融合KKS與RFID的機房資產跟蹤體系的研究與應用

范葉平, 吳紅俠, 楊德勝(國網信通產業集團公司 安徽繼遠軟件有限公司， 合肥 230088)

融合KKS與RFID的機房資產跟蹤體系的研究與應用

范葉平, 吳紅俠, 楊德勝
(國網信通產業集團公司 安徽繼遠軟件有限公司， 合肥 230088)

機房的資產設備運維管理能力與資產全生命周期跟蹤體系建設有密切關系，機房資產設備的跟蹤受到識別和定位等諸多因素影響，進行設備跟蹤體系影響因素分析十分必要。提出了一個機房資產跟蹤模型，分析了相關影響因素。介紹了一種融合KKS與RFID技術的跟蹤模型實現方式，并在具體項目中對模型應用進行了驗證。

機房資產； KKS； RFID； 資產全生命周期跟蹤體系

Abstract： Room of the asset operation management ability and asset lifecycle tracking system is closely related to asset tracking equipment room by identification and location and other factors, equipment tracking system factors analysis is very necessary. This paper presents an asset tracking model for computer room and analyzes the related factors. This paper introduces a method of tracking model integration of KKS and RFID technology, and verifies the application of the model in specific projects.

Keywords： Computer room assets; KKS; RFID; Asset lifecycle tracking system

0 引言

在計算機技術應用的深化和發展推動下，數據中心正朝著規模化，標準化、智能化方向發展。政府及大型企事業單位的數據中心在工作中越來越重要，中心機房資產設備的種類和數量日益增多。這些設備(計算設備、存儲設備、網絡設備、安全設備等)的運維管理情況，決定著信息系統運行的可靠性、穩定性。若設備出現故障未能及時排除和修復，將嚴重影響業務工作的開展。

隨著機房資產設備的增多，采用傳統機房運維管理方式在設備資產、維保履歷、預防維修等管理環節上面臨作業繁瑣、人手匱乏等挑戰，難以滿足當前機房運維管理的“高效、有序、可控”要求。建立機房資產設備的全生命周期跟蹤體系，采用KKS[1,2]編碼技術、RFID[3,4]自動識別技術等信息化手段實現機房設備、位置、狀態的自動識別跟蹤，提高機房運維的自動化水平，是應對管理挑戰的有效途徑。

本文第1節概要介紹KKS、RFID技術。第2節討論資產設備跟蹤體系模型及一種設計構想和實現方法。第3節介紹資產設備跟蹤體系與機房整體運維管理系統的關系并簡要介紹了一個應用案例。最后總結全文并對模型的后續應用進行了展望。

1 基礎知識

KKS[5-10](德文的電廠標識系統)是一套廣泛應用于國際國內電力行業的設備編碼標識體系。KKS編碼的邏輯結構和組成體系分明，代碼簡單明了，不依賴于計算機程序語言，具有獨立性和唯一性。KKS遵循DIN、IEC、ISO、IEEE國際標準，由相關工藝標識、安裝點標識、位置標識3類標識構成，是一種符合先進合理、科學實用的編碼技術。

RFID[11-13]無線射頻技術是一種操作簡單、應用靈活的自動識別技術。主要由RFID標簽、讀寫器、讀寫天線和中間件軟件構成。標簽識別過程自動完成，無需接觸、瞄準和人工干預，具有非接觸式識讀、批量識別、自帶存儲能力和較長使用壽命等應用優點。

2 機房資產設備跟蹤體系

2.1 機房資產設備跟蹤體系模型介紹

機房資產設備跟蹤體系模型定義為一個五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)，其中：

1)唯一性UQ：包括局部唯一性uqloc和全局唯一性uqglo。Uqloc指當設置機房為最大有界空間時，設備對象在空間可與其它設備相區分的特征，由設備編碼來表示；uqglo指以單位組織所有機房為有界空間，設備對象在空間內可與其它設備相區分的特征，由機房區位碼+設備編碼來表示。

2)自動識讀性AI：包括識讀載體aicar和識讀方式aimet。Aicar指對象特征數據的存儲形式及存儲介質。Aimet指對象特征數據寫入和提取的方法和過程。

3)及時性MI：描述對象特征數據的提取效率及其對應用需求的滿足程度。

4)準確性CR：包括對象識讀準確性crobj和關系甄別準確性crrel。Crobj指對設備對象的識讀準確性，包括設備對象識讀和空間位置對象識讀兩層含義。Crrel指對設備對象和空間位置對象關系的識讀準確性。

5)完整性CP：包括整體完整性cpall、參照完整性cpref和列完整性cpcol。Cpall描述在跟蹤記錄數據表中記錄的唯一性；cpref具體描述相關聯的數據表間的數據一致性；cpcol描述跟蹤數據的有效性。

2.2 機房資產設備跟蹤體系的設計構想

對照機房資產設備跟蹤體系五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)模型定義，在研究了現有信息技術工具后，我們提出了融合KKS編碼技術及RFID自動識別技術來實現跟蹤體系模型的設計構想。如圖一所示。

圖1

整個設計構想由以下模塊構成：資產跟蹤管理子模塊1、KKS編碼模塊2、資產跟蹤模塊3、編碼處理模塊、數據存儲模塊12、編碼標簽模塊、編碼解析模塊9、RFID讀寫設備6、RFID讀取設備10及編碼標簽模塊，KKS編碼模塊2經編碼處理模塊與RFID讀寫設備6交互連接，編碼標簽模塊與RFID讀寫設備6交互連接，KKS編碼模塊2的輸出端與資產跟蹤管理子模塊1的輸入端相連；資產跟蹤模塊3分別與資產跟蹤管理子模塊1、編碼解析模塊9交互連接，編碼解析模塊9與RFID讀取設備10交互連接，RFID讀取設備10經天線11與編碼標簽模塊相連，數據存儲模塊12與資產跟蹤管理子模塊1交互連接。

設計構想中各模塊對機房資產設備跟蹤體系五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)的影響關系如表1所示。

資產跟蹤管理子模塊1與及時性MI、準確性CR、完整性CP相關；KKS編碼模塊2與唯一性UI、準確性CR相關；資產跟蹤模塊3與及時性MI、準確性CR、完整性CP相關；編碼創建模塊4與唯一性UI、及時性MI相關；編碼校驗模塊5與唯一性UI、及時性MI、準確性CR相關；RFID寫入/讀取設備6與自動識讀性AI、及時性MI、完整性CP相關；空間編碼RFID標簽7和實體編碼RFID標簽8與唯一性UI、自動識讀性AI、準確性CR相關；編碼解析模塊9與唯一性UI、及時性MI、準確性CR、完整性CP相關；RFID讀取設備10與自動識讀性AI、及時性MI、準確性CR、完整性CP相關；天線覆蓋11與自動識讀性AI、及時性MI相關；數據存儲區12與及時性MI、完整性CP相關。

表1

2.3 機房資產設備跟蹤體系的實現過程

機房資產設備跟蹤體系的實現步驟如下：

S1：KKS編碼模塊2發送編碼請求，編碼創建模塊4根據機房設備的功能、安裝位置、在機房系統中的作用、同型號設備的數量等特征參數，逐級創建編碼標識，并組合成設備唯一識別編碼發送給RFID讀寫設備6；

S2：RFID讀寫設備6接收編碼創建模塊4發送的編碼創建信息后，將設備唯一識別編碼寫入到空間編碼RFID標簽或實體編碼RFID標簽中，通過空間編碼RFID標簽模塊7、實體編碼RFID標簽模塊8分別標識實體設備提供安裝、部署空間的機房設備及機房實體設備；

S3：空間編碼RFID標簽模塊7、實體編碼RFID標簽模塊8將標識的標簽信息發送給RFID讀寫設備6，通過RFID讀寫設備6向RFID標簽執行寫入操作后，觸發RFID讀取模塊，執行讀取命令，從RFID標簽讀取攜帶的編碼信息，通過發送模塊將讀取到的編碼信息發送給編碼校驗模塊5；

S4：編碼校驗模塊5接收從RFID設備發送的標簽編碼信息，確認RFID標簽中寫入的編碼信息完整無誤后發送給KKS編碼模塊2，通過KKS編碼模塊2將編碼的信息發送給資產跟蹤管理模塊進行處理；

S5：RFID讀取設備10通過天線11采集空間編碼RFID標簽模塊7及實體編碼RFID標簽模塊8的標簽信息，并將該標簽信息發送給編碼解析模塊9；

S6：編碼解析模塊9讀取編碼信息，對收集到的編碼信息進行查空、配對、排重，生成當前時點的機房設備臺賬記錄和空間實體匹配記錄，并對比前次記錄生成設備實體及位置的變動情況表，完成編碼解析工作，并將編碼解析結果發送給資產跟蹤模塊3；

S7：資產跟蹤模塊3接收編碼解析模塊9發送的編碼解析結果，并根據編碼解析結果形成資產變動跟蹤記錄，將記錄發送到資產跟蹤管理子模塊1；

S8：資產跟蹤管理子模塊1接收資產跟蹤模塊3發送的資產變動跟蹤記錄，將變動記錄整合到設備資產履歷表中，形成完整的設備資產履歷檔案，并將檔案存在在數據存儲區。

3 資產設備跟蹤體系與機房整體運維管理體系

3.1 資產設備跟蹤體系是機房整體運維管理體系的重要組成部分,如圖2所示。

圖2

機房整體運維管理體系如如圖2所示，它由機房運維業務系統和資產設備跟蹤系統兩個部分構成。其中資產設備跟蹤系統重點關注設備全生命周期的位置和狀態的變化。機房運維業務系統是在跟蹤系統的信息數據基礎上開展的資產管理、運行管理、監控管理等業務活動，整個體系可劃分為四個層次。

1)標簽：包括實體設備RFID標簽和空間設備RFID標簽。實體設備標簽中存儲實體設備KKS編碼，是機房實體設備(網絡設備、服務器、安全設備等)的唯一身份標識。空間設備標簽中存儲空間設備KKS編碼，是機房空間設備(機柜、配線架、電池箱等)的唯一身份標識。

2)設備：包括RFID標簽讀寫器(固定式、手持式)和讀取天線。對底層設備標簽進行信息讀寫，并實現與上層KKS編碼管理、RFID標識管理和資產跟蹤管理模塊間的信息傳遞與交互。

3)信息系統/數據庫：信息系統/數據庫包括兩個部分，一個部分是資產設備跟蹤系統的信息系統和數據庫，包括用于創建和管理KKS編碼(實體設備編碼、空間設備編碼)的KKS編碼管理模塊；用于創建可管理RFID標簽(實體設備標簽、空間設備標簽)的RFID標識管理模塊；用于采集、存儲和查詢設備及位置動態變化數據記錄的資產跟蹤管理模塊。

另一個部分是機房運維業務系統的信息系統和數據庫。包括資產管理子系統的設備臺賬、設備出入庫、備品備件管理、設備調配、設備退役等功能模塊；運行管理子系統的運行日志、點巡檢、預防維修、工單管理、設備啟停管理等功能模塊；監控管理子系統的實時狀態、異動預警、統計圖表、資源評估、履歷分析等功能模塊。

4)終端：包括PC固定終端和手持移動終端兩種，為系統管理員及一般用戶提供系統用戶界面，用戶通過終端可以登錄和訪問信息系統/數據庫中的信息數據資源。

3.2 資產設備跟蹤體系的應用案例

在國網公司XXX信息機房原有運維管理中，存在資產設備編碼不統一，資產設備的上下架依賴實物單據，審核、盤存工作量大，新入職人員無法掌握現場設備情況降低工作效率且容易失誤等情況。在機房資產跟蹤體系建設完成后，上述問題得到了有效解決。

以下簡要介紹資產設備跟蹤體系在機房現場作業工單中的應用案例，主業務流程,如圖3所示。

圖3

工作主管在后臺系統中創建現場作業工單，創建時選擇作業位置(KKS空間設備編碼表示的房間、機柜、安裝單元)及對應的作業設備(KKS實體設備編碼表示的交換機、服務器等)；根據作業要求編制作業計劃(執行人、執行步驟、注意事項等)后下發工單。

現場作業人員通過作業終端獲取工單，按照工單規定的作業要求到現場掃描讀取RFID標簽。讀取的作業位置信息和設備信息與工單匹配一致時執行作業計劃，若不匹配，終端對作業人員進行提示，防止誤操作。作業人員現場執行完成后通過作業終端上上報執行結果結束工單。

在本案例的應用中，通過KKS編碼實現定位作業位置和作業設備的準確定位并下發到作業工單中；現場人員通過工單提供的位置信息可快速定位到作業位置和作業設備；在現場作業執行過程中，通過掃描讀取RFID標簽進行信息匹配，可有效避免誤操作。執行結果通過作業終端及時上報并更新到后臺數據庫，完成設備生命周期作業履歷的及時更新。

5 總結

本文以機房資產跟蹤體系為研究對象，提出了機房資產設備跟蹤體系模型。提出一個融合KKS與RFID的資產設備跟蹤體系模型的設計構想和實現方法，就該實現方法與機房整體運維管理系統的關系進行了分析討論，隨后介紹了一個體系模型的實踐應用案例。建立機房資產跟蹤體系模型不僅可以實現設備的全生命周期動態跟蹤管理，還可以建立起完整的機房位置空間資源管理體系。為進一步實現設備資源和空間資源的規劃利用奠定基礎。將機房運維管理工作從設備管理層面提升到資源管理層面，從而為機房管理水平、運維管理效率、作業執行效率的提升創造條件。

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ResearchandApplicationofComputerAssetTrackingSystemIntegratingKKSandRFID

Fan Yeping, Wu Hongxia, Yang Desheng
(State Grid Communication Industry Group CO., LTD Anhui Jiyuan Software CO., LTD, Hefei 230088, China)

TP311

A

2017.05.21)

范葉平(1979-),男，本科，安徽安慶，首席工程師，研究方向:信息管理、信息集成、數據集成類項目咨詢、方案設計工作. 吳紅俠(1986-)，女，碩士，安徽六安，工程師，研究方向:數據分析和管理咨詢方面的工作. 楊德勝(1982-)，男，碩士，安徽郎溪，工程師，研究方向:電力行業數據挖掘和人工智能方面的工作.

1007-757X(2017)09-0064-04