关于电力管理信息系统工程的研究

第一章 绪 论 1.1建立电力企业生产管理信息系统的目的和意义 随着电力体制改革的不断深入和电力市场发展的不断完善,建立适应市场、安全生产需要的全局生产管理信息系统是电力企业必须解决的关键问题。为了真正实现“人民电业为人民”的服务宗旨,电力管理工作逐渐向以客户和市场为中心的经营模式转变,使电力整个生产过程和服务体系以客户的价值取向和消费心理为导向,真正体现“创造需求”、“引导消费”、“服务就是效益”的现代客户服务意识与理念。电力管理信息系统是一个集计算机技术、网络技术,数据库技术,Internet技术于一体的综合集成系统,它是为电力企业管理提供全过程支持。 近年来,随着社会经济发展和人民生活质量的提高,对城市配电网供电可靠性、电能质量和服务质量提出了越来越高的要求。供电企业在面临市场经济的竞争中,也迫切需要提高自身的经济效益。包括降低电网损耗,采用现代化的管理手段以降低生产运行成本等。 由于计算机已大量应用于供电企业各个领域,如调度自动化系统、无人值班变电所及变电所综合自动化系统、负荷管理系统、用电营业管理系统、自动远方抄表系统的采用等。但这些系统目前仍处在各自单元式开发 和运行的状态,信息资源没有共享,数据重复,整体效益不高。 建立电力管理信息系统,打破信息时间和空间的障碍,实现信息资源充分共享,对信息资源进行实时利用、综合利用。 建设和完善电力管理信息系统,为电力客户提供全方位的服务,不仅能从根本上解决客户的“电烦恼”,改善 “电老大”形象,还将促使企业自身转变观念,加强内部管理,提高工作效率,实现经济效益与社会效益的完美统一。 从长远角度讲,电力管理信息系统要不仅作为传统营业与生产管理手段的延伸,更要针对客户的消费心理、价值取向与消费行为,引入客户关系管理(CRM)的联机分析和挖掘功能,为客户提供多层次、个性化和多样化的服务以维持现有客户、发展潜在客户;另外,通过将物资供应链和CRM有机的集成,为企业的ERP(Enterprise Resouce Plan)和经营决策支持提供强有力的数据和信息支撑。为企业提供一个集服务、管理和经营决策分析与支持为一体的综合服务网络平台,提高企业整体的社会经济效益和市场竞争力。 1.2管理信息系统概述及其开发 管理信息系统(Management Information Systems 简称MIS)在现代社会已深入到各行各业,由于计算机技术的迅速发展和普及,MIS 事实上已成为计算机MIS。 目前,由于开发高质量 MIS 的能力大大落后计算机硬件日新月异的进展,加上社会对MIS 发展和完善需求的增加以及对MIS开发过程中出现的错误认识和行为而导致MIS开发的失败,这些情况已严重妨碍了计算机技术的进步。因此对MIS 有关的内容进行深入研究,提高工作效率,提高MIS开发成功率已变得十分重要。 1.2.1 MIS 的概念及解释 MIS 是一个不断发展的新型学科,MIS的定义随着计算机技术和通讯技术的进步也在不断更新,在现阶段普遍认为MIS 是由人和计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统。 1.MIS的对象就是信息 信息是经过加工的数据,信息是对决策者有价值的数据。信息的主要特征是来源分散,数量庞大。信息来源于生产第一线,来源于社会环境,来源于市场,来源于行政管理等部门。信息具有时间性。信息的加工方式有多种形式。 企业从信息管理的角度可划分为物流和信息流。生产过程是一个物流的投入产出过程,且是不可逆的过程。管理过程是信息流的过程,且具有信息反馈的特征。 2、系统是由相互联系、相互作用的若干要素按一定的法则组成并具有一定功能的整体。 系统有两个以上要素,各要素和整体之间,整体和环境之间存在一定的有机联系。系统由输入、处理、输出、反馈、控制五个基本要素组成。信息系统是输入的数据,经过处理,输出的是信息的系统。如图二所示: 3、管理信息由信息的采集、信息的传递、信息的储存、信息的加工、信息的维护和信息的使用五个方面组成。 任何地方只要有管理就必然有信息,如果形成系统就形成MIS。计算机设备使MIS更有效,尤其是现代社会,MIS已和计算机设备不可分离,因此一般来说MIS就是计算机MIS。MIS包括计算机、网络通讯设备等硬件成份,包括操作系统、应用软件包等软件成份。并随着计算机技术和通讯技术的迅速发展还会出现更多的内容。计算机设备并不是MIS的必要条件, 1.2.2 MIS 的结构、特征及相关学科 1、 MIS的结构 MIS由信源、信宿、信息处理、信息用户和信息管理者五个组成部分。 2、MIS的特性 完善的MIS具有以下四个标准:确定的信息需求、信息的可采集与可加工、可以通过程序为管理人员提供信息、可以对信息进行管理。具有统一规划的数据库是MIS成熟的重要标志,它象征着MIS是软件工程的产物。 通过MIS实现信息增值,用数学模型统计分析数据,实现辅助决策。 MIS是发展变化的,MIS有生命周期。 MIS的开发必须具有一定的科学管理工作基础。只有在合理的管理体制、完善的规章制度、稳定的生产秩序、科学的管理方法和准确的原始数据的基础上,才能进行MIS的开发。 因此,为适应MIS的开发需求,企业管理工作必须逐步完善以下工作: 管理工作的程序化,各部门都有相应的作业流程。 管理业务的标准化,各部门都有相应的作业规范。 报表文件的统一化,固定的内容、周期、格式。 数据资料的完善化和代码化。 3、MIS的相关学科 MIS是一个交叉性综合性学科,组成部分有:计算机学科(网络通讯、数据库、计算机语言等)、数学(统计学、运筹学、线性规划等)、管理学、仿真等多学科。随着科学技术的高速发展,MIS涉及的范围还要扩大。 1.2.3 MIS的划分 1、基于组织职能进行划分 MIS 按组织职能可以划分为办公系统、决策系统、生产系统和信息系统。 2、基于信息处理层次进行划分 MIS基于信息处理层次进行划分为面向数量的执行系统、面向价值的核算系统、报告监控系统,分析信息系统、规划决策系统,自底向上形成信息金字塔。 3、基于历史发展进行划分 第一代是由手工操作,使用工具是文件柜、笔记本等。第二代MIS 增加了机械辅助办公设备,如打字机、收款机、自动记账机等。第三代MIS 使用计算机、电传、电话、打印机等电子设备。 4、基于规模进行划分 随着电信技术和计算机技术的飞速发展,现代MIS 从地域上划分已逐渐由局域范围走向广域范围。 5、MIS的综合结构 MIS可以划分为横向综合结构和纵向综合结构,横向综合结构指同一管理层次各种职能部门的综合,如劳资、人事部门。纵向综合结构指具有某种职能的各管理层的业务组织在一起,如上下级的对口部门。 1.2.4 MIS的开发 1、 MIS的开发原则 创新原则,体现先进性。计算机技术的发展十分迅速,要及时了解新技术,使用新技术,使目标系统较原系统有质的飞跃。 整体原则,体现完整性。企业管理可以理解为一个合理的‘闭环’系统。目标系统应当是这个‘闭环’系统的完善。企业完整的实现计算机管理不一定必须在企业的各个方面同时实现,但必须完整的设计系统的各个方面。 不断发展原则,体现超前性。为了提高使用率,有效的发挥MIS的作用,应当注意技术的发展和环境的变化。MIS在开发过程中应注重不断发展和超前意识。 经济原则,体现实用性。大而全和高精尖并不是成功MIS的衡量标准。事实上许多失败的MIS正是由于盲目追求高新技术而忽视了其实用性。盲目追求完善的MIS而忽视了本单位的技术水平、管理水平和人员素质。 2、 MIS的开发方式 MIS的开发方式有自行开发、委托开发、联合开发、购买现成软件包进行二次开发几种形式。一般来说根据企业的技术力量、资源及外部环境而 定。 3、MIS的开发策略 不可行的开发方法:组织结构法,机械的按照现有组织机构划分系统,不考虑MIS的开发原则。 数据库法,开发人员从数据库设计开始对现有系统进行开发。 想象系统发,开发人员基于对现有系统进行想象为基础进行开发。 可行的开发方法:自上而下(Top__Down),从企业管理的整体进行设计,逐渐从抽象到具体,从概要设计到详细设计,体现结构化的设计思想。 自下而上(Bottom__Up),设计系统的构件,采用搭积木的方式组成整个系统,缺点在于忽视系统部件的有机联系。 两者结合是实际开发过程中常用的方法。通过对系统进行分析得到系统的逻辑模型, 进而从逻辑模型求得最优的物理模型。逻辑模型和物理模型的这种螺旋式循环优化的设计模式体现了自上而下、自下而上结合的设计思想。 4、MIS的开发方法 完整实用的文档资料是成功MIS的标致。科学的开发过程从可行性研究开始,经过系统分析、系统设计、系统实施等主要阶段。每一个阶段都应有文档资料,并且在开发过程中不断完善和充实。目前使用的开发方法有以下两种: 瀑布模型(生命周期方法学) 结构分析、结构设计,结构程序设计(简称SA—SD—SP方法)用瀑布模型来模拟。各阶段的工作自顶向下从抽象到具体顺序进行。瀑布模型意味着在生命周期各阶段间存在着严格的顺序且相互依存。瀑布模型是早期MIS设计的主要手段。 快速原型法(面向对象方法) 快速原型法也称为面向对象方法是近年来针对(SA—SD—SP)的缺陷提出的设计新途径,是适应当前计算机技术的进步及对软件需求的极大增长而出现的。是一种快速、灵活、交互式的软件开发方法学。其核心是用交互的、快速建立起来 www.51lunwen.com 的原型取代了形式的、僵硬的(不易修改的)大快的规格说明,用户通过在计算机上实际运行和试用原型而向开发者提供真实的反馈意见。快速原型法的实现基础之一是可视化的语言的出现。 两种方法的结合 使用面向对象方法开发MIS时,工作重点在生命周期中的分析阶段。分析阶段得到的各种对象模型也适用于设计阶段和实现阶段。实践证明两种方法的结合是一种切实可行的有效方法。 1.3 我国电力企业信息化建设现状以及存在的问题 我国电力企业信息化总体上处于较高水平。由于电力生产安全性与稳定性的要求,电力企业对生产、调度过程控制的自动化应用一向比较重视,而对业务管理信息化的重视却相对不足。我国电力企业信息化发展的特征如下: 1、信息化基础设施相对完善 我国电力企业信息化起源于20世纪60年代,电力行业相比其他行业的信息化进程较为领先。目前,电力系统的计算机装备水平已大大提高,中小型机、微型计算机装备级别不断更新提高,路由器、交换机等网络设备数量增加较快。 以河南电力公司为例,到2005年10月,全公司系统拥有小型机服务器95台、pc服务器737台、微机工作站17000多台,加上网络设备和软件,形成固定资产价值总计5.77亿元,净值3.24亿元,达到了管理岗位“人手一机”的装备水平。在网络建设方面:河南电网主要通信方式为光纤数字通信为主,已建4100公里专用光缆。运用ATM技术建成了以省公司为中心,上连国网公司和国际互联网,下连内部单位47个(包括统调电厂11家),网上用户3万多人的综合信息网络系统。各基层单位均建立了局域网,局域网主干传输速率达到千兆,各单位也都建立了互联网通道。 2、电力生产、调度自动化系统应用成熟 厂站自动化历来是电力行业信息化建设的重点,大部分水电厂、火力发电机组及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。对于电网企业,提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC、以及EMS等系统已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的调度100%实现了自动化。我国电厂、电力调度的自动化水平达到国际先进水平。 3、电力营销管理系统得到广泛应用 为适应电力市场化改革的需求,为客户提供更好的服务,原国家电力公司在2002年提出改革传统供电营销管理模式,实施电力营销全过程的计算机网络化改造。各省公司供电局响应这种要求,普遍建立了用电管理信息系统,地(市)级供电企业基本实现了业务受理的计算机化。此外,响应国家电网公司提出的建立供电营销客户服务系统的要求,各地供电部门积极进行客户服务中心的建设,一批供电客户服务呼叫中心初步建立起来。 4、管理信息系统的建设与应用逐渐推进 国家电网公司所属的各级分子公司积极开展管理信息系统的建设和应用工作。管理信息系统(MIS)建设初具规模,建立了办公自动化系统、综合指标查询系统,开发了计划统计管理、人事劳资管理、生产管理、设备管理、安全监督管理、电力负荷管理、营销管理、燃料管理、工程管理、财务管理、电网实时信息等应用系统为主要功能的网络化的企业管理信息系统,实现办公环境网络化和计算机化。各发电集团公司也把企业信息化建设放到重要位置,重新规划企业信息化发展蓝图,借助信息化改造和推动电力工业现代化。各公司在“统一领导、统一标准、统一规划,和统一管理、分步实施”方针指导下,建立数字化办公环境、企业综合业务系统、办公自动化系统、多媒体会议系统等,为公司业务管理和决策服务。 5、电力企业管理信息系统建设存在的主要问题 (1)、 急功近利 企业中具有条件的部门客观上不可能完整的设计整个系统的MIS,仅从本部门的利益出发率先实现了计算机管理。就企业的整体MIS而言是重复投资,造、财、物极大浪费的直接原因。 (2)、 贪大求全 许多MIS设计的非常完善,项目完成后确难以发挥作用而成为失败的例子,其原因忽视企业的当前实际情况盲目追求高新技术。 (3)、 重复开发 重复开发不仅浪费时间和人力、物力,而且重复开发的系统经常性的处于修修补补的完善过程中。 (4)、重‘硬’不重‘软’ 企业使用不懂MIS的人员搞MIS的工作。这些人被戏称具有‘电灯泡‘思想,只重视购买设备而不了解‘软件’才是MIS的根本内容。 (5)、只重开发不重维护 许多电力企业的MIS建设花费了巨大的人力和物力,但投入使用运行后不久就夭折了,原因在于严重忽视软件工程的最后一个也是最重要的一个环节-维护而导致MIS的失败。 1.4 建设电力企业管理信息系统的科学方法 河南省电力公司于1997年开始全面建设地市局的MIS系统,截止2002 年,全省18家地市级供电公司均建成了各自的管理信息系统。但是实用化的效果并不理想,与预期的目标相去甚远,有的单位甚至没有投入使用。 因此,建设电力企业的管理信息系统,应该遵循科学的方法,要从系统目标和内容的确立、开发过程的组织与控制、按计算机的特点组织系统等几个方面进行深入分析,要结 合本单位生产和管理的实际情况,而仅仅注重计算机技术和程序开发是不够的。 一、确立系统目标和内容 MIS的建设中,系统的最终目标和内容常常难以确定。比如:电力设备管理系统,设备的种类成千上万,规格型号、归属部门、安装位置等千差万别。 MIS要管理的内容、达到的效果及运行后的状态等涉及的内容很多,很难通过调研完全确定所有的内容。事实上,MIS建设和一般工程的根本区别就是不能在开发前完全确立系统的目标和内容,即不可能期望有一个详尽的设计去简单地、方便地组织和控制系统的建设,这是MIS建设的最大特点,也最易引起比较大的问题。 常有人希望先有一个详尽的设计,再根据设计实施开发。这要求开发者不仅要在短时间内把原有的工作方式完全掌握,而且要设计出一种新工作方式,实际上是很难做到的。一方面,计算机技术人员掌握的是运用计算机技术的能力,而并非快速学习掌握任何工作方式的能力。短期内计算机技术人员不可能完全掌握原有的工作方式。另一方面,一种新的工作方式的确定必然要经过用户反复的试验,不可能借助任何图表、算法而一次确定,更不可能由计算机自动产生出来。有的系统调查花数周或二三个月的时间整理出大量的表格,看似很有收获,而系统开发的决策者和组织者却并不明确系统开发究竞能有什么效果,引起怎样的变化。在这种情况下就由计算机技术人员展开程序开发,带有很大的盲目性,往往引起系统开发的紊乱或失败。 MIS建设应从实际需要和可能出发,确立适度的开发目标和内容,使企业的决策者和系统的开发者都对系统建设心中有数,以便有效地安排和布署开发工作,并且在开发过程中逐步确立新的工作方式。系统的目标和内容涉及因素很多,而应考虑相应的策略和方法: (1)系统分解。系统建设的规模一般较大,不易掌握和控制,可以将其分解为多个子系统,以降低系统的复杂性。原有方式总是按照工作相关的程度分为多个部门,因此,划分子系统是方便的,关键是要制定描述子系统间联系的约束规范,以此保证各子系统最终能形成一个统一的系统。 (2)全面评估。对于各子系统,全面评估系统开发的目的、内容、效果、条件相运行后的维护扩展等因素,这些因素关系到系统建设的成败,应从实际需要和可能出发,要从大局着眼进行认真的分析。盲目求大求全就会导致图虚名而招实祸,达不到预期的效果。 (3)逐步迫近。在满足系统约束规范的基础上,用快速原形法开发各子系统。这样就不必首先进行详尽的需求分析,以完全掌握原有的方式,而是通过试运行把用户的需求不断吸收进去,让系统直接逼近开发目标。这样做有许多益处:可以降低开发者掌握原有系统的难度;可以更准确地了解用户的需求、确立新的工作模式;开发过程中,用户已经接受了新的系统。 二、组织与控制开发过程 系统开发的涉及面和工作量一般很大,开发者应有一个通盘的考虑,把握和控制开发过程,并把许多人的工作有效地衔接起来,形成一个统—的工作方式。由于开发过程的主要工作和最终表现形式是大量的程序开发,人们常常仅仅关注程序的开发,这很不够。就象战争虽然最终要表现为战场上的厮杀,而厮杀背后的运筹对战争的胜负至为重要一样,开发过程的组织与控制决定着系统建设的成败。这里提出以下方法: 1 平稳安排 MIS建设中常常有开发了大量的程序,再一次性地投入试运行;还有的对开发工作中的问题和困难估计不足,把开发规模展开的过大而无法控制。这都会使工作量和难点过于集中,防碍系统建设。通过对系统的分解,根据工作量、用户情况及其在系统中的作用等因素排列开发顺序,并根据子系统的开发情况随时调整和部署开发工作,使系统开发能有一个由小到大的、平稳的发展过程,并能方便地形成系统。 2 整体控制 在开发过程中,许多出于局部利益的问题影响系统的形成。有的用户对计算机不了解,常常在完成了一个功能以后又提出新的要求,而开发者看来这是应该统一考虑的问题有的用户掌握一定的计算机知识,但是真正了解和接受系统观念的极少,他们会从孤立的角度提出和系统相悖的要求,甚至仅仅把开发者当作程序员,自己直接安排开发工作。并认为实现他们提出的功能要求比较简单,开发者应该马上完成。开发者如果不够冷静,很容易陷入具体问题中去,头痛医头,脚痛医脚,失去对开发过程的整体控制。在这种情况下MIS建设是不会成功的。因此,开发者应善于了解和把握系统性、本质性的问题,有一个明确的系统概念,同时,要采取有效的技术和组织措施,确保在开发工作中处于主动,以便有效地贯彻系统建设的思想,把系统建设推向成功。 3 吸引用户 在开发过程中用户的参与对整个系统建设至关重要。有的开发者只把着眼点放在计算机技术本身,按照自己的构想做出了大量程序,而用户却不愿使用,使开发工作落空。还有的仅仅靠说服有关领导,用行政命令迫使用户参与开发,这样很容易使用户消极甚至反感,导致开发相应用的脱节。常常有开发者抱怨用户不能很好地配合,甚至认为用户的文化素质低或者在中国搞MIS超前,其原因就是没有做好用户参与开发的工作。 及时投入试运行是吸引用户参与开发工作并和他们具体交流的有效途径。为此,子系统的分解要便于开发和试运行。在诸多子系统中,应注意选取那些使用效果明显又易于开发的子系统首先开发,其运行效果会增强用户对系统建设的信心和对开发者的支持。 4 迅速过渡 整个系统的形成需要有一个渐进的过程,不可操之过急,而子系统的开发则必须迅速完成,才能确保整体L的从容部署,这是系统建设的节奏。如果长时间不能过渡到新的工作方式上去,用户会消极应付,同时也给程序调整带来困难。 三、按计算机的特点组织系统 原有的方式一般是以适应人的工作特点逐步形成的,常常是分散的、不规范的、其处理过程也较长。而计算机系统适合处理大批量的、规范的数据,并且处理过程力求简明。按计算机的特点组织新的系统,不单单提供了数据的处理而且能使工作方式变得规范、简明。因此,MIS的开发不是在模拟原有的方式,而是根据计算机的特点重新设计出一种新的工作模式。实际工作中,对这一点常常比较忽视,甚至完全根据人工方式的特点设计计算机的功能。就象如果用工匠们手工生产方式设计汽车工业的生产线,实际上并不能真正提高效率一样,这样的MIS建设并不能发挥出应有的作用。 计算机系统的“基础结构”是对企业的数据进行总体的规划和组织,建立起统一的数据平台。以数据平台为中心,将系统开发划分为形成数据平台和由数据平台变换出结果两个部分,在整体上使系统结构简单明了。建立数据平台是面向计算机的有效方法,但不适于直接面对用户及其所使用的工作方式。作为—种开发方法,它适用于目标及所包含的数据内容明确的系统,如:民航及铁路售票系统。这种系统可以直接从组织数据入手实施开发。而对于目标及所包含的数据内容隐蔽的系统,如电厂的设备管理系统,首先要面对的是用户及其所使用的比较模糊的工作方式,对此开发人员在短期内完全掌握是不可能的。此时应采取分解的方式,通过试运行把用户的需求不断的吸收到系统中去。在这个过程中,开发者要注意以数据平台为中心建立起新的系统结构。

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