融合KKS與RFID的機房資產(chǎn)跟蹤體系的研究與應(yīng)用

范葉平, 吳紅俠, 楊德勝(國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團公司 安徽繼遠軟件有限公司， 合肥 230088)

融合KKS與RFID的機房資產(chǎn)跟蹤體系的研究與應(yīng)用

范葉平, 吳紅俠, 楊德勝
(國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團公司 安徽繼遠軟件有限公司， 合肥 230088)

機房的資產(chǎn)設(shè)備運維管理能力與資產(chǎn)全生命周期跟蹤體系建設(shè)有密切關(guān)系，機房資產(chǎn)設(shè)備的跟蹤受到識別和定位等諸多因素影響，進行設(shè)備跟蹤體系影響因素分析十分必要。提出了一個機房資產(chǎn)跟蹤模型，分析了相關(guān)影響因素。介紹了一種融合KKS與RFID技術(shù)的跟蹤模型實現(xiàn)方式，并在具體項目中對模型應(yīng)用進行了驗證。

機房資產(chǎn)； KKS； RFID； 資產(chǎn)全生命周期跟蹤體系

Abstract： Room of the asset operation management ability and asset lifecycle tracking system is closely related to asset tracking equipment room by identification and location and other factors, equipment tracking system factors analysis is very necessary. This paper presents an asset tracking model for computer room and analyzes the related factors. This paper introduces a method of tracking model integration of KKS and RFID technology, and verifies the application of the model in specific projects.

Keywords： Computer room assets; KKS; RFID; Asset lifecycle tracking system

0 引言

在計算機技術(shù)應(yīng)用的深化和發(fā)展推動下，數(shù)據(jù)中心正朝著規(guī)?；?，標準化、智能化方向發(fā)展。政府及大型企事業(yè)單位的數(shù)據(jù)中心在工作中越來越重要，中心機房資產(chǎn)設(shè)備的種類和數(shù)量日益增多。這些設(shè)備(計算設(shè)備、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等)的運維管理情況，決定著信息系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性。若設(shè)備出現(xiàn)故障未能及時排除和修復(fù)，將嚴重影響業(yè)務(wù)工作的開展。

隨著機房資產(chǎn)設(shè)備的增多，采用傳統(tǒng)機房運維管理方式在設(shè)備資產(chǎn)、維保履歷、預(yù)防維修等管理環(huán)節(jié)上面臨作業(yè)繁瑣、人手匱乏等挑戰(zhàn)，難以滿足當前機房運維管理的“高效、有序、可控”要求。建立機房資產(chǎn)設(shè)備的全生命周期跟蹤體系，采用KKS[1,2]編碼技術(shù)、RFID[3,4]自動識別技術(shù)等信息化手段實現(xiàn)機房設(shè)備、位置、狀態(tài)的自動識別跟蹤，提高機房運維的自動化水平，是應(yīng)對管理挑戰(zhàn)的有效途徑。

本文第1節(jié)概要介紹KKS、RFID技術(shù)。第2節(jié)討論資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系模型及一種設(shè)計構(gòu)想和實現(xiàn)方法。第3節(jié)介紹資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系與機房整體運維管理系統(tǒng)的關(guān)系并簡要介紹了一個應(yīng)用案例。最后總結(jié)全文并對模型的后續(xù)應(yīng)用進行了展望。

1 基礎(chǔ)知識

KKS[5-10](德文的電廠標識系統(tǒng))是一套廣泛應(yīng)用于國際國內(nèi)電力行業(yè)的設(shè)備編碼標識體系。KKS編碼的邏輯結(jié)構(gòu)和組成體系分明，代碼簡單明了，不依賴于計算機程序語言，具有獨立性和唯一性。KKS遵循DIN、IEC、ISO、IEEE國際標準，由相關(guān)工藝標識、安裝點標識、位置標識3類標識構(gòu)成，是一種符合先進合理、科學(xué)實用的編碼技術(shù)。

RFID[11-13]無線射頻技術(shù)是一種操作簡單、應(yīng)用靈活的自動識別技術(shù)。主要由RFID標簽、讀寫器、讀寫天線和中間件軟件構(gòu)成。標簽識別過程自動完成，無需接觸、瞄準和人工干預(yù)，具有非接觸式識讀、批量識別、自帶存儲能力和較長使用壽命等應(yīng)用優(yōu)點。

2 機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系

2.1 機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系模型介紹

機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系模型定義為一個五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)，其中：

1)唯一性UQ：包括局部唯一性uqloc和全局唯一性uqglo。Uqloc指當設(shè)置機房為最大有界空間時，設(shè)備對象在空間可與其它設(shè)備相區(qū)分的特征，由設(shè)備編碼來表示；uqglo指以單位組織所有機房為有界空間，設(shè)備對象在空間內(nèi)可與其它設(shè)備相區(qū)分的特征，由機房區(qū)位碼+設(shè)備編碼來表示。

2)自動識讀性AI：包括識讀載體aicar和識讀方式aimet。Aicar指對象特征數(shù)據(jù)的存儲形式及存儲介質(zhì)。Aimet指對象特征數(shù)據(jù)寫入和提取的方法和過程。

3)及時性MI：描述對象特征數(shù)據(jù)的提取效率及其對應(yīng)用需求的滿足程度。

4)準確性CR：包括對象識讀準確性crobj和關(guān)系甄別準確性crrel。Crobj指對設(shè)備對象的識讀準確性，包括設(shè)備對象識讀和空間位置對象識讀兩層含義。Crrel指對設(shè)備對象和空間位置對象關(guān)系的識讀準確性。

5)完整性CP：包括整體完整性cpall、參照完整性cpref和列完整性cpcol。Cpall描述在跟蹤記錄數(shù)據(jù)表中記錄的唯一性；cpref具體描述相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)表間的數(shù)據(jù)一致性；cpcol描述跟蹤數(shù)據(jù)的有效性。

2.2 機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系的設(shè)計構(gòu)想

對照機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)模型定義，在研究了現(xiàn)有信息技術(shù)工具后，我們提出了融合KKS編碼技術(shù)及RFID自動識別技術(shù)來實現(xiàn)跟蹤體系模型的設(shè)計構(gòu)想。如圖一所示。

圖1

整個設(shè)計構(gòu)想由以下模塊構(gòu)成：資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1、KKS編碼模塊2、資產(chǎn)跟蹤模塊3、編碼處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊12、編碼標簽?zāi)K、編碼解析模塊9、RFID讀寫設(shè)備6、RFID讀取設(shè)備10及編碼標簽?zāi)K，KKS編碼模塊2經(jīng)編碼處理模塊與RFID讀寫設(shè)備6交互連接，編碼標簽?zāi)K與RFID讀寫設(shè)備6交互連接，KKS編碼模塊2的輸出端與資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1的輸入端相連；資產(chǎn)跟蹤模塊3分別與資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1、編碼解析模塊9交互連接，編碼解析模塊9與RFID讀取設(shè)備10交互連接，RFID讀取設(shè)備10經(jīng)天線11與編碼標簽?zāi)K相連，數(shù)據(jù)存儲模塊12與資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1交互連接。

設(shè)計構(gòu)想中各模塊對機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系五元組ETM(UQ、AI、MI、CR、CP)的影響關(guān)系如表1所示。

資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1與及時性MI、準確性CR、完整性CP相關(guān)；KKS編碼模塊2與唯一性UI、準確性CR相關(guān)；資產(chǎn)跟蹤模塊3與及時性MI、準確性CR、完整性CP相關(guān)；編碼創(chuàng)建模塊4與唯一性UI、及時性MI相關(guān)；編碼校驗?zāi)K5與唯一性UI、及時性MI、準確性CR相關(guān)；RFID寫入/讀取設(shè)備6與自動識讀性AI、及時性MI、完整性CP相關(guān)；空間編碼RFID標簽7和實體編碼RFID標簽8與唯一性UI、自動識讀性AI、準確性CR相關(guān)；編碼解析模塊9與唯一性UI、及時性MI、準確性CR、完整性CP相關(guān)；RFID讀取設(shè)備10與自動識讀性AI、及時性MI、準確性CR、完整性CP相關(guān)；天線覆蓋11與自動識讀性AI、及時性MI相關(guān)；數(shù)據(jù)存儲區(qū)12與及時性MI、完整性CP相關(guān)。

表1

2.3 機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系的實現(xiàn)過程

機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系的實現(xiàn)步驟如下：

S1：KKS編碼模塊2發(fā)送編碼請求，編碼創(chuàng)建模塊4根據(jù)機房設(shè)備的功能、安裝位置、在機房系統(tǒng)中的作用、同型號設(shè)備的數(shù)量等特征參數(shù)，逐級創(chuàng)建編碼標識，并組合成設(shè)備唯一識別編碼發(fā)送給RFID讀寫設(shè)備6；

S2：RFID讀寫設(shè)備6接收編碼創(chuàng)建模塊4發(fā)送的編碼創(chuàng)建信息后，將設(shè)備唯一識別編碼寫入到空間編碼RFID標簽或?qū)嶓w編碼RFID標簽中，通過空間編碼RFID標簽?zāi)K7、實體編碼RFID標簽?zāi)K8分別標識實體設(shè)備提供安裝、部署空間的機房設(shè)備及機房實體設(shè)備；

S3：空間編碼RFID標簽?zāi)K7、實體編碼RFID標簽?zāi)K8將標識的標簽信息發(fā)送給RFID讀寫設(shè)備6，通過RFID讀寫設(shè)備6向RFID標簽執(zhí)行寫入操作后，觸發(fā)RFID讀取模塊，執(zhí)行讀取命令，從RFID標簽讀取攜帶的編碼信息，通過發(fā)送模塊將讀取到的編碼信息發(fā)送給編碼校驗?zāi)K5；

S4：編碼校驗?zāi)K5接收從RFID設(shè)備發(fā)送的標簽編碼信息，確認RFID標簽中寫入的編碼信息完整無誤后發(fā)送給KKS編碼模塊2，通過KKS編碼模塊2將編碼的信息發(fā)送給資產(chǎn)跟蹤管理模塊進行處理；

S5：RFID讀取設(shè)備10通過天線11采集空間編碼RFID標簽?zāi)K7及實體編碼RFID標簽?zāi)K8的標簽信息，并將該標簽信息發(fā)送給編碼解析模塊9；

S6：編碼解析模塊9讀取編碼信息，對收集到的編碼信息進行查空、配對、排重，生成當前時點的機房設(shè)備臺賬記錄和空間實體匹配記錄，并對比前次記錄生成設(shè)備實體及位置的變動情況表，完成編碼解析工作，并將編碼解析結(jié)果發(fā)送給資產(chǎn)跟蹤模塊3；

S7：資產(chǎn)跟蹤模塊3接收編碼解析模塊9發(fā)送的編碼解析結(jié)果，并根據(jù)編碼解析結(jié)果形成資產(chǎn)變動跟蹤記錄，將記錄發(fā)送到資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1；

S8：資產(chǎn)跟蹤管理子模塊1接收資產(chǎn)跟蹤模塊3發(fā)送的資產(chǎn)變動跟蹤記錄，將變動記錄整合到設(shè)備資產(chǎn)履歷表中，形成完整的設(shè)備資產(chǎn)履歷檔案，并將檔案存在在數(shù)據(jù)存儲區(qū)。

3 資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系與機房整體運維管理體系

3.1 資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系是機房整體運維管理體系的重要組成部分,如圖2所示。

圖2

機房整體運維管理體系如如圖2所示，它由機房運維業(yè)務(wù)系統(tǒng)和資產(chǎn)設(shè)備跟蹤系統(tǒng)兩個部分構(gòu)成。其中資產(chǎn)設(shè)備跟蹤系統(tǒng)重點關(guān)注設(shè)備全生命周期的位置和狀態(tài)的變化。機房運維業(yè)務(wù)系統(tǒng)是在跟蹤系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開展的資產(chǎn)管理、運行管理、監(jiān)控管理等業(yè)務(wù)活動，整個體系可劃分為四個層次。

1)標簽：包括實體設(shè)備RFID標簽和空間設(shè)備RFID標簽。實體設(shè)備標簽中存儲實體設(shè)備KKS編碼，是機房實體設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、安全設(shè)備等)的唯一身份標識。空間設(shè)備標簽中存儲空間設(shè)備KKS編碼，是機房空間設(shè)備(機柜、配線架、電池箱等)的唯一身份標識。

2)設(shè)備：包括RFID標簽讀寫器(固定式、手持式)和讀取天線。對底層設(shè)備標簽進行信息讀寫，并實現(xiàn)與上層KKS編碼管理、RFID標識管理和資產(chǎn)跟蹤管理模塊間的信息傳遞與交互。

3)信息系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫：信息系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫包括兩個部分，一個部分是資產(chǎn)設(shè)備跟蹤系統(tǒng)的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，包括用于創(chuàng)建和管理KKS編碼(實體設(shè)備編碼、空間設(shè)備編碼)的KKS編碼管理模塊；用于創(chuàng)建可管理RFID標簽(實體設(shè)備標簽、空間設(shè)備標簽)的RFID標識管理模塊；用于采集、存儲和查詢設(shè)備及位置動態(tài)變化數(shù)據(jù)記錄的資產(chǎn)跟蹤管理模塊。

另一個部分是機房運維業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。包括資產(chǎn)管理子系統(tǒng)的設(shè)備臺賬、設(shè)備出入庫、備品備件管理、設(shè)備調(diào)配、設(shè)備退役等功能模塊；運行管理子系統(tǒng)的運行日志、點巡檢、預(yù)防維修、工單管理、設(shè)備啟停管理等功能模塊；監(jiān)控管理子系統(tǒng)的實時狀態(tài)、異動預(yù)警、統(tǒng)計圖表、資源評估、履歷分析等功能模塊。

4)終端：包括PC固定終端和手持移動終端兩種，為系統(tǒng)管理員及一般用戶提供系統(tǒng)用戶界面，用戶通過終端可以登錄和訪問信息系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)資源。

3.2 資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系的應(yīng)用案例

在國網(wǎng)公司XXX信息機房原有運維管理中，存在資產(chǎn)設(shè)備編碼不統(tǒng)一，資產(chǎn)設(shè)備的上下架依賴實物單據(jù)，審核、盤存工作量大，新入職人員無法掌握現(xiàn)場設(shè)備情況降低工作效率且容易失誤等情況。在機房資產(chǎn)跟蹤體系建設(shè)完成后，上述問題得到了有效解決。

以下簡要介紹資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系在機房現(xiàn)場作業(yè)工單中的應(yīng)用案例，主業(yè)務(wù)流程,如圖3所示。

圖3

工作主管在后臺系統(tǒng)中創(chuàng)建現(xiàn)場作業(yè)工單，創(chuàng)建時選擇作業(yè)位置(KKS空間設(shè)備編碼表示的房間、機柜、安裝單元)及對應(yīng)的作業(yè)設(shè)備(KKS實體設(shè)備編碼表示的交換機、服務(wù)器等)；根據(jù)作業(yè)要求編制作業(yè)計劃(執(zhí)行人、執(zhí)行步驟、注意事項等)后下發(fā)工單。

現(xiàn)場作業(yè)人員通過作業(yè)終端獲取工單，按照工單規(guī)定的作業(yè)要求到現(xiàn)場掃描讀取RFID標簽。讀取的作業(yè)位置信息和設(shè)備信息與工單匹配一致時執(zhí)行作業(yè)計劃，若不匹配，終端對作業(yè)人員進行提示，防止誤操作。作業(yè)人員現(xiàn)場執(zhí)行完成后通過作業(yè)終端上上報執(zhí)行結(jié)果結(jié)束工單。

在本案例的應(yīng)用中，通過KKS編碼實現(xiàn)定位作業(yè)位置和作業(yè)設(shè)備的準確定位并下發(fā)到作業(yè)工單中；現(xiàn)場人員通過工單提供的位置信息可快速定位到作業(yè)位置和作業(yè)設(shè)備；在現(xiàn)場作業(yè)執(zhí)行過程中，通過掃描讀取RFID標簽進行信息匹配，可有效避免誤操作。執(zhí)行結(jié)果通過作業(yè)終端及時上報并更新到后臺數(shù)據(jù)庫，完成設(shè)備生命周期作業(yè)履歷的及時更新。

5 總結(jié)

本文以機房資產(chǎn)跟蹤體系為研究對象，提出了機房資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系模型。提出一個融合KKS與RFID的資產(chǎn)設(shè)備跟蹤體系模型的設(shè)計構(gòu)想和實現(xiàn)方法，就該實現(xiàn)方法與機房整體運維管理系統(tǒng)的關(guān)系進行了分析討論，隨后介紹了一個體系模型的實踐應(yīng)用案例。建立機房資產(chǎn)跟蹤體系模型不僅可以實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期動態(tài)跟蹤管理，還可以建立起完整的機房位置空間資源管理體系。為進一步實現(xiàn)設(shè)備資源和空間資源的規(guī)劃利用奠定基礎(chǔ)。將機房運維管理工作從設(shè)備管理層面提升到資源管理層面，從而為機房管理水平、運維管理效率、作業(yè)執(zhí)行效率的提升創(chuàng)造條件。

[1] 焦學(xué)林，玄利鵬.電廠KKS 標識系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].四川水力發(fā)電,2012:31(2),211-220.

[2] 江永.電廠標識系統(tǒng)及其在設(shè)備管理中的應(yīng)用[D].四川：重慶大學(xué)，2008.

[3] 吳國光.基于IEEE1451_5的RFID及無線視頻傳感系統(tǒng)建模與實現(xiàn)[D].廣州:華南理工大學(xué),2013.

[4] 閆磊.基于RFID的電力通信機房可視化監(jiān)控研究[D].北京：華北電力大學(xué),2012.

[5] 吳偉.電廠設(shè)備管理中KKS編碼的應(yīng)用[J].華東電力,2007:35(9),88-90.

[6] 康慧，閆茂春.KKS 編碼在集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用[J].區(qū)域供熱，2016:(5),25-33.

[7] 楊靈敏，李佳佳，王勇.基于KKS編碼的發(fā)電集團資產(chǎn)統(tǒng)一標識方案[J].計算機工程與科學(xué),2008:30(7),148-154.

[8] 王磊,梁永生,岳鑫.淺談KKS編碼在電廠系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012:(23),111-112.

[9] 王旭，曾錦波.KKS編碼在發(fā)電廠中的設(shè)計及應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用,2013:(12),17-19.

[10] 尹立亞，王松濤.KKS編碼在火力發(fā)電廠的應(yīng)用[J].電子信息與計算機科學(xué),2013:(5),3.

[11] 王占峰，沈暉，熊文偉.基于RFID技術(shù)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].智能處理與應(yīng)用,2012: (3),73-79.

[12] 吳陽.物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在機房固定資產(chǎn)管理中的應(yīng)用探討[J].視聽界廣播電視技術(shù),2012,80-81.

[13] 吳數(shù)程.基于RFID技術(shù)實現(xiàn)機房資產(chǎn)智能化管理[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2014: (11),175-177.

ResearchandApplicationofComputerAssetTrackingSystemIntegratingKKSandRFID

Fan Yeping, Wu Hongxia, Yang Desheng
(State Grid Communication Industry Group CO., LTD Anhui Jiyuan Software CO., LTD, Hefei 230088, China)

TP311

A

2017.05.21)

范葉平(1979-),男，本科，安徽安慶，首席工程師，研究方向:信息管理、信息集成、數(shù)據(jù)集成類項目咨詢、方案設(shè)計工作. 吳紅俠(1986-)，女，碩士，安徽六安，工程師，研究方向:數(shù)據(jù)分析和管理咨詢方面的工作. 楊德勝(1982-)，男，碩士，安徽郎溪，工程師，研究方向:電力行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘和人工智能方面的工作.

1007-757X(2017)09-0064-04