数字南网用八年时间实现全栈信创
受停电影响，公共通信设施关闭、工厂停工、医院手术受阻……伊朗2021年大面积停电事件为我国能源行业敲响警钟，以电力为核心的能源安全是“国之大计”，必须高度重视。尤其在数字化环境下，我国核心技术基础薄弱，信息产业长期依赖进口，存在着重大安全风险。
所以，加大信息基础设施投入，在核心技术层面进行创新，全面保障电网安全，已成为电力企业必须要面对的新课题，这也是中国南方电网（简称南网）下决心构建数字南网，并实现全栈信创的最根本原因。
问题是，数字化转型应该从何处入手？全栈信创改造有哪些关键点？作为核心基础软件的数据库，在整体平台构建过程中扮演着怎样的角色？
“深入技术研究需从实际业务出发，信创建设首先要了解企业需要什么，现有技术能做到什么程度，然后再制定具体的实施策略。” 中国南方电网有限责任公司 高级工程师 李晖，从业务需求、信创建设工作思路以及实践路径等方向，详细介绍了数字南网发展历程。
数字化建设之初
作为大型央企，南方电网的数字化转型“牵一发而动全身”。但是，为了发挥龙头企业的带动作用，建立自主可控的底层技术架构，向信息技术要效益，数字化转型工作必须掷地有声，要有切实行动。
准确讲，南方电网的数字化转型工作，从一个方案的明确提出开始。2019年，南方电网公司印发了《数字化转型和数字南网建设行动方案(2019年版)》，该方案不仅明确了工作思路和转型路径，各分子公司也都提出了数字化转型思考，积极承接转型工作任务。
然而，数字南网要想成功落地，不仅要有规划，有策略，还得是“一把手”工程，才能掌控全局。南方电网公司董事长、党组书记孟振平 明确表态，要坚定不移地执行数字化战略，以保障电网安全、提高运营效率、降低管理成本、改善客户服务、创造综合价值为基本任务，推动公司高质量发展。
具体而言，数字南网的实施方案可以用“4321”来概括，即通过建设四大业务平台、三大基础平台、实现两个对接、建设完善一个中心，最终实现电网数字化、运营数字化和能源生态数字化目标。其中，四大业务平台是指电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、企业级运营管控平台；三大基础平台是建设南网云平台、数字电网和物联网，实现与国家工业互联网、数字政府及粤港澳大湾区利益相关方的两个对接，建设统一的数据中心。
数字南网的整体建设目标是“三步走”策略：
第一步，从2019年开始，初步完成从传统信息系统向基于南网云的新一代数字化基础平台和互联网应用的转型，初步具备对内对外服务的能力。
第二步，到2020年，全面建成基于南网云的新一代数字化基础平台和广泛的互联网应用，实现能源产业链上下游互联互通，基本具备支撑公司开展智能电网运营、能源价值链整合和能源生态服务的能力，初步建成数字南网。
第三步，到2025年，基本实现数字南网。
整体来看，电网管理平台建设属于数字南网建设中最重要一环，更需要直面问题、直击痛点。下一步计划是，如何从功能上实现“业务全覆盖、流程全贯通、数据全共享”？
很明显，数字化转型没有捷径可走，必须从底层开始，一步步梳理。其中，最首要任务是，先打通电网流程的各个关键环节，包括设计、建设、运行、退役态全流程管理等等。以核心应用数据库为例，在电网管理平台建设项目落地过程中，面临的一个重要考验就是数据库的国产化替代问题。
一直以来，央企大量使用国外数据库，如果被禁止应用，会带来不可估量的损失。即便暂时没有被完全禁止，也会有一个严峻的挑战，那就是技术架构的局限性，比如：集中式架构无法线性扩展，稳定性、性能强依赖硬件等等。尤其对于并发量大、峰值高等带有互联网特性的数字化应用系统来说，更需要能满足特定场景需求的数据库来支撑。
换言之，数据库国产化替代已刻不容缓，这不仅是国家战略问题，更涉及电力企业自身利益。
电网管理平台全栈信创之旅
实际上，南网的国产化替代，从八年前就已经开始。2014年到2019年左右，也就是在十三五“6+1”时期，南网完成了人资上线、财务试点；十四五开年，公司提出了“4321”规划，进行了新一轮的资产、财务、人资系统的适配、上线。
2015年，在南方电网信息部的组织下，达梦数据库参与到各个项目的国产化改造工作中，与南网总部、广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司、海南电网、广州供电局、深圳供电局、调峰调频公司、超高压公司等单位开展全面合作。
针对数据库信创，南方电网重点考量3个层面：
1、兼容性，直接影响到应用改造代价。
数据库信创，不是重复造轮子，一切推倒重来。新的数据库选型要有完整的兼容体系，包括语法、接口、运维工具等层面的深度兼容，延续过去深层技术的使用习惯。
2、高可用性，决定日后投运架构与产品能力上限。
▲DSC共享存储集群
早期数据库架构以单机、主备模式为主。为满足高端业务需求，达梦历经12年潜心研发，推出了国内首家、全球第二家共享存储集群DM DSC ，该集群大幅度提升了数据库的能力上限，并攻克了诸如负载均衡、缓存融合、ASM、灾备等核心技术，可直接对标国外产品。DM DSC集群具有高可用、故障处理能力，在灾备方面表现出色，满足RTO和RPO指标要求，确保业务的连续性。
3、性能，决定了可支撑的应用规模，是否能扛得住大系统高峰期压力。
数据库性能如何，必须结合实际业务场景进行实测。通过对核心业务场景进行测试模型构造以及仿真环境的建立，可对数据库的并发性能、可优化性进行全面测评。具体包括集群并发能力，TPS、QPS分别要达到多少，复杂SQL语句性能如何，在业务场景下的性能有哪些表现等。
整体替换思路是，数据库信创应该先小步试点，然后再全面开花。首先，从易到难。先从小型系统入手，将适配、测试、双轨试运行、单轨上线整条线走一遍，分析、解决遇到的问题，再对大型复杂系统逐步改造，发现深层次问题、弥补前期考虑缺失。比如：从南方电网自身业务来说，先从海量分析、应急指挥等小型系统，到人资、财务、资产大型系统。其次，以点带面。先以体量最大的分子单位试点，标杆化、规范化，以点带面铺开。南方电网以广东电网试点攻破技术，形成模板，再进行全网推广。再次，从改到建。从信创改造，到信创建设，再到存量系统改造、新增系统直接使用信创数据库开发建设。
构筑数据安全基石，数据库不再“卡脖子”
当前，电网管理平台三大业务域（资产域、财务域、人资域），含全网信息化业务：财务、规建、投资、基建、项目、物资、供应链、服务调度、仓储、生产运行、维护检修、故障抢修、人力、招聘、薪酬等全部业务，已经跑在了达梦DSC集群上，并经受住了多轮业务高峰的考验。
经过八年的持续迭代，电网管理平台通过全栈自主可控适配及应用研究与实践，走出了一条具备南网特色的重大企业级信息系统工程自主可控发展之路。电网管理平台部署了60多套DMDSC共享存储集群，支撑着超过30万人的全网用户核心生产业务，DMHS数据实时同步链路超过40条以上。
从最终上线结果来看，南网提升了信创数据库共享存储集群的应用成熟度。针对共享存储集群架构，从80年代到现在，仅有国外一家公司能支撑。南网在早期（2014）信创改造时就采用了达梦主备架构，后期全部升级为达梦DSC共享存储集群，这也是达梦首次将该集群大规模用于央企核心业务，这说明好的软件不仅功能强大，还要经过实践的不断检验，才会越用越好。
电网管理平台是基于信创数据库建设的大型核心ERP类系统构建，其庞大的用户量与复杂的业务为信创数据库提供了丰富的应用场景，为信创数据库带来巨大挑战的同时，有效地促进了信创数据库的深层次优化。
在数字化改造过程中，南网提升了信创数据库的大规模集中运维能力，可更方便地监控、运维、优化分析。比如：可监控实例状态、运行时间、CPU、内存、交换区、会话、事务、等待任务数、磁盘以及网络等信息，综合相关监控数据生成对应数据库性能报告。
更重要的是，全栈信创，保障了信创数据库的数据安全，使数据库避免了被“卡脖子”的潜在风险。南网核心业务系统基于自主可控的数据库底层架构建立，在形成自有开放生态的同时，构建出数据安全、网络安全的基石，这对南方电网的数字化转型有十分重要的意义。
小结：如果说数字技术是引领第四次工业革命的核心技术，数据库就是支撑数字技术的基础。数字南网在自主可控、建设路径、规范体系、技术攻关等方面的攻破，堪称典范，对于同类企业甚至其他行业来说，具有一定的参考和借鉴价值。