电力信息系统国产化能力评估体系研究及应用

吕华辉 宋俊典 石宏宇 沈卫强 李 鸣

1(中国南方电网有限责任公司 广东 广州 510623) 2(上海计算机软件技术开发中心 上海 201112) 3(中国电子技术标准化研究院 北京 100007)

电力信息系统国产化能力评估体系研究及应用

吕华辉1宋俊典2石宏宇1沈卫强1李 鸣3

1(中国南方电网有限责任公司 广东 广州 510623)2(上海计算机软件技术开发中心 上海 201112)3(中国电子技术标准化研究院 北京 100007)

电力信息系统国产化及其评估体系是当前关注和研究的热点。针对电力行业自主可控和信息安全的实际需求，提出电力信息系统国产化能力评估体系，系统研究了国产化评价模型、评估指标、评估过程及成熟度等级，并结合实际应用案例进行分析和验证。结果表明，该评估体系能够有效地评价、指导电力行业企业的信息系统建设，促进电力行业的国产化能力提升。

国产化能力 评估模型 指标体系 电力信息系统

0 引 言

国外信息技术、产品等长久以来被广泛应用在我国各行各业信息系统中，特别是电力、金融、政府等关键行业基础设施和应用系统在较长一段时间内被国外一些IT巨头所主导[1-2]。随着“棱镜门”计划的曝光[3]，暴露出我国的企业信息系统存在重大安全隐患，使得人们认识到采用自主可控的产品系统、提升国产化能力的重要性。

当前大部分组织和企业在衡量其国产化能力时多采用“国产化率”这一指标。这一指标只能衡量组织和企业中所使用的国产软硬件产品所占的比例，并不能从服务水平、产品性能、技术自主度等方面综合考虑国产化能力。片面地追求国产化率并不一定能够更好地体现国产化建设的质量，必须在建设过程中注重整体的水平及能力，进而才能够实现真正的国产化。

因此，为保障国家和企业信息安全及降低对国外产品技术依赖程度，需要深入探讨“国产化能力”的概念和内涵。即聚焦国产软硬件产品的选用、具备国内安全服务资质、可信赖等供应商的选择、自主知识产品和专利的技术采用，并基于这些方面开展高可靠性、高水平服务，并对以上方面进行综合、适当的评估。

高巍[4]从信息基础设施的角度，深入研究分析了国产化产品的发展现状，对当前国产化产品的替代能力进行了比较客观的评估，对国产化产品的未来发展趋势做了展望，可以看出国产化是保障国民经济稳步发展的重要措施。房涛等[5]提出了电力信息系统国产化改造的设计和实现思路，并通过一系列真实环境的开发测试，对基础平台和业务应用软件的功能、性能、安全性、稳定性、兼容性和易用性等进行了评估。瞿卫华等[6]分析了三峡右岸电站监控系统的系统结构、数据采集、网络安全、管理支撑等功能的设计过程，讨论了三峡右岸电站在水电站监控系统国产化方面的成功经验。

通过更多的文献分析可知[7-9]，一方面国产化能力与国产化率之间的关系如何匹配关联尚需深入研究；另一方面有效的国产化能力评估方式方法还未建立，如何建立合适的国产化能力评估模型，形成一套有效的国产化能力评价指标体系，对企业当前国产化建设水平有较为客观的评价，是当前存亟需解决的问题。

因此，本文研究提出电力信息系统国产化能力评估模型及指标体系，从产品、服务、商务、技术等角度综合评估企业国产化能力水平，对加快信息系统国产化改造和建设、保障信息系统安全及服务能力具有重要的意义。

1 背景及现状分析

电力行业是支撑国民经济和社会发展的基础性产业和公用事业。在“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”的战略构想的指引下，国产化建设随着信息化投入的增大而越来越快，国产化改造和建设的实施效果、国产化能力水平成为当前电力信息化研究的热点。

通过对14家某电网公司及其直属单位信息化建设中的软硬件产品开展国产化情况调研统计和分析。得到各单位信息系统软硬件产品总体的国产化率的情况统计如表1所示。

表1 电力信息系统软硬件产品国产化率

本次调研的9类产品分别为服务器、存储、终端设备、安全设备、网络设备、操作系统、数据库、中间件、防病毒产品，其中前5类为硬件相关的产品，后4类为软件相关产品。通过对调研数据的分析可知：

(1) 国产硬件已具备了完全取代国外同类型产品的能力，如安全设备和网络设备的国产化率都达到50%以上，甚至在某些公司的国产化率达到100%的情况。

(2) 操作系统、数据库和中间件等国产化还完全处于尝试阶段。如国产化率排名最低都是软件部分，操作系统仅为0.08%。

(3) 国产化能力并没有通过国产化率直接体现。在调研中我们发现部分国产化率高的单位，其信息系统工作效率并不令人满意，在服务质量和性能方面有待加强。

(4) 核心国产化产品的软件技术自主性不够，自主知识产品和专利的技术比例并不能保障企业独立运营，核心环节上不能做到自主的话则很难做好国产化建设。

由此可见，电力信息系统国产化是大势所趋，但在业务能力、服务水平、产品性能、技术自主度等方面的关注度还有待进一步提升，对整体的综合国产化评估有待深化。因此，本文在电力信息系统国产化能力评估模型及指标体系方面进行了研究，并结合实例对某信息系统国产化能力进行了评估和分析。

2 电力信息系统国产化能力评估体系

2.1 评价模型

通过研究，我们梳理和总结了电力信息系统的国产化建设和实施过程中主要关注产品、服务、商务、技术等四个方面，分别对应实施保障、过程优化、业务支撑、创新发展四个促进要素，并在此基础上进一步细化国产化评价指标体系。

(1) 产品

产品包括服务器、操作系统、网络设备、终端设备等软硬件资源，国产化产品是实现国产化的基础。在国产化的过程中不仅需要考虑到是否是国产化产品，也要考虑到国产化产品的性能指标(如：与国外软件系统的兼容性、接口、性能、国内标准的符合性等)是否满足业务要求。通过产品实施保障，促进企业业务目标的实现，在国家标准和有效的实施保障基础上，达到服务优化，促进商务价值实现，支撑技术的创新发展。

(2) 服务

服务包含了设计、开发/生产、测试、运维等，国产化的建设离不开持续性的服务。国产化厂商对于国产化产品和设备的服务支持不仅是业务连续运行的必要条件，而且提供的服务过程(包括设计、开发、测试、服务和安全)也需要满足国产化的要求，因此也需要将服务作为国产化能力的评价维度。过程优化是指企业通过国产化实施强化其服务能力，提升企业的决策效率，支持业务目标的实现。过程优化以服务为导向，优化产品资源的利用，提升商务价值，并推动技术的创新发展。

(3) 商务

商务包括供应链管理、资本构成、服务团队、安全承诺、资质文件等。企业在国产化过程中还要评价供应商的商务过程，需要对国产化产品和系统的供应商进行统一管理，对供应商提供的服务团队进行资质和能力的审核，从而在商务上保障信息化设备的安全可靠。国产化的建设和实现，在产品保障和技术支持的基础上，通过对各个服务实施环节过程优化，支撑业务开展和壮大，是各个环节通力协作达成的结果。

(4) 技术

技术是指国产化要求应使用的技术或应具备的技术能力，以及提供国产化所必须的分析方法、架构和步骤。持续提升国产化工作过程中发现问题和解决问题的能力，包含了透明度、开放性、适用面等方面。通过提升企业的创新发展能力，满足国产化建设需要，适应未来发展的机遇和挑战。

因此，我们提出了电力信息系统国产化能力评估模型，如图1所示。

图1 电力信息系统国产化能力评估模型

从图1中可知，本文提出的国产化能力评估模型包括产品、服务、商务以及技术四个方面。这四方面相互关联及相互促进，产品作为国产化改造和建设基础，保障服务、商务以及技术的顺利开展。通过服务的持续改进，能为产品、商务以及技术提供良好的发展环境。良好的商务建设，能够为产品、服务以及技术提供坚持的支撑。技术的创新发展能够促进产品、服务以及商务能力及水平的不断提高。因此，可以看到本模型兼顾了电力信息系统国产化建设关注的主要内容，又具有了较为紧密的关联关系，能够作为国产化能力评估的指导参考模型。

2.2 评价指标体系

依据电力信息系统国产化能力评估模型，我们从产品、服务、商务以及技术四个方面设计了国产化能力评估指标框架，如表2所示。

表2 国产化能力评估指标

续表2

本研究中的指标框架适用于各种类型的组织，其中包括生产型、服务型、IT产品或服务的提供方、IT产品或服务的使用方，可以在如下环境下需要对通过调整指标的权重来进行有针对性的改进：

(1) IT产品或服务的使用方对自身的评价可以根据每年不同的IT战略进行调整。IT产品或服务的使用方对自身的评价可以根据每年不同的IT战略进行调整。如国产化进程不是一蹴而就的，在前一年可以提升技术的权重，后一年重点提升服务的权重，从而通过改变权重的分配来调整工作重点。

(2) IT产品或服务的使用方对供方的评价可以根据供方上一年度的重点问题进行调整。如上一年度的评估结果发现商务得分比较低，则需要提升商务评估的权重，以通过对供应商的评价帮助供应商提高其商务水平。

(3) 随着新技术的发展，可以增加适用于新技术或应用的指标或减少淘汰技术或应用的指标，并通过调整权重来调节指标体系的一致性。

综上所述，本研究通过建立指标框架来保持架构的整体性，同时根据不同的需要对不同层级的不同指标赋予不同的权重来保持架构的弹性。

2.3 评价过程

在进行国产化能力评估时，首先应根据企业目前信息化的整体现状，明确范围和目标，并与被评价组织进行充分沟通。明确目标和范围后，企业参考能力评估要素，通过实施保障、过程优化、业务支撑、创新发展四个评价要素，以产品、服务、商务、技术四个方面对其进行评价。然后以评价的目标和范围为指导，以产品、服务、商务、技术为依据定义评价指标，需要指出的是定义的指标需要符合SMART原则(明确的、可衡量的、可达成的、相关的、有时间要求的)。

首先是确定指标权重。权重是评价指标在评价体系中重要性的表现形式，这里依据层次分析法为指标分配权重。其计算过程如下：

首先构造两两比较判断矩阵，采用1-9标度方法将重要性判断进行量化，1-9标度方法如表3所示。

表3 1-9标度方法

根据1-9标度方法形成判断矩阵如式(1)所示：

(1)

其中:A为重要性判断矩阵，aij为指标i与指标j的重要性比较结果，aij即为表3中重要性程度比较的值。并且：

(2)

(3)

即可得到判断矩阵A的特征向量近似解Wi=(w1，w2，…，wn)T。设最大特征值为λmax，则：

(4)

第三步则根据特征向量及特征值进行一致性检验判断。若一致性检验值小于0.1，则认为满足一致性检验，得到的特征向量近似解即为各个元素的权重值，否则需要重新进行量化求判别矩阵。一致性检验CR计算如式(5)所示，其中RI为同阶平均随机一致性指标，可在文献资料中查到。

(5)

最后，根据德尔菲法得到的各级指标得分。德尔菲法作为一种有效的判断评价方法，其特点在于能够吸收专家参与预测，充分利用专家的经验和学识，采用匿名的方式，能使每位专家独立自由的作出自己的判断。在经过几轮评价或预测过程反馈，使专家的意见逐渐趋同。在本文中应用德尔菲法，最终得到指标打分值，结合相应的指标权重，可以得出信息系统国产化能力得分结果，如式(6)所示：

(6)

式中：X为信息系统国产化能力总得分，Ai为一级评价要素权重，Ai∈[0,1]，A1+A2…+Ai=1，Yi为一级指标评分。

企业需要定期对信息系统的执行过程和效果进行评价，提升国产化能力，改进评估方法，并根据不同时期的战略需要和阶段调整指标体系和权重，设计有针对性的评价指标。

2.4 成熟度等级划分

成熟度用于评价组织的国产化整体水平，成熟度等级通过综合各个评价要素等级来确定。对于组织的国产化能力水平而言，成熟度等级是阶段性的指标，每提升一个等级的成熟度，说明组织在多个评价指标的能力水平上都有了相应提升。

通过计算得到国产化能力得分之后，我们把电力行业信息系统国产化能力成熟度分为5个等级，从1到5分别为起始级、发展级、稳健级、优秀级、卓越级。电力行业信息系统国产化能力成熟度等级如表4所示。

表4 电力信息系统国产化能力成熟度等级

3 应用实例

本文根据上述国产化能力评估方法，以某电网人资信息系统为对象，从指标选择、权重计算、计算规则等方面做了应用实例分析。计算得出该信息系统的国产化能力评估得分，依据国产化能力成熟度等级划分，对结果进行了分析和总结。

3.1 权重计算

采用德尔菲法给出每一层指标的重要性判断矩阵，这里我们列出了第一级指标：产品、技术、资源、服务的重要性判断矩阵，二级和三级指标的重要性判断矩阵可依据此方法得到。

采用1-9标度法即式(1)计算得到判断矩阵A为：

然后根据求解式(3)计算得到判断矩阵A的特征向量近似解：W=(0.466,0.277,0.161,0.096)，根据式(4)计算得到最大特征值为λmax=4.03。经过一致性验证式(5)计算得到CR=0.011<0.1，满足一致性检验。因此第一级指标产品、技术、服务、商务的权重值分别为0.46、0.28、0.16、0.10。

3.2 能力得分计算

有了国产化能力评价指标体系以及各级指标的权重，我们可以计算得到信息系统国产化能力得分，主要可分为以下两步：

(1) 使用德尔菲法对指标进行打分

邀请电力行业权威专家，根据该信息系统的实际情况，对第三级各个指标进行打分，综合各专家的打分情况，整理得到该指标的最终打分分值。

(2) 计算国产化能力综合得分

根据德尔菲法得到的第三级指标得分，结合相应的指标权重，可以计算得到二级指标评分，以此类推，计算得到第一级指标的评分，结合权重进行计算，最终可以得出信息系统国产化能力得分结果。

由于三级和二级指标数量过多，在这里不方便列出，因此我们经过计算，列出了一级指标的评分。

产品技术服务商务5.16.365.455.2

根据式(6)我们可以计算得到该信息系统国产化能力得分为5.52分。

3.3 结果分析

根据计算可以得出某电网某信息系统的国产化能力评分为5.52分，根据成熟度模型可以看出该信息系统的国产化程度总体上处于稳健级。

在产品方面，其国产化的成熟度比较低，仅处于稳健级的初级阶段，尤其在服务器方面国产化程度还比较低；在技术方面，可以满足适用性和透明度的要求，但在开放性方面差距较大，尤其是“加密模块可检测性”还没有达到稳健标准；在服务方面，满足设计、开发/生产、测试的评估管理要求，但在安全方面还有较大差距，尤其是“外购部件安全性评价”还没有达稳健级标准；在商务方面，该电网信息系统总体评分偏低，相比技术和服务模块有一定的差距，在安全承诺和服务团队方面需要更多努力。

通过综合分析可知：首先，本文研究提出的国产化能力评价模型、指标体系以及计算方法能够在总体上反应企业当前的国产化建设水平，对企业当前国产化所出水平有一个较为直观和清晰的展现；其次，给出了企业国产化建设各维度中的能力得分，更具有针对性，能够针对企业国产化建设短板进行分析加以改进，例如从实例中可以看出该信息系统重点需要在产品、服务以及商务三个方面加大国产化的力度，尤其是在产品方面离下一级别还有较大差距，需要更多创新和尝试；第三，通过结果也反应出了本文所提模型、指标体系以及计算方法的客观性，其计算结果与实际调研情况一致，企业国产化建设中的突出点及不足点均在本文计算结果有所体现，充分证明了本文方法的客观性、可用性。

4 结 语

电力行业是关乎国计民生的基础性行业，实现电力行业信息安全是两化融合中自主可控的重要目标。本文通过对电力行业信息系统国产化现状的分析，建立了电力信息系统国产化能力评估体系、给出了成熟度划分等级。并以某电网公司的信息系统为评估对象，系统评价和分析了其国产化能力水平，提出了相应的对策和建议，对电力行业信息化建设具有一定的指导意义。

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RESEARCHONLOCALIZATIONCAPABILITYEVALUATIONSYSTEMOFPOWER
INFORMATIONSYSTEMANDITSAPPLICATION

Lü Huahui1Song Jundian2Shi Hongyu1Shen Weiqiang1Li Ming3

1(ChinaSouthernPowerGridCompanyLimited,Guangzhou510623,Guangdong,China)2(ShanghaiDevelopmentCenterofComputerSoftwareTechnology,Shanghai201112,China)3(ChinaElectronicsStandardizationInstitute,Beijing100007,China)

Localization and evaluation system of electric power information system is the focus of current research. According to the actual demand of self-control and information security for the power industry, this paper puts forward the evaluation system of localization capability for power information system. This paper systematically studied the localization evaluation model, evaluation index, and evaluation process and maturity level system. In addition, it is analyzed and validated in combination with practical application cases. The results show that the evaluation system can effectively evaluate and guide the information system construction of power industry enterprises, and promote the localization capabilities of the power industry.

Localization capability Evaluation model Index system Power information system

2016-12-21。吕华辉，高工，主研领域：电力信息化建设与运维管理。宋俊典，副研究员。石宏宇，工程师。沈卫强，高工。李鸣，硕士。

TP399

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.11.022