核电厂生产系统数据模型设计方法与应用_杨沥铭.pdf

科技视界Science&Technology VisionDOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.31.12核电厂生产系统数据模型设计方法与应用杨沥铭（中核核电运行管理有限公司业务标准处，浙江 嘉兴314000）?【摘要】概念数据模型，是面向用户、面向现 实 世 界 的 数 据 模型，是现实世界到信息世 界 的 第 一 层 抽 象，纯 粹 反 应业务信息需求的概念结构。从用户的视觉角度出发，实现对业务 进行可视化建模，会使业务表达直观、易于理解。在核电 厂 日 常 工 作 中，对 现 有 系 统 提 出 数 据 需 求 时，通 过 核 电 厂 生 产 业 务 概 念 模 型 的 可 视 化 模 型，能 够 帮 助 业 务 人 员 清 楚地理解当 前系统中数据产生、流转、使用 情况，高效高质 量 的地 沟 通 自身 的数据需求。本文讨论如何 实现核电厂业务概念数据模型的可视化建模。【关键词】核电厂；生产信息系统；业务数据；数据模型；可视化建模?0引言生产运行各系统间的交叉协作，意味着业务对象数据的分散，由于跨领域、跨专业的数据流转，使得很难做到对数据的全生命周期管理，数据间的关系不能具象化表达，当数据产生差异时，无法及时进行溯源。本文旨在介绍核电厂生产数据模型的设计方法与应用，在核电站日常的生产数据建模时，可高效形象的表达各生产业务数据间的实体属性、实体关系、数据来源等，以便于组织理解和沟通数据需求。生产系统数据模型的意义在于以下方面：（1）有益于交流及理解方便跨部门、跨业务领域、跨技术背景的数据干系人理解业务需要，并能统一决策；便于业务负责人对自身业务的深入理解，同时也利于他人理解业务，可以更有效地进行知识的沉淀和迁移；（2）有利于表达的准确性数据定义清晰，无二义性；数据来源表达清晰；数据关系表达形象；（3）有助于风险管理在数据及业务产生争议时，能清晰的展现出相关干系方；通过数据模型可以获得属性和属性间的相互作用及这些属性调整导致的可能影响。1生产系统数据模型设计与应用总体思路核电厂在不同业务发展阶段信息系统的建设是相对独立的建设模式，各信息系统相对独立，虽然有企业总线作为各信息系统间的媒介，但最大的挑战还是来自信息系统建设中数据模型的不统一，为统一核电厂信息系统数据标准，高效合规地对生产系统数据模型进行设计，并对各模型进行管理，首先建立业务数据模型设计相作者 简介：杨沥铭，数据规划 工程师，研究 方向为 核电厂生产 运 行 管 理 系 统 业 务 设 计、数 据 治 理、项目管 理。科技新知044Science&Technology Vision科技视界关规范，然后进行生产数据模型应用系统建设实现规范的落地。2数据模型设计规范开发通过数据模型相关规范及管理程序的发布和落地，从全局入手，设计相对标准化的数据模型，并构建统一的数据模型管理体系，生产系统数据模型相关规范主要有：（1）业务数据模型规范：旨在为业务数据模型的编制提供统一的格式要求，同时作为信息系统建设时数据模型设计的规范要求。（2）业务数据标准规范：旨在为企业定义统一的生产业务对象数据定义标准，同时作为信息系统建设，数据定义上的规范要求。（3）业务数据编码规范：旨在规范企业数据资产编码，统一数据实体及属性的编码规范，通过业务域及子域划分编码。（4）参考数据管理规范：旨在规范企业的参考数据管理，统一参考数据实体定义及属性定义规范，明确参考数据管理流程及权责。3生产数据模型应用系统生产数据模型应用系统负责对核电厂数据模型进行管理、校对、分析及数字化展示提供支撑，并实现统一的、多系统、团队协作的数据模型管理模式，通过对数据模型相关标准的系统内置，解决企业数据模型管理分散、无统一模型视图、模型无管控过程、数据模型标准未有效落地、数据模型设计与系统实现上的技术偏差等问题。通过对核电厂数据模型管理及业务友好可视化的角度，使用 E-R 图形式，表达核电厂生产数据模型，基于HTML5 的 canvas 绘图标签及开源的 mxGraph 进行生产数据模型的图形可视化、图形交互、图形布局、图形分析等。技术实现方便，前端界面布局通过 elementUi 栅格布局对界面进行切分，将界面分割为模型卡片列表及模型树，模型树通过 card 卡片包裹，Tree 树形控件渲染，绑定点击方法，通过点击事件切换右侧模型卡片列表。模型卡片本身，绘图详情界面通过 iframe 引入经过二次开发的 mxgraph 绘图、手动封装 Custom.js、Menu.js以达解决本平台针对核电厂数据模型的个性化需求，同时在 drawDetail.vue 组件中，通过监听 Graph.js 中dblClick 方法进行实体及属性编辑的交互，属性编辑列表则通过 vxe-table 渲染数据，可在数据量比较庞大的情况下，实现页面高性能操作。3.1系统功能架构生产数据模型应用系统功能架构如图所示。3.2系统数据架构生产数据模型应用系统数据架构如下图所示。针对数据模型系统的数据分类做如下说明：（1）实体：是用来表达对于业务来说非常重要或值得获取的事物及与之相关的信息集合；（2）主实体：实体是业务数据模型所涉及业务的核心对象或主要对象，在一个业务数据模型中，至少有一个主实体；（3）子实体：子实体是主实体的子对图1数据模型系统功能架构图科技新知045科技视界Science&Technology Vision象，在业务逻辑上不能脱离主实体独立存在；（4）引用实体是由于主实体或子实体需要引用某个对象属性而引入的其他业务模型的实体；（5）属性：是一个属于某个实体的相对独立的信息，用于描述实体的一个特征；（6）关系：即实体间的关系，用来说明实体间的规则。3.3数据模型设计在数据模型应用系统中，可以通过拖拉拽等操作方式，可视化进行模型的设计，可以完善属性定义，用于说明业务中各个对象的定义描述，并且可以可视化展示各个对象之间的关系以及与外部业务之间的数据关系。生产系统数据模型如下图所示：图3数据模型可视化生产系统数据模型实体属性定义可以对描述实体的各个属性进行定义，包括唯一标识该属性的属性编码，属性的中英文名称，业务上对于该属性完整性等要求。4应用效果通过核电厂生产数据模型的可视化建模应用，重新对核电厂生产业务的数据进行可视化建模，理清电厂生产信息系统的数据关系，明确数据源头，数据血缘关系，为后续数据分析应用或者新的业务需求开发奠定基础，避免了数据冲突，方便需求的理解。5结语核电以其行业特殊性，保障机组的安全、稳定运行始终是运行电厂的首要任务，借助信息化手段提升电厂数据质量水平，始终是运行电厂所要面临的主要课题，本文从生产系统数据模型的角度出发，通过规范核电厂生产数据模型进行探索，从全局出发，形成核电厂生产数据模型管理规范，辅以信息系统进行管理，从而规范核电厂生产系统数据模型及标准，实现统一、多系统、规范的数据模型体系，提升核电厂生产数据管理及生产信息系统业务数据质量。图2数据模型系统数据架构科技新知046