西部某油田企業(yè)中臺技術(shù)的應(yīng)用研究

［摘 要］隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，原有“以需求為中心”的發(fā)展模式逐漸無法滿足企業(yè)發(fā)展需求。西部某油田作為一家發(fā)展多年的石油企業(yè)，信息化發(fā)展同樣進(jìn)入了瓶頸期，數(shù)據(jù)復(fù)用困難，無法綜合利用，且開發(fā)效率較低。為了解決此類問題，油田專家團(tuán)隊(duì)對“中臺”技術(shù)進(jìn)行了研究，并確認(rèn)該技術(shù)可以幫助企業(yè)打破瓶頸，走上數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快車道。

［關(guān)鍵詞］數(shù)據(jù)中臺；業(yè)務(wù)中臺；API；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；資源共享

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.04.034

［中圖分類號］F426.2 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）04-0104-03

0" " "前 言

西部某油田是中石油旗下一家分公司，系統(tǒng)開發(fā)一直采用以用戶需求為中心自建加外協(xié)的方式進(jìn)行，開發(fā)廠商眾多，人員能力參差不齊，無統(tǒng)一開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，以前后端融合的開發(fā)模式為主，各系統(tǒng)信息自成體系，“煙囪林立”，數(shù)據(jù)“孤島”問題嚴(yán)重。為了打破瓶頸，團(tuán)隊(duì)對油田信息化發(fā)展困局進(jìn)行了分析，并開始了“中臺”技術(shù)的探索實(shí)踐之路。

1" " "油田信息化發(fā)展困局

1.1" "開發(fā)低效率

每套新開發(fā)的系統(tǒng)均需要實(shí)現(xiàn)人員信息管理、權(quán)限管理、日志記錄、待辦通知、審批流體系、附件服務(wù)、身份認(rèn)證以及系統(tǒng)特殊功能需求，“從零開始”是系統(tǒng)開發(fā)的常態(tài)。在人員有限的情況下，時(shí)間成本居高不下。隨著信息化的高速發(fā)展，低效率開發(fā)已無法跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。

1.2" "功能低復(fù)用率

各系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不同，且采用前后端融合的開發(fā)模式，后端邏輯層不具備跨項(xiàng)目調(diào)用條件，功能復(fù)用只能通過代碼拷貝進(jìn)行。同時(shí)，以需求為中心的開發(fā)模式使系統(tǒng)功能與用戶需求高度契合，兼容性極低，功能復(fù)用難上加難。

1.3" "維護(hù)高成本

各系統(tǒng)信息自成體系，系統(tǒng)中均有成套公共信息，不但給用戶使用帶來不便，還提升了維護(hù)成本，同時(shí)降低了各系統(tǒng)公共信息的一致性。

1.4" "資源低利用率

各系統(tǒng)在油田應(yīng)用環(huán)境下，信息及附件重復(fù)率較高。相同數(shù)據(jù)的存儲耗費(fèi)大量資源，使得有限的資源得不到充分利用。

1.5" "數(shù)據(jù)資產(chǎn)難形成

由于沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和信息共享，油田各類數(shù)據(jù)均無法得到綜合利用，系統(tǒng)“煙囪林立”，信息“孤島”問題嚴(yán)重。礙于組織結(jié)構(gòu)、歷史數(shù)據(jù)及開發(fā)力量等多種原因，油田無法大刀闊斧地整合數(shù)據(jù)、打通壁壘，數(shù)據(jù)資產(chǎn)難以形成［1］。

2nbsp; " "中臺技術(shù)探索

為了打破枷鎖，降本增效，實(shí)現(xiàn)功能應(yīng)用，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多項(xiàng)摸索與實(shí)踐。

2.1" "統(tǒng)一授權(quán)平臺建設(shè)

油田企業(yè)系統(tǒng)最大的應(yīng)用特點(diǎn)是用戶絕大部分為內(nèi)部員工，為實(shí)現(xiàn)組織架構(gòu)、人員信息等公用信息的共享，以中石油目錄服務(wù)（Active Directory，AD）信息為基礎(chǔ)，油田開發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了統(tǒng)一授權(quán)平臺，建立了整套組織機(jī)構(gòu)、人員及權(quán)限信息模型，通過數(shù)據(jù)同步得到了最準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。同時(shí)開發(fā)了信息管理后臺，以兩級維護(hù)的形式保證數(shù)據(jù)及時(shí)有效。本套數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫直連的形式共享給業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)等少量系統(tǒng)使用，雖然推廣效果有限，但切實(shí)對公用數(shù)據(jù)進(jìn)行了規(guī)整，實(shí)現(xiàn)了信息的局部共享。

2.2" "改變前后端融合開發(fā)模式，革新現(xiàn)有技術(shù)框架

由于前后端融合開發(fā)模式逐漸不適用及移動辦公系統(tǒng)的開發(fā)需要，團(tuán)隊(duì)大膽革新，全面推行“前端+應(yīng)用程序接口（Application Programming Interface，API）”前后端分離開發(fā)模式。為以低成本實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)，團(tuán)隊(duì)專家通過多種語言及框架對比，最終在電腦端采用react語言下的umi框架，移動端采用以vue為基礎(chǔ)的uniapp，后端以C#語言下的.net core框架為主進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。之后，對開發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了重組，不再以項(xiàng)目為基礎(chǔ)單位，分為前端和后端兩個(gè)角色組，根據(jù)工作需要分配工作內(nèi)容。此次改革極大提高了開發(fā)效率，革新了技術(shù)，提升了新建系統(tǒng)的使用體驗(yàn)，并通過接口初步實(shí)現(xiàn)了信息和功能復(fù)用［2］。

2.3" "基類項(xiàng)目開發(fā)，共享公用方法

為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)，進(jìn)一步提高后端開發(fā)效率，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了基類項(xiàng)目開發(fā)，內(nèi)容包含基類和常用工具類，以本地引用的形式實(shí)現(xiàn)了公共方法的共享。這不但加快了前后端開發(fā)速度，同時(shí)整體提升了代碼質(zhì)量，讓不同能力的開發(fā)人員均能寫出標(biāo)準(zhǔn)代碼，為油田信息化加速發(fā)展提供了原動力。

2.4" "中臺概念研究

為更進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)及功能的復(fù)用率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速上線，“中臺”概念進(jìn)入了團(tuán)隊(duì)視野。中臺是對業(yè)務(wù)能力共享的過程，是企業(yè)級能力復(fù)用平臺。它為前臺而生，亦于前臺使用，將后臺資源流向用戶，響應(yīng)用戶，支持服務(wù)前臺規(guī)模化創(chuàng)新［2］。通過對油田特點(diǎn)和業(yè)務(wù)的研究，團(tuán)隊(duì)決定采用以API接口技術(shù)為核心、“數(shù)據(jù)+業(yè)務(wù)雙中臺”為主體、統(tǒng)一授權(quán)平臺數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以“從點(diǎn)到面”逐步完善的方式進(jìn)行中臺建設(shè)。

3" " "中臺技術(shù)實(shí)踐之路

3.1" "完善公共數(shù)據(jù)

由于設(shè)計(jì)目的和參照不同，統(tǒng)一授權(quán)平臺原有數(shù)據(jù)不能完全滿足數(shù)據(jù)中臺的建設(shè)需求，所以團(tuán)隊(duì)對公共數(shù)據(jù)進(jìn)行了完善：為人員信息添加了證件照、支部編號、職位職級等多個(gè)字段；為系統(tǒng)信息添加了安全碼、是否在用等字段；新增了親屬信息、黨支部信息、附件、通知、日志、接口、認(rèn)證及其他相關(guān)信息等。

3.2" "創(chuàng)建公共資源

為實(shí)現(xiàn)API管理、訪問管控、附件資源共享等中臺能力，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了日志及歸檔服務(wù)器、mongodb數(shù)據(jù)庫、附件服務(wù)器及共享磁盤等公共資源，用于各類數(shù)據(jù)的存儲。

3.3" "連接公共服務(wù)

信息化發(fā)展過程中，此油田已擁有短信平臺、即時(shí)通信軟件、綜合辦公等多套公共服務(wù)，為滿足業(yè)務(wù)需求、實(shí)現(xiàn)聯(lián)動辦公，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了針對各公共服務(wù)的技術(shù)研究，并實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)連接。

3.4" "開發(fā)通用API

3.4.1" "創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)

團(tuán)隊(duì)以RESTFUL API規(guī)范為基礎(chǔ)建立了接口開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容包括接口基本標(biāo)準(zhǔn)、請求路徑標(biāo)準(zhǔn)、版本控制標(biāo)準(zhǔn)、API命名標(biāo)準(zhǔn)、請求參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、列表請求特殊標(biāo)準(zhǔn)、返回?cái)?shù)據(jù)規(guī)范、響應(yīng)狀態(tài)規(guī)范、接口文檔書寫規(guī)范以及其他相關(guān)規(guī)范。其從各方面為接口開發(fā)過程制定了準(zhǔn)則，為API的復(fù)用提供了條件［3］。

3.4.2" "設(shè)計(jì)驗(yàn)證

為更好管控接口調(diào)用，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了特有的訪問驗(yàn)證機(jī)制。驗(yàn)證機(jī)制將系統(tǒng)、接口和時(shí)間戳作為主體，生成加密字符串作為訪問令牌，進(jìn)行接口訪問權(quán)限、字段時(shí)效、系統(tǒng)安全碼等信息的驗(yàn)證，并生成訪問記錄，確保請求的訪問安全。這樣的設(shè)計(jì)不但可以避免跨站點(diǎn)請求偽造（Cross-site request forgery，CSRF）攻擊、溯源異常訪問，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了接口的系統(tǒng)級訪問控制［4］。

3.4.3" "開發(fā)API

（1）機(jī)構(gòu)相關(guān)信息。增加了組織機(jī)構(gòu)和黨支部信息的增刪改查等多個(gè)業(yè)務(wù)接口，可根據(jù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對黨支部信息、組織機(jī)構(gòu)的樹形結(jié)構(gòu)及各層級信息進(jìn)行獲取。

（2）人員相關(guān)信息。實(shí)現(xiàn)了對人員相關(guān)信息的查找及人員親屬信息的多類型查找，以滿足不同業(yè)務(wù)需求。建立了系統(tǒng)角色體系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制權(quán)限，同時(shí)開發(fā)了角色信息查詢接口，實(shí)現(xiàn)通過系統(tǒng)編號和人員查詢角色及通過角色查詢?nèi)藛T等多種查詢功能。

（3）身份認(rèn)證功能。實(shí)現(xiàn)了員工編號、AD賬號、身份證認(rèn)證及短信認(rèn)證等多種身份認(rèn)證接口。為保證安全，前臺數(shù)據(jù)以加密形式傳輸，后臺進(jìn)行加密比對，返回包含登錄信息的加密安全標(biāo)識符（Security Identifiers，SID），開發(fā)了針對SID的失效驗(yàn)證接口。

（4）其他數(shù)據(jù)獲取功能。以生產(chǎn)日報(bào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、油水井動態(tài)、鉆井動態(tài)、井下作業(yè)、工程進(jìn)度等多類數(shù)據(jù)的獲取及以單位和時(shí)間段等數(shù)據(jù)為條件的靈活查詢。以吐哈門戶數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對熱點(diǎn)新聞、通知公告、溫馨提示、重點(diǎn)新聞、一線傳真、吐哈故事、領(lǐng)導(dǎo)講話、油區(qū)天氣信息等數(shù)據(jù)的獲取及多條件查詢。此外，增加對平臺注冊系統(tǒng)及相關(guān)信息的查詢接口，以及安全碼及簡稱等特殊接口。

（5）公用功能。附件：以新建附件服務(wù)器為存儲基礎(chǔ)，通過共享磁盤掛載技術(shù)，開發(fā)了附件相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)了附件上傳、附件下載、圖片顯示、Office在線預(yù)覽等多項(xiàng)功能。設(shè)計(jì)了附件的重用機(jī)制，通過加密唯一碼對附件進(jìn)行判定，避免內(nèi)容相同的文件重復(fù)上傳，極大提高了資源的利用效率。通知：通過公共資源連接及參數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)短信、“小鴿子”等多種通知渠道信息的發(fā)送。同時(shí)，以信息模板發(fā)送方式，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)送內(nèi)容的系統(tǒng)級管控及溯源。日志：通過日志寫入查詢等功能接口的開發(fā)及應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)日志集中存儲、管理、溯源、異常追溯的同時(shí)，也為日志數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供了條件，為日志類數(shù)據(jù)資產(chǎn)形成奠定了基礎(chǔ)。審批：油田系統(tǒng)以數(shù)據(jù)管理、表單層級審批類需求居多，為此開發(fā)了業(yè)務(wù)流相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)了審批待辦、審批操作、審批相關(guān)等成套功能，以滿足各類系統(tǒng)審批需要。

（6）其他。實(shí)現(xiàn)了外部接口轉(zhuǎn)換管理功能，可將不符合標(biāo)準(zhǔn)的外部接口進(jìn)行管理和轉(zhuǎn)換，以油田訪問標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)訪問，目前已接入中交公司全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）相關(guān)接口及其他接口。開發(fā)了Token獲取、數(shù)據(jù)庫時(shí)間獲取、數(shù)據(jù)庫時(shí)間戳獲取、系統(tǒng)安全碼獲取等多個(gè)公用API。

3.4.4" "優(yōu) 化

（1）自動歸檔提高系統(tǒng)效率。隨著平臺持續(xù)應(yīng)用，數(shù)據(jù)將不斷累積，性能勢必會持續(xù)下降。為此，設(shè)計(jì)了自動歸檔機(jī)制，存儲時(shí)限默認(rèn)90天，通過對最后一次訪問時(shí)間的比對，將附件、日志、過期信息歸檔至歸檔服務(wù)器以文件形式保存，刪除源數(shù)據(jù)，以達(dá)到數(shù)據(jù)平衡，保證服務(wù)運(yùn)行穩(wěn)定、業(yè)務(wù)高性能訪問。

（2）軟負(fù)載提高訪問系統(tǒng)載荷。隨著平臺接入更多系統(tǒng)，訪問壓力不斷提升，硬件資源將逐漸無法滿足業(yè)務(wù)需求。考慮到油田數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀及平臺應(yīng)用情況，暫選定軟負(fù)載技術(shù)提高系統(tǒng)載荷，以3臺服務(wù)器作為服務(wù)群組，1臺作為負(fù)載服務(wù)器，部署Nginx服務(wù)實(shí)現(xiàn)輪詢轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)部署網(wǎng)絡(luò)共享磁盤服務(wù)（Internet Small Computer System Interface，ISCSI）提供共享磁盤，另外兩臺服務(wù)器掛接共享磁盤，同時(shí)啟動服務(wù)。這樣設(shè)計(jì)不但可以減輕單臺服務(wù)器業(yè)務(wù)壓力，同時(shí)可在訪問壓力持續(xù)增高的情況下靈活拓展群組規(guī)模，提高服務(wù)整體載荷力。

3.5" "加強(qiáng)后臺管理

3.5.1" "數(shù)據(jù)管理

由于數(shù)據(jù)增多，原統(tǒng)一授權(quán)平臺無法完全勝任管理工作，團(tuán)隊(duì)在完善其功能的同時(shí)，開發(fā)了通用接口管理平臺。授權(quán)平臺用于維護(hù)各類公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，接口平臺用于接口相關(guān)數(shù)據(jù)管理，兩系統(tǒng)相得益彰，各司其職，組成了管理后臺，為中臺提供了數(shù)據(jù)保障。

3.5.2" "接口管理

通用接口管理平臺以接口管理功能為主，團(tuán)隊(duì)根據(jù)接口開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，建立了標(biāo)準(zhǔn)的接口模型，實(shí)現(xiàn)對接口信息、鏈接地址、請求參數(shù)、返回值、錯(cuò)誤信息以及調(diào)用實(shí)例的信息管理［4］，同時(shí)提供了API服務(wù)監(jiān)控、調(diào)用信息統(tǒng)計(jì)分析等功能，讓管理員對平臺應(yīng)用情況有直觀清晰的認(rèn)識。

3.5.3" "訪問管控

團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了各類業(yè)務(wù)的管控機(jī)制及操作記錄的管理功能，實(shí)現(xiàn)了接口管控；通知模板申請實(shí)現(xiàn)了通知內(nèi)容管控；通過接口調(diào)用記錄、發(fā)送記錄、附件管理等功能，實(shí)現(xiàn)了請求溯源和異常定位，不但可查詢系統(tǒng)訪問記錄，還為運(yùn)維人員解決故障提供了途徑和依據(jù)。

3.5.4" "開發(fā)者平臺

團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)了開發(fā)者平臺，開發(fā)人員可對接口詳細(xì)信息進(jìn)行查看，申請使用權(quán)限，在線完成接口測試，通知發(fā)送及附件上傳查找下載。平臺降低了接口使用門檻，提高了開發(fā)效率，加速了前臺的開發(fā)部署。

4" " "實(shí)踐效果

4.1" "應(yīng)用現(xiàn)狀

業(yè)務(wù)中臺上線后已接入近20套系統(tǒng)，接入系統(tǒng)運(yùn)行良好，業(yè)務(wù)接口性能穩(wěn)定，運(yùn)行流暢，未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)卡頓等現(xiàn)象。

4.2" "應(yīng)用效果

對完全可以復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)化功能集中開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了以低研發(fā)成本加速上線新業(yè)務(wù)的能力，通過集中研發(fā)運(yùn)維獲取業(yè)務(wù)高穩(wěn)定性，底層服務(wù)可同時(shí)服務(wù)多個(gè)業(yè)務(wù)場景，聚合流量加速積累完善；打通了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了跨業(yè)務(wù)復(fù)用，可根據(jù)多類型數(shù)據(jù)快速提升業(yè)務(wù)能力；統(tǒng)一了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可最大化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)用，把一個(gè)場景積累的數(shù)據(jù)優(yōu)勢應(yīng)用到其他業(yè)務(wù)場景中，逐漸建設(shè)企業(yè)的數(shù)據(jù)壁壘；部分資源中央化變成企業(yè)資源，通過對這些信息的高效復(fù)用、快速積累、綜合利用，極大提高了數(shù)據(jù)資源的使用價(jià)值及利用效率［5］。

5" " "實(shí)踐評價(jià)

此次實(shí)踐，從公共數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)這一點(diǎn)出發(fā)，初步建成了“數(shù)據(jù)+業(yè)務(wù)”中臺架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了公共數(shù)據(jù)資源的有效管理和高度復(fù)用，極大提高了前端開發(fā)上線效率，提升了系統(tǒng)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)，取得了不錯(cuò)效果；但距離中臺技術(shù)的全面推廣應(yīng)用還有很長的路要走。油田企業(yè)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為勘探生產(chǎn)研發(fā)數(shù)據(jù)，只有全面建成以此類數(shù)據(jù)為核心的中臺體系，充分挖掘數(shù)據(jù)潛能，才能讓中臺架構(gòu)全面發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

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