1、关于研制发电企业单一数据模型的设想热电技术 2005 年第 1 期(总第 85 期)关于研制发电企业单一数据模型的设想宋继革,胡三高,李泓泽,孙红星(华北电力大学( 北京),北京 102206)摘要针对当前我国发电企业“信息孤岛“ 现象普遍存在 ,生命周期信息管理薄弱的状况,指出建立我国发电企业单一数据模型,希望从根本上解决上述两个问题,并且探讨了我国发电企业单一数据模型的概念,理论基础,主要内容及研发与推广模式.关键词信息孤岛生命周期信息管理单一数据模型1 前言我国发电企业信息化建设开始于六十年代,经过四十多年发展,信息技术在发电企业得到了广泛的应用.然而,目前我国发电企业信息化建设受到两方
2、面问题的困扰:“信息孤岛“ 问题,目前我国发电企业的各类信息系统,如:财务管理系统,人事管理系统,生产管理系统,设备管理系统,燃料管理系统,优化燃烧及故障诊断系统,生产实时系统等,大多是一些不同时期由不同厂商分散开发的基于 PC 或部门级局域网,无统一的数据结构和体系结构设计的部门级应用系统.信息的采集,加工,存贮着眼于本部门的需要,未充分考虑相互之间沟通和共享的要求,从而形成了一个个“信息孤岛 “.电厂生命周期信息管理问题,电厂生命周期是指,电厂从厂址选择,规划设计,施工建设,运行维护直到最终退役的全过程.电厂在其生命期内各阶段都会产生大量信息,它们之间有着十分密切的联系,存在前后继承的问题
3、.目前在国内,电厂的规划设计,施工建设,运行维护分别由电力设计院,电建公司,电厂或发电公司负责.由于各方面的信息化水平,责任,利益,目标都不相同,加之国家没有统一的标准,因此存在数据截流,信息不能很好地继承的问题,尤其是从规划设计到施工建设,从施工建设到运行维护之间都存在信息资源大量流失的现象.仿照美国电力研究会(EPRI)的作法,建立我国发电企业单一数据模型,有望从根本上解决上述两个问题,有利于我国发电企业的信息化建设尽快适应“ 厂网分开,竞价上网“ 的电力体制改革新形势 .2 发电企业单一数据模型的概念及目标2.1 概念发电企业单一数据模型,描述了一个典型的发电厂,在整个生命周期内,从选址
4、到退役,各阶段通用的数据支持及数据联系.“单一“ 一词在这里的含义是指,希望所有发电企业能够采用这套具有公益性质的标准.2.2 目标发电企业单一数据,将起到“一张地图“ 的作用,某一应用系统的功能及其数据支持,将在发电厂整个生命周期这样一幅整体“视图“ 中得到定位.在系统开发之前,不需要对电厂整个生命周期有深刻的理解,开发人员就可以识别出数据共享的机会,使信息系统的功能得到最大限度的发挥.具体说来,我们希望发电企业单一数据模型起到如下作用:有助于开发新的计算机应用系统,最大程度发挥系统的功能;支持现有信息系统的整合;在电厂不同的职能域之间,甚至与其它组织之间,加强数据的共享与交流.后者需要单一
5、数据模型标准在更大范围内的推广;使数据传输更为准确,及时,并保持良好的一致性;为发电企业整个生命周期内通用的“数据视图“提供一个统一的理解;整合信息资源,减少数据冗余,提高数据的一致性,从而提高信息资源的利用效率】.3 理论基础美国学者詹姆斯? 马丁(JamesMartin)等在八十年代所建立的信息工程(IE,InformationEngineering)理论,是指导我们研制我国发电企业单一数据模型的理论基础.八十年代初期,面对当时的“数据处理危机“ 问题,以詹姆斯.马丁为代表的美国学者,对当时广泛流行的软件工程理论提出了怀疑.认为,软件工程热电技术 2005 年第 1 期(总第 85 期)理
6、论只能解决如何设计,开发一个具体的计算机应用软件的问题,而要建立一个“计算机化企业“, 则需要新的,更为广泛的理论一信息工程理论.信息工程理论的核心思想是:一个企业如果主营业务没有大的变化,它所用到的数据实体类型及其属性类型就是稳定的,即数据结构是稳定的,变化的只是对数据的处理过程.只有建立起企业稳定的数据基础结构即数据模型(DataMode1), 才能适应不断变化的数据处理过程,满足管理者快速多变的信息需求.文献4详细地描述了一个企业如何建立本企业稳定的数据结构,即以主题数据库为表现形式的企业数据模型,以及如何在此之上建立企业的“信息系统大厦“.4 美国发电企业单一数据模型的启示信息工程提出
7、后不久,美国电力研究会(EPRI)就将信息工程理论的主要思想应用于发电厂整个生命周期信息管理上,得到发电厂单一数据模型(PIN,PlantInformationNetwork).1986 年 12 月,美国电力研究会,针对电厂,花了两年半的时间,完成了一个名叫“编写整合的发电厂计算机辅助工程应用系统说明书的指导方针“(GuidelineforspecifyingIntegratedComputerAidedEngineeringApplicationsforElectricPowerPlants)的项目.计算机辅助工程(CAE) 被定义为任意的计算机程序或系统,用以辅助电厂的工程,设计,运行等
8、.该项目以信息工程为理论基础,把电厂的生命周期分为五个阶段:选址,设计,建设,运行,退役.每个阶段分为职能域,业务过程二个层次.一共定义了 440个业务过程,选择了其中 140 个,描述其数据要求,给出数据元素列表,数据流程图,实体关系(ER)图等,建立了发电厂单一数据模型(SingleDataMode1).其业务活动选择标准如下:业务活动主要涉及技术信息,与具体的企业无关;业务活动在整个产业内是通用的;信息技术对该业务活动有潜在的促进作用.1987 年 6 月,IEEE 接受了这一数据模型,并把它作为 IEEE(TheInstituteofElectricalandElectronicsEn
9、.ginee)推荐试用标准,向外界推出.EPRI 希望所有的发电企业能采用这套标准,从电厂整个生命周期的角度出发,整合本企业数据资源,与其它电力企业传递数据,整合现有数据处理系一2 一统,指导新系统的开发,重新评估现有的组织机构及业务流程以适应整合的需要等.需要特别关注的是,IEEE 在其报告中指出,这套标准不是一个最终的,正确无误的标准,它还需要实践的检验.至少在五年之内,它是不成熟的.IEEE 希望每个使用者提出整改意见,IEEE 成员将选择有共性的问题加以分析,推出新的版本,并提示使用者注意自己所采用的标准是否是最新的.EPRI 扩展了信息工程理论的应用范围:从空间上,信息资源规划的范围
10、从某个发电企业延伸到整个发电行业,形成了准行业标准;从时间上,从发电厂生产运行阶段的信息资源管理,扩展为从选址到退役的发电厂整个生命周期信息资源管理.借鉴美国发电企业单一数据模型所取得的成果,以信息工程理论为指导,建立我国发电企业单一数据模型,是解决我国发电企业目前信息系统开发混乱,“ 信息孤岛“ 林立,生命周期信息管理薄弱的必由之路.5 发电企业单一数据模型的开发思路5.1 主要内容把信息工程理论的思想和方法应用于发电厂整个生命周期的信息资源管理上,就得到了发电厂单一数据模型.它将发电厂通用的数据结构与这些数据所支持的业务过程结合在一起,为开发整合的计算机应用系统提供了一个基础.从概念上说,
11、发电企业单一数据模型应该包括四个主要的组成部分:业务过程,每个业务过程所需要的数据支持,数据流,业务过程与数据支持之间的接口,如图 1 所示.An 表示电厂整个生命周期中发生的所有业务过程,如 A.可以代表选址,A 可以代表建筑设计,代表管道设计等;DB 代表每个业务过程所需要的数据支持,其中包括计算机化的数据文件 DF 人工的文件系统等;M 代表为完成某个业务过程,对所需数据的操作方式,比如计算机程序,人工过程等.图中虚线所围起来的大矩形,代表整合后的数据库组,它们经过周密的规划,尽量减少了数据冗余,具有良好的数据一致性.根据信息工程理论的观点,每个业务过程只是简单地从这些整合后的数据库中取
12、出或是存人数据.当一个业务过程发生时,也许需要接收前面的业务过程所产生的数据或是向后面的业务过程传递宋继革等:关于研制发电企业单一数据模型的设想数据,图中用横线代表信息流,用小圆圈代表信息流的终点.图 l 我国发电企业单一数据模型概念图从前面的分析可以看出,研制我国发电企业单一数据模型的工作应该分为三个阶段:a.我国发电企业整个生命周期功能模型的研制.具体说来,就是要将发电厂企业模型分为阶段,职能域,业务过程,业务活动四个层次,识别并定义每个业务过程以及组成这些业务过程的业务活动.b.业务过程数据需求分析.就是要分析每个业务过程的数据支持及数据联系,并进行统一的定义,可以用业务过程数据项输入输
13、出列表,ER 图及 ER 报表来表示.c.对上述两个阶段的工作进行分析汇总,得到发电厂单一数据模型.可以用厂级数据项列表,厂级ER 报表,厂级数据流列表等来规范地表示 b】.文献5描述了我国发电企业单一数据模型较为详细的表现形式.5.2 组织保证及研发与推广模式探讨5.2.1 组织保证要想建立我国发电企业单一数据模型,首先要确定由谁来完成这一基础性的工作,并且负责推广和完善.一般来讲,开发并维护我国发电企业单一数据模型的任务,必须由一个有权威的,公益性组织来承担,而不是商业性的 IT 公司.IT 公司有自己的商业目的.它们的目标是以最小的成本完成所承担的项目,实现利润最大化,而不可能去开发并且
14、维护这一复杂的,常变常新的公益性标准.所以,这一基础性工作应该由政府指定的某一组织或部门来完成.中国电力企业联合会是当前承担这一任务的合适选择.第一,中电联是接受政府委托,由全国电力企事业单位和电力行业性组织参加的行业协会性组织.其权威性与公益性符合要求;第二,中电联下设电力行业标准化管理委员会,有研究并管理电力行业标准的权力和义务;第三,根据中国电力企业联合会章程,会员有向中电联提供本单位改革与发展的重要信息,调研成果,重要建议和有关资料的义务.根据这条规定,由中电联牵头的项目小组,有权得到会员单位的相关资料.这是其它任何单位或部门都很难获得的便利条件.5.2.2 研发及推广模式探讨由接受这
15、一任务的具有公益性和权威性的组织牵头,成立由计算机专家,发电企业管理专家,技术专家,政策法规专家,参与过发电企业集团信息资源规划项目的技术人员等组成专门的项目小组.由后者负责开发研制我国发电企业单一数据模型,由前者负责推广并接收反馈意见.目前我国发电企业信息系统开发混乱,迫切需要一套统一的标准,以规范和指导新系统的开发.因此,我们不能照搬美国的模式,也没必要花很长的时间,等单一数据模型完全研制出来后再推广,完善.而应该采用边研制,边推广,边完善的方式,以加快进程,尽快见到效益.具体方式如下:由项目小组提交阶段性研究成果,负责这一项目的组织向社会公开并接收反馈意见,项目小组根据反馈意见完善已经公
16、开的部分标准,再公开,再反馈,再完善,直到完成,并在合适的时间推出新的,更为完善的版本.参考文献1.王聪生.基于维模型的电厂生命周期的信息管理.电力建设.2002 年 11 月2.Esterbrook.R.A.Integratingpowerplantcomputer-aidedengi-neeringapplicationsusingasingledatamodel,ComputerApplicationsinPower,IEEE,Jan.19883.IEEETrialUseRecommendedPracticeforIntegratingPowerPlantComputerAidedEngineering(CAE)Applications,1991 年 9月4.James.Martin 着.耿继秀,陈耀东译.战略数据规划方法学.清华大学出版社,1994 年 3 月5.宋继革,胡三高,李泓泽.基于信息工程理论的我国发电企业单一数据模型问题的研究.电力信息化,2005 年第 1 期一3 一
