（电气工程专业论文）生产管理信息系统（mis）设计及其应用.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 通过对企业现有生产系统的规模、组织机构、职能体系、目标体系、业务处理 活动的调研，确定了生产管理信息系统的目标体系、功能需求。咀乌海电业局现有 的职能为基础，结合乌海电业局各生产部门科室的实际情况及功能需求，设计了乌 海电业局生产m i s 的体系结构。详细分析了生产m i s 子系统以及各子系统功能模 块划分的原则与依据，确定了与各项管理业务( 过程) 相对应的数据类及其数据依赖 关系。完成的生产管理信息系统具有操作简便、灵活实用的特点。 关键词：m i s ，生产管理，需求分析，结构设计，软件 a b s t r a c t t h i sp a p e rh a v ec o n f i r m e dt h eo b j e c t i v es y s t e ma n df u n c t i o nd e m a n db ym e a n so f t h ei n v e s t i g a t i o no ft h es c a l e ，o r g a n i z a t i o n ，f u n c t i o ns y s t e m ，f u n c t i o nd e m a n da n d b u s i n e s sp r o c e s s i n go ft h ee x i s t i n gp r o d u c t i o ns y s t e mt ot h eb u s i n e s se n t e r p r i s e b a s e d o nw u h a ie l e c t r i cp o w e rb u r e a uf u n c t i o na n da c t u a ls t a t u so fa l lk i n d so fp r o d u c t i o n d e p a r t m e n t ，s y s t e ms t r u c t u r eo fw u h a ie l e c t r i cp o w e rb u r e a up r o d u c t i o nm i sh a v e b e e nd e s i g n e d t h es u b s y s t e mo f p r o d u c t i o nm i sa n dp r i n c i p l ef o rf u n c t i o nm o d u l eo f a l l s u b s y s t e mh a v eb e e na n a l y z e d d a t ac l a s s a n dd a t ar e l a t i o ni ne a c hm a n a g e m e n t b u s i n e s sh a v eb e e na s c e r t a i n e d t h ea c c o m p l i s h e dp r o d u c t i o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mc a nb eu s e de a s i l ya n df l e x i b l y c h e nj u n( e l e c t r i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f x uy uq i n k e yw o r d s ：m i s ，p r o d u c t i o nm a n a g e m e n t ，d e m a n da n a l y s i s ，s t r u c t u r ed e s i g n ，s o f t w a r e 第j 页 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文生产管理信息系统( m i s ) 设计 及其应用，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究 工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其 他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同 媒体上发表，传播学位论文的全部或部分内容。 作者签名： 日期： 翳炒彬 翩躲必 日期： 华北电力大学工程硕士学位论文 1 1 课题的背景及意义 第一章引言 我国电力体制正在进行改革，改革必然带来市场竞争，带来国际化规范运作方 式的实施。改革后电力企业在生产经营决策和成本与效益上的择优与追求更加迫 切，将会引起电力企业在内部管理机制、运作方式、经营模式、市场应对策略以及 用户资源和管理等方面发生巨大变化。这种变化主要体现在电力企业的管理理念和 企业运作方式上。现代企业面对的核心问题是市场的动态变化，通过内部的科学管 理和机构重组，努力实现市场占有分额的最大化，达到最小的成本获取最大利润的 目标。而知识经济时代企业的一个重要手段是通过信息和网络技术来实现企业这一 目标。 经过2 0 多年的改革和信息技术发展，电力企业对信息化的认识已经有了很大 提高。在电力企业改革的过程中，可以让我们提高认识，规划出更完整的电力企业 信息系统和模型，建立合理的生产管理信息系统。 生产管理信息系统是利用现代科技手段，建立合理的企业信息建设管理机制和 实施规划，通过信息化使企业内部资源得以开发利用。从而提升企业管理水平，改 进生产技术和流程，实现科学化管理，提高企业市场应对能力，使之更加适应市场 动态变化的环境。事实上信息化是企业的一场产业提升和革命，通过信息化手段和 手段的现代化，实现企业的发展和效益提高。 尽管信息化建设在电力行业有很大的发展。但应当看到，目前的信息化建设仅 仅是开始，不仅前面的道路还很远，而且目前的许多系统在改革后将需要改造后才 能使用。这是因为，不仅是针对计划经济体制开发的系统不可能适合市场体制环境， 而且原来的管理信息系统很多在技术上和实际使用上都存有较大的缺陷，不能适应 市场化企业的运营要求和业务发展的要求。信息系统没有统一的信息平台，财务系 统、人力资源系统、生产管理系统、电力营销系统、物质设备管理系统、电力负荷 管理系统、安全监督管理系统、计划统计和综合指标系统等业务系统没有实现整合； 信息资源不能共享；企业管理还有待优化重组；信息资源的的收集、处理能力和利 用还不高；企业各类生产、经营数据的完整率和准确率还不能满足企业市场化运营 的统计和分析的需要，目前的信息系统的数据还不能作为企业经济运行预测依据 等。总之，电力企业的信息化建设之路还很远，任务还非常艰巨。有关电力信息化 的课题还需要深入研究。 乌海电业局是内蒙古电力集团公司直属供电企业，是内蒙古电力系统改革开放 第1 页 华北电力大学工程硕士学位论文 及现代化管理水平的一个特殊窗1 3 。乌海电业局是一个具有深厚管理基础的国有企 业，在党和各级政府的亲切关怀及内蒙古电力集团公司的正确领导下，经过乌海电 业局几代人的艰苦创业，已经成为规模较大、供电能力较强的现代化中一型供电企 业。乌海电业局在企业管理中坚持两个文明齐抓并进的方针，培养了一支思想过硬、 业务过硬的职工队伍，在保证电网安全、稳定运行和支持乌海国民经济建设中发挥 了重大作用。 乌海电业局多年来非常重视计算机的应用与发展，认识到计算机应用水平的高 低，已成为衡量一个现代化企业的重要标准之一，计算机技术的应用对企业的发展 起着非常重要的作用。 目前的单机应用，侧重事务管理，粗加工多，精加工少，统计多，分析少。而 中层的控制、调节等管理内容基本上还没有纳入计算机管理，至于计算机辅助决策 等差距则更大。 数据管理缺乏完整性、可靠性、系统性。由于目前正在使用的应用系统是彼此 独立开发的，各系统只能应用自己所使用的数据文件，信息资源还没有在全局得到 共享。 目前，随着企业现代化管理的要求，管理的科学化、规范化己刻不容缓。企业 上星级、创一流必须建立一套能适应企业发展的计算机管理系统，以此推动企业的 进步。 1 2 国内外电力企业信息化建设概况 信息技术的应用已经成为国外企业发展的基础和工具，企业信息化是实现企业 竞争能力的提高和发展目标的正确选择。 国内企业或公司已经经过信息化的几个阶段： ( 1 ) 初始阶段，仅用计算机完成统计报表，管理信息系统处于单机单项应用 的初级阶段。一部分中小企业仍处于这个阶段。 ( 2 ) 发展阶段为中级阶段，企业建立了局域网，通过企业信息化建设实现企 业业务部门的应用和管理计算机化，如各电力公司的m i s 、o a 、物资管理、燃料管 理财务管理以及客户呼叫中心等。目前绝大多数企业处于这个阶段。 ( 3 ) 辅助决策和资源规划阶段，这是信息技术应用的高级阶段。信息系统对 企业的资源实现统一规划，整合各子系统，建立统一应用平台，实现电子商务，通 过建立企业管理信息系统对经营和管理提供辅助决策支持 国外大型电力公司一般也都经过这些发展阶段。国外电力企业的信息化建设从 第2 页 华北电力大学工程硕士学位论文 管理信息系统( m i s ) 、物料需求规划( m r p ) 、制造资源规划( m r p i i ) 到企业资 源规划( e r p ) 、信息资源管理( i r m ) 系统、竞争情报系统( c i s ) ，以及电子商务 等，形成了企业的信息管理战略，有效地用信息化增强企业在市场上的竞争实力和 优势。开展电子商务，实现网上交易，信息系统向企业的辅助决策支持方向发展。 东京电力公司1 9 6 0 - 1 9 6 7 年利用计算机处理公司人事、劳资、工资福利、医疗保健 等业务工作；实现内部联网，建立客户综合信息处理系统；已实现电力设备及工程 数据库系统化。1 9 8 9 年就实现公司系统一体化，业务处理完全计算机化，网上发布 公司财务状况信息，网络把公司与外部用户联系起来。 日本中部电力公司将i t 产业作为公司三大支柱。建立数据中心，经营公司信息 系统，提出“使用i t 向客户提供一次到位的服务”理念。即通过计算机系统网络及 g i s 系统，实现地图测绘、工程公司工程设计支援、停电信息区域分布处理、现场 作业信息支援、簏工管理、配电自动化等功能。网络使得公司与客户间信息传递更 加快，减少部门间的转递，短时间就能响应用户请求。电力公司为加强信息技术的 应用，专门成立计算机服务公司( c c s ) 进行软件开发和维护服务，负责开发电力 公司的应用系统和建设电力公司的信息化工程项目。 1 3 本文的主要工作内容 电力生产管理信息工程的开发是一项综合工程。本文旨在建立一个以设备管理 为核心，以对日常工作的计划、提示、流转、监督、考核为推进机制的垂直一体化、 分层面、流程化的闭环管理模式，形成规范统一的生产管理流程、业务流程的综合 信息系统。本文主要工作如下： ( 1 ) 充分调研企业的规模、工作目标、组织机构设置、职能设置及信息应用的 现状，进行用户需求分析，设计w h d y m i s 的总体结构，建立各功能模块的分工与 联系。 ( 2 ) 详细调研了解企业各业务活动的实际处理流程、相关的信息处理及功能需 求、性能需求等，建立信息处理模型，完成数据库的设计。 ( 3 ) 完成电力生产管理系统的设计与现场应用，对运行结果分析、改进，完善 系统开发。 第3 页 华北电力大学工程硕士学位论文 2 1 系统的结构设计 第二章系统结构与功能设计 根据乌海电业局的业务工作与管理需求，采用分层技术，确定的系统结构框图 如图2 1 所示。 业务层 圈圈圈 囤圈圈 回圈圈 巨亘圈匡圈 数据层匿囤圆圈 囤圈圈 图2 - i 系统结构框图 使用计算机对信息进行管理分为单项数据处理应用、生产管理信息系统、决策 支持系统三个层次。单项数据处理应用是面向基层的数据处理工作，以提高日常某 项工作的效率为目的，不涉及到更广泛的管理和系统的整体，特别是不涉及到高层 管理和决策工作，所以对系统目标往往不做深入的分析。但是，当发展到生产管理 信息系统阶段时则不然，必须特别注意对系统目标( 特别是总目标) 的分析。生产 管理信息系统的总目标，是用户对信息系统需求的集中体现，是信息系统要实现的 总任务和最终目的。 生产管理信息系统总目标的实现要由三个方面的且标体系来保证，即：辅助管 理的功能目标体系，系统工程建设目标体系，以及系统的技术性能目标体系。 第4 页 华北电力大学工程硕士学位论文 2 2 系统辅助管理的结构设计 图2 - 2 系统辅助管理豹结构框图 建立辅助决策系统，对设备( 设施) 基础数据、运行、监测数据，规程规范标 准数据等进行分类整理；依据电力生产的管理逻辑，建立科学的量化的统计、分析、 评价模型，为电力生产工作计划、管理决策、电网的规划等提供科学的辅助决策分 析手段与决策依据。 系统辅助管理的结构框图如图2 - 2 所示。数据和信息的采集主要是定义与各单 位的数据接口，即从外单位采集哪些数据和信息，它要保证数据采集的完整性。数 据和信息的传递主要是将数据快速准确地传送到各部门。数据的加工处理是指对一 些数据进行分类汇总或计算。信息的存储是将采集来的数据和加工后的数据加以合 理的分类，存放在一个个主题数据库中，并汇总成全局的共享数据库。信息的共享 查询主要是满足不同用户以不同的条件和视图来查询全局各部分信息。信息的辅助 分析是根据不同用户的需求，对数据和信息进行数字和图形化的分析比较，以便帮 助用户发现其中的规律。专家决策系统主要是辅助局领导对重大生产经营问题作出 决策。 因为大多数的科室有单项的数据处理和加工软件，而这些软件中有许多是部颁 程序，不能随意改动，所以本项目对数据的加工处理不做大的变动，而主要是将这 第5 页 华北电力大学工程硕士学位论文 些已有软件所收集的信息引入全局信息库中另外，辅助决策系统需要在生产管理 信息系统建成后，有了大量的历史数据以及在建立了各种方法库和模型库，收集其 它信息的基础上才能完成，因此辅助决策系统将放在相对靠后的阶段来完成。 对辅助系统的要求是：尽量迅速、完整地采集供电局信息管理所需的数据，将 信息存储在数据库中，提高管理人员处理信息的效率，并使供电局内部和各基层单 位能够方便地共享全局生产经营各方面的信息，同时辅助各级管理人员进行数据分 析工作。 2 3 系统功能及子系统划分 通过对企业现有系统的规模、组织机构、职能体系、目标体系、业务处理活动 的业务调研及新系统的目标体系、功能需求与数据需求的总体需求分析，以乌海电 业局现有的职能域为基础，结合鸟海电业局各部门科室的实际情况及功能需求，进 行乌海电业局新系统w h d y m i s 的体系结构设计。根据各职能域所涉及的信息管理 与功能需求，划分w h d y m i s 的子系统及各子系统所包含的模块结构。乌海电业局 生产管理信息系统所包含的子系统见表2 1 ： 表2 - 1w h d y m i s 子系统一览表 编号 子系统名称 s 0 1设备管理子系统 s 0 2变电运行子系统 s 0 3变电检修子系统 s 0 4 线路管理子系统 s 0 5生产技术管理子系统 s 0 6生产业务流程 s 1 6综合查询管理子系统 子系统及子系统的划分是根据系统的目标功能，分解出各项管理业务( 过程) ， 确定与过程相对应的数据类，分析过程与数据类的依赖关系，按最大内聚力和最小 偶合度的原则来进行。 2 3 1 设备管理子系统 。 以设备台帐为轴心，建立起完整的设备的档案数据。对于一个设备将只有一个 台帐( 档案) ，保证各个单位能看到的设备档案是最新、统一、全面的。区分作为 资产的电力设备同电网概念上的设备位置分开，实现设备生命周期管理。包括设备 投运、迁移、报废。正确定义各变电所的接线型式、结构，根据各种结构型式下不 第6 页 华北电力大学工程硕士学位论文 同的设备配置，自动生成设备位置 ( i ) 电网结构规则维护 包括接线方式维护、母线设备组定义、间隔配置、设备组名称维护、设备名称 维护等。 ( 2 ) 设备生成和维护 变电所结构定义、设备组定义、设备位置定义。 ( 3 ) 设备参数管理 描述变电所内所有类型变电设备的特征参数，建立设备的台帐信息。 ( 4 ) 设备状态管理 包括设备投运、设备迁移、设备停用、设备报废。设各的台帐与运行检修模块 关联，不断记录设备的大修反措计划、检修、试验信息，缺陷信息、运行特征数据、 变动信息，直到设备退役。 ( 5 ) 设备查询、统计分析 可以按照各种条件( 设备类型，制造厂，规格型号，出厂日期，投运日期等) 查询统计各类设备及其详细台帐信息。 2 3 2 变电运行子系统 交电运行子系统主要服务于电力生产工作中的变电站的运行、管理工作。 ( 1 ) 值班基本维护 运行班组维护、班组轮值维护、定期工作内容周期维护。 ( 2 ) 变电运行日志 变电运行日志主要记录三个方面的内容。本值巡视检查、本值运行记事和交班 小结。 ( 3 ) 运行记录 包括缺陷记录、操作记录、工作票记录、设备修试记录、日电量记录、电压记 录、开关跳闸记录等。 ( 4 ) 运行簿册 避雷器动作记录、蓄电池测试记录、s f 6 开关机构压力记录、电容器投切记录、 高频保护通道测试记录、故障录波记录、定期切换试验记录。 第7 页 华北电力大学工程硕士学位论文 ( 5 ) 运行报表 它是生产中常用的报表数据库，其中有二十多种报表数据库，主要有月综合报 表、月电量平衡报表，设备缺陷报表等。 ( 6 ) 设备定级 对全所设备以闰隔为单位进行综合定级，绝缘定级，对间隔进行间隔定级。列 出该定级季度内影响定级的所有设备缺陷记录。 2 3 3 变电检修子系统 变电检修子系统主要是解决变电设备的检修过程中的各种业务工作。 ( 1 ) 生产计划 ， 根据设备缺陷、设备检修和设备试验等记录信息，完成生产年、月、周计划的 制定。 ( 2 ) 大修管理 修试常用术语维护，大修管理与总结。 ( 3 ) 试验管理 考虑实用性和灵活性，系统提供基本的试验项目模板，可用户自定义的试验项、 试验组、试验及试验公式。试验报告的范围包括高压、油务、在线检测。 试验过程的流程化管理，试验记录的全面管理的分析统计。 ( 4 ) 检修管理 检修计划安排，记录设备检修情况，以图表方式动态分析统计设备周期检修等 执行情况，提供检修到期、超周期等预警提示。提供用户可定义与维护的检修报告 模板。 ( 5 ) 班组管理 技术文档与图纸管理、备品备件、试验设备的管理、班组培训与安全活动管理。 2 3 4 线路管理子系统 线路管理负责完成输电线路的运行、维护、检修等各项工作。 ( 1 ) 系统管理 提供用户可定义的机构权限管理，系统日志管理，个人菜单自定义。 第8 页 华北电力大学工程硕士学位论文 ( 2 ) 基础资料管理 包括线路与杆塔基础资料，线路编码库、线路图档、同杆架设等。 ( 3 ) 电力地理信息 采用g i s 平台系统，构架电力输电网，输电专题图绘制，具有图形缩放、鹰眼、 比例尺、自动延布，三维视图等功能。 ( 4 ) 流程管理 缺陷、工作票、任务单、检修计划与施工措施等进行流程化管理。 ( 5 ) 检修管理 包括红外测温管理、危险点预控、绝缘子管理、盐密测试等。 ( 6 ) 运行管理 包括过电压管理、通道管理、线路验收、线路运行分析，进行线路巡视管理，可与 带g p r s 手持巡检仪接口，以保证巡视规范、信息及时。 2 3 5 生产技术管理子系统 生产技术管理是电力生产工作的管理部门，负责电力生产的职能管理工作。 ( 1 ) 生产计划管理 生产计划管理包括大修计划管理、月度生产计划管理、设备检修计划管理、反 措计划管理等，汇总统计各项计划的费用完成情况。从生产项目计划编制、生产项 目计划审核到生产项目组织、实施以及生产任务完成后验收、总结填写把生产管理 的其他管理功能贯穿起来。 ( 2 ) 工作联系单 以流程方式提供工作联系单管理，包括联系单编制、联系单审核、联系单查询 等。 ( 3 ) 运行管理 能对缺陷信息、定级信息进行查询、汇总、统计，可生成各类缺陷统计报表和 设备定级报表。 ( 4 ) 三变及四小器管理 对三变设备及四小器设备台帐信息、运行信息、检修试验信息综合查询、分析 统计。 第9 页 华北电力大学工程硕士学位论文 ( 5 ) 电压无功管理 对上报的电压及无功各类报表进行分析统计。进行电压合格率考核。 ( 6 ) 关键指标 管理统计生产运行关键指标。 ( 7 ) 科技项目管理 进行科技项目上报、科技项目审核、科技项目年计划制定、科技项目成果管理。 ( 8 ) 监督管理 监督网络人员管理、绝缘、仪表监督信息报表管理等。 ( 9 ) 可靠性管理 考虑与现有国电公司系统接口，系统可以基本实现以自动统计数据( 包括运行、 注册、变动三个部分) 为主，以手工修改为辅助的输变电设备可靠性管理模式。 ( 1o ) 可靠性预控管理系统 建立可靠性管理由事后统计变为事前计划、事中控制、事后计算的预控管理模 式。各部门协同管理停电事件，共同提高管理效益。具有以可靠性指标为核心的目 标管理功能和以停电为核心的过程管理功能。 系统包括的功能有：输变电设备及供电用户基础数据管理，运行事件维护与管理， 输变电及供电可靠性年月目标制定，停电计划及可靠性预控管理，可靠性指标计算， 权限机构管理等。 2 3 6 生产业务流程 生产业务流程是指生产过程中的各种工作流程，需要多人、多部门协作完成的 工作。 ( 1 ) 缺陷管理 依据整个缺陷管理的规范和考核标准，进行缺陷全过程的监控管理，具备信息 完全而准确、缺陷状态清晰。实现缺陷与设备定级的关联。实现缺陷消缺任务自动 预分配，对每个变电站设备以间隔为单位进行综合定级，绝缘定级，对间隔进行间 隔定级。管理部门能对缺陷信息、定级信息进行查询、汇总、统计，可生成各类缺 陷统计报表和设备定级报表。 ( 2 ) 停役申请管理 第1 0 页 华北电力大学工程硕士学位论文 主要功能包括基层停电申请填写、基层主管审核、生技处审核、调度运方初审、 领导审核、调度运方批复( 终审) 、调度停役执行等流程。能对停役申请书的流程 具备全程监控功能，能较方便了解到具体某张申请单现已流转到哪个部门，已执行 了哪些审核等。具备查询、统计、作废、打印功能及修改未签发申请单功能。能统 计计划检修率及临修率。 ( 3 ) 调度操作票 根据操作任务的性质划分操作票的类型，如计划操作票、临时操作票、新设备 投产操作票等。调度所的操作票除了临时操作票，其他操作票都只有找到已经填写 了批准停役时间的申请单才能进行开票。也为了规范操作票命令的格式，特引进操 作票典型命令、常用术语的概念，给输入时进行选择提供方便。调度操作票流程包 括：操作票开票、操作票复核、操作票正审、操作票发送、操作票执行。 ( 4 ) 运行操作票 以典型票、所用票复制作为主要开票手段，辅以运行人员手工修改。流程从接 受调度操作任务开始，使运行操作票有据可依。能与调度综合令、系统操作票结合。 操作票流程包括接受调度操作任务、操作票开票、操作票审核、预演确认、操作票 执行。可进行操作票的评估考核，操作票的查询、统计分析。 ( 5 ) 工作票管理 工作票按照安全要求不同分为第一种工作票、第二种工作票。系统完成工作票 流程化处理，生产计划作为填写工作票信息来源，并附填修试设备详细列表，工作 终结前完善设备修试记录验收。工作票终结后，运行安全员对工作票评估。工作票 评估结果作为工作票合格率统计依据。 ( 6 ) 整定单管理 不同的继电保护装置有不同的整定单，但对于相同类型的整定单，提供建立模 板存放在数据库中，统一输入界面，供下次选择时进行调用。并提供从历史的整定 单中进行调用。主要流程：整定单的编制、校核、审核、批准、发送、事由安排、 执行、验收、确认。 第1 1 页 华北电力大学工程硕士学位论文 3 1 概述 第三章软件系统结构设计 电力综合信息管理系统是供电企业的核心信息处理系统，搭载着企业生产经营 的关键业务，该系统不仅在企业内部为成百上千的业务及管理人员提供全面的工作 平台支持，因此，电力综合信息管理系统应该采用企业级基础服务软件平台模型来 构建企业生产综合信息平台。 3 1 1 电力企业基础服务软件平台 采用浏览器，w 曲服务器数据库服务器三级应用的模式，以数据库技术、面向 对象、i n t r a n e t 技术等作为主流技术，形成的电力企业基础服务软件平台模型如图 3 1 所示。 i 电力企业基础服务软件平台 f p o r t a l门户服务层 w o r k f l o wb p m 业务逻辑层 j d b cd b m s 数据服务层 图3 1 软件平台模型 3 1 2 电力企业管理信息系统架构 构建在基础服务软件平台上的电力企业管理信息系统架构，如图3 2 所示。 第1 2 页 华北电力大学工程硕士学位论文 w e b s p h e r ep o r t a l 门户服务层 p o r t l e t w o r k f l o wb p m 业务逻辑层 生 安 计项 声 全划目 技 监统管 音寂斗聊 丁亡丁亡 管理信患 生安计项 系统 声 全划目 技 监 统管 卡 _ 盅斗硼 多稽理l 。一夕 弓 图3 2 电力企业管理信息系统架构 其中，在逻辑结构上分为门户服务层、业务逻辑层、数据服务层和数据转换和 格式处理层。 3 2 门户服务层 从功能上讲，企业信息门户系统提供一个企业应用的访问入口，所有访问者都 可以通过这个入口获得个性化的信息和服务。 对于企业来说，企业信息门户系统既是一个展示企业数据的窗口，又可以无缝 地集成企业的内容、商务、社区等，动态地发布存储在企业内部和外部的各种信息。 这里在我们的架构中将采用i b m 公司的企业门户平台产品w e b s p h e r ep o r t a l 第1 3 页 华北电力大学工程硕士学位论文 s e r v e r 对公司的内部信息和人员信息以及各所属供电公司的门户进行整合。并利用 i d s 和i d i 、t a m 、t i m 产品构建完整全面的安全体系平台实现统一的用户信息生 命周期管理、统一及分级的权限管理、统一的资源控制和授权、统一的验证识别及 单点登陆。它包括了如下实现目标： - 统一访问入口 - 统一安全认证服务 3 2 1 统一访问 实现访问后端业务系统的统一操作界面，实现不同业务系统网上接入界面的集 成；同时适应未来的门户功能扩展。整合c s 、b s 等多种技术为内部、外部用户 提供多种输入和输出信息的手段，如智能手机、电话、传真机、p c 机客户应用、瘦 客户应用等。 统一访问入口构筑在i b mw e b s p h e r ep o r t a l 上，i b mw e b s p h c r ep o r t a l 提供许多 就绪的特性，能够大大加快该系统模块的构建过程，减少用户的投资。 3 2 2 统一安全认证服务 i b mw e b s p h e r e 平台提供可扩展的安全框架，在提供完善的安全服务的同时， 还能够提供与主流的品结合的能力，因此能够确保信息系统中的各个业务组件或数 据的安全性。由于提供了统一的安全层次，上层的应用逻辑就无需关心安全细节， 而只需关心业务逻辑的实现即可。i b mw e b s p h c r e 平台提供的这种安全服务能够满 足下列目标： - 支持基于w e b 应用的单点登录 - 支持基于角色的访问控制 - 支持集中化的认证和授权管理 - 支持角色定义和角色分配功能 - 支持针对网络实体( 用户、资源、服务) 的创建、维护和委托管理功能 - 支持创建对资源进行保护的策略规则，提供集中化的目录数据库，存储和管 理用户、策略和服务信息 - 支持跨域的单点登录 - 支持目录服务器方式的用户信息和权限信息管理、在满足性能和可靠性的前 第1 4 页 华北电力大学工程硕士学位论文 提下，目录服务器支持多主服务器( m u l t i m a s t e r ) 或者主从服务器 ( m a s t e r - s l a v e ) 的体系结构。 - 提供灵活的结构扩展功能 3 3 业务逻辑层 3 3 1 业务逻辑层定义 所谓三层体系架构，是指在传统的客户端数据库服务器模式中，将业务逻辑从 客户端程序和后台数据库服务器中抽出来，形成单独的中间服务层，及将应用系统 从逻辑上分成表示层、业务逻辑层、数据存储层，三层之间相互独立、彼此隔离， 表示层专注于外观呈现组织，业务逻辑层专注于企业业务规则处理，数据存储层专 注于数据库系统最胜任的数据存储管理。 在我们的系统体系中，业务逻辑层是企业应用系统的关键，主要是采用j 2 e e 平台的e j b 组件来实现的，采用基于j 2 e e 架构的应用服务器平台，应用服务器可 以根据企业的实际需求选用w e b s p h e r e 、w e b l o g i c 或o a s 等成熟的产品。主要提供 w e b 服务和应用服务。w e b 服务提供j s p 及s e r v l e t 引擎动态响应客户端w e b 请 求。应用服务提供业务逻辑处理的功能。j 2 e e 平台的核心就是通过e j b 组件来实 现复杂的企业级应用逻辑。对于简单的业务逻辑，可以使用j a v a c l a s s 和j a v a b e a n 来实现，还可以在w e b 服务提供的动态网页中直接通过j c a 获得企业信息。采用 基于j 2 e e 平台的产品，目前市场上有b e a 的w e b l o g i e 、i b m 的w c b s h p e r e 、s u n 的i p l a n e t 、开放源代码的j b o s s 等j 2 e e 应用系统，它们均包含了各自的应用服务 器产品。 j 2 e e 平台是由s u n 公司主导开发的企业级应用程序开发平台，即j a v a 2 e n t e r p r i s ee d i t i o n ，它提供了一个基于组件的方法，用来设计、开发、装配及部署企 业应用程序。j 2 e e 平台提供了多层的分布式的应用模型、组件再用、一致化的安全 模型以及灵活的事务控制。使用j 2 e e 平台开发应用程序不仅可以使开发速度加快， 而且所开发出来的应用程序将是平台独立的，同时后台可以适用o r a c l e 9 i 大型数据 库服务器来存储关系型业务数据。 3 3 2 业务逻辑层实现 业务逻辑层是直接反映企业业务逻辑处理的系统组件集合，因此，如何进行系 统功能模块划分，合理设计e j b 组件，将是影响三层架构应用系统开发成败的关键。 供电综合信息管理平台是复杂的企业级应用平台，为实现分布式计算及组件重 第1 5 页 华北电力大学工程硕士学位论文 用，我们采用面相对象技术，面向数据的设计方法，遵循“强内聚、松耦合”的系统 划分规律，将供电综合信息管理平台划分为供电公司生产管理系统、集团公司生产 管理系统、安全监督管理系统等三大系统。 供电公司生产管理系统是面向各供电公司的生产管理系统，集中了生产综合信 息平台中与各供电局操作人员交互的所有业务功能，其功能范畴包括了供电公司的 生产技术管理、变电管理、输电管理和配电管理等子系统。 集团公司生产管理系统是服务于集团公司生产管理层业务需求的生产管理系 统，也是建立在对各供电公司生产管理系统的生产数据大集中之上的一个系统，其 功能范畴包括了生产技术管理、输变配电管理、生产报表管理和生产综合查询等子 系统。 安全监督管理系统是为整个集团公司安全管理服务的系统平台，它不仅包含了 集团公司内部的安全体系管理，还包括了各供电局安全监督管理的内容，该系统将 采用分布式的应用管理，即在集团公司和各供电公司都分别部署相应的应用模块。 3 4 数据服务层 采用大型数据库服务器产品o r a c l e 9 i ，来负责数据的存储、检索和维护事务 的完整性。 为解决对己存在旧系统的异构数据源的数据整合问题，可统一成一个数据转换 和格式处理层，通过x m l ( 可扩展标识语言) 进行数据格式转换处理和数据整合。 x m l 即e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( n - j 扩展标记语言) 的缩写。是w e b 上表示 结构化信息的一种标准文本格式，是一个用来定义其他语言的元语言。具有以下先 进特性： ( 1 ) 可扩展性：允许使用者创建和使用他们自己的标记而不是h t m l 的有限 词汇表。这一点至关重要，企业可以用x m l 为电子商务和管理信息系统等应用定 义自己的标记语言，甚至特定行业一起来定义该领域的特殊标记语言，作为该领域 信息共享与数据交换的基础。 ( 2 ) 灵活性：x m l 提供了一种结构化的数据表示方式，使得用户界面分离于 结构化数据。所以，w e b 用户所追求的许多先进功能在x m l 环境下更容易实现。 ( 3 ) 自描述性：x m l 文档通常包含一个文档类型声明，因而x m l 文档是自 描述的。不仅人能读懂x m l 文档，计算机也能处理。x m l 表示数据的方式真正做 到了独立于应用系统，并且数据能够重用。x m l 文档被看作是文档的数据库化和数 据的文档化。 第1 6 页 华北电力大学工程硕士学位论文 基于以上对x m l 语言特性的了解，在我们的系统设计架构中，我们将电力企 业中已存在应用系统的数据x m l 化，通过数据转换和格式处理层将这些数据能顺 利进入我们的数据服务层，和我们系统的数据进行整合，一起服务于业务逻辑处理 的需要。 3 5 工作流平台 3 5 1 工作流定义 就象火车需要在轨道上运行一样，每个企业的经营管理都是遵循一定规律的， 它的业务受到外部环境，以及企业自身环境的约束。业务按照一定的规则运行就称 为一个企业的商务流程，就是通常所说的工作流。 企业的工作流分为结构化和即席化的两种。 - 结构化的工作流 指在实际工作过程中会反复重复，严格按照某个固定的步骤进行的业务过程。 定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业务过程进行详细的分析面 得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复使用。大量的办公程序， 如公文处理、审批等都属此类。 即席工作流 指针对在实际工作流程中，不能做到按照某个固定的的步骤，而需根据在这类 流程执行所需的有关参数来确定，例如在缺陷登记时填写的数据和信息，这是事先 无法确定的，同时在执行过程中间还可能会发生一些意外的情况。这种动态多变的 特点在提供更高灵活性的同时，也为流程的建模与执行带来更多的复杂性。 3 5 2 工作流管理平台化 在传统的手工业务处理过程中，经过定义的工作流能否按照预定的业务规则良 好的执行取决于参与流程的人的自觉性。事实上由于人是最善变的因素，这就决定 了在业务执行过程中由于人为因素造成业务流程与预先规定的不一样。再加上由于 业务过程中的一些客观因素( 如参与流程的某一人员外出) 造成业务流程在特定的 环节上严重脱节。计算机的应用为企业在经营管理过程中加强工作流程管理，提 高业务流程效率提供了技术实现手段。为了实现对业务过程的工作流管理而开发 的相应的软件系统就称之为工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ， w f m s ) 。 工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 应具备如下的特点： 第1 7 页 华北电力大学工程硕士学位论文 - 高度的集成性，能支持多种平台的交易，包括w e b 应用和e j b 。 图形化的管理，提供一个易于使用的图形化界面，易于工作流的设计和管理。 实现流程的自动化，能有效地提高工作效率。 3 5 3 m q s e r i e sw o r k f l o w 软件 目前市面上基于j 2 e e 架构的工作流管理软件产品主要有b e a 公司的w e b l o g i e i n t e g r a t i o n 和i b m 公司的m q s e r i e sw o r k f l o w ，因现在应用服务器的产品选型初步 定为采用i b m 的w e b s p h e r e ，故考虑到产品的兼容性，这里着重介绍下i b m 的 m q s e r i e sw o r k f l o w 。 m q s e r i e sw o r k f l o w 是为关键企业应用需求而打造的高可靠、高可用、高适用 性的流程管理解决方案，适用于所有行业。通过使用m q s e i r e sw o r k f l o w ，可以根 据企业的商业目标，定义和执行起始到终点的商务流程，在充分利用现有i t 设备和 组织机构的基础上，提升企业的商务灵活性和工作效率。m q s e r i e sw o r k f l o w 的流 程管理用于管理人、数据、应用和商务过程。流程不止限于公司内部和客户，还可 包括供应商，商业合作伙伴。 以一个缺陷单通过局域网提交进行缺陷处理为例。如图3 3 缺陷流程所示，包括发 现缺陷、上报缺陷、确认、安排消缺、验收等一个闭环流程。 第1 8 页 华北电力大学工程硕士学位论文 图3 3 缺陷流程 由于一个请求通常需由多人完成，所以员工所面临的困难是在请求执行过程 中，要记住每个请求执行到了哪一步，与此请求有关的信息在哪里? 下一步该怎么 做，由哪个员工来做，很多时候，请求转到下一步交给另外一个员工完成和重新获 得与此请求有关的信息要浪费很多时间。 在使用m q s e r i e sw o r k f l o w 定义和执行这个缺陷处理的流程后，此流程就会得 自动化：在收到提交的缺陷单后，就开始一个请求的实例，在一个员工完成请求的 一步后，会自动转到下一步交给相应的员工处理，完成每一步所需的数据也被自动 的提供和处理。同时管理者还可通过图形化界面直观地看到共有多少个请求，都执 行到哪一步，该由谁来完成。 与此同时，m q s e r i e sw o r k f l o w 也具备了如下的优点： - 基于消息传输中间件，为关键应用打造 m q s e r i e sw o r k f l o w 是基于i b m 的著名的消息传输中间件m q s e r i e s 而研制，流 程的各个环节之间，当需要数据和信息的传递都是由m q s e r i e s 完成的，数据保存 在数据库中，m q s e r i e s 做为消息交易中间件，保证消息不重不丢，这就决定了流程 第1 9 页 华北电力大学工程硕士学位论文 中流动的数据的完整性，这对关键系统应用的本质来说是至关重要的。 高度集成性 m q s e r i e s w o r k f l o w 由于是基于m q s e i r e s 和x m l 而制作，m q s e r i e s 的跨平台 性，( 3 5 种平台以上) ，使得m q s e r i e sw o r k f l o w 可以与m q s e r i e s 支持的所有平台 上的交易相互作用，包括w e b 应用服务器和e j b 。同时，还可与m q s e r i e s 家族的 m q s e d e s i n t e g r a t o r 和m q s e r i e s a d a p t e r 产品共同打造应用高度集成的解决方案。 - 工作流程自动化 m q s e r i e sw o r k f l o w 使工作流程变得自动化，一项流程的各个环节之间衔接流 畅，最大限度地减少了时间的浪费，如果负责某一环节的工作人员出差，也同样可 以远程登录到m q s e r i e sw o r k f l o w 系统上处理自己的工作，不会耽误工作在规定时 间内完成，作为管理人员还可随时监控各个流程的进展情况，作最后的把关。以上 面的缺陷流程处理为例，如果由手工进行处理，那么决定是否下一个环节的人的责 任就很大。如果稍一疏忽，就可能将缺陷单给了不该给的人，造成耽搁和损失。 m q s e r i e sw o r k f l o w 定义的工作流程在定义好后，就会严格按照定义好的流程执行， 什么样的条件应该如何流转，事先就会定义好，这样就避免了人工疏忽带来的错误。 - 简单易于实施 m q s e r i e sw o r k f l o w 在工作流设计中应用了面向对象技术，提供了一个易于使 用的图形化界面，有效地减化了工作流的设计和管理，使任何企业用户的经理人都 可以和开发者一起，通过m q s e r i e sw o r k f l o w 直观的、流程图式的可视化设计环境， 共同设计和审定业务流程，确保工作流管理实用、高效。用户可以利用m q s e r i e s w o r k f l o w 内置的流程逻辑，方便地分配、确定业务流程进度表。公司的管理人员也 可以将主要精力放在制定企业的目标上，不必过份担心业务流程的制定和执行。 3 6 开发部署平台 随着企业的应用系统的架构越来越趋于复杂和多层次，分布式的计算和应用 体系越来越成为企业信息化系统的主流，如何降低开发的成本，提高开发的效率， 降低i t 的复杂性，并能快速、灵活地根据客户的需求进行应用的发布和部署，是摆 在各软件供应商和企业信息部门面前的重大课题。这里，我们将介绍一个基于j 2 e e 架构的企业信息系统开发和部署平台，即i b m 公司的w e b s p h e r es t u d i oa p p l i c a t i o n d e v e l o p e r ，这也是我们所提供的供电企业管理信息系统架构中的重要组成部分之 第2 0 页 华北电力大学工程硕士学位论文 3 6 1w e b s p h e r e s t u d i oa p p l i c a t i o nd e v e l o p e r i b m w e b s p h e r e s t u d i o a p p l i c a t i o n d e v e l o p e r 是一个综合的整合开发环境，用