基于云计算的煤矿设备资产管理系统的研究与设计

李 勇

（山东能源新矿国际贸易有限公司，山东省新泰市，271219）

随着煤矿生产的现代化和企业的并购重组，煤矿企业的设备资产规模也在不断扩大，设备资产管理的环节、工作量、难度和范畴也在加大。实行有效的煤矿设备资产管理对降低企业设备资产的维护成本和提高设备资产的运行效率具有明显的作用。基于此，提出了利用云计算技术来解决大型煤矿企业在设备资产管理中存在的典型问题，并提出了基于云计算架构的系统性解决方案。

1 煤矿设备资产管理方案现状

煤矿生产设备种类繁多，价格昂贵，设备费用的支出已占到煤矿开采成本的40%以上。煤矿设备资产管理是一项繁琐而又需要精细管理的工作，传统的依赖人工管理的方式已无法满足设备资产流动性管理和日益增多的信息需求。目前，煤矿设备资产管理存在的典型问题包括3个方面：一是分类编码不统一，价值管理与实物管理脱节，不同的部门往往采用不同的分类和编码方法；二是设备的周转情况不容易掌握；三是设备资产管理制度不健全不规范，尤其是在涉及到设备使用与维护、大修、清查盘点和报废等重要工作流程的管理制度上有所缺失。

如何有效管理煤矿设备、维持设备的良性周转并实现对煤矿设备的全生命周期的精细化管理是现代化煤矿需要解决的一项重要的课题。特别是在当前煤炭行业整体低迷的情形下，更需要对煤矿设备资产进行高效管理，通过提高设备可靠性、降低设备维修费用和延长设备使用寿命的方式降低开采成本，促使企业平稳渡过经济困难期，这些都需要一个先进的煤炭设备资产管理方案。

随着企业信息化水平的提高，大部分煤矿都使用了煤矿资产管理系统，系统所具备的功能也在不断增强，但各子系统之间存在相互独立、资源分散、数据不能有效共享、技术平台异构等不足，严重制约了整体性能的发挥。在煤矿企业频繁并购重组的大背景下，由于不同煤矿的资产管理水平良莠不齐、解决方案各异，导致各系统无法实现有效集成或协同，已严重妨碍了在集团公司层面上对整个集团内的煤矿设备资产的管控。因此，对于煤矿企业尤其是大型的煤炭企业来说，必须采用统一高效的设备资产管理方案来管理集团内的设备资产。

2 煤矿设备资产管理系统设计方案

2.1 总体需求

煤矿设备资产管理系统的总体需求大致可以归结为以下4点：

（1）统一的管理平台。集团公司在单一平台上管理所有下属企业的设备资产，可帮助企业提高服务水平，降低运行成本。

（2）高扩展性和包容性。能够适应企业规模的动态变化，无论是新收购的还是已有的信息化程度低的煤矿都可以接入到这个统一的系统中。

（3）全生命周期管理。跟踪设备从购置、发送、使用、维修及再次发放的所有流程。

（4）高可靠性和安全性。必须确保系统在运行过程中的持续性和安全性。在综合考虑系统需求之后，提出了一个基于云计算技术的煤矿设备资产管理方案，该方案通过云平台实现资源整合，将集团公司内所有下属公司和煤矿的设备资产信息都整合到云中。

2.2 总体方案设计

在设计系统总体方案时，采用了一体化集中管理、分布式处理的构建模式。为了满足规模可伸缩性和系统可管理性的需求，将系统划分为集团云、子公司云和煤矿管理子系统3个层次。集团云集中管理集团公司所有下属子公司的设备资产情况，子公司云统一管理所有下属煤矿的设备资产情况。对于煤矿来说，如果当前已经有设备资产管理系统在运行，则必须将该系统中的数据导入到子公司云中，如果当前尚不具备设备资产管理系统，则直接接入到子公司云中，从而形成了集团级、子公司级和煤矿级三级管理的煤矿设备资产管理系统，为各级管理部门提供一个高效、安全和可靠的设备资产管理系统。

在系统建设时，集团云和子公司云是新创建的，而煤矿可以直接接入到子公司云中，也可以使用目前已有的设备资产管理系统，但需要将相关数据提交到子公司云中。由于煤矿设备资产管理业务涉及大量的企业内部保密信息，所以应该构建私有云平台。私有云平台不存在与无关用户共用资源的问题，可以提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。如果采用云计算模式下的统一身份认证，则可以进一步保障数据的安全。私有云可以部署在企业数据中心，也可以部署在互联网中。

2.3 系统架构

在系统架构方面，煤矿设备资产云管理系统由业务平面和管理平面两大平面组成。业务平面负责业务数据的采集、传输、存储、处理和展示，在实现时按照服务划分的原则，从下到上可划分为感知层、传输层、支撑层、应用层和接入层5个层次，云计算平台服务主要位于支撑层和应用层。管理平面负责煤矿设备资产管理系统的配置、控制和管理，在实现时由安全及保障体系、标准及管理体系和云计算管理支撑系统3个子系统组成。按照上述方案设计的煤矿设备资产管理系统的整体框架如图1所示。

2.3.1 感知层

感知层主要完成信息 （设备资产基本情况、位置信息、状态信息等）的收集与简单处理。

2.3.2 传输层传输层主要完成信息的传输、交互、汇集功能，可以通过有线、无线和移动网络传输数据。

2.3.3 支撑层

支撑层主要包括支撑平台运行的基础软件系统、基础管理和基础资源等内容，涉及到设备资产数据、生产数据、数据挖掘、WEB 服务、数据库服务、消息服务等功能。支撑层主要对外提供云计算框架中的基础设施即服务 （Iaas）和平台即服务（Paas）功能。

2.3.4 应用层

应用层主要根据煤矿设备资产管理的具体需求，组合各种相关服务构成一个完整的、能够满足用户各种需求的应用子系统。对于用户来说，应用层主要完成服务发现和服务呈现的工作，提供云计算框架中的软件即服务 （Saas）功能。具体来说，在煤矿设备资产管理系统中，需要提供的应用服务包括设备管理、物料管理、采购管理、合同管理、工作管理和服务管理等。

2.3.5 接入层

接入层主要提供对各种接入设备和接入网络的支持，向用户提供随时随地接入系统的服务。对于本系统来说，可以基于标准的HTTP 协议接入到系统中，也可以通过专用的客户端工具接入到系统中。

图1 煤矿设备资产云管理平台整体框架

2.3.6 安全及保障体系

安全及保障体系制定和安全生产及系统安全接入相关的规章制度，从制度、人员、软件和硬件四大方面提供安全保障。

2.3.7 标准及管理体系

标准及管理体系建立健全和云计算平台相匹配的设备资产管理制度，最大化发挥煤矿设备资产管理云计算平台的作用和效果。

2.3.8 云计算管理支撑系统

云计算管理支撑系统包括用户管理、资源管理、配置管理、监控管理、故障管理和灾备管理等功能，维持系统的正常运转。

3 关键技术

在煤矿设备资产管理系统中采用云计算技术可以基于云计算虚拟化技术屏蔽各子系统平台的异构性，满足大型煤矿企业对设备资产信息资源的集成与共享需求。在构建设备资产管理系统时，需要解决一系列的关键技术。

3.1 高效一致的数据与接口的设计

煤矿设备的种类繁多且数量规模大，设备资产管理涉及的部门多、层次多，需要设计一致的设备信息数据，能够覆盖不同设备资产对设备描述、使用、维护、状态等全生命周期的资产管理需求；同时需要设计高效的访问接口，支持集团公司内所有下属公司和煤矿的设备资产管理系统统一接入到集团云中，实现设备资产数据在集团内的有效共享。数据与接口设计的好坏直接决定了煤矿设备资产管理系统的成败。

3.2 稳定可靠的多异构平台的系统融合

对于大型的煤矿企业来说，由于下属公司和煤矿众多，各个煤矿的信息化水平不同，对于那些已经部署了设备资产管理系统的煤矿来说，如何融合现存平台各异的设备资产管理系统并将这些系统统一接入或整体迁移到集团云管理系统中是当前煤矿企业需要面对和解决的关键问题。

3.3 安全的数据访问技术

云计算的开放和分布式特点使得安全性能成为云计算发展的关键要素，对于即使采用了私有云部署方案的系统来说，如何有效控制云计算服务提供商内部安全管理机制和访问权限、如何对数据进行全操作和监控以及如何避免虚拟服务器带来的风险都将是煤矿设备资产云管理系统亟需解决的问题。

4 方案优势

采用云计算技术部署煤矿设备资产管理系统与传统的C／S或B／S架构的系统相比具有明显的优势。

（1）降低企业的IT 运营成本，提高可靠性和可扩展性。云计算资源集约的技术模式能降低煤矿企业IT 基础设施的建设成本，减少IT 资源的重复投资，在提升效率的同时大大降低了运营成本。通过灵活配置虚拟化资源，煤炭企业可以实时动态调整系统的规模，从而适应企业并购和快速发展的要求。

（2）跨平台特点带来的高通用性和扩展性。云计算允许基于不同操作系统的不同设备，通过标准HTTP协议，实现不同设备之间或不同设备与云平台间的数据、应用的共享。

（3）随时随地接入系统。由于云是部署在互联网中，只要有网络的地方，用户随时都可以接入本系统，用户也可以借助多种网络终端接入到系统中，包括使用移动手持设备，随时随地全盘掌握企业的设备资产情况。

采用云计算技术部署煤矿设备资产管理系统可以帮助企业提高管理水平，带来管理效益。预计通过本系统的实施和运行，能够增加设备使用效率10%～15%，备件库存准确率超过95%，年设备维护与维修费用降低5%，年设备综合运行费用降低5%左右，从而降低了煤矿企业的生产成本，为企业带来可观的经济效益。

5 结语

有效的设备资产管理有助于煤矿企业降低运营成本，采用云计算技术部署煤矿设备资产管理方案，可以吸收先进的云计算技术改善以往煤矿设备资产管理方案的不足，在统筹兼顾社会效益和企业经济效益的状况下，运用最先进的技术理念为煤矿行业的设备资产管理进行完善的体系构建可以提高煤矿企业的技术化和信息化进程，促进煤矿设备资产的顺利周转和管理，进而为煤炭企业带来客观的管理和经济效益。

［1］ 房希江，李洪，朱德跃.新矿集团机电设备运行管理信息平台研究［J］.中国煤炭，2012 （6）

［2］ 陆明月，岳慧英.煤矿企业固定资产管理问题探讨［J］.中小企业管理与科技，2013 （2）

［3］ 李桦.基于EAM 的煤矿设备资产管理信息系统初探 ［J］.淮北职业技术学院学报，2010 （3）

［4］ 张强，崔冬，倪健等.煤矿机电设备管理信息系统设计研究 ［J］.中国煤炭，2006 （8）

［5］ 方巍，文学志，潘吴斌等.云计算：概念、技术及应用研究综述 ［J］.南京信息工程大学学报 （自然科学版），2012 （4）

［6］ 李乔，郑啸.云计算研究现状综述 ［J］.计算机科学，2011 （4）

［7］ 李昊旻，卢建军，卫晨.基于云计算的煤矿安全监测预警系统研究 ［J］.工矿自动化，2013 （3）