海装机组全周期管理平台建设方案-技术与功能.doc

海装风电 机组全周期管理平台建设方案 1 21 海装风电 机组全周期管理平台 建设方案 XXXXX 有限公司 2015 年年 6 月月 20 日日 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 2 21 目录目录 1项目概况项目概况 4 2业务模式业务模式 4 3系统设计系统设计 4 3 1系统架构 4 3 2技术路线 5 3 2 1硬件架构 5 3 2 2软件架构 5 3 2 3性能架构 9 3 2 4安全架构 12 4功能需求功能需求 12 4 1后台管理 13 4 1 1系统管理 13 4 1 2流程管理 14 4 1 3消息中心 14 4 1 4机组信息 14 4 1 5供应商 15 4 2机组装配 15 4 2 1机组在线装配 15 4 2 2机组配置审核 16 4 2 3机组生产监控 16 4 2 4机组生产档案 16 4 3机组安装 16 4 3 1机组运输监控 17 4 3 2机组安装监控 17 4 3 3机组安装档案 17 4 4机组运维 17 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 3 21 4 4 1机组状态监控 17 4 4 2机组故障预警 17 4 4 3运维辅助决策 18 4 4 4机组故障检修 18 4 4 5机组运维智库 18 4 4 6机组运维档案 18 4 5机组全周期监控 18 4 5 1机组生产监控 18 4 5 2机组安装监控 18 4 5 3机组运维监控 19 4 6机组全周期档案 19 4 6 1机组生产档案 19 4 6 2机组安装档案 19 4 6 3机组运维档案 19 5非功能需求非功能需求 20 5 1外部接口 20 5 1 1ERP接口 20 5 1 2SCADA接口 20 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 4 21 1 项目项目概况概况 XXXX 2 业务模式业务模式 XXXX 3 系统设计系统设计 3 1 系统架构系统架构 海装机组全周期管理平台主要由后台管理 机组装配 机组安装 机组运 维 全周期监控和全周期档案 6 大模块组成 系统架构如下图所示 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 5 21 3 2 技术路线技术路线 3 2 1 硬件架构硬件架构 本项目将通过搭建集群 提高系统的稳定性与可靠性 集群由一个负载均 衡服务 若干个应用服务器 可以根据需要做横向扩展 两个数据库服务器 本科教学管理系统的硬件拓扑结构如图 2 7 所示 图 2 7 硬件拓扑结构 负载均衡服务器将用户请求根据做均衡调度 分发到对应的应用服务器 应用服务器可以分部署不同业务模块的应用 以提高整个系统的可靠性 数据 库服务器有两个 一个是主数据库服务器 一个是数据库备份服务器 当主服 务器出现问题时可以快速切换到备机上 以避免数据库服务故障导致的系统瘫 痪 3 2 2 软件架构软件架构 本项目软件架构主要包括技术规范 基础平台 模块化和中间件四部分组 成 技术规范 3 2 2 1 基础平台 本系统使用的基础平台架构如图 2 10 所示 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 6 21 用户 展现 层 JSPJquery AjaxHTML CSS 业 务 逻 辑 层 Spring Core Spring MVC Spring AOP Spring ORM Spring DAO Spring Web Spring Context 数据 访问 层 JPAHibernate 图 2 10 基础平台架构 用户展现层用户展现层 系统前端使用了基础的 JSP JAVA Server Page 以及 HTML CSS 来实现页面 框架 同时使用了其他流行的前端开发框架来支撑我们的前端 1 jQuery jQuery 是一个轻量级的 js 库 兼容 CSS3 兼容各种浏览器 jQuery 使用 户能更方便地处理 HTML events 实现动画效果 并且方便地为网站提供 AJAX 交互 2 jQuery EasyUI jQuery EasyUI 是一组基于 jQuery 的 UI 插件集合 包含了功能丰富并且美 观的 U 组件 提高开发效率 3 Ajax 通过在后台与服务器进行少量数据交换 AJAX 可以使网页实现异步更新 这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下 对网页的某部分进行更新 提 升了用户体验 业务逻辑层业务逻辑层 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 7 21 系统业务逻辑层主要功能是业务逻辑处理 业务数据解析与封装 业务逻 辑层主要使用的基础框架有 SpringMVC Spring 1 Spring Spring 作为一个资源容器 采用控制反转 Inversion of Control IoC 原则 的配置管理 将系统中的组件以及其他框架集成起来 并提供 Spring 通用事务 处理和通用数据访问异常等级规范 使得系统中的组件低耦合高内聚 简化开 发 并且提供 AOP 面向切面编程 功能 在本系统中主要用到了 Spring 的以 下的一些组件和特性 SpringAOP SpringDAO Spring 上下文 以及 SpringMVC 等 2 SpringMVC Spring MVC 属于 SpringFrameWork 已经融合在 Spring Web Flow 里面 Spring 框架提供了构建 Web 应用程序的全功能 MVC 模块 Spring MVC 分 离了控制器 模型对象 分派器以及处理程序对象的角色 这种分离让它们更 容易进行定制 在系统中 我们使用 SpringMVC 代替了传统的 Struts 框架作为前端的数据 映射和请求响应 因为 SpringMVC 能更好的和 Spring 进行整合 并且基于注 解的配置管理方式更方便开发和维护 数据访问层数据访问层 数据访问层提供了系统和数据库的 ORM 映射关系 并为上层的业务逻辑提 供数据的访问接口 实现这些功能 我们使用了两个基础框架 JPA 和 Hibernate 1 JPA JPA 全称 Java Persistence API 提供了数据持久化的统一接口规范 可以用 多种 ORM 框架来实现这个 API 在系统中 我们使用了 Hibernate 框架来实现 JPA 的 API 2 Hibernate Hibernate 是一个开放源代码的对象关系映射框架 它对 JDBC 进行了非常 轻量级的对象封装 封装了基本的 CRUD 操作 并提供了 6 个核心接口分别为 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 8 21 Session SessionFactory Transaction Query Criteria 和 Configuration 通过这 些接口我们可以对持久化对象进行很方便的操作 还能进行事务控制 3 2 2 2 模块化 模块化的概念是将复杂的系统分解成为更好的可管理的模块的方式 用来 分割 组织和打包系统组件 每个模块完成一个特定的子功能 所有的模块按 某种方法组装起来 成为一个整体 完成整个系统所要求的功能 模块化主要分为三类 前端模块类 业务模块类和基础模块类 前端模块类前端模块类 只包含一个模块 前端模块 是一个 war 包 提供了所有的前 台页面和跳转服务 业务模块类业务模块类 包含了服务 API 模块和具体的业务模块 是以 jar 包的形式发 布 服务 API 模块主要提供了所有业务模块的 API 把这些 API 提供给前端模 块使用 其他具体的业务模块完成具体的业务功能 业务模块可以很方便的拓 展 基础模块类基础模块类 包含了数据访问模块 基础服务类和工具类 为业务模块提供 数据访问和基础服务 同时 我们使用 Maven 工具来进行项目构建描述 管理以上所有模块之间 的依赖关系 3 2 2 3 中间件 本系统在应用部署时使用两种中间件 Apache Apache 是世界使用最广泛 功能最强大的 Web 服务器软件 可以运行在几 乎所有的操作系统平台上 安全性和跨平台性非常优秀 在我们的整体部署架构中 Apache 主要提供两种服务 Web 服务器和负载 均衡服务器 作为 Web 服务器 Apache 响应整个系统的所有静态文件访问请求 并且将 动态访问请求重定向到应用服务器 这样一来提高了静态文件的访问速度 同 时降低了应用服务器的压力 作为负载均衡服务器 主要使用了 Apache 的 mod proxy balancer 模块 Jboss 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 9 21 Jboss 是一个基于 J2EE 的开放源代码的应用服务器 主要用于系统 J2EE 的 应用容器 3 2 3 性能架构性能架构 系统在运行一段时间之后 随着用户量的增长以及数据量增长 系统运行 压力增大 可能出现性能上的瓶颈 对系统的性能和可靠性要求较高 系统要 有一套完善的性能机制来保证系统稳定和响应速度 在系统中我们使用了两种 机制来保证系统的性能需求 缓存框架和负载均衡 3 2 3 1 缓存框架 缓存框架在软件层面保证了系统的响应速度 同时减轻了 Web 服务器 应 用服务器以及数据库服务器的压力 在本系统中 我们使用开源的 Ehcache 缓存框架 Ehcache 有如下特性 1 对页面 对象 数据进行缓存 我们可以对具有高性能需求业务模块的页面 对象 数据进行缓存 比如 使用 Ehcache 对课表进行页面和数据缓存等 2 支持整合 Spring Hibernate 支持 Spring Hibernate 让 Ehcache 能更好地整合进我们的系统基础平台 见下图 2 13 所示 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 10 21 用户 展现 层 JSPJquery AjaxHTML CSS 业 务 逻 辑 层 Spring Core Spring MVC Spring AOP Spring ORM Spring DAO Spring Web Spring Context 数据 访问 层 JPAHibernate Ehcache 页面缓存 Ehcac he 对象缓存 Ehcache 数据缓存 图 2 13 缓存框架整合 3 支持集群 分布式缓存 Ehcache 的集群模式支持在集群的各个节点上共享缓存 当某个节点对缓存 数据进行更新时 Ehcache 会对所有节点的缓存数据进行更新 保证数据的一 致性 如图 2 14 所示 Server1Server2 Server3 Server4 EhcacheEhcache Ehcache Ehcache 同步缓存 RMI RMI RMIRMI 图 2 14 集群缓存结构 3 2 3 2 负载均衡 负载均衡是使用多台硬件的集成部署来保证系统性能和稳定性的一种机制 将负载 用户请求 进行平衡 分摊到多个操作单元 应用服务器 上进行执 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 11 21 行 从而共同完成工作任务 主要包含了一台负载均衡服务器以及多台应用服 务器 由负载服务器根据负载算法对用户请求进行分发 多台应用服务器对分 发的请求进行处理返回 如图 2 15 所示 用户 Internet 用户 用户 防火墙负载均衡服务器应用服务器 应用服务器 应用服务器 数据库服务器数据库备份 服务器 图 2 15 负载均衡拓扑架构 图中我们使用了一台负载服务器和两台应用服务器搭建了负载均衡 若两 台应用服务器不能支撑业务的膨胀 可以动态扩展新的应用服务器来保证系统 的性能 在负载服务器端在负载服务器端 使用 Apache 作为中间件来实现负载均衡的算法策略以及 请求分发 同时 Apache 提供了很多的分发策略 我们可以根据实际业务的需 要调整分发策略 比如 在选课高峰期 我们可以配置 Apache 使所有的请求分 发到专用的应用服务器 如图 2 16 所示 应用服务器1 应用服务器2 选课专用 其他请求 应用服务器3 选课专用 选课请求 选课请求 负载均衡服务器 图 2 16 负载均衡分发 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 12 21 在应用服务器端在应用服务器端 使用 Jboss 作为中间件 运行系统应用响应用户请求 同 时 两台应用服务器之间通过 Jboss 的 session sticky 同步 session 并通过 Ehcache 同步缓存 如图 2 17 所示 负载均衡 服务器 Apache Mod proxy balance 应用服务器1 Jboss 应用服务器2 Jboss 同步Session 同步Cache Mod proxy Mod proxy 图 2 17 应用服务器同步 3 2 4 安全架构安全架构 本系统的安全架构主要由如下 4 种方式以保证系统的安全性 3 2 4 1 漏洞扫描 使用漏洞扫描工具 可以有效地扫描出系统中存在漏洞风险的地方 比如 SQL 注入 URL 注入 空指针异常等 3 2 4 2 代码混淆 使用代码混淆工具将前台 JSP 和 JS 文件进行压缩和混淆 可以有效的避免 通过查看源代码的方式对系统进行的不当操作 3 2 4 3 安全框架 安全框架使用 Spring 提供的 Spring Security Spring Security 为基于 J2EE 企 业应用软件提供了全面安全服务 提供声明式的安全访问控制解决方案 充分 利用了 Spring IoC DI 控制反转 Inverse of Control DI Dependency Injection 依赖注入 和 AOP 面向切面编程 功能 为应用系统提供声明式的安全访问 控制功能 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 13 21 4 功能需求功能需求 海装机组全周期管理平台功能包括后台管理 机组装配 机组安装 机组 运维 机组全周期监控和机组全周期档案 功能结构图如下图所示 4 1 后台管理后台管理 后台管理主要是管理平台所需的后台数据 包括系统管理 流程管理 消 息中心 机组信息和供应商 4 1 1 系统管理系统管理 4 1 1 1 菜单管理 菜单管理是管理维护系统的菜单 每个菜单有开关 管理员可以启用或者 禁用系统菜单 禁用的菜单用户是看不到 只有当该菜单启用且用户的角色拥 有该菜单权限的时候才能看到该菜单 4 1 1 2 角色权限 角色权限是维护系统中的角色以及角色所具有的权限 实际业务中根据业 务不同而分不同的角色 将角色统一管理维护 提高系统的灵活性和可扩展行 根据不同的角色 赋予不同的菜单权限 4 1 1 3 组织结构 组织结构是维护系统中组织结构 组织结构是用户管理的基础 实际使用 中业务组织结构会不定期的发生变动 可配置的组织结构符合实际的业务需求 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 14 21 4 1 1 4 用户管理 用户管理是管理维护管理功能的用户信息 用户通过用户名密码认证或统 一身份认证后才能进入系统 不同角色的用户拥有不同的权限 4 1 1 5 数据字典 数据数据字典是用一张表维护系统中枚举字段 有可能修改但又不经常修 改 不经常修改的枚举代码内完成 经常修改的用基础信息管理维护 4 1 1 6 日志管理 系统日志展现所有业务模块产生的日志 不同的业务模块中的操作按照用 户需求生成固定格式的系统日志并记录下 4 1 2 流程管理流程管理 系统在流程管理模块内置业务中所必须用到的业务流程 管理员可以查看 这些流程 4 1 2 1 流程定义 流程定义是管理员根据实际业务需要 可以自定义添加工作流 修改工作 流 供具体的业务使用 4 1 2 2 流程发布 流程发布是对已有的流程进行发布 发布后的流程才可以被使用 流程发 布功能单独列出 便于对于流程的严格的权限管理 4 1 2 3 流程监控 流程监控是显示已有流程的状态和使用情况 显示引用相关流程的业务实 例执行的情况 4 1 3 消息中心消息中心 4 1 3 1 短信管理 短信管理设置服务平台发送短信所需要的网关信息以及短信模板 短信内 容 以及查看已发送的短信 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 15 21 4 1 3 2 邮件管理 邮件管理设计服务平台所需要的邮件服务器信息 邮件模板和邮件内容 以及查看已发送的邮件 4 1 3 3 系统通知 系统通知指以系统站内信的方式通知 便于提醒相关平台用户 并且可以 查看已发送的通知消息 4 1 4 机组信息机组信息 4 1 4 1 机组类型 机组类型是管理维护机组类型信息 4 1 4 2 机组系列 机组系列信息是管理维护机组系列 4 1 4 3 机组机型 机组机型信息设置和管理机组下面的各机型信息 机组机型配置也根据相 应的主体属性进行配置 4 1 4 4 机组部件 机组部件管理机组和部件匹配关联 根据机组机型 例如 H111 进行配置该 机组的所有部件型号并包含属于何种类型 普通 高原 超高原 潮间带 通 用 和适用温度 常温 低温 通用 4 1 5 供应商供应商 4 1 5 1 供应商信息 供应商信息是管理维护供应商基本信息以及供应商的供货内容 4 1 5 2 供应商档案 供应商档案通过查看供应商以前的供货记录 以及供应商品维护记录 以 此基础建立供应商档案 并设置供应商等级 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 16 21 4 2 机组装配机组装配 机组装配包括机组在线装配 机组配置审核 机组生产监控和机组生产档 案 4 2 1 机组在线装配机组在线装配 4 2 1 1 在线装备导航 在线装配导航给销售人员提供在线装配指导 按照既定的在线装配流程辅 助销售人员尽快完成机组装配 4 2 1 2 机组在线装配 机组在线装配是根据不同的装配需求 销售人员可以在线 DIY 机组 并通 过 3D 模型可视化机组装配过程 装配完成后生产机组装配清单 供机组配置 审核使用 4 2 2 机组配置审核机组配置审核 4 2 2 1 配置审核流程 销售人员获知投标需求后 通过电脑进入系统前台页面 填写机组配置信 息 提交给技术部门 研发部门 采购部门进行审核 如果技术部门 研发部门 采购部门任意部门发现配置单有错误 即线下 组织相关责任部门进行协商 经协商一致后 对配置单进行更改 更改后的配 置单状态自动变为配置单投标 如果技术部门 研发部门 采购部门对销售部门所提交的配置单无异议 审核通过 直接进入配置单投标环节 当配置单投标环节中 发现需要修改配置单的情况 即组织相关责任部门 进行协商 协商一致后 对配置单进行更改 更改后的配置单即自动生成机组 档案清单 4 2 2 2 配置审核查看 销售人可以查看自己所属的机组配置单审批进度 便于销售人员更好的掌 握审批进度 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 17 21 4 2 3 机组生产监控机组生产监控 机组配置审核通过后 下推 ERP 生成生产订单 通过获取 ERP 系统中生产 订单的执行情况 可视化机组及其所属设备的生产情况 4 2 4 机组生产档案机组生产档案 机组生产档案记录机组从销售预定到生产制造的所有信息 为机组全周期 管理提供机组生产数据 4 3 机组安装机组安装 机组安装包括机组运输监控 机组安装监控和机组安装档案 4 3 1 机组运输监控机组运输监控 当机组完成生产后 需要将机组运输到风场 机组运输监控通过获取货车 GPS 数据 构造机组运输轨迹 供机组相关人员了解机组的物流情况 4 3 2 机组安装监控机组安装监控 机组安装监控是机组到达风场后 进入安装施工阶段 本系统获取施工进 度数据形成机组施工进度情况 管理人员可以更好的了解风机安装情况 4 3 3 机组安装档案机组安装档案 机组安装档案包括机组物流信息和机组安装信息 机组物流信息记录起点 站 终点站 路 时间 以及相应的货车型号和对应的司机 便于后续追责使 用 机组安装信息记录机组对应的设备由哪些人员完成安装 便于机组在后续 运维中使用 海装风电 机组全周期管理平台建设方案 18 21 4 4 机组运维机组运维 机组运维包括机组状态监控 机组故障预警 运维辅助决策 机组故障检 修 机组运维智库和机组运维档案 4 4 1 机组状态监控机组状态监控 机组状态监控是在地图上直观的展示当前所有相关机组运行状态 可以通 过地图缩放查看风场及其风场机组的信息 4 4 2 机组故障预警机组故障预警 机组故障预警是根据机组状态信息和平台内置的预警规则 当对应风场的 机组状态超过预定值时 通过机组故障树和故障关联分析 将该故障信息通过 短信 邮件或者系统通知的方式尽快通知给故障相关人员 4 4 3 运维辅助决策运维辅助决策 运维辅助决策是当机组或者设备发生故障时 通过可靠性优先 经济性优 先或者两者折中规则 提供给机组运维人员相关的运维建议和运维方法 以及 通过相关性分析推送以前类似的运维案例 便于辅助运维人员定位问题 4 4 4 机组故障检修机组故障检修 机组故障检修时运维人员维修完成后的台账记录 记录故障发生的原因和 故障解决的方法 一是便于记录运维人员过程信息 二是构造机组运维智库 为后来运维人员提供经验知识积累 4 4 5 机组运维智库机组运