基于云計算的煤礦設備資產管理系統的研究與設計

李 勇

（山東能源新礦國際貿易有限公司，山東省新泰市，271219）

隨著煤礦生產的現代化和企業的并購重組，煤礦企業的設備資產規模也在不斷擴大，設備資產管理的環節、工作量、難度和范疇也在加大。實行有效的煤礦設備資產管理對降低企業設備資產的維護成本和提高設備資產的運行效率具有明顯的作用。基于此，提出了利用云計算技術來解決大型煤礦企業在設備資產管理中存在的典型問題，并提出了基于云計算架構的系統性解決方案。

1 煤礦設備資產管理方案現狀

煤礦生產設備種類繁多，價格昂貴，設備費用的支出已占到煤礦開采成本的40%以上。煤礦設備資產管理是一項繁瑣而又需要精細管理的工作，傳統的依賴人工管理的方式已無法滿足設備資產流動性管理和日益增多的信息需求。目前，煤礦設備資產管理存在的典型問題包括3個方面：一是分類編碼不統一，價值管理與實物管理脫節，不同的部門往往采用不同的分類和編碼方法；二是設備的周轉情況不容易掌握；三是設備資產管理制度不健全不規范，尤其是在涉及到設備使用與維護、大修、清查盤點和報廢等重要工作流程的管理制度上有所缺失。

如何有效管理煤礦設備、維持設備的良性周轉并實現對煤礦設備的全生命周期的精細化管理是現代化煤礦需要解決的一項重要的課題。特別是在當前煤炭行業整體低迷的情形下，更需要對煤礦設備資產進行高效管理，通過提高設備可靠性、降低設備維修費用和延長設備使用壽命的方式降低開采成本，促使企業平穩渡過經濟困難期，這些都需要一個先進的煤炭設備資產管理方案。

隨著企業信息化水平的提高，大部分煤礦都使用了煤礦資產管理系統，系統所具備的功能也在不斷增強，但各子系統之間存在相互獨立、資源分散、數據不能有效共享、技術平臺異構等不足，嚴重制約了整體性能的發揮。在煤礦企業頻繁并購重組的大背景下，由于不同煤礦的資產管理水平良莠不齊、解決方案各異，導致各系統無法實現有效集成或協同，已嚴重妨礙了在集團公司層面上對整個集團內的煤礦設備資產的管控。因此，對于煤礦企業尤其是大型的煤炭企業來說，必須采用統一高效的設備資產管理方案來管理集團內的設備資產。

2 煤礦設備資產管理系統設計方案

2.1 總體需求

煤礦設備資產管理系統的總體需求大致可以歸結為以下4點：

（1）統一的管理平臺。集團公司在單一平臺上管理所有下屬企業的設備資產，可幫助企業提高服務水平，降低運行成本。

（2）高擴展性和包容性。能夠適應企業規模的動態變化，無論是新收購的還是已有的信息化程度低的煤礦都可以接入到這個統一的系統中。

（3）全生命周期管理。跟蹤設備從購置、發送、使用、維修及再次發放的所有流程。

（4）高可靠性和安全性。必須確保系統在運行過程中的持續性和安全性。在綜合考慮系統需求之后，提出了一個基于云計算技術的煤礦設備資產管理方案，該方案通過云平臺實現資源整合，將集團公司內所有下屬公司和煤礦的設備資產信息都整合到云中。

2.2 總體方案設計

在設計系統總體方案時，采用了一體化集中管理、分布式處理的構建模式。為了滿足規模可伸縮性和系統可管理性的需求，將系統劃分為集團云、子公司云和煤礦管理子系統3個層次。集團云集中管理集團公司所有下屬子公司的設備資產情況，子公司云統一管理所有下屬煤礦的設備資產情況。對于煤礦來說，如果當前已經有設備資產管理系統在運行，則必須將該系統中的數據導入到子公司云中，如果當前尚不具備設備資產管理系統，則直接接入到子公司云中，從而形成了集團級、子公司級和煤礦級三級管理的煤礦設備資產管理系統，為各級管理部門提供一個高效、安全和可靠的設備資產管理系統。

在系統建設時，集團云和子公司云是新創建的，而煤礦可以直接接入到子公司云中，也可以使用目前已有的設備資產管理系統，但需要將相關數據提交到子公司云中。由于煤礦設備資產管理業務涉及大量的企業內部保密信息，所以應該構建私有云平臺。私有云平臺不存在與無關用戶共用資源的問題，可以提供對數據、安全性和服務質量的最有效控制。如果采用云計算模式下的統一身份認證，則可以進一步保障數據的安全。私有云可以部署在企業數據中心，也可以部署在互聯網中。

2.3 系統架構

在系統架構方面，煤礦設備資產云管理系統由業務平面和管理平面兩大平面組成。業務平面負責業務數據的采集、傳輸、存儲、處理和展示，在實現時按照服務劃分的原則，從下到上可劃分為感知層、傳輸層、支撐層、應用層和接入層5個層次，云計算平臺服務主要位于支撐層和應用層。管理平面負責煤礦設備資產管理系統的配置、控制和管理，在實現時由安全及保障體系、標準及管理體系和云計算管理支撐系統3個子系統組成。按照上述方案設計的煤礦設備資產管理系統的整體框架如圖1所示。

2.3.1 感知層

感知層主要完成信息 （設備資產基本情況、位置信息、狀態信息等）的收集與簡單處理。

2.3.2 傳輸層傳輸層主要完成信息的傳輸、交互、匯集功能，可以通過有線、無線和移動網絡傳輸數據。

2.3.3 支撐層

支撐層主要包括支撐平臺運行的基礎軟件系統、基礎管理和基礎資源等內容，涉及到設備資產數據、生產數據、數據挖掘、WEB 服務、數據庫服務、消息服務等功能。支撐層主要對外提供云計算框架中的基礎設施即服務 （Iaas）和平臺即服務（Paas）功能。

2.3.4 應用層

應用層主要根據煤礦設備資產管理的具體需求，組合各種相關服務構成一個完整的、能夠滿足用戶各種需求的應用子系統。對于用戶來說，應用層主要完成服務發現和服務呈現的工作，提供云計算框架中的軟件即服務 （Saas）功能。具體來說，在煤礦設備資產管理系統中，需要提供的應用服務包括設備管理、物料管理、采購管理、合同管理、工作管理和服務管理等。

2.3.5 接入層

接入層主要提供對各種接入設備和接入網絡的支持，向用戶提供隨時隨地接入系統的服務。對于本系統來說，可以基于標準的HTTP 協議接入到系統中，也可以通過專用的客戶端工具接入到系統中。

圖1 煤礦設備資產云管理平臺整體框架

2.3.6 安全及保障體系

安全及保障體系制定和安全生產及系統安全接入相關的規章制度，從制度、人員、軟件和硬件四大方面提供安全保障。

2.3.7 標準及管理體系

標準及管理體系建立健全和云計算平臺相匹配的設備資產管理制度，最大化發揮煤礦設備資產管理云計算平臺的作用和效果。

2.3.8 云計算管理支撐系統

云計算管理支撐系統包括用戶管理、資源管理、配置管理、監控管理、故障管理和災備管理等功能，維持系統的正常運轉。

3 關鍵技術

在煤礦設備資產管理系統中采用云計算技術可以基于云計算虛擬化技術屏蔽各子系統平臺的異構性，滿足大型煤礦企業對設備資產信息資源的集成與共享需求。在構建設備資產管理系統時，需要解決一系列的關鍵技術。

3.1 高效一致的數據與接口的設計

煤礦設備的種類繁多且數量規模大，設備資產管理涉及的部門多、層次多，需要設計一致的設備信息數據，能夠覆蓋不同設備資產對設備描述、使用、維護、狀態等全生命周期的資產管理需求；同時需要設計高效的訪問接口，支持集團公司內所有下屬公司和煤礦的設備資產管理系統統一接入到集團云中，實現設備資產數據在集團內的有效共享。數據與接口設計的好壞直接決定了煤礦設備資產管理系統的成敗。

3.2 穩定可靠的多異構平臺的系統融合

對于大型的煤礦企業來說，由于下屬公司和煤礦眾多，各個煤礦的信息化水平不同，對于那些已經部署了設備資產管理系統的煤礦來說，如何融合現存平臺各異的設備資產管理系統并將這些系統統一接入或整體遷移到集團云管理系統中是當前煤礦企業需要面對和解決的關鍵問題。

3.3 安全的數據訪問技術

云計算的開放和分布式特點使得安全性能成為云計算發展的關鍵要素，對于即使采用了私有云部署方案的系統來說，如何有效控制云計算服務提供商內部安全管理機制和訪問權限、如何對數據進行全操作和監控以及如何避免虛擬服務器帶來的風險都將是煤礦設備資產云管理系統亟需解決的問題。

4 方案優勢

采用云計算技術部署煤礦設備資產管理系統與傳統的C／S或B／S架構的系統相比具有明顯的優勢。

（1）降低企業的IT 運營成本，提高可靠性和可擴展性。云計算資源集約的技術模式能降低煤礦企業IT 基礎設施的建設成本，減少IT 資源的重復投資，在提升效率的同時大大降低了運營成本。通過靈活配置虛擬化資源，煤炭企業可以實時動態調整系統的規模，從而適應企業并購和快速發展的要求。

（2）跨平臺特點帶來的高通用性和擴展性。云計算允許基于不同操作系統的不同設備，通過標準HTTP協議，實現不同設備之間或不同設備與云平臺間的數據、應用的共享。

（3）隨時隨地接入系統。由于云是部署在互聯網中，只要有網絡的地方，用戶隨時都可以接入本系統，用戶也可以借助多種網絡終端接入到系統中，包括使用移動手持設備，隨時隨地全盤掌握企業的設備資產情況。

采用云計算技術部署煤礦設備資產管理系統可以幫助企業提高管理水平，帶來管理效益。預計通過本系統的實施和運行，能夠增加設備使用效率10%～15%，備件庫存準確率超過95%，年設備維護與維修費用降低5%，年設備綜合運行費用降低5%左右，從而降低了煤礦企業的生產成本，為企業帶來可觀的經濟效益。

5 結語

有效的設備資產管理有助于煤礦企業降低運營成本，采用云計算技術部署煤礦設備資產管理方案，可以吸收先進的云計算技術改善以往煤礦設備資產管理方案的不足，在統籌兼顧社會效益和企業經濟效益的狀況下，運用最先進的技術理念為煤礦行業的設備資產管理進行完善的體系構建可以提高煤礦企業的技術化和信息化進程，促進煤礦設備資產的順利周轉和管理，進而為煤炭企業帶來客觀的管理和經濟效益。

［1］ 房希江，李洪，朱德躍.新礦集團機電設備運行管理信息平臺研究［J］.中國煤炭，2012 （6）

［2］ 陸明月，岳慧英.煤礦企業固定資產管理問題探討［J］.中小企業管理與科技，2013 （2）

［3］ 李樺.基于EAM 的煤礦設備資產管理信息系統初探 ［J］.淮北職業技術學院學報，2010 （3）

［4］ 張強，崔冬，倪健等.煤礦機電設備管理信息系統設計研究 ［J］.中國煤炭，2006 （8）

［5］ 方巍，文學志，潘吳斌等.云計算：概念、技術及應用研究綜述 ［J］.南京信息工程大學學報 （自然科學版），2012 （4）

［6］ 李喬，鄭嘯.云計算研究現狀綜述 ［J］.計算機科學，2011 （4）

［7］ 李昊旻，盧建軍，衛晨.基于云計算的煤礦安全監測預警系統研究 ［J］.工礦自動化，2013 （3）