浙江电力SAP NetWeaver应用集成
李云水－201070574
2018年10月11日
摘要：本文分析了电力信息化、中间件技术，SAP NetWeaver 平台技术，具体针对浙江电力的SAP系统与生产流程管理MIS系统和空间资源管理GIS系统、SAP ERP系统，从战略分析理论和实践结合，选择评估最佳的中间件产品与技术，并在应用集成的需求定位、业务模型、技术框架方面分析规划方面做了深入探讨。结合SAP PM模块和MIS、GIS的集成业务场景做了具体分析和设计验证。
关键词：SAP NetWeaver SAPPM XI 应用集成 战略分析
一 、项目背景
1、电力信息化现状
近年来，我国电力行业正在进行前所未有的体制和管理改革。电力改革的基本思路是“厂网分离”、“竞价上网”，其目的就是要打除垂直一体化的垄断，通过结构性重组引入市场竞争机制，建立竞争性市场条件下的电力监管。改革后的电力行业形成了新格局。电力企业由生产型向生产服务型和市场经营型转变，同时企业生产和经营模式在发生变化，管理和营销理念发生了变化，企业组织结构调整或重构使业务模式发生变化，业务流程正转向适应电力市场化运作。企业由计划经济体制转变为市场经济体制，从而形成新的企业环境，这种变化对电力信息化提出了新的要求和任务。
电力信息化的发展历程正是信息化带动电力工业的印证，电力信息化直接提升了电力行业的产业水平；电力工业现代化又促进信息化向更高的水平迈进。由于历史的原因及应用技术的制约，在电力信息化建设的发展过程中，缺少系统的IT规划与相关规范及控制，从而形成了目前大量体系结构、应用逻辑、数据源构成、开发技术等方面异构的系统，造成了许多“数据孤岛”。主要表现在以下几方面：应用系统之间数据不一致，数据源分散难以快速获取、缺乏统一的界面和操作方式、缺少协同工作的环境、难以形成高级的分析决策支持系统等。这些分散的业务系统客观上造成了信息资源共享困难，维护与管理成本居高不下，并且随着应用系统的不断增多，统一协调管理也越来越困难。造成信息资源的极大浪费。
目前面临的迫切问题是如何降低系统的复杂性，利用中间件技术，尽快改变目前这种不利现状，进一步提升信息化的层次；如何对现有的应用系统资源进行改造，设计出与企业目前IT架构相适应的技术方案，同时又兼顾企业信息化的发展，为未来的应用系统开发提供指导性的技术与实施路线，并能够适用于今后一阶段应用技术的变化。
2 、SAP在浙电实施情况
在浙江省电力公司统一部署下,浙江电力公司下辖各地市局先后分模块实施了SAP的财务管理（FI/CO）、物料管理（MM）、工厂维护（PM）、项目系统（PS）和人力资源（HR）。SAP作为一个全面的、开放型的信息平台，它的实时性、高度集成性、共享性带来了极大的方便与快捷，这些特性随着其他各类功能模块的进一步应用而日益显现。从全局角度来看，已经基本实现了电力局内信息流、物流、资金流的集成。
其中PM模块是SAP物流模块中用于工厂维护的模块，对于电力行业来讲，工厂维护的应用应该就是对电力设备的维护，在实施中应主要抓住其三大功能来逐步展开：
引入功能位置和设备概念。通过引入功能位置和设备这两个概念来管理所有技术对象，改进原先设备与位置概念，对设备进行统一管理。
将缺陷、故障和一般的维护请求以统一的格式进行管理。通过不同类型的区分，实现缺陷的闭环管理；同时把缺陷与检修任务联系起来，从而反映相关的物料及费用信息。
引入维修订单的概念。将检修相关的工序、工时、备品备件、工具等信息都统一到订单，对检修工作进行全面的管理，即通过维护订单对检修过程进行管理，实现与物流和财务资产明细帐的紧密集成。
PM与财务模块集成后，与设备维修相关的资源计划运作就相当顺畅。设备维修、物料供应和财务记帐等工序在系统内基本是同步的，反映了生产维护与财务直接挂钩，充分围绕财务进行，体现了以财务为核心的管理思想。
3、SAP PM与其它系统集成需求
供电企业属于资产密集型企业，供电企业生产活动主要围绕工程建设、设备维护、电网调度。 SAP PM模块主要针对设备维护管理。供电企业管理的电网设备具有分布广、种类多、数量大的特点，同时电力企业对设备维护管理安全和技术要求高、业务复杂、专业性强。必然要求有一些其它系统和SAP进行集成应用，以更好地管理供电企业的生产业务活动。
围绕SAP PM的集成问题，要考虑以下两个方面，以更好地规划电力生产活动相关的各系统架构（具体实现可以分步实施）。
⏹ SAP PM与电力生产MIS系统、GIS系统、实时信息系统、图形平台等集成。
⏹ 电力生产MIS系统、GIS系统、实时信息系统、图形平台之间的关系。
4、 SAP NetWeaver技术
业界领先的集成化平台SAP NetWeaver帮助企业跨越技术和机构组织的界限，实现人员、信息和业务流程的集成。SAP NetWeaver的设计实现了与 Microsoft .NET 和J2EE的全面互操作，并为客户提供了管理不同基础设施、降低复杂程度和削减总体拥有成本的灵活性。
SAP希望将NetWeaver作为一个单一产品发布，并确保其基础设施应用能够实现集成，即作为一个清晰完全的区分；那么，SAP就有必要对组成NetWeaver的所有独立技术组件提供持续地支持。包括：
企业门户：企业信息门户框架
业务数据仓储：业务数据仓储技术对在线分析处理（OLAP）、可视化工具和开发策略有着重要意义。
Web应用服务器：WebAS是SAP的应用服务中间件，实现了三种界面的集成：ABAP、.Net、J2EE
交换基础设施（Exchange Infrastructure）： XI是一个建立在主干网络上集成化的消息集线器，为SAP对SAP、组件对组件、实时通信对实时通信、SAP对非SAP业务流程和应用提供流程整合。
主数据管理（Master Data Management）：MDM作为一个中央源数据集线器
SAP NetWeaver是一种可随时用于业务运作、面向服务的平台,适用于SAP的所有解决方案,并且与SAP基于最新企业服务架构 (ESA) 提供服务的方式相符。SAP NetWeaver汇集了其所有先进技术，并将成为IBM、微软、以及其他技术供应商（如：EAI、DW、portals）最强劲的竞争对手。
二、 战略分析及中间件选型
1、战略分析理论
战略分析包括内外部环境结合分析（内外部机会分析模型、SWOT分析）、外部分析（PEST分析、SCP分析、集中度分析、价值链分析、结构分析）、内部分析（竞争态势矩阵CPM、资源与能力分析、技术文化资金渠道分析、内部因素评价矩阵）等等。
竞争态势矩阵（Competitive Profile Matrix，CPM矩阵）用于确认企业的主要竞争对手及相对于该企业的战略地位，以及主要竞争对手的特定优势与弱点。CPM矩阵与EFE矩阵的权重和总加权分数的涵义相同。编制矩阵的方法也一样。但是，CPM矩阵中的因素包括外部和内部两个方面的问题，评分则表示优势和弱点。
CPM中的关键因素更为笼统，它们不包括具体的或实际的数据，而且可能集中于内部问题； CPM中的因素不像EFE中的那样划分为机会与威胁两类；在CPM中，竞争公司的评分和总加权分数可以与被分析公司的相应指标相比较，这一比较分析可提供重要的内部战略信息。
简单的CPM矩阵实例
评分值涵义：1＝弱，2＝次弱，3＝次强，4＝强。
为了简化这里仅包括五个因素，这比实际矩阵中的因素要少得多。
在这个实例中，财务状况被当作最为重要的关键因素。
2、 实践运用
2.1评估依据
2.2产品选型
⏹ 选型结果分析：
通过对BEA WEBLOGIC、SAP XI的综合分析、技术评估，BEA WEBLOGIC和SAP NetWeaver在产品本身特性上基本相当，从J2EE WEB应用服务器来看，BEA WEBLOGIC Server略强，但SAP EP与其他类型门户的互操作性更强，更容易包容如.NET等平台的应用，SAP的XI与SAP R/3的交互支持能力比BEA WEBLOGIC占有优势，SAP Netweaver提供的是在Eclipse上plug in的方式的开发工具，对两家开发商来说更加熟悉，同时考虑到浙电电力在全面推进SAP R/3系统的实施，未来IT的架构会以SAP为核心，本次应用整合也以围绕SAP来展开，且SAP对浙江电力的业务更加了解，比较方便其对电力业务的理解和沟通，而保障项目的进度和质量，所以SAP NetWeaver更加适合本项目。
3、行动计划制定
⏹ 加强SAP NetWeaver 产品培训
通过技术分析，确定选择SAP NetWeaver 产品作为应用集成的基础技术架构，SAP 公司需要尽快安排客户、开发商对NetWeaver 产品的熟悉，指导开发人员可以从事NetWeaver 技术开发工作。最迫切的是XI、WAS 、SAP 开发工具的深入训，EP 方面简单了解。
⏹ SAP深入参与项目技术架构
技术架构需要SAP 公司资深技术顾问进一步咨询，提供技术架构合理性。尤其在应用性能设计方面作出负责的规划。
⏹ 性能测试和平台要求
技术验证主要侧重在技术连通方面，需要尽快优化开发环境产品配置，按照建议方案要求搭建测试环境，SAP 公司提供主要产品的性能报告和对系统平台的参数配置要求。便于系统平台选型和系统试运行前的技术测试。
三、应用集成分析与验证
1、 集成需求分析
1.1 GIS
地理空间资源平台：空间资源维护，管理地理信息图形的转换、坐标映射、空间数据维护。
图形交互服务：空间图形交互，基于地理信息的图形浏览，导航和应用信息交互。SVG标准图形交互，集成各专业系统产生的矢量化图形提供更加丰富的视觉效果和桌面式图形用户界面。
电网空间资源应用：通过电网分析功能，能够对线路、变电站的电源和负荷情况及线路连接情况进行分析
1.2 SAP PM
主数据管理：功能位置和设备两个层次来管理资产设备。PM管理的设备包括输电设备、变电一次设备、二次设备、自动化设备，其他(计量设备、通信设备、配网设备等)，可以根据管理需求扩展。
通知单管理（如：缺陷）通知单实现消缺任务、计划性任务、临时性任务等维护任务的下达。
订单管理：实现维护任务的工序排程、物料人力工具等资源配置、维护过程跟踪、与MM、FI/CO集成完成维护成本的预算和核算。
预防性维护管理和计划：实现基于时间周期的预防性维护、基于计量电模式的状态检修，自动产生维护订单。
1.3 MIS
电网模型：管理电力系统资源和资产模型，维护管理设备和资产数据。
流程应用：生产作业计划、停电作业计划、工作任务单、设备投运申请、停役申请、工作票、调度命令票、倒闸操作票、继保整定等流程应用。
专业管理：变电运行（交接班管理、值班日志、巡视检测管理、操作票管理、工作票管理）、变电检修、线路运行、线路检修、巡视管理、试验管理：试验定级信息、安全管理、线损管理、调度（调度命令票、倒闸操作票）、技术监督等
1.4 应用集成接口
设备模型：电网设备模型在GIS空间资源平台、SAP系统、MIS生产管理系统之间的数据共享。以及与SCADA、电网专业分析软件的电网模型数据交换。
图形交互：基于地理空间信息的图形导航和信息集成（设备数据、缺陷、工作单、检修记录等）。基于SVG图形的电网拓扑展现和编辑：变电站内电气主接线图和工作票简图等应用；以及PI实时量测信息在图形的展现。
流程：MIS和SAP之间核心流程包括计划、缺陷、订单。
2、 集成框架原则
2.1业务原则
各系统之间采用松耦合，减少系统之间访问量，保持技术特有的系统相对独立。系统之间数据共享，减少数据维护工作。
⏹ 以SAP ERP为核心
充分利用SAP ERP的功能模块和主数据。功能划分清晰、核心主数据统一存储在SAP系统、以SAP资源管理为核心，整合、集成，为管理、生产过程、作业提供应用。
⏹ 系统间松耦合
减少频繁的数据访问，系统间的访问量，保持专业应用系统相对独立。采用系统间数据接口方式。
⏹ 良好的应用架构设计
集中部署的应用系统对架构设计中的安全性、稳定性、并发访问能力、集群部署能力、应用管理监控等提出了更高的挑战。
必须进行良好的应用架构设计和测试优化，才能满足省集中应用在运行、维护管理上的要求。满足快速灵活的适应SAP R/3 业务模块、NetWeaver技术平台升级带来的变动影响。
⏹ 发挥GIS平台图形以及拓朴功能
基于图形进行资产设备管理，利用网络拓朴功能配合设备维护工作，如分析停电范围、停电用户，产生停电通知。
围绕PM模块的集成主要关系如下图：
2.2技术原则
⏹ SAP XI两级应用集成系统
以集成整合平台为基础，结合SAP XI ，实现数据、流程、界面集成的系统。采用标准中间件集成平台SAP XI
实现应用集成的三个层面需求：
数据层：信息转换、信息集成、信息统一访问。
流程集成：流程分析、设计、建模、应用集成（流程驱动的EAI）、流程监控和业务结果监控。
展现集成：标准、统一的访问应用系统的能力、随时随地的访问、动态可适应的基于角色的访问。
建立省地两级的SAP XI架构，确保各地区应用系统受控访问省集中的XI和SAP系统。确保应用集成平台的可管理型与扩展性。
共享的基础服务：组织角色人、电网设备模型、资产模型、流程、图形服务（SVG＋SIAS服务）
基于标准规范：SVG图形标准和电力行业标准编码。遵循IEC 61970/61968。国际电力技术委员会IEC定义的两个标准IEC61968和IEC61970分别描述了配电管理系统和能量管理系统的应用程序接口。两个系列标准共同定义了一种电力系统通用信息模型CIM（Common Information Model）。CIM是一个代表电力企业所有主要对象的抽象模型，包括了这些对象的公有类和属性，以及它们之间的关系。
2.3应用边界
SAP：资产模型、作业计划、订单、物料、组织人
MIS：电网模型－MIS/GIS一体化、资产模型－同步SAP、流程应用、专业管理
GIS：电网模型－MIS/GIS一体化、资产模型－同步SAP、图形交互（SVG）、空间分析、地理空间平台
3、 技术设计与验证
3.1体系架构
完整的应用集成分三层：信息集成、流程集成、人的集成。对应电力企业的应用集成体系结构如下图：
3.2 SAP NetWeaver XI
实现数据集成，基于SAP NetWeaver XI平台实现ERP和专业应用的数据集成。建立符合WebService、JavaProxy EJB 等标准服务接口、并支持流程集成、数据同步、消息映射等功能。
SAP XI功能如下：
提供一个基于XML技术的信息交换架构，集成SAP的各类系统，包括外部非SAP系统,支持开放标准，如XML,WSDL和SOAP；
通过预配置的业务流程模型，传递SAP行业知识（包括业务流程和集成）给用户；
提供一个集成的工具集，支持企业建立新的业务模型，维护所有集成相关的信息(共享集成知识) 。
IB(Integration Builder)提供IR（Integration Repository）、ID（Integration Directory）的开发界面，IR提供设计和开发集成场景、消息结构、消息Mapping、消息接口等，ID提供接口的逻辑路由和物理路由的配置。
IS（Integration Server）是XI的核心处理引擎。
SLD（System Landscape Directory）集中存储集成环境中的系统和软件组件信息，并用于接口的设计、开发和配置。
SAP XI采用Adapter架构来实现高度异构、不同技术的系统的集成，由SAP开发和提供的Adapter主要有File/FTP、JDBC、JMS、SOAP、Plain HTTP、Mai、SAP Business Connector、Marketplace、RFC、IDoc、RosettaNet、CIDX。也有众多的合作伙伴开发了大量的Adapter如iWay、Seeburger AG。基于SAP XI的Adapter开发规范，用户或集成商还可以自行开发Adapter用于特定的系统的集成。
SAP XI提供星型集成方式，整合应用接口，利用流程配置技术，降低集成和维护成本。为企业建立灵活、标准的应用底层架构，以允许新的基于IT 的应用和商业处理更容易和更有效地被连接。
3.3业务场景
系统之间的业务流程进行整合，为了保证系统的松耦合性，在系统整合的技术选择上，采用了通过数据同步和数据访问实现流程间的触发响应的方式来实现各系统之间的流程交互。
3.4部署模式
电力企业的集成平台部署需要考虑电力企业的组织模式和未来应用的扩展性。电力企业整合包括“水平”和“垂直”两个方向，水平整合解决单个电力局内部的“信息孤岛”问题，垂直整合需要解决县、市电力局和省公司之间的“信息烟囱”问题。因此目前以省级为中心的应用整合，集成中间件的部署宜采用“1＋N”模式.
各系统通过SAP XI来实现集成，省公司部署SAP XI中间件平台满足所有和SAP R3的数据交换，各分公司各部署SAP XI中间件平台来负责分公司各种系统之间的数据交换及业务集成。
对应实时性要求高的集成场景，采用同步接口方式，而对与实时性要求不高的集成场景，采用异步接口方式。
3.5组件设计
基于SAP XI实现省公司SAP R/3与GIS、MIS集成的组件关系图，
GIS基于GIS开发平台如GE-Smallworld开发，空间地理信息系统，通过WebService/SOAP方式调用，WebService由SAP XI 发布的JavaProxy接口封装而成。
每个地区局和省公司各部署一套SAP XI，SAP XI间通过XI Adapter通信。
省公司SAP XI调用SAP R/3的RFC或IDCO，与SAP PM业务数据交互。
MIS系统，包括输电、变电，都基于J2EE技术，在SAP Netweaver开发，直接调用SAP XI JavaProxy。
3.6 接口验证
以MIS功能位置新增或修改MI_MIS_Funcloc_Change应用集成接口为例
功能描述
当R/3系统新增或修改的功能位置信息时，通过调用MIS系统的接口函数，把新增或修改的功能位置信息同步到MIS系统中。
DATA_IFLO
MAIN_CLASS
T_VALUATIONS_CHAR
RETURN
返回的是以XML封装的字符串，其中返回TYPE值为“S”表示成功；“E”或其它的值表示失败，在返回XML中包含异常信息。
四、结束语
通过应用集成实现应用系统之间数据的无缝共享和交换，打通企业价值链，真正的支撑业务运作，体现核心竞争力。基于面向服务的体系架构，使得系统的集成能力和扩展能力大大提升，既有效的保护了以往的IT投资，又可以轻松的容纳未来的信息化建设。
中间件技术路线选型需要进行战略分析，得出最适合的技术路线。符合客户的长远利益。浙江电力以SAP为中心的企业管理信息化格局，采取SAP NetWeaver 中间件进行应用集成是战略分析的最佳选择。
应用集成不仅需要从技术角度分析，还应用更加重视业务分析、系统边界定义、部署模式选择。发挥各自系统的价值和优势，并做到系统间松耦合是应用集成的核心目标。
参考文献：
SAP NetWeaver——SAP新一代业务平台 石坚燕 编著
SAP NetWeaver路线图 作者: 斯蒂芬·卡奇 洛伦·海利希
SAP最佳业务实践 王天扬 等著
SAP行业解决方案 卢梭
SAP应用服务器的JAVA编程 凯斯勒 等著
SAP企业门户技术和编程戈贝尔 等著
作者简介：
李云水1970年出生，1995年浙江大学电力系统自动化专业硕士毕业，高级工程师。1996年至2004年曾任浙江电信技术支援中心主任、杭州人文数码科技有限公司副总经理、北京朗新信息系统有限公司业务总监等职。2004年7月加入杭州新世纪信息技术股份有限公司，一直担任公司副总裁。从事电力、烟草、交通等行业应用及集成项目的研发、设计、实施服务等。主持开发具有国内领先水平的“基于SVG技术的电力系统图形管理软件”，并获国家创新基金资助。主持了浙江电力安全生产管理与ERP集成的大型行业项目、四川烟草省集中管理应用项目、新世纪基于J2EE的业务架构平台研发项目等。
