江櫻 王志強(qiáng) 戴波 劉鴻寧

【摘要】 本文從國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司信息化建設(shè)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了公司數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀，提出通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型整合數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有效貫通和共享融合，并對(duì)電力企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)思路、體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵字】 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)共享 融合 集成

一、引言

經(jīng)過(guò)SG-186、SG-ERP等信息化工程的建設(shè)，國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司業(yè)務(wù)信息化日趨完善，形成了ERP、PMS、營(yíng)銷、協(xié)同辦公等業(yè)務(wù)大集中的信息化管理系統(tǒng)，企業(yè)整體信息化水平獲得極大的提高。然而隨著企業(yè)信息化建設(shè)的深入，原有的信息化建設(shè)模式已逐漸顯現(xiàn)出一些不足之處。

由于缺乏企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)和應(yīng)用功能的全局整體規(guī)劃和統(tǒng)籌，傳統(tǒng)“煙囪式”的信息化建設(shè)未能完全遵循數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，僅按照業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)、創(chuàng)建較為獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型，導(dǎo)致同一業(yè)務(wù)主題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)共享度低。

如何通過(guò)企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型有效存儲(chǔ)、融合、共享海量的數(shù)據(jù)資源，是數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運(yùn)行順暢的關(guān)鍵要素之一，也是消除系統(tǒng)間信息壁壘，共享數(shù)據(jù)資源，促進(jìn)公司管理水平提升的必備基礎(chǔ)。

二、模型設(shè)計(jì)原則

充分理解大型企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的需求和背景，為保證模型的穩(wěn)定性和對(duì)業(yè)務(wù)支持的靈活性，在模型設(shè)計(jì)時(shí)主要遵循以下原則：

繼承性原則： 模型設(shè)計(jì)以國(guó)家電網(wǎng)公司SG-CIM 2014年基準(zhǔn)版為參考，對(duì)IEC繼承、擴(kuò)展和重新組織的方式而成，并依據(jù)浙江公司實(shí)際業(yè)務(wù)需求對(duì)模型作個(gè)性化擴(kuò)展或調(diào)整；

完整性原則：模型設(shè)計(jì)遵循企業(yè)信息化建設(shè)成果，能跨應(yīng)用、跨業(yè)務(wù)完整的表述公司全業(yè)務(wù)范圍數(shù)據(jù)視圖，并能全面支撐公司大數(shù)據(jù)分析與輔助決策；

一致性原則：模型設(shè)計(jì)來(lái)源于對(duì)業(yè)務(wù)的分析，需要指導(dǎo)數(shù)據(jù)持久化的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)保持業(yè)務(wù)需求、數(shù)據(jù)模型和物理實(shí)現(xiàn)的一致，減少數(shù)據(jù)的二義性；

前瞻性原則：為適應(yīng)公司業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及發(fā)展需要，模型適當(dāng)超前，保證模型設(shè)計(jì)的前瞻性，能夠適用公司業(yè)務(wù)的發(fā)展變化；

適用性原則：為保證模型的適用性，將模型與規(guī)則分離，突出模型的業(yè)務(wù)描述，提出規(guī)則點(diǎn)，對(duì)規(guī)則本身不做詳盡限制。

三、模型體系結(jié)構(gòu)

概念模型

概念模型是種高層次、高度抽象的數(shù)據(jù)模型，基于對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)的分析，抽象出主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域及相互關(guān)系。為了使模型更易于設(shè)計(jì)、理解與查看，概念模型使用主題域來(lái)表達(dá)業(yè)務(wù)范圍及其關(guān)系，直接面向公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域，與職能部門的業(yè)務(wù)分工無(wú)關(guān)。各主題域可按照業(yè)務(wù)具體進(jìn)一步劃分，形成二級(jí)主題域，每個(gè)二級(jí)主題域下包含多個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象類。在概念模型層面，對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象進(jìn)行高度抽象，列出主要業(yè)務(wù)類清單。

邏輯模型

邏輯模型是對(duì)概念模型的進(jìn)一步分解和細(xì)化，需要明確概念模型中業(yè)務(wù)對(duì)象類及屬性，需要準(zhǔn)確清晰描述業(yè)務(wù)對(duì)象及屬性的業(yè)務(wù)含義，需要通過(guò)繼承、聚合、關(guān)聯(lián)等方式反映業(yè)務(wù)對(duì)象類之間的關(guān)系，并描述這些關(guān)系的業(yè)務(wù)含義。

物理模型

物理模型是在邏輯模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特性，考慮信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本要求，把邏輯模型轉(zhuǎn)化為物理模型，在系統(tǒng)層面落地形成可實(shí)際使用的數(shù)據(jù)模型。

四、模型設(shè)計(jì)方法

基于企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)原則和體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)制定統(tǒng)一模型設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，明確數(shù)據(jù)建模工具，統(tǒng)一數(shù)據(jù)建模模板，摸索出一套行之有效的基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)方法，包括概念模型、邏輯模型的以及物理模型的設(shè)計(jì)。

4.1概念模型設(shè)計(jì)方法

概念模型設(shè)計(jì)主要包括一級(jí)主題域、二級(jí)主題域、類的設(shè)計(jì)，從業(yè)務(wù)角度清晰闡述一級(jí)主題域、二級(jí)主題域、類的業(yè)務(wù)含義，從業(yè)務(wù)角度準(zhǔn)確反映一級(jí)主題域間、二級(jí)主題域間的內(nèi)在聯(lián)系。

一級(jí)主題域的設(shè)計(jì)：按照電網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)組織形式，對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61968/IEC61970公共信息模型（CIM）的基本類進(jìn)行重新組織，以類似“元素周期表”的形式進(jìn)行表示，劃分為13個(gè)一級(jí)主題域，包括：客戶、產(chǎn)品、市場(chǎng)、設(shè)備、電網(wǎng)、安全、財(cái)務(wù)、資產(chǎn)、人員、物資、項(xiàng)目、綜合和金融。并根據(jù)一級(jí)主題域之間的業(yè)務(wù)關(guān)系形成一級(jí)主題域關(guān)系視圖。

二級(jí)主題域的設(shè)計(jì)：按照公司具體業(yè)務(wù)對(duì)一級(jí)主題域進(jìn)一步劃分，形成二級(jí)主題域（元素）。如在項(xiàng)目主題域下設(shè)置項(xiàng)目組成、項(xiàng)目成本、項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目質(zhì)量等二級(jí)主題域，在物資主題域下設(shè)置物料、供應(yīng)商、采購(gòu)、庫(kù)存、配送等二級(jí)主題域，最終形成SG-CIM基本元素的一個(gè)集合。并根據(jù)二級(jí)主題域之間的業(yè)務(wù)關(guān)系形成二級(jí)主題域關(guān)系視圖。

類的設(shè)計(jì)：對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行歸納、抽象，然后針對(duì)業(yè)務(wù)本質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的分析，最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確、合理的抽象。類的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單明了，避免引入過(guò)多的元素，對(duì)象能作屬性對(duì)待時(shí)，應(yīng)盡量作為屬性處理，而不抽象成實(shí)體。結(jié)合業(yè)務(wù)需求，對(duì)“元素周期表”中各二級(jí)主題域（元素）所包含的基本類進(jìn)行直接引用、繼承及弱相關(guān)擴(kuò)展，如在供應(yīng)商二級(jí)主題域下設(shè)置供應(yīng)商主數(shù)據(jù)、供應(yīng)商違約、供應(yīng)商不良行為、供應(yīng)商績(jī)效評(píng)價(jià)等類，最終形成符合電網(wǎng)企業(yè)業(yè)務(wù)需求的類清單。

4.2邏輯模型設(shè)計(jì)方法

邏輯模型設(shè)計(jì)主要包括對(duì)類卡片、類屬性及類關(guān)系的設(shè)計(jì)，從業(yè)務(wù)角度清晰定義類的業(yè)務(wù)含義、屬性及類間關(guān)系。

類卡片的設(shè)計(jì)：每個(gè)業(yè)務(wù)類設(shè)計(jì)一張類卡片，卡片內(nèi)容包括類名稱、類代碼、類注釋，其中類注釋使用專業(yè)術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確描述類的業(yè)務(wù)定義、業(yè)務(wù)用途、數(shù)據(jù)范圍。類設(shè)計(jì)時(shí)，表達(dá)同一業(yè)務(wù)管理對(duì)象的類，應(yīng)進(jìn)行抽象合并；統(tǒng)計(jì)、分析、匯總及報(bào)表業(yè)務(wù)對(duì)象，不在數(shù)模設(shè)計(jì)中體現(xiàn)；配置、對(duì)象狀態(tài)、數(shù)據(jù)加工過(guò)程及程序?qū)崿F(xiàn)，所涉及的實(shí)體不在邏輯模型中設(shè)計(jì)體現(xiàn)。

類屬性的設(shè)計(jì)：類屬性表包括屬性名、屬性代碼、屬性的業(yè)務(wù)含義、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)來(lái)源系統(tǒng)和責(zé)任部門。其中“數(shù)據(jù)類型”主要描述為：字符型、數(shù)值型、日期型；“數(shù)據(jù)來(lái)源系統(tǒng)”用來(lái)描述屬性數(shù)據(jù)是由那個(gè)信息系統(tǒng)生成的；“責(zé)任部門”用來(lái)描述屬性數(shù)據(jù)具體負(fù)責(zé)的部門。

類關(guān)系的設(shè)計(jì)：描述完整的業(yè)務(wù)含義，描述與其它業(yè)務(wù)類的引用關(guān)系。體現(xiàn)與其它業(yè)務(wù)類的數(shù)據(jù)消費(fèi)關(guān)系，即B使用A的數(shù)據(jù)開(kāi)展業(yè)務(wù)，則B類關(guān)系視圖中需要體現(xiàn)A的主要業(yè)務(wù)類。

4.3物理模型設(shè)計(jì)方法

物理模型設(shè)計(jì)是邏輯模型在系統(tǒng)應(yīng)用層的具體實(shí)現(xiàn)，以系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的視角，結(jié)合底層數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)，基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)邏輯模型實(shí)用化。物理模型在邏輯上被劃分為4層，包括ODS（緩沖區(qū)）、ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)）、EDW（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層）及DM（數(shù)據(jù)集市層），邏輯架構(gòu)如下圖所示。

ODS（緩沖區(qū)），用于全量、持久存儲(chǔ)來(lái)自各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的原始業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)，該層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基本一致，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)增量與數(shù)據(jù)版本；

ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)），用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)編碼統(tǒng)一、數(shù)據(jù)同源、數(shù)據(jù)規(guī)范化后的企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)；

EDW（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層），用于存儲(chǔ)支撐企業(yè)級(jí)分析應(yīng)用的業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)與輕量匯總數(shù)據(jù)，該層業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)是由ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)）的數(shù)據(jù)通過(guò)業(yè)務(wù)整合形成，輕量匯總數(shù)據(jù)是根據(jù)業(yè)務(wù)逐步提煉形成；

DM（數(shù)據(jù)集市層），用于存儲(chǔ)面向具體應(yīng)用的加工及匯總數(shù)據(jù)，該層數(shù)據(jù)是根據(jù)具體業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)加工形成。

物理模型設(shè)計(jì)主要包括對(duì)ODS（緩沖區(qū)）、ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)）、EDW（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層）及DM（數(shù)據(jù)集市層）的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)。

所有數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)時(shí)都要能夠反應(yīng)數(shù)據(jù)變更的歷史記錄，包括變更時(shí)間、變更前后的內(nèi)容等信息；同時(shí)，也要能支撐以增量方式抽取數(shù)據(jù)。

ODS（緩沖區(qū)）的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)：基于源系統(tǒng)表，開(kāi)展此層物理模型設(shè)計(jì)，該層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基本一致，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)增量與數(shù)據(jù)版本，全量、持久存儲(chǔ)來(lái)自各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的原始業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)。

ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)）的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)：基于邏輯模型OOM及源系統(tǒng)表，梳理設(shè)計(jì)實(shí)體的物理表結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)物理表結(jié)構(gòu)要考慮數(shù)據(jù)同源、編碼規(guī)范；要體現(xiàn)數(shù)據(jù)變更記錄，即在表中增加源系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新時(shí)間、源系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否刪除、模型數(shù)據(jù)更新時(shí)間字段；要體現(xiàn)邏輯模型中的關(guān)系，如果該關(guān)系在類中沒(méi)有體現(xiàn)，則考慮在物理模型中將該關(guān)系建表；設(shè)計(jì)邏輯模型與物理模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系表和編碼映射表；存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)編碼統(tǒng)一、數(shù)據(jù)同源、數(shù)據(jù)規(guī)范化后的企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)。

EDW（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層）的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)：基于邏輯模型OOM及統(tǒng)一視圖層物理模型，根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)象進(jìn)行表的合并，通過(guò)縱向合并、橫向合并、業(yè)務(wù)合并，設(shè)計(jì)實(shí)體的物理表結(jié)構(gòu)?？v向合并，同一個(gè)根節(jié)點(diǎn)引出的類可以進(jìn)行合并，一般基類不考慮建表，子類建表，且將基類的屬性放至子類中；橫向合并，當(dāng)同一個(gè)父類下多個(gè)子類的屬性重合度較高時(shí)，將多個(gè)子類進(jìn)行合并建表；業(yè)務(wù)合并，從業(yè)務(wù)應(yīng)用出發(fā)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求將多個(gè)表進(jìn)行合并。存儲(chǔ)支撐企業(yè)級(jí)分析應(yīng)用的業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)與輕量匯總數(shù)據(jù)，該層業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)是由ODS（統(tǒng)一視圖區(qū)） 的數(shù)據(jù)通過(guò)業(yè)務(wù)整合形成；輕量匯總數(shù)據(jù)是根據(jù)業(yè)務(wù)逐步提煉形成。

DM（數(shù)據(jù)集市層）的數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)：基于業(yè)務(wù)應(yīng)用需求及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)層物理模型，根據(jù)具體業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)加工，設(shè)計(jì)面向具體應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)表，存儲(chǔ)面向具體應(yīng)用的加工及匯總數(shù)據(jù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型對(duì)于整合數(shù)據(jù)資源、深化數(shù)據(jù)治理、提升數(shù)據(jù)價(jià)值具有非常重要的意義，是體現(xiàn)公司信息化建設(shè)集約化和標(biāo)準(zhǔn)化的典型實(shí)例。國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)并結(jié)合國(guó)網(wǎng)SG-CIM設(shè)計(jì)成果，設(shè)計(jì)一套涵蓋公司各業(yè)務(wù)條線、唯一反應(yīng)業(yè)務(wù)實(shí)體、含義清晰、體現(xiàn)業(yè)務(wù)流程、編碼唯一的企業(yè)級(jí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，打破各專業(yè)橫向共享壁壘和障礙，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有效貫通、共享融合，有力支撐了公司大數(shù)據(jù)分析體系的建設(shè)，為公司的信息化建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。