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直播专题:2021年智慧电厂论坛(第一期)
文字实录如下:
周书亮:各位领导、各位专家、各位嘉宾,大家上午好!今天我演讲的主题是《深信服“云数安”融合平台助力发电行业数字化升级服务》。
汇报分为四个方面:第一是发电行业及电厂数字化转型背景;第二,数字化转型的关键技术需求分析;第三、深信服“云数安”融合平台介绍;第四,案例介绍。
发电行业及电厂数字化转型背景
能源行业面临问题:能源结构调整不断深入、资源环境约束逐渐加大、电力体制改革影响深远、新一代IT技术快速发展。数字化转型深入到发电行业的各个层面,对生产管理和经营模式带来变革。
对于火电厂的挑战,短期是煤电的矛盾、市场过剩、用电的需求在发生转变,还要求低碳环保,所以很多电厂的业绩都出现下滑。从长远来看,竞价时代很快到来,当然竞价上网的事较漫长,包括发售分离,但是步伐也越来越快,在火电的场景,确实存在优胜劣汰,好的会进一步加大,小的会被兼并或者转售。还有煤电过剩以及碳交易、经营现状等等其它方面的挑战。
对于智慧电厂,做了一个目标的抽象,无论哪家发电集团的电厂,要做数字化电厂、智慧电厂,抽象为5大方面,可能具体的项目不一样,它的视角也有所区别。站在设施商的视角来看,包括:一是设备的全生命周期管理,要做到非计划停机减少,尽可能没有,实现状态检修,更省钱;二是运行优化;三是电厂生产流程要打通,不能有孤岛,能源要高效利用;四是可视风险。可视化并不是简单的可视化,可视化要跟IT技术结合,主要跟安全、设备运行结合,真正做到孪生;五是决策执行,特别是对老的电厂,如何提升效率,最重要是提质增效。
数字化转型的关键技术需求分析
我个人在能源行业信息化有十来年的经验,从横向和纵向来划分,数字化转型对一个发电集团来说绝对不是一个点,它是一个面,从集团总部到分公司、厂站,我们做了一个剖析。数字化转型里面几个构建,其实它有一个共性,简单分为四方面,有一个基础资源,这是绿色的部分,还有黄色的部分,就是数据平台,然后是各个厂商提供的各类行业应用,包括业主也在深度参与其中,还有安全体系。
从集团到分公司、区域、厂站的架构里面,有很多相似的地方,有没有一个平台能把共性的东西抽象出来,能提供给用户方便使用,包括记录资源,甚至平台上的通用的数据存储的能力,提供通用的抽象,可以统一构建。在做智慧电厂时,有一个统一的通用平台来提供。
(见PPT)在发电行业的数字化转型,抽象出这个图,在硬件层有硬件资源,希望做到一站式的平台资源能力发布。公有云大家都知道,它能提供各种能力,都是云化的服务。在发电行业,因为信息化的要求,不能把所有业务都放到公有云上,肯定是私有化建设,信息化建设的诉求是一样的,我们希望通用的软件平台、数据服务,要提供一站式的方便发布。对平台来说,重要的软件可以预装好、调试好,各种服务可以敏捷把它快速发布,然后提供给各种应用,建设类的、指标分析类的、挖掘类的,模型预警类的,以及三维等等,各种类型来支撑服务,这是我们的通用诉求。我们把它抽象之后就会发现,大部分是可以来抽象的。
采集也是一样,做数字化转型,采集要求也越来越高,因为数字化转型的核心要进行两化深度融合,要把IT和OT的东西深度结合,来为生产服务,所以我们要全量采集,对火电厂来说要采集的协议很广,要采集各种数据库、各个系统的协议,监控设备、工业总线协议等等,我们要全量支持各种协议,所以希望我们能做到全量采集。不光是采,还要存,各种结构的数据,结构化、非结构化、持续历史的,采了之后要存储,存储之后还要分冷数据、热数据,要有统一的数仓来进行数据层面的处理。
现在做数字化电厂的建设,数据资产是一个很重要的形式,数据资产里面有很多重要的能力,要做数据的治理、数据的标准,还有数据资产的分层构建,根据我们的业务需求来构建这个数据资产,这一块也是我们的通用能力。还有对数据可视化、低代码的分析,同时提供敏捷的微服务的运行和承载能力,这也是通用能力。
最后是安全,站在深信服的视角,安全不仅是信息安全,还有数据安全,整个安全的模型,简单理解是ARTO(人机共智、统筹风险、精益信任、持续运营),安全已经上升到运营的安全,要建设合规的底座,我们把安全能力打到这个平台上,保障这个平台范围内是非常安全的,当然我们也提供网络安全、信息安全等一系列的设施。
深信服“云数安”融合平台
基于我们对数字化转型能力的抽象、大家需求的抽象,推出“云数安”的融合架构。
(见PPT)这是一个两级架构,根据业务的层级来进行结合,也可以分为四级。
这个架构黄色的区域和蓝色的区域是云数安能提供的能力,提供IaaS层的所有的能力,包括存储网络、备份安全等等,还提供PaaS层的通用能力,数据存储,各种数据库的能力,还有持续的大数据数仓的构建,还有提供数据工具,构建数据资产。再往上可以融合各个友商的能力,因为智慧电厂项目的信息化很大,包括IT层面,深信服只是一个厂商,主要提供底座和通用能力,智慧电厂的应用我们是不直接参与的,我们跟工业互联网平台的友商,以及做各个智慧应用、智慧新能源、智慧企业建设的友商提供整体解决方案能力。我画的是两级架构,分为中心级和厂站级,采用同架构的方式,只是在厂站的规模小一点,在中心级的规模大一点。我的架构可以横向扩展,还有一个重要的能力,在数据层面能协同,我们的模型要在厂站侧执行这个模型,在中心侧能管理区域,包括在集控的中心,要管理各个区域的IT设备,包括相关的系统统一的管控,统一运维的能力,这是我们的总体架构示意。
完整的架构
蓝色部分是我们构建的通用能力,各个能源集团都可以用这个通用能力构建智慧化的建设。
前面也提到,再往上的能力我们一家完全构建也不太现实,且不同的行业是有不同需求的,比如机器学习、AI模型,我们是和百度的AI团队合作的,我们的报表也战略投资了相关的公司,我们也会和相关的友商合作,我们在一些项目上和友商合作都有落地案例。这一块对我们来说是打造一个稳定、便捷的承载。同时这个采集很重要,我们也有配套的采集装置,能实现各种数据协议的稳定、高可靠、高有效的采集。采集可能是我们数字化建设、数字化转型里面,特别是对工业领域很重要的能力。虽然技术不是很高端,但是它的稳定性,包括它的很多细节非常重要,因为它是数据的来源,如果没有好的数据质量,平台建设再好,应用算法再高大上,也产生不了价值。
接下来架构再简单说一下。我们的核心是软件定义基础架构,超融合相当于把计算资源融汇到分布式的架构,实现计算、存储、网络、安全统一到一个集群平台,它是可以线性进行扩展的,可以承载工业互联网平台,可以承载各类应用,我们融合了大数据的各个组件,还有常用数据库的数仓,我们也有团队在这一块进行深入的研究。然后也融合了云和安全服务。
这个架构比较简洁,传统没有我们的云数安这种融合架构,要做信息化建设,左边这种传统架构,成本比较高,而且稳定性差,这种架构大家都很熟,可能现在在集控和一些电厂还在用这种架构,这个架构最大的问题就是可能存在单点故障,存在瓶颈,比如说共享存储。就算软件做到高可用,但是底座不是高可用的,无法做到真正的高可用,我们的架构就很简洁,一个融合服务器加上网络,融合服务器上承载了各个能力。技术细节我不展开,这里面还是有很多核心技术,在Gartner的象限里面已经排得很靠前了,在国内的技术能力也是做到了前三名的水平。
云数融合,怎么融合?不是简单把它装到里面,我们这是深度的融合,架构分为两层架构,一个是存储一体,还有一个是存算分离。
存储一体,简单来说虚拟化的操作系统,用了超融合的分布式存储架构,相当于把每台服务器的存储打通,做了一个分布式的存储。因为我们有数,有一些分布式的大数据的结构,还有一些分布式的数据库,如果两个分布式的数据叠加在一起,可能会有一些问题,可能不是最高效的,所以我们在一些小规模的场合,为了快速、便捷,我们把各种数据节点用物理机的直通盘的方式解决,这种方式是比较灵活的。
还有一种架构是存算分离,这是我们推荐的架构,存储和计算是真正做到分离,不管什么存储,根据存储的应用业务要求,可以用不同的存储协议和存储介质,甚至对一些存储性能要求高的可以用闪存,有些可以用SSD。上层构建一个企业级的分布式存储,我们叫做EDS存储,它兼容传统的NAS、块存储,还有标准的存储接口,还有大数据的存储接口。这个分布式的架构有几个优势:一是高效,它是池化的。二是高利用率,存储不够我可以扩存储服务器,不用把计算服务器也浪费了,也去跟着扩展。第三是高性能,我的各个接口是根据你的需求来提供的,介质也是根据你的需求来提供的,所以可以做到高效、高性能,还有很高的利用率。
这是多功能数仓,从上往下看,上面是业务需求,我们的业务不管什么数据,可以抽象为几类:一是预聚合的,我们用多维聚合的引擎,提前把维度算好放在那里,用的时候来取就行了,当然它也会占用一定的存储空间,对存储有一定的要求,但是它的好处就是用的时候很快,不用用的时候再查。还有明细查询,还有即席查询的,维度不固定、聚合操作,我们用关系型的数仓引擎。
数仓有几个关键技术:我们提供统一的接口,同时能够智能分发,同时还提供拔插式的引擎支持,如果项目复杂,我把所有的引擎都打上,如果项目没有那么复杂,我们支持很多的数仓的底座,这一块我们可以拔插式使用。我们还有AI的能力,根据你的数据使用频率、数据使用特点、使用规律,来给你构建一个智能的索引,让你以后在用这个数据的时候就不用自己去关联,我们可以自动构建一些索引能力,帮你快速把数据提出来。
数据共享服务。对管理者来说,我们的数据有一个可视化的操作界面很方便,管理员可以用可视化的界面发布数据,包括数据接口被调用的频率、频次,以及限流、谁来能调用、权限,可以做到很好的管控。对消费者来说只要拿到我的认证,拿到我的帐号就行。现在安全这一块我们还是非常专业的,我们用最新的技术,包括一些数据安全技术,可以做到真正的安全,我的各环节进行安全验证,同时还能限流,避免一个人的数据量太大,把这个平台阻塞,我们整个平台对数据共享可以做到推和拉的模式,用户可以自动查询,去拉这个数据,我们的工业数据里面有一种场景,经常数据变了以后,推送出来,也有推的机制,让数据变化之后快速往外推。
数据治理也是很重要的,我们有一些通用的治理工具,当然这个规则引擎是可以用户自己去构建的,我们默认提供6种规则,完整性、一致性,准确性、有效性、唯一性、及时性。我们针对每一项进行打分,从数据的规则,包括检查规则,以及最后数据的质量报告,有一个统一的通用工具提供。
平台提供云原生的能力,也就是容器的能力,容器在各种应用上满足需求还是很不错的,它比较快捷。底层超融合是一个虚拟化的技术,为了敏捷地应用模型训练的能力,提供容器,包括开发的套件,DevOps的开发,微服务只能的能力,还有ServiceMesh等等。这一套的能力,包括IT的数据采集、治理,甚至数仓的构建等等,这些都具备。
总结
一是运维简单,对管理人员来说不用维护很多资源池,可以统一管理基础资源、大数据资源、安全资源,甚至各种安全的设备,可以统一管理、统一运维。二是架构先进,我们的架构是先进的,是虚拟化的。三是安全可靠,我们在应用层从底层到上层,各个层都有安全能力。我们的应用和网络都有隔离,云安全这一块是我们的云数安平台里面天然集成的。第四是扩展开放,我们支持集团级、分公司级、新能源集控级,还有厂站级。对电厂来说,这个规模并不是很大,对一个60万的机组来说,全采的数据也就几万点,一个火电厂可能不到10万测点就能承载。但是对新能源来说,数量是很大的,一个风电厂可能有三五万个点,一个集控有几十万个点,数量很大,这些地方的应用我们都没问题。
案例
在介绍案例之前业介绍深信服。深信服是一个厂商,最早是做安全的,今天介绍的是云数安融合平台,可以看到我们绝对不是一家只做安全的公司,深信服能够提供云数安融合的平台,深信服也跟业内的合作伙伴融合,深信服跟集团的信息化公司,比如说国能信控、大唐先一,做深度的融合,深信服提供的只是IT层面的通用能力,最终给用户的肯定是一个整体解决方案,那样深信服的价值更大。这一块我们是跟业内的伙伴共建,包括业内垂直的数据处理的公司,我们跟合作伙伴一起做联合交付,深信服愿意跟所有的合作伙伴为数字化转型助力,提供整体的能力。
云数安平台超融合的底座已经被用户深度接受,在三四年前就开始用,能源类的客户不光是发电,包括整个电网,有上千家客户在使用我们的产品,而且评价是很不错的,确实让数字化很省心。
在数据层,深信服也跟业内的同行联合交付,比如说新能源电厂的方案,包括新能源集控、工业互联网平台的构建,还有智慧煤矿建设,整个能源行业在这一块都是相通的。
我的分享就到这里,谢谢各位。
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