基于微服务数字资产管理系统研究

肖 宇 向星辰 朱晓觅 李 佳 何诚师 三峡高科信息技术有限责任公司资产物联事业部

一、数字资产管理系统的建设背景

发电企业是典型的资产密集型企业，存在资产量大、单项价值较高、相关使用部门繁多，使用范围广、分类结构复杂、更新快速等特点。在当前传统的资产属性数据库管理方式下，实物的资产管理中容易出现条目混乱、查询不表明、日常盘点工作量大、低效耗时、闲置资产难以有效利用导致被动增加成本、资产的移动管理难、个性化管理等诸多问题。因此实现资产的精细化、可视化管理，提高资产利用率，是实现企业高质量可持续发展亟待解决的难题。

同时随着软件应用功能的不断扩展、用户数量不断增加、数据交互日趋复杂，系统软件之间的数据调用越来越频繁，逐渐遇到了种种发展问题。电力行业信息化发展较早，行业内相关的管理软件已运行多年。普遍存在架构老、技术落后等情况。现存的电力生产管理软件由于架构、技术和平台等限制，无法有效地进行功能扩展来对接市场中已成熟应用的智能硬件，在物联网应用扩展上存在瓶颈，也无法适应实际使用中多场景，多账号和多层级的需求。在这种背景下，不断在原有系统的基础架构上扩展新功能和对接新系统，直接增加了原有系统的复杂度和不稳定性，同时在负载、数据库连接等方面存在巨大隐患。而当前系统的高可用、高并发是急需保证的优先要求，因此需要通过以用户资源进行合理化的资源配置，来达到最大化资源利用的目标。

二、数字资产管理系统的需求分析

建立数字资产管理系统的主要目标是为了充分利用电力企业的设备、物资、人力等资源，融合当前主流的信息化手段加强电力生产的过程管理。资产管理系统能将国家规范、行业标准、公司管理办法进行信息化实现，以系统实现数据信息的共享，利用系统的特性结合电力生产管理制度对工作人员操作进行规范化和标准化，提升工作安全性，进一步降低事故的发生概率，从而整体性地提升电力生产的安全性能。电力生产管理的智能化水平提高，能够有效地减少人员的投入和资源浪费，从本质上实现降本增效的目标。同时还可以分析系统产生的各类生产记录，针对性地分析故障发生的频次、时段、所需的备件，可以通过数据直观地分析故障发生的根本原因，调整备件的储备，提高料及时率，分析备件质量等，从而为管理层提供决策性的指导意见。

在此需求背景下，数字资产管理系统需要囊括传统应用的功能模块，包含：物资管理、检修管理、缺陷管理、运行管理、设备管理、两票管理、技改项目管理等基础业务应用模块。同时为了增强系统可扩展性，提升后期运维效率。增加开发必要的基础支撑服务，包含：文件服务、流程服务、报表服务、日志服务、分布式服务、缓存服务、认证服务等。通过增设这些基础服务，来支撑系统在后期发展过程中产生的功能拓展。同时为了让系统业务功能和基础服务能稳定运行，规避因为后期应用实现越来越复杂，代码规模越来越大，导致的系统冗余、难以维护和更新的问题。我们需要导入微服务架构，利用微服务的组件化、独立部署、降低复杂度、技术多元化、降低维护风险等优势，提升系统应用的高效性和可扩展性。

为了解决传统库房管理模式下的低效问题，我们引入已成熟应用于市场的库房管理智能硬件，RFID 智能货柜、标签、感应门、手持PDA 等，实现物资管理的智慧化。以解决传统资产条目混乱、查询不便、日常盘点工作量大、耗时久等问题。

三、数字资产管理系统的系统设计

系统采取三层级管理模式进行设计，即：

总部层：统计分析、远程监控、经营决策等；

分公司层：故障分析、采购管理、成本优化、生产数据统计分析等；

场站层：两票工作、定期工作、故障处理、生产管理、值班管理、日志管理和数据收集。

根据以上管理思路，系统设计总体线路如下：

→多组织、多站点管理平台

多组织、多站点管理平台实现电力生产管理需求。支持多组织机构、多公司、多角色、一人兼多职等多种管理层级，集中组织机构维护，权限集中管理，个性化展现。

→智能资产管理

系统根据设备重要性建立完善的维护策略，通过构建设备信息库，实现设备故障智能诊断和预防性维护。通过建立集计划、采购、出入库、运行、维修、报废等功能于一体的设备管理平台，实现设备的全生命周期管理。

→建管结合

实现电站建设期与生产运维期的信息化一体化管理。建设期以“工程建设管理”为重点，生产运维期以“设备资产管理”为核心，采用一体化平台设计，构建以资产管理为基础的数字化管理系统。

(一)技术架构

1.系统架构

系统采用Spring-Cloud-Netflix 的技术体系开发，具有声明式REST 客户端、断路器、服务发现、客户端负载均衡器、外部配置、路由器和过滤器这些特性，实现配置中心化，以统一管理平台内部的配置文件。Netflix 的项目建立在Spring Boot 框架之上，提供了如下组件：

√Eureka 用于Spring 管理下的Bean 服务发现；

√Zuul 处理路由服务，被视为请求的“守门员”；

√Ribbon 用于动态路由和负载均衡；

√Hystrix 提供了断路器功能，以处理无响应的 API 调用。

2.后端架构

采用Spring-Boot 技术体系进行开发，数据库采用Mysql，缓存采用redis，队列拟采用Rabbit MQ。

3.前端架构

前后端分离，独立部署，采用Vue 编写，并使用Ant Design For Vue 作为通用组件库。

(二)服务架构

1.基础服务

基础服务包含文件服务、流程服务、报表服务、日志服务、分布式事务、缓存、认证服务等，以这些服务作为平台的应用服务支撑。提供文件上传下载、流程配置、报表查询等功能支持。将系统的客户化、域、流程实现自定义配置。可根据实际情况的变化，实施管理人员可通过修改配置实现零代码更新。系统配置采用可视化界面操作，可以通过简单的拖拽即可实现流程更新、权限设定、字段校验等功能。

2.业务服务

业务服务包含物资管理、检修管理、缺陷管理、运行管理、设备管理、两票管理、技改项目管理等基础业务应用模块。用以支撑电力生产日常事务业务开展，严格管控电力生产过程中产生的各项基础数据，制定标准化和规范化的操作流程与操作方式，以信息化手段保证基础源数据的准确性、一致性、完整性。

(三)特色功能

为有效解决企业生产、管理部门物资管理中的人力消耗大、管理效率低等需求，通过信息化手段，实现物资信息由传统人工登记，转换为可溯源的自动化管理，提升管理效率、解放生产部门人力。系统将融合市场上先进的RFID 超高频技术，创新实现自动记录出入库情况与溯源、使用RFID 电子标签作为唯一标识将物资绑定货位强化定置管理、针对固定作业定制基础物资包。实现将传统的物资管理由人工记录的模式转换为自拿自放的无人仓储管理。同时利用RFID 技术，实现物资的快速定位，让寻物与拿放效率更加高效与快捷。

RFID 技术的应用，保证了物资在入库和出库的环节中做到了真实的数据出入，杜绝了传统模式下库管员手动登记出错或者漏登的可能性，同时提升了数据输入和更新的速度与准确性。利用RFID 唯一标识码的特性，还可以对物资的批次、状态等信息进行追踪与管理。利用系统的定位功能，还可以实时掌握具体物资所在位置与当前的实际库存，并通过复合屏等硬件清晰地展现出来。

以下为数字资产管理平台实现的物资管控目标：

1.自动采集物资出入库数据，形成资产台账，避免人工记账。

2.实时显示库存物资状况，实现物资状态跟踪及库存数据查询。

3.实现物资定置管理，实现物资规范摆放，库位与物资完全对应。

4.针对典型缺陷定制基础物资包，实现缺陷物资的快速出库，支持高效检修。

5.摆脱信息孤岛，实现单位与部门分部之间物资共用共享。

主要功能点：

→物资基础信息维护

物资编码维护、商品信息维护、物资包管理、个人工器具管理、物资参数模板。

→仓储管理

仓库信息管理、库存管理、物资盘点。

→物资使用

采购单、物资接收、领料单、退料单 、物资借用、厂内调拨、物资送检、物资报废、缺陷单。

→物资定位

对仓库中的物资精准定位、对仓库外的物资轨迹跟踪。

→预警提醒

异常物资入侵、物资入库有误提醒、物资取货有误提醒、物资低于库存下限或者高于库存上限等。

→数据对接

第三方数据平台交互、硬件设备数据传递、人脸数据同步。

四、数字资产管理系统的实施效果

(一)管理效益

基于微服务数字资产管理系统的建设充分研究了电站的管理特点，以电站设备管理为中心，将生产运行、维护、备品备件、实时数据分析有效集成到一个平台中，紧密结合电力生产管理特点。有利于规范化管理，促使运维人员快速掌握行业知识；将日常操作运维经验积累下来，构建了电站知识积累平台；多角度的数据分析，以科学指导电力生产过程安排；动态的设备台账，及时掌握设备运行状态，以降低非计划停机；提高备件采购的科学性，在保障正常生产情况下，降低库存，实现资源合理配置。

除此之外，系统融合市场上成熟的RFID 技术，对现有仓库进行升级，搭载智能硬件设备及相关应用，实现仓库一键盘点，智能出入库等工作，在管理层面实现了对物资的透明化管理，企业管理者能够对人、物、空间资源进行综合管理；通过定位技术、大数据算法，即时感知物资的动态变化，大大降低因信息不对称而造成的风险；通过实时监控、数据溯源，确保资源的调用合规高效，降低大量人力投入。

(二)创新应用

通过引入微服务架构，很好地解决了传统单体式软件服务可靠性差的问题。本系统后台采用Spring Cloud 技术体系，将其具备独立的开发部署、松耦合、弹性扩张、高并发等特点与电力生产管理进行充分融合。同时本系统具备声明式REST 客户端，不仅能快速响应不同的需求，而且能适配需求的弹性扩展。微服务面向分布式开发，用户可以根据自身情况对功能应用进行单独开发，然后进行组合。在对单个应用组件进行代码重构时，也不会对其他组件构成影响，从而实现以持续集成的方式交付项目。

在总体功能不变的情况下，利用微服务可以解决复杂性问题的特性，对系统进行多维度拆分，每个应用都可以独立运行，互不干扰，易于应用的更新和维护。通过以重点应用服务的分布式部署，有效地解决了常见应用系统的负载不均衡、更新停机影响范围大等问题，同时各个服务的独立部署互不影响的模式，也极大程度减小了因个别情况带来的影响范围。服务拆分也方便了运维人员对后台日志的查询和快速定位问题，提高了运维人员的排错速度。

五、结语

微服务架构理念问世以来，其具备的独立部署、弹性拓展、敏捷迭代、高容错、快速开发等优点受到了市场的青睐，逐步成为当前最流行的软件架构。相较于电力生产行业内大多数单体式软件，不论从技术创新还是设计理念都有长足的进步。在国家“碳中和、碳达峰”政策指导下，电力企业的成本管理要求也越来越高。本次系统在架构设计上引入微服务理念，同时在管理上融合最新的智能硬件技术，将电力行业的信息化标准提升到全新的高度。利用信息化手段既有效实现了生产规范化和标准化的管理，又实现了以最大化资源利用资产管理，提升了整体管理效率，从而为电力企业的资产管理做出时代性的促进与推动。■