【文章內(nèi)容簡介】 3 信息系統(tǒng)的建設(shè)取得了預(yù)期的效果，提高了辦公效率和管理水平， 降低生產(chǎn)運營成本。 論文 結(jié)構(gòu) 本文主要以管理學、軟件工程、信息系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合一個現(xiàn)有的風電公司，分析風電行業(yè)在信息化方面存在的問題和解決方案，利用需求工程（ RG）理論，獲取風電企業(yè)建設(shè) WPIS 信息 系統(tǒng)的需求并進行分析，提出了滿足現(xiàn)有風電企業(yè)信息化發(fā)展要求的一套管理信息系統(tǒng)的建設(shè)方案。 論文章節(jié)安排如下： 第一章緒論。這部分主要介紹了近年來 風電場發(fā)展的優(yōu)勢和趨勢，分析了這個新型產(chǎn)業(yè)的愿景和未來，同時提出了這個行業(yè)發(fā)展存在的問題，提出建設(shè)一套適合風電特色的管理信息系統(tǒng)（ WPIS 系統(tǒng)）的必要性和重大意義。 第二章 WPIS 信息系統(tǒng)分析。這一部分主要講解了風電場建設(shè)中信息化方面建設(shè)情況，分析了風電場信息化方面存在的問題，并針對現(xiàn)有國內(nèi)已建設(shè)好的風電場信息系統(tǒng)進行了調(diào)研，并做了充分的調(diào)研分析報告 ，提出了建設(shè) WPIS 信息系統(tǒng)的解決方案 。 第三章是 WPIS 信息系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計，這是本文的重點。本章中，首先就系統(tǒng)的需求分析進行了描述，從用戶角度、功能角度 、業(yè)務(wù)角度等進行了需求分析，最后獲取了功能設(shè)計架構(gòu)圖。然后根據(jù)系統(tǒng)的部署情況和公司實際，針對系統(tǒng)進行了概要設(shè)計，主要包括網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 、運行環(huán)境設(shè)計等。 第四章是 WPIS 信息系統(tǒng)的實現(xiàn)和測試，這一章主要是 WPIS 信息系統(tǒng)的詳細設(shè)計，根據(jù)上一章節(jié)中的功能設(shè)計，進行各項功能模塊的實現(xiàn)，給出了數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及運行環(huán)境的設(shè)計。最后對實現(xiàn)的系統(tǒng)進行了簡要的展示和系統(tǒng)測試，測試結(jié)果滿足要求。 第五章是總結(jié)與展望?？偨Y(jié)了全文的主要工作，對風電場 WPIS 信息系統(tǒng)下一步進行了 展望 。 北京大學碩士學位論文 4 第二章 WPIS 信息系統(tǒng)分析 引言 建設(shè)一套信息系統(tǒng) ，首先分析同行業(yè)信息化的建設(shè)情況，了解同行業(yè)，尤其是同地區(qū)信息系統(tǒng)建設(shè)情況，有著重要作用。本章著重分析本企業(yè)建設(shè)信息系統(tǒng)的必要性，從風電場的現(xiàn)狀入手，分析了風電場在生產(chǎn)經(jīng)營和日常管理等方面存在的問題，將風電場普遍的信息化狀態(tài)進行了闡述。并且對同行業(yè)建設(shè)信息化水平較高的廠家進行了調(diào)研分析，得出了調(diào)研報告。勾勒出建設(shè) WPIS 信息系統(tǒng)的基本框架和技術(shù)方案，提出了基于 WPIS 信息系統(tǒng)的解決方案。 風電場信息化現(xiàn)狀分析 我國風電場雖然起步較晚，但是在國家政策的下，風電場發(fā)展 的速度十分驚人。由此，造成大多投資風電場建設(shè)的各家國有企業(yè)或者民營企業(yè)為擴大裝機容量，紛紛跑馬圈地，在風電行業(yè)造成國內(nèi)“重建設(shè) 輕管理”等特點。經(jīng)調(diào)研，以一個裝機容量為 的風電場為例，生產(chǎn)運維人員約 13 人，除了負責正常的生產(chǎn)運維外，還要負責生產(chǎn)現(xiàn)場日常管理。生產(chǎn)運維日常工作基本靠人工完成，工作票、操作票、值班日志等等工作靠手工填寫，查找以往數(shù)據(jù)和資料較為困難。各項數(shù)據(jù)沒有積累功能，不能為有效的決策提供幫助。 現(xiàn)在風電公司大部分都擁有的系統(tǒng)只是由風機設(shè)備廠家提供的風機 SCADA系統(tǒng)，和財務(wù)用友系統(tǒng) 。 風機 SCADA 系統(tǒng)提供全場的集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，將全場的風機上運行的數(shù)據(jù)，如：風速、轉(zhuǎn)速、溫度、電量等信息，經(jīng) RTU 現(xiàn)場采集終端，通過風電場內(nèi)部環(huán)網(wǎng)光纖，送至升壓站集中控制室，在集控室集中控制平臺得到很好的圖形化展示，從而進行風機運轉(zhuǎn)狀況、風速、變槳、偏航等的調(diào)控。 財務(wù)用友系統(tǒng)主要是財務(wù)做賬使用，采用內(nèi)部局域網(wǎng)的方式，進行數(shù)據(jù)錄入、審核和查詢。 現(xiàn)有的兩套系統(tǒng)現(xiàn)在都處于獨立運行狀態(tài)，數(shù)據(jù)沒有得到較好的集成和共享，各項數(shù)據(jù)處于信息孤島，其他信息系統(tǒng)基本沒有建立。 北京大學碩士學位論文 5 風電場管理 信息調(diào)研 分析 建設(shè)一套管理信息系統(tǒng)，現(xiàn)今，有很多成熟的技術(shù)可供選擇，技術(shù)方案的選擇，要根據(jù)企業(yè)的實際情況進行抉擇，還要考慮到費用和系統(tǒng)升級等諸多問題。我公司在建設(shè)信息系統(tǒng)之前，進行了多家調(diào)研工作。主要是三峽集團公司旗下一家風電場建設(shè)的 MIS 系統(tǒng)和中國水利水電股份集團公司（以下簡稱“中水公司”）旗下一家風電的生產(chǎn)運維信息系統(tǒng)。具體如下： 中水公司建設(shè)的生產(chǎn)運維信息系統(tǒng)主要考慮的內(nèi)容是以風電設(shè)備管理為中心，將生產(chǎn)運行、備品備件、實時數(shù)據(jù)集成到一個頁面，實現(xiàn)標準工作包，標準作業(yè)計劃、標準安全計劃、標準隔離指令、故 障代碼，標準作業(yè)計劃減少重復(fù)的工作單的編制過程，使設(shè)備維修人員實時得到合理安排設(shè)備維修工作所必須的信息，在設(shè)備檢修單、工作票的發(fā)起過程中可以和預(yù)先定義的標準操作規(guī)程進行關(guān)聯(lián)，這樣就可以將標準化的管理融入日常的生產(chǎn)管理過程?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)從關(guān)口電表、風機 SCADA 系統(tǒng)提取實時數(shù)據(jù)，自動化生成生產(chǎn)日報、月報、年報，大量節(jié)省了人工統(tǒng)計報表時間。對風機關(guān)鍵部件的檢測數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，對超出設(shè)定閥值的指標進行告警提醒，實現(xiàn)了輔助現(xiàn)在運行人員及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場中存在問題。 優(yōu)點是中水公司不僅具備軟件開發(fā)的條件和技術(shù)，而且中水公司旗下 有多家風電場，軟件公司開發(fā)的信息系統(tǒng)可以與風電場的實際情況和需求較好的吻合，軟件的實用性很強，能夠較好的解決生產(chǎn)中遇到的各項難題。缺點是，中水公司使用的軟件平臺在數(shù)據(jù)接口只考慮到內(nèi)部公司各個系統(tǒng)和功能模塊的設(shè)計，沒有預(yù)留接口，或者接口的標準化不清晰。 [2] 三峽集團下屬的風電場，建設(shè)的信息系統(tǒng)主要是涉及到生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營、物資采購、財務(wù)、人事、行政、客戶管理和戰(zhàn)略管理，主要功能暫時為領(lǐng)導(dǎo)層提供實時的設(shè)備維護成本信息，計劃性的設(shè)備維護成本及主要設(shè)備的運行狀態(tài)。為生產(chǎn)技術(shù)人員提供設(shè)備的基本運行參數(shù)、設(shè)備維護要求 、設(shè)備的投運狀態(tài)等，基本架構(gòu)采用的是 B/S，和 J2EE 開發(fā)。 [3]其使用的軟件產(chǎn)品來源于瑞典的 IFS 產(chǎn)品，它是全球知名的專業(yè)做 ERP/EAM 的廠家，具備 40 年的工作經(jīng)驗和歷史沉淀。主要致力于電力行業(yè)信息系統(tǒng)的開發(fā)，較為熟悉電力行業(yè)，它的功能模塊化組件技術(shù)在業(yè)界處于領(lǐng)先地位，據(jù)了解至今為止， IFS 產(chǎn)品模塊已經(jīng)超過 70個。我公司調(diào)研的三峽集團公司，建設(shè)和使用的模塊在 15個，按照其北京大學碩士學位論文 6 集團內(nèi)部規(guī)劃，逐步達到 30 多個模塊。優(yōu)點： IFS 產(chǎn)品，在軟件平臺的穩(wěn)定性、后期服務(wù)、整體規(guī)劃等等諸多方面都較優(yōu)秀，適應(yīng)于集團化、專業(yè)化 、整體性的要求，能夠較好的滿足風電企業(yè)各項業(yè)務(wù)的要求，能夠提升工作效率。缺點：前期投入資金較大，不適應(yīng)于小型風電場或者中小型企業(yè)開發(fā)。 經(jīng)過以上調(diào)研，我公司要建立的信息系統(tǒng)，必須考慮一下幾個問題，第一是費用問題，雖然三峽集團的 IFS 產(chǎn)品 在功能的實現(xiàn)方面 非常好，能夠滿足我公司的業(yè)務(wù)需求，但是 IFS 產(chǎn)品的費用相對較高。超過公司年度信息化的預(yù)算。第二是技術(shù)問題，必須考慮到軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實用性。第三是長期規(guī)劃要求，建設(shè)的軟件系統(tǒng)必須能夠滿足公司至少 35 年的技術(shù)要求，能夠與其他信息系統(tǒng)進行整合，避免形成信息孤島 。 基于 WPIS 信息系統(tǒng)的解決方案 根據(jù)以上情況， 為了解決風電場現(xiàn)有的信息化孤島和信息傳遞不及時等欠缺，建設(shè)一套滿足于兩地辦公或者多點辦公要求的管理信息系統(tǒng)勢在必行?？紤]到風電場現(xiàn)有發(fā)展和人員配置情況，以及日后風電場發(fā)展以及人員增加等情況。選擇適合的軟件開發(fā)語言、建模語言和架構(gòu)等等，根據(jù)風電場各層管理人員的業(yè)務(wù)需求和公司各項業(yè)務(wù)管理流程，建立一套適合風電場辦公和業(yè)務(wù)發(fā)展的管理信息系統(tǒng) (WPIS 信息系統(tǒng) )。信息系統(tǒng)建設(shè)方，必須在國內(nèi)具備較好的業(yè)績，在風電行業(yè)具有成熟的案例，系統(tǒng)的建設(shè)必須考慮到公司 至少 5 年后發(fā)展的業(yè)務(wù)需求，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，并且預(yù)留與其他常用系統(tǒng)的接口。 [4]開發(fā)的系統(tǒng)適用性應(yīng)較好，軟件平臺能夠?qū)崿F(xiàn)二次開發(fā)。系統(tǒng)的部署要采用 B/S 架構(gòu)，要基于J2EE 進行開發(fā)，采用 JAVA 語言。數(shù)據(jù)存儲要采用雙鏈路和負載均衡，預(yù)留災(zāi)備的接口。 本章小結(jié) 本章內(nèi)容主要 分析了風電場現(xiàn)有信息化建設(shè)情況，分析了風電行業(yè)大發(fā)展的背景下，風電場信息化建設(shè)滯后造成的工作以及辦公上的不便 ， 闡述了建設(shè)一套合適風電特色的 WPIS 信息系統(tǒng)的重要性和重要意義 。針對風電行業(yè)國內(nèi)建設(shè)較好的兩家企業(yè)進行了調(diào)研， 從技術(shù) 層面 和開發(fā)費用方面 ，分析了 WPIS 信息系統(tǒng)北京大學碩士學位論文 7 建設(shè)過程中，需要涉及到的軟件開發(fā)技術(shù)、軟件開發(fā)語言 、 開發(fā)平臺 和建設(shè)費用 ，闡述了兩家企業(yè) 使用的信息系統(tǒng) 的技術(shù)方面優(yōu)點和缺點，選擇了適合風電場要求的開發(fā)技術(shù)和開發(fā)語言。 最后， 從宏觀角度，提出了建設(shè)風電企業(yè)信息系統(tǒng)的解決方案 。 北京大學碩士學位論文 8 第三章 WPIS 信息系統(tǒng)的需求分析與概要設(shè)計 引言 WPIS 信息系統(tǒng)的建設(shè) ,其中一項 主要內(nèi)容是 需求分析和概要設(shè)計，建成的信息系統(tǒng)主要目的就是為了很好的滿足公司的各項需求。本章節(jié)的主要 內(nèi)容就是對 WPIS 信息系統(tǒng)進行較為詳細的需求分析，從使用者的角度，分析識別用戶類，將各個用戶的需求歸納為用戶類的需求，最后獲取了大致的需求架構(gòu)圖。功能需求是對用戶類需求的進一步細化，也是對需求架構(gòu)圖的延生。通過對功能需求的獲取，最后繪制了 WPIS 信息系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖。概要設(shè)計主要是針對獲取的各類需求和功能設(shè)計，從系統(tǒng)架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境角度、安全角度、網(wǎng)絡(luò)部署角度、運用環(huán)境角度等諸多方面進行整體設(shè)計，以滿足需求分析階段列出的為了實現(xiàn)的各類需求而進行的設(shè)計。 [5]概要設(shè)計是論文的核心環(huán)節(jié)，也是 WPIS 信息系統(tǒng)實現(xiàn)功 能的依據(jù)，也是從宏觀指導(dǎo) WPIS 信息系統(tǒng)建設(shè)的根本。 需求分析 需求分析是 WPIS 信息系統(tǒng)建設(shè)的首要問題，需求分析主要分為用戶需求、業(yè)務(wù)需求、功能需求和非功能需求。 [6]每個需求的具體分析側(cè)重點不同，用戶需求主要是從使用者的角度獲取需求，業(yè)務(wù)需求主要是從各職能部門的業(yè)務(wù)工作獲取需求，功能需求主要從功能角度獲取需求，非功能需求主要從系統(tǒng)的性能、運行狀態(tài)等獲取需求。 用戶識別 WPIS 信息系統(tǒng)在做需求分析前期，必須明確此系統(tǒng)的參與者，明確出與系統(tǒng)交互的人、或者其他系統(tǒng)或者設(shè)備。這是開展 需求分析的關(guān)鍵，也是首要的。管理信息系統(tǒng)終極目標是實現(xiàn)企業(yè)資源計劃（ ERP），把企業(yè)各項業(yè)務(wù)流程全部運用和實現(xiàn)在信息系統(tǒng)中，根據(jù)公司的實際情況，逐步開發(fā)實現(xiàn) 。下面，我們以一個 100MW 風電場進行舉例，大致分析風電場管理信息系統(tǒng)的參與者。一個 100MW北京大學碩士學位論文 9 風電場，定員編制大概需要 30 人（不考慮勞務(wù)派遣和輔助性及臨時性崗位人員），大致設(shè)置 5 個部門，分別為安全技術(shù)部、綜合管理部、工程管理部、財務(wù)管理部和發(fā)電部，以上部門分別由 2 個副總經(jīng)理進行分管，公司設(shè)置 1 位總經(jīng)理，全面管理企業(yè)。 [7]如下圖組織機構(gòu)圖所示： 圖表： 所以，我們建設(shè)的 WPIS 信息系統(tǒng)的參與者為：公司領(lǐng)導(dǎo)層（公司總經(jīng)理、副總經(jīng)理）、安全員、技術(shù)員、行政管理人員、人事管理、后勤管理、工程技術(shù)人員、財務(wù)會計、出納、生產(chǎn)運行人員、檢修人員等等。 大致分為三類，分別是領(lǐng)導(dǎo)決策層、管理人員和生產(chǎn)人員。 各個角色 在建設(shè)管理信息系統(tǒng)具有不同的需求，而且 在管理信息系統(tǒng)的功能模塊中發(fā)揮重要的作用。 當然，還包括其他系統(tǒng)，管理信息系統(tǒng)需要和其他管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，如：財務(wù)管理系統(tǒng)和風機SCADA 系統(tǒng)。 總經(jīng)理 安全技術(shù)部 綜合管理部 副總經(jīng)理 副總經(jīng)理 工程管理部 財務(wù)管理部 發(fā)電部 安全員 技術(shù)員 行政管理員 人事管理 后勤管理 技術(shù)員 會計 出納 運行人員 檢修人員 人員分類 領(lǐng)導(dǎo)決策人員 管理人員 生產(chǎn)人員 北京大學碩士學位論文 10 圖表 人員分類圖 用戶需求 從上一小節(jié)，我們可以看到， 經(jīng)過用戶識別，我們把信息系統(tǒng)的使用者大致分為了領(lǐng)導(dǎo)決策人員、管理人員和生產(chǎn)人員三大類。下面我們主要說明三類人員的具體需求。 領(lǐng)導(dǎo)人員一般關(guān)注的是公司各個指標完成情況，能夠?qū)崟r的觀測到風電場各臺風機的發(fā)電量情況，能夠通過圖形化，簡單易懂的方式，直觀的看到風機啟停狀態(tài)，瞬時風速，各臺風機累計發(fā)電量完成情況。能夠看到公司各項經(jīng)營業(yè)績指標完成情況，結(jié)合年度各項指標的預(yù)算值，就完成情況進行比對，能夠直觀的了解到各項費用的完成 情況，以及控制狀態(tài)。能夠提供超值報警功能。 [8] 領(lǐng)導(dǎo)人員 系統(tǒng)用例圖： （圖表 用例圖） 領(lǐng) 導(dǎo) 人 員設(shè) 備 可 靠 性 監(jiān) 視數(shù) 據(jù) 指 標 監(jiān) 視數(shù) 據(jù) 報 表 監(jiān) 視指 標 考 核經(jīng) 營 報 表 審 核經(jīng) 濟 合 同 審 核北京大學碩士學位論文 11 管理人員主要包括了：財務(wù)人員、行政管理人員、經(jīng)營合同管理人員等等。其中財