息庫，實現設備故障智能診斷和預防性維護。通過建立集計劃、采購、出入庫、運行、維修、報廢等功能于一體的設備管理平臺，實現設備的全生命周期管理。

→建管結合

實現電站建設期與生產運維期的信息化一體化管理。建設期以“工程建設管理”為重點，生產運維期以“設備資產管理”為核心，采用一體化平臺設計，構建以資產管理為基礎的數字化管理系統。

(一)技術架構

1.系統架構

系統采用Spring-Cloud-Netflix 的技術體系開發，具有聲明式REST 客戶端、斷路器、服務發現、客戶端負載均衡器、外部配置、路由器和過濾器這些特性，實現配置中心化，以統一管理平臺內部的配置文件。Netflix 的項目建立在Spring Boot 框架之上，提供了如下組件：

√Eureka 用于Spring 管理下的Bean 服務發現；

√Zuul 處理路由服務，被視為請求的“守門員”；

√Ribbon 用于動態路由和負載均衡；

√Hystrix 提供了斷路器功能，以處理無響應的 API 調用。

2.后端架構

采用Spring-Boot 技術體系進行開發，數據庫采用Mysql，緩存采用redis，隊列擬采用Rabbit MQ。

3.前端架構

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

(二)服務架構

1.基礎服務

基礎服務包含文件服務、流程服務、報表服務、日志服務、分布式事務、緩存、認證服務等，以這些服務作為平臺的應用服務支撐。提供文件上傳下載、流程配置、報表查詢等功能支持。將系統的客戶化、域、流程實現自定義配置。可根據實際情況的變化，實施管理人員可通過修改配置實現零代碼更新。系統配置采用可視化界面操作，可以通過簡單的拖拽即可實現流程更新、權限設定、字段校驗等功能。

2.業務服務

業務服務包含物資管理、檢修管理、缺陷管理、運行管理、設備管理、兩票管理、技改項目管理等基礎業務應用模塊。用以支撐電力生產日常事務業務開展，嚴格管控電力生產過程中產生的各項基礎數據，制定標準化和規范化的操作流程與操作方式，以信息化手段保證基礎源數據的準確性、一致性、完整性。

(三)特色功能

為有效解決企業生產、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，實現物資信息由傳統人工登記，轉換為可溯源的自動化管理，提升管理效率、解放生產部門人力。系統將融合市場上先進的RFID 超高頻技術，創新實現自動記錄出入庫情況與溯源、使用RFID 電子標簽作為唯一標識將物資綁定貨位強化定置管理、針對固定作業定制基礎物資包。實現將傳統的物資管理由人工記錄的模式轉換為自拿自放的無人倉儲管理。同時利用RFID 技術，實現物資的快速定位，讓尋物與拿放效率更加高效與快捷。

RFID 技術的應用，保證了物資在入庫和出庫的環節中做到了真實的數據出入，杜絕了傳統模式下庫管員手動登記出錯或者漏登的可能性，同時提升了數據輸入和更新的速度與準確性。利用RFID 唯一標識碼的特性，還可以對物資的批次、狀態等信息進行追蹤與管理。利用系統的定位功能，還可以實時掌握具體物資所在位置與當前的實際庫存，并通過復合屏等硬件清晰地展現出來。

以下為數字資產管理平臺實現的物資管控目標：

1.自動采集物資出入庫數據，形成資產臺賬，避免人工記賬。

2.實時顯示庫存物資狀況，實現物資狀態跟蹤及庫存數據查詢。

3.實現物資定置管理，實現物資規范擺放，庫位與物資完全對應。

4.針對典型缺陷定制基礎物資包，實現缺陷物資的快速出庫，支持高效檢修。

5.擺脫信息孤島，實現單位與部門分部之間物資共用共享。

主要功能點：

→物資基礎信息維護

物資編碼維護、商品信息維護、物資包管理、個人工器具管理、物資參數模板。

→倉儲管理

倉庫信息管理、庫存管理、物資盤點。

→物資使用

采購單、物資接收、領料單、退料單 、物資借用、廠內調撥、物資送檢、物資報廢、缺陷單。

→物資定位

對倉庫中的物資精準定位、對倉庫外的物資軌跡跟蹤。

→預警提醒

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。

→數據對接

第三方數據平臺交互、硬件設備數據傳遞、人臉數據同步。

四、數字資產管理系統的實施效果

(一)管理效益

基于微服務數字資產管理系統的建設充分研究了電站的管理特點，以電站設備管理為中心，將生產運行、維護、備品備件、實時數據分析有效集成到一個平臺中，緊密結合電力生產管理特點。有利于規范化管理，促使運維人員快速掌握行業知識；將日常操作運維經驗積累下來，構建了電站知識積累平臺；多角度的數據分析，以科學指導電力生產過程安排；動態的設備臺賬，及時掌握設備運行狀態，以降低非計劃停機；提高備件采購的科學性，在保障正常生產情況下，降低庫存，實現資源合理配置。

除此之外，系統融合市場上成熟的RFID 技術，對現有倉庫進行升級，搭載智能硬件設備及相關應用，實現倉庫一鍵盤點，智能出入庫等工作，在管理層面實現了對物資的透明化管理，企業管理者能夠對人、物、空間資源進行綜合管理；通過定位技術、大數據算法，即時感知物資的動態變化，大大降低因信息不對稱而造成的風險；通過實時監控、數據溯源，確保資源的調用合規高效，降低大量人力投入。

(二)創新應用

通過引入微服務架構，很好地解決了傳統單體式軟件服務可靠性差的問題。本系統后臺采用Spring Cloud 技術體系，將其具備獨立的開發部署、松耦合、彈性擴張、高并發等特點與電力生產管理進行充分融合。同時本系統具備聲明式REST 客戶端，不僅能快速響應不同的需求，而且能適配需求的彈性擴展。微服務面向分布式開發，用戶可以根據自身情況對功能應用進行單獨開發，然后進行組合。在對單個應用組件進行代碼重構時，也不會對其他組件構成影響，從而實現以持續集成的方式交付項目。

在總體功能不變的情況下，利用微服務可以解決復雜性問題的特性，對系統進行多維度拆分，每個應用都可以獨立運行，互不干擾，易于應用的更新和維護。通過以重點應用服務的分布式部署，有效地解決了常見應用系統的負載不均衡、更新停機影響范圍大等問題，同時各個服務的獨立部署互不影響的模式，也極大程度減小了因個別情況帶來的影響范圍。服務拆分也方便了運維人員對后臺日志的查詢和快速定位問題，提高了運維人員的排錯速度。

五、結語

微服務架構理念問世以來，其具備的獨立部署、彈性拓展、敏捷迭代、高容錯、快速開發等優點受到了市場的青睞，逐步成為當前最流行的軟件架構。相較于電力生產行業內大多數單體式軟件，不論從技術創新還是設計理念都有長足的進步。在國家“碳中和、碳達峰”政策指導下，電力企業的成本管理要求也越來越高。本次系統在架構設計上引入微服務理念，同時在管理上融合最新的智能硬件技術，將電力行業的信息化標準提升到全新的高度。利用信息化手段既有效實現了生產規范化和標準化的管理，又實現了以最大化資源利用資產管理，提升了整體管理效率，從而為電力企業的資產管理做出時代性的促進與推動。■