疫情视角的智慧水务数据治理实践与思考

发表时间:2020-03-20 09:36

随着我国城市化的进程,城市规模日益扩大,城镇化率越来越高,通过智慧城市的建设来应对突发事件,提升城市的综合治理水平的重要作用日益凸显。新冠疫情给智慧水务建设带来新的契机,新冠疫情的爆发给智慧城市的建设带来了挑战和反思。

以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮方兴未艾,正深刻改变着世界的经济格局、文化格局、政治格局、安全格局和竞争格局;超级计算系统正从后P级时代向E级迈进,并成为世界各国竞相发展的下一个目标;5G移动信息网络加速构建,6G研发加速布局;智能制造正逐步成为新工业革命的核心领域,“数字孪生”正逐步引入设计、生产和运维新技术。城市信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破,由对象、过程数字化为主要特征的数字化城市向智慧化发展已成为必然趋势。在我国智慧城市已经上升到国家的经济、科技战略层面,水务管理是城市管理的重要组成部分,智慧水务是智慧城市建设的必然延伸,依托“智慧水务”建设,提高水务企业科技创新能力成为大势所趋。

智慧水务是水务信息化的高级阶段。其本质是一种具有综合性、整体性的水务企业数字化发展过程,其核心理念是利用云计算、大数据、物联网和移动互联网等新一代信息技术为支撑,通过智能设备立体感知企业生产、环境、状态等信息的全方位变化,对海量感知数据进行传输、存储和处理,并基于统一融合和互联互通的信息平台,实现大数据时代下对数据的智能分析,以更加精细、动态、灵活、高效的方式规划、设计和管理水务企业生产、经营、服务和管理的各个环节,实现控制自动化、管理协同化、决策科学化以及服务主动化,最终达到“智慧”的状态。

智慧水务涉及的数据资源分析


信息系统本质上是对各部门的数据资源进行处理、再加工的程序,让数据从一个环节流向另一个环节,随着数据的流动也产生了价值。也就是是对企业日常生产、业务、管理所涉及的数据资源进行规划、利用及再加工处理的过程。因而,智慧水务规划从某种意义上来说即是对水务企业数据资源的一种规划。智慧水务通俗的讲就是水务数字化,做好智慧水务工作就是要让企业的数据像水一样成为一种公共数据资源!

随着信息技术的发展,水务数据资源体系建设的逐步展开,水务企业数据资源建设从最初的零散、独立模式发展到现今标准化的集中与分散相结合的模式,水务信息化建设进入“整合共享、深化应用”的发展阶段。为此,有必要明确企业水务数据资源建设的关键点,选择合适的技术方案,构建整合、高效的水务数据资源体系。

智慧水务数据资源设计存在的问题

根据笔者在做智慧水务设计的实践中,发现水务企业数据资源设计过程中存在一些共性问题,总结如下:

(1)缺乏主数据的顶层设计。尽管经过多年建设,集团型水务企业信息化有了一定的成绩和基础,但不重视主数据的总体规划,缺乏顶层设计,无法在单位决策层、管理层和业务层等各层级统一思路。企业各系统建设主要从部门自身需求角度出发,没有在集团层面进行统一规划协调,导致应用系统数量虽多,但相对分散和独立,各自为政,造成数据共享困难,进而导致对集团业务管控和决策分析的支撑效果不明显。

(2)主数据标准体系不健全。企业内部各职能部门各自为政,难以在标准和规则层面达成一致,致使主数据代码标准难统一;水务企业内部已经存在且分散管理的主数据,由于缺乏统一标准和数据关联,大量的数据清洗依靠人为判断,数据清洗难度和风险都很大。主要表现为:a、系统开发建设的标准不统一,造成集成困难;b、有些业务职能分散在不同的部门,造成信息系统的功能重叠,导致数据重复录入;c、跨部门信息共享困难。

(3)数据资源体系不完善。经过多年信息化建设,水务企业系统众多、年代跨度久远,一些早期的系统数据标准化程度不高,改造难度大、成本高,给主数据应用集成带来较大的困难。大多数据集团型水务企业现有系统中已存储了海量的数据,如:客户信息、水表信息、历史水量、水质、水压数据等,但由于系统中缺少有效的数据挖掘与分析功能,导致数据过于死板僵化,并未发挥其对集团过去的追溯和对现在及未来的指导作用,对管理决策支持不足。

智慧水务数据资源规划的需求

数据是构成企业信息化应用体系的最小元素,而由其组成的业务数据资源却是信息化应用体系的基础。因此,需要针对集团型水务企业目前数据资源应用现状,结合对下属单位的业务管控特点,进行数据资产分类,并采取有效手段,提高数据资源的利用率。尤其加强主数据的建设,设置相应的机构和配套相应管理制度、流程,使集团的主数据统一、规范,为系统的深入应用奠定基础。

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智慧水务数据资源规划

智慧水务数据资源规划目标

(1)建设和完善业务系统,提高水务企业信息资源的完整性、真实性和及时性

全面分析企业业务、其他业务和经营管理过程中所需的人、财、物等信息资源,结合应用系统的总体规划建设构建信息资源部署模式,通过报装业务管理系统、营业收费管理系统、表务管理系统等信息化管理系统的建设与完善,逐步提高信息资源的完整性、真实性以及及时性,实现企业信息资源的全面记录和及时汇总、整理,为业务部门提供业务数据分析、辅助领导决策支持奠定数据资源基础。

(2)建立统一主数据标准体系,为数据共享业务协同奠定基础

通过主数据标准体系的建设,重点实施统一的信息编码规则,实现信息的唯一性、同一性,避免数出多源、信息失真、信息缺失,实现信息共享,支持协同工作、综合分析。

(3)构建主数据管理系统,统一管理重要的数据信息资源

统一管理水务企业重要数据信息资源,如人员、组织、岗位职责等,确保重要信息在跨部门、跨业务系统中的一致性、重复应用和相互共享。

智慧水务数据资源技术构架

为了提高各业务系统信息共享水平、使领导全面获取真实、完整的关键业务信息,为各项业务运营提供准确、全面的信息支持,需要构建统一的数据资源技术架构体系,支持数据资源的统一存储、管理,即需要构建统一的数据中台,企业各类数据资源在数据平台上进行治理。

智慧水务需要按照数据采集、数据湖、数据中台,构建完整企业数据资源化架构。

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图1 数据资源技术架构

水务企业通过近十年信息化建设。智慧水务建设数据采集是难点。

怎么存:采用批量写入、消息队列方式;存什么:主要存储关系型数据库、NoSQL数据库、NoSQL文档数据库、图数据库、分布式文件系统、实时-时序数据库、实时-内存数据库、索引数控、空间/地理数据库;存到哪:需要存到原始数据资源池、加工资源池、标准化资源池;

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图2数据资源-数据湖“采集”架构


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图3 数据资源展现(示意图)

智慧水务通过大数据分析平台对水务预警分析、消防能力评估、事故演练、设备损伤评估、水务工况分析、事故遗漏分析进行大屏可视化展现。

智慧水务数据资产目录的分类

根据水务企业运行过程中给产生的数据资源性质的不同,可以把水务企业数据资产目录进行如下分类:

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智慧水务主数据标准建设

智慧水务主数据标准管理的目标是通过统一的标准制定和发布,结合制度约束、系统控制等手段,为主数据的唯一性、完整性、有效性、一致性、规范性管理提供支持和保障。主数据标准管理是主数据管理的重要内容,也是主数据全生命周期管理、主数据质量管理和主数据应用管理的重要基础,成功实施主数据标准管理,是主数据管理的首要要求。

主数据标准包含业务标准(编码规则、分类规则、描述规则等)、主数据模型标准。主数据标准体系在建设梳理的过程中,一般会衍生出一套代码体系表或称主数据资产目录。

主数据业务标准是对主数据业务含义的统一解释及要求,包括主数据来源、主数据的管理级次、统一管理的基础数据项、数据项在相关业务环境中产生过程的描述及含义解释、数据之间的制约关系、数据产生过程中所要遵循的业务规则。主数据业务规则包含主数据各数据项的编码规范、分类规则、描述规则等。编码规则:主数据代码的编码规则。例如:物料代码采取采用“1”开头的8位无含义数字流水码。分类规则:依据相关业务环境和管理需求形成分类规则。例如:物料分类根据物料的自然属性及所包括范围的大小,将物料分为大、中、小三类。描述规则:又称命名规范。例如:物料描述规则具体物料描述规则的定义,主要解决物料描述的规范化问题。主数据模型标准包含:主数据逻辑模型和主数据物理模型。主数据逻辑模型:将高级的业务概念以主数据实体/属性及其关系的形态在逻辑层面上更详细的表达出来,主要的表现形式是ERD(实体关系图)。主数据物理模型又称主数据的存储结构表。业务在应用环境中对数据的统一技术要求,包括对数据长度、数据类型、数据格式、数据的缺省值、可否为空的定义、索引、约束关系等设计要素,保证数据模型中设计的结果能够真正落地到某个具体的数据库当中,并提供了系统初始设计所需要的基础元素,以及相关元素之间的关系。

主数据代码体系表:在某些领域内,又称主数据资产目录。是描述企事业单位信息化建设过程中所使用的主数据代码种类、各类主数据代码名称、代码属性(分类、明细、规则等)、采(参)标号及代码建设情况的汇总表,是企业主数据代码查询和应用的依据,同时也是主数据代码的全局性和指导性文件。主数据代码体系表主要结合了企业的经营管理特点,服务于企业信息化建设,主要包括两部分内容,第一是企业信息代码体系表的框架结构以及分类,第二是所有分类下的信息代码标准明细以及建设情况。

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图4 智慧水务主数据标准

主数据应用管理

水务企业通过主数据管理系统的建设,更好的发挥数据资源的作用。在水务企业信息化建设过程中,主数据管理体系的建设已经受到管理者越来越高的重视。主数据的集中管理为在水务企业层面上整合及共享系统中的数据提供了关键的基础支持,因此,构建主数据标准化体系、建立主数据交互和共享基础标准、实现主数据全生命周期管理的业务运作,已经成为提高企业信息化建设效益、改善业务数据质量、在高端决策上为企业提供强有力支持的重要途径。

主数据全生命周期管理理念的应用全面改变了原有主数据管理流程不规范、平台不统一、依靠人工校验的问题,实现了从分散到集成、从局部到全面、从手工非专业到专业自动化流程管理的转变,大幅度提高了数据处理的效率,提高了主数据应用的唯一性、准确性和规范性,为业务流程集成、数据挖掘和决策分析提供强大的基础支撑。

主数据提取整合、主数据模型管理、主数据清洗校验、主数据全周期管理、主数据质量管理、主数据发布共享是主数据管理工具的六大要素,因此主数据管理工具中包含:数据管理、信息发布管理、数据建模管理、审批流程管理、应用报表管理等功能。能够提供主数据的建立、审批、查询、修改等功能,并能够通过主数据系统与其他应用体系内系统的“接口通道”,将主数据同步传递到相关系统。主数据管理工具在平台中固化整个主数据体系目录框架,进一步明确主数据之间关联关系。同时,主数据管理工具还提供管理报表、系统管理等功能。

(1)建设目标

主数据项目不单单是搭建一个主数据管理平台,而且是一项长期而复杂的工程,涉及到数据管理体系、数据标准、主数据管理平台、数据质量和安全、相关系统升级改造、数据清洗等多个方面,项目建设依据快速见效、急用先建的思路,先整体规划,以数据模型和数据标准为基础,以主数据管理平台为载体,开展主数据专项工作,确保主数据项目的成功,为实现有效的数据资源整合夯实基础。

(2)功能框架

主数据管理涉及主数据的所有参与方,如用户、应用程序、业务流程等,创建并维护企业核心数据一致性、完整性、关联性和正确性。主数据是集团内被广泛应用和共享的数据。主数据管理是数据治理核心内容。设计包含主数据标准管理、代码管理、分发机制等为一体的主数据管理功能架构,实现全集团主数据统一管理与维护。

集成、共享、数据质量、数据治理是主数据管理的四大要素,因此主数据管理中包含:数据动态建模管理、数据整合、数据清洗、数据监管、数据分发、功能辅助和视图管理等功能。能够提供主数据的建立、审批、查询功能,并能够通过主数据系统与其他应用体系内系统的“接口通道”,将主数据同步传递到相关系统。主数据管理在平台中固化整个主数据体系目录框架,进一步明晰主数据之间关联关系。同时,主数据管理系统还提供管理报表、系统管理等功能。

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图5 主数据管理功能框架

对水务企业的建议

“智慧水务”的建设可以分为三步走:首先是信息的采集,运用SCADA、GIS、GPS等多种技术,帮助水务企业实现从取水到输水全方位、大范围的信息采集。其次是信息的集成共享,采用平台标准化、接口服务化、数据规范化、功能组件化的原则实现信息互联互通。最后是智慧应用,优化水务企业流程,最终建立智能化的水务企业并推动其快速发展。

领导要高度重视、业务部门要全面配合做好主数据顶层设计

主数据的重要性在水务企业的信息化过程中是不言而喻的。

(1)做好主数据可以消除数据冗余和孤岛,通过主数据打通各个业务链条,统一数据语言和数据标准,实现数据共享以及数据资产最大化。

(2)能够提升数据处理的效率。通过主数据管理实施数据动态自动整理复制减少人工整理数据的时间和工作量。

(3)可以提升分、子公司的战略协同,保证数据的一致性、完整性。因而,水务企业要明确主数据顶层设计不仅仅是“一把手”工程,各级领导都要对主数据顶层设计高度重视,这样才能保证项目顺利实施。此外,主数据顶层设计不单纯的是IT技术实现,也是业务管理上的革新,需要业务部门和信息化部门紧密配合,让业务部门深度参与其中,这样才能使优化后的流程更能满足业务需求。

构建完善的主数据标准体系,为主数据共享奠定基础

主数据标准体系里的信息编码是智慧水务信息资源体系建设中的基础性工作,信息编码的一致性、完整性、易用性将直接影响上层信息系统的信息交互与数据共享能力,需要开展统一的信息编码体系建设,实现信息编码统一制定、统一应用、集中更新、集中管控。统一信息编码体系由四大部分构成,分别为管理组织、编码规则、业务流程、运营支持。

在遵循系统性、全面性、结构性、差异性和重要性原则的基础上,以构建集团指标体系框架设计相关理论为指导,从集团战略与下属公司运营管理的各层级整体考虑,构建集团级与下属公司相互贯通、支撑集团战略决策的指标框架体系,以保障企业战略目标的实现为最终目标。水务企业的信息编码体系需从公司发展战略与目标出发,满足各职能部门业务管理需求,构建“横向协同、纵向贯通”的体系。实现指标规范定义的核心元素及目标:定义统一、口径统一、名称统一、来源统一、参照统一。

构建完善的数据治理体系,促进水务企业大数据融合

集团型水务企业中的部分数据资源分散在各地分公司或部门的业务系统中,总部不能有效地对各地数据进行集中管理,缺乏对业务各类数据资源统一分析的手段。因此需要通过建立和制定企业统一的基础代码、标准的统计指标,将企业的数据有机地关联起来,有效地解决各管理层之间、各业务部门之间、各应用系统之间数据独立和相互隔离的问题,实现信息共享。通过建立统一信息资源模型,明确各类数据资源的纵向隶属、横向业务联系关系,避免同一数据在多系统中反复存储,力求实现每类数据仅保留在一个系统中,发现各系统共用的“主数据”。

构建完善的数据治理体系,建设基于集团级数据仓库的数据存储规范、高效利用系统,形成各种以业务主题为中心的统一报表系统,未来要构建集团级大数据资源中心,通过信息总线的方式抽取不同应用的核心数据,通过信息整合形成各种主题的数据服务,管理人员通过信息门户调用数据服务来实现对生产类、经营服务类等综合指标的展现和专题分析,建立企业分析模型,构建大数据决策分析平台,发掘更多功能和信息效应,切实发挥大数据的作用,为领导决策提供支撑,更好的实现智慧水务的建设。

结束语:

智慧水务要坚持创新驱动,旨在通过先进信息技术、工业技术和管理技术的深度融合,强化物联网建设,实现企业数字化改造,深化大数据挖掘,完成与“互联网+”生产力的深度对接,推进管理变革创新,促进企业内部生产关系的转型,构建新型智能化管理模式和组织形态,实现管理的数字化感知、网络化传输、大数据处理和智能化应用。

数据是一切智慧水务工作的基础与起点,智慧水务的核心就是“业务数据化,数据价值化”。没有高质量的数据管理,就没有系统应用的互联互通,就没有持续价值创造的大数据应用;没有大数据应用也就没有企业的智能化、智慧化。


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