石油工程計(jì)量管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
摘要：石油工程計(jì)量管理信息系統(tǒng)是針對(duì)工程板塊計(jì)量管理需要設(shè)計(jì)開發(fā)的綜合管理軟件，遵循靈活性、易用性、通用性、安全性的設(shè)計(jì)原則，規(guī)范了主要業(yè)務(wù)流程和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理方法，開發(fā)了９大功能模塊及６２個(gè)子模塊，具有信息的提示預(yù)警、資料快速查詢下載、可視化圖表自動(dòng)生成、豐富的分析統(tǒng)計(jì)等功能。通過多家石油工程公司的應(yīng)用表明：實(shí)現(xiàn)了計(jì)量工作流程、計(jì)量技術(shù)規(guī)范、計(jì)量數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一化管理和網(wǎng)絡(luò)共享，并建立了石油工程計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫。
關(guān)鍵詞：石油工程計(jì)量管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)集群式部署功能模塊信息預(yù)警
１石油工程板塊計(jì)量管理需求分析
１．１石油工程板塊計(jì)量管理難點(diǎn)
１）專業(yè)跨度大、施工隊(duì)伍分布廣，現(xiàn)場計(jì)量管理難度大。中國石化集團(tuán)石油工程公司的業(yè)務(wù)領(lǐng)域涵蓋地球物理、鉆完井、測錄井井下特種作業(yè)、海洋石油工程、油田綜合服務(wù)、工程建設(shè)設(shè)計(jì)與施工等。施工隊(duì)伍分布在國內(nèi)５６０多個(gè)勘探區(qū)和海外３８個(gè)國家，專業(yè)類型多、跨度大，市場分布廣、隊(duì)伍流動(dòng)性強(qiáng)，計(jì)量器具種類和數(shù)量多，且調(diào)動(dòng)頻繁。加之大量智能化的儀器儀表在施工現(xiàn)場的使用，很多石油專用計(jì)量器具的量值傳遞［６］和量值溯源能力存在空白。因此，石油工程板塊的現(xiàn)場計(jì)量管理工作難度非常大。２）基層計(jì)量管理工作效率低。工程板塊的基層計(jì)量管理人員配備不足，多數(shù)都是兼崗，而且缺乏專業(yè)計(jì)量知識(shí)。目前，基層計(jì)量管理中信息收集、處理和傳遞多是依靠手工臺(tái)賬或簡單的電子表格形式，計(jì)量管理部門需要用大量的時(shí)間處理各種報(bào)表，采集到的信息很難做到規(guī)范、準(zhǔn)確和及時(shí)，且無法提供信息查詢，信息的可靠性更是無法保證。３）計(jì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理不規(guī)范。計(jì)量數(shù)據(jù)來源于被測對(duì)象的計(jì)量檢測，經(jīng)采集、分析處理、報(bào)表和反饋等環(huán)節(jié)，直到數(shù)據(jù)輸出，報(bào)告到有關(guān)部門。計(jì)量數(shù)據(jù)管理就是對(duì)這些環(huán)節(jié)的管理，而這些環(huán)節(jié)的關(guān)鍵就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理，也稱“數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)”［７］。長期以來，由于專業(yè)和管理制度的差異，工程板塊各單位計(jì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在定義不規(guī)范、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、格式千差萬別等問題。這些都使得數(shù)據(jù)在出具、統(tǒng)計(jì)、傳遞、使用、反饋等環(huán)節(jié)難以快速流轉(zhuǎn)，更無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
１．２石油工程板塊計(jì)量管理信息化建設(shè)目標(biāo)
１）建設(shè)目標(biāo)。建立既能在整個(gè)板塊內(nèi)通用，又可在細(xì)分專業(yè)擴(kuò)展的計(jì)量管理信息系統(tǒng)，達(dá)到計(jì)量工作流程信息化、計(jì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一共享化、計(jì)量人員操作簡單化。２）建設(shè)范圍。覆蓋石油工程公司所有管理單位的計(jì)量管理層級(jí)。
１．３需求分析
石油工程公司按照管理層級(jí)劃分，包括：石油工程公司總部、地區(qū)（專業(yè)化）公司（局級(jí)）、二級(jí)管理單位（處級(jí)）、基層計(jì)量管理單位等四個(gè)大的層級(jí)，各層級(jí)根據(jù)單位設(shè)置的不同又分為若干個(gè)小的層級(jí)。根據(jù)管理職責(zé)和實(shí)際工作需要.
２計(jì)量管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)
２．１系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
１）靈活性。采用自主研發(fā)的可復(fù)用柔性構(gòu)件的軟件技術(shù)開發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)主界面、系統(tǒng)管理模板等均可靈活配置，適用于企業(yè)機(jī)構(gòu)等的動(dòng)態(tài)重組，針對(duì)流程的轉(zhuǎn)變可以及時(shí)地調(diào)整，不需要重復(fù)開發(fā)。２）易用性。具有良好的操作界面，使用方便、操作簡單，使普通操作人員可迅速掌握并熟練操作系統(tǒng)，滿足了石油工程公司基層計(jì)量管理人員的使用需要。３）通用性。系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)要覆蓋石油工程各級(jí)計(jì)量管理層主要管理業(yè)務(wù)，管理流程設(shè)計(jì)既要符合通用業(yè)務(wù)流程需要，又要支持用戶對(duì)于表單、窗體、報(bào)表等的自定義。４）安全性和容錯(cuò)性。保證數(shù)據(jù)安全一致，可靠性高。提供防篡改、備份和恢復(fù)功能，防止ＳＱＬ注入攻擊；提供詳細(xì)的系統(tǒng)操作日志、Ｗｅｂ服務(wù)軟件日志、系統(tǒng)操作管理后臺(tái)日志來保證系統(tǒng)的安全性；建立基于角色的權(quán)限分配機(jī)制，提供運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控手段。支持系統(tǒng)主機(jī)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫長期平穩(wěn)運(yùn)行。５）可擴(kuò)展性。支持多個(gè)層面的可擴(kuò)展性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速開發(fā)、重組、業(yè)務(wù)參數(shù)配置、業(yè)務(wù)功能二次開發(fā)等，使得系統(tǒng)可以支持企業(yè)未來不斷優(yōu)化升級(jí)的管理需求。６）開放性。具有標(biāo)準(zhǔn)的外部接口集成機(jī)制，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，方便與外部系統(tǒng)集成共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)有效聯(lián)通，避免信息孤島問題發(fā)生。７）先進(jìn)性。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組態(tài)化，并具有前瞻性［３］，保證系統(tǒng)有良好的升級(jí)和功能擴(kuò)充能力，能適應(yīng)計(jì)量業(yè)務(wù)的變化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，并能保證系統(tǒng)較低的維護(hù)成本。
２．２系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用基于ＭＶＣ（ｍｏｄｅｌｖｉｅｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）框架的Ｊ２ＥＥ技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)為解耦合的三層架構(gòu)，使用標(biāo)準(zhǔn)的ＪＳＯＮ（ｊａｖａｓｃｒｉｐｔｏｂｊｅｃｔｎｏｔａｔｉｏｎ）及ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅｍａｒｋｕｐｌａｎｇｕａｇｅ）數(shù)據(jù)包格式交互數(shù)據(jù)，應(yīng)用主流數(shù)據(jù)庫Ｏｒａｃｌｅ和Ｊ２ＥＥ（ｊａｖａ２ｐｌａｔｆｏｒｍｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｅｄｉｔｉｏｎ）中間件以及ＨＴＭＬ５（ｈｙｐｅｒｔｅｘｔｍａｒｋ－ｕｐｌａｎｇｕａｇｅ）技術(shù)，并在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、易用性、可擴(kuò)展性等方面進(jìn)行了強(qiáng)化設(shè)計(jì)。
２．３系統(tǒng)部署方式設(shè)計(jì)
針對(duì)石油工程板塊施工范圍廣、計(jì)量管理業(yè)務(wù)量大的特點(diǎn)，系統(tǒng)部署在多臺(tái)物理服務(wù)器和Ｗｅｂ服務(wù)器上形成集群式應(yīng)用，以此來提高并發(fā)能力，增加吞吐量，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，增加了服務(wù)的可用性。
２．４管理業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)
以Ｑ／ＳＨ０１００．１—２０１３《中國石油化工集團(tuán)公司計(jì)量管理與考核規(guī)范》［７］和《石油工程計(jì)量管理辦法》的要求為依據(jù)，設(shè)計(jì)了計(jì)量人員取證管理、器具檢定管理等６大通用業(yè)務(wù)流程及２０個(gè)關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)的信息化管理方案，實(shí)現(xiàn)了管理流程的統(tǒng)一化和信息化；建立了２個(gè)包括２１類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的石油工程專業(yè)數(shù)據(jù)字典集，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化管理及數(shù)據(jù)共享；設(shè)計(jì)了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理通用角色權(quán)限，共４大層級(jí)８組，并支持個(gè)性化角色權(quán)限擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了管理業(yè)務(wù)通用、功能個(gè)性配置，充分滿足了各單位的不同需求。
３系統(tǒng)主要功能模塊開發(fā)
石油工程計(jì)量管理信息系統(tǒng)是針對(duì)工程板塊計(jì)量管理需要設(shè)計(jì)開發(fā)的綜合管理軟件，包括法規(guī)體系文件管理、計(jì)量人員管理、計(jì)量器具管理、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)管理、實(shí)驗(yàn)室管理、交流中心、通知管理、權(quán)限管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等９大功能模塊６２個(gè)子模塊。
３．１首頁頁面結(jié)構(gòu)及主要功能
系統(tǒng)首頁頁面由登錄入口、通知公告、政策法規(guī)查詢、交流中心、下載服務(wù)、系統(tǒng)幫助、計(jì)量業(yè)務(wù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的快速導(dǎo)覽等模塊構(gòu)成。主要功能包括：通知公告的快速瀏覽；法規(guī)體系文件的快速模糊查詢、瀏覽、下載；交流中心的發(fā)帖信息、更新瀏覽；使用工具、操作手冊(cè)下載服務(wù)；國家計(jì)量局、各省市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局等３０個(gè)計(jì)量相關(guān)機(jī)構(gòu)的快速訪問入口。
３．２法規(guī)體系文件管理模塊主要功能
分類、分級(jí)管理國家法律法規(guī)、集團(tuán)公司計(jì)量文檔、單位管理文檔；提供文檔的上傳、瀏覽、更新、檢索和下載等功能。
３．３計(jì)量人員管理模塊主要功能
計(jì)量人員信息管理包括：錄入、查詢、證書查看、修改、刪除、導(dǎo)出Ｅｘｃｅｌ，臺(tái)賬數(shù)據(jù)模板的下載等；計(jì)量人員證書管理，證書到期和超期提示和預(yù)警；年度培訓(xùn)計(jì)劃的一鍵生成、編輯、查詢、導(dǎo)出Ｅｘｃｅｌ等；人員按職稱、崗位等可視化圖表匯總展示。
３．４計(jì)量器具管理模塊主要功能
計(jì)量器具按照通用和石油專用計(jì)量器具［８］分別建立臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)臺(tái)賬信息的分類、分級(jí)、分項(xiàng)管理、維護(hù)、編輯、統(tǒng)計(jì)、查詢、導(dǎo)出等；計(jì)量器具年度、月度檢定計(jì)劃的一鍵生成、編輯、查詢、導(dǎo)出等；器具分類統(tǒng)計(jì)的`可視化圖表展示；計(jì)量器具配備率、受檢率／周檢率、周檢合格率的實(shí)時(shí)和階段統(tǒng)計(jì)匯總，待檢信息的提示等；計(jì)量器具檢定證書信息到期、超期提示和預(yù)警、功能限用器具提示等；計(jì)量器具的檢定、維修、更新改造、報(bào)廢等動(dòng)態(tài)信息記錄及查詢等。
３．５計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)管理模塊主要功能
計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)賬建檔管理，包括計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具、主要配套設(shè)備、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核授權(quán)及開展的檢定項(xiàng)目等信息的錄入、查詢、更新、導(dǎo)出等；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核申請(qǐng)相關(guān)資料的自動(dòng)生成、自主編輯等；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核申請(qǐng)、審批、上報(bào)等流程運(yùn)行；標(biāo)準(zhǔn)考核（復(fù)審）信息的提示與預(yù)警；臺(tái)賬信息的匯總分析的可視化圖表展示。
３．６實(shí)驗(yàn)室計(jì)量管理模塊主要功能
實(shí)驗(yàn)室臺(tái)賬信息建檔管理，包括實(shí)驗(yàn)室人員、儀器設(shè)備、檢測能力、證書等數(shù)據(jù)的錄入、查詢、更新、導(dǎo)出等；實(shí)驗(yàn)室評(píng)審／復(fù)審申請(qǐng)資料的自動(dòng)生成、自主編輯等；實(shí)驗(yàn)室評(píng)審／復(fù)審流程的線上審批等實(shí)驗(yàn)室證書復(fù)審信息的提示與預(yù)警；實(shí)驗(yàn)室臺(tái)賬信息匯總分析及可視化圖表展示等。
３．７基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊主要功能
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理包括：計(jì)量管理網(wǎng)絡(luò)圖查詢、編輯、更新、上傳；各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典的查詢、添加、編輯、導(dǎo)出；通用字典數(shù)據(jù)的編輯、添加、導(dǎo)出；機(jī)構(gòu)變動(dòng)時(shí)各類臺(tái)賬數(shù)據(jù)的批量調(diào)撥。
３．８權(quán)限管理模塊主要功能
權(quán)限管理包括：組織機(jī)構(gòu)信息建檔和維護(hù)；在組織機(jī)構(gòu)框架下系統(tǒng)用戶的查詢、添加、修改、刪除、密碼維護(hù)、導(dǎo)出等；用戶角色的查詢、添加、刪除等；系統(tǒng)模塊功能權(quán)限字段；用戶或角色可操作性權(quán)限維護(hù)等。
４應(yīng)用情況
自２０１７年４月起，該系統(tǒng)先后在石油工程公司所有管理單位全面上線運(yùn)行。目前系統(tǒng)用戶總數(shù)１０３９個(gè)。管理器具達(dá)２１００種共５９１６２件、人員信息１５４３人共４６０００個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)信息１２３條共１４０００個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)室信息３６條共８７００個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。系統(tǒng)的成功應(yīng)用健全了石油工程公司的計(jì)量管理網(wǎng)絡(luò)，帶來了石油工程公司計(jì)量管理模式的變革，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量信息管理的規(guī)范化和網(wǎng)絡(luò)化，使計(jì)量管理工作效率和管理的精細(xì)化程度得到顯著提高。１）以文件管理為例。以往從工程公司總部行文經(jīng)逐級(jí)下發(fā)，至少需要２０多天時(shí)間，而且還不能保證覆蓋到所有目標(biāo)用戶，且文件在流轉(zhuǎn)過程中還會(huì)存在人為的解讀誤差。系統(tǒng)建成之后，文件通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，利用系統(tǒng)的通知管理功能可以定時(shí)、定點(diǎn)（目標(biāo)用戶）發(fā)布，用戶可通過消息提示及時(shí)接收信息，系統(tǒng)自動(dòng)記錄用戶瀏覽情況，用戶還可通過交流模塊進(jìn)行線上交流。對(duì)于總部計(jì)量主管來說，文件從頂層發(fā)布到末端用戶最快只需要十幾分鐘就可以獲得反饋。２）以計(jì)量器具管理為例。中石化中原石油工程公司共有計(jì)量器具５６００余件、１２００余種，每年計(jì)量器具管理的工作量及難度非常大。僅器具檢定計(jì)劃就至少需要經(jīng)過１５個(gè)環(huán)節(jié)，器具送檢過程又需要經(jīng)過層層審批，最后的送檢結(jié)果再逐級(jí)上報(bào)，業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)十分緩慢。器具檢定情況定期統(tǒng)計(jì)匯總工作量大、易疏漏，而器具超檢期服役會(huì)影響工程施工質(zhì)量，縮短器具使用壽命，增加工程事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)量系統(tǒng)上線之后，器具檢定計(jì)劃、器具送檢單據(jù)根據(jù)臺(tái)賬生成，器具送檢流程線上審批，匯總、統(tǒng)計(jì)也是一鍵生成，環(huán)節(jié)簡化、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，上級(jí)管理層可以實(shí)時(shí)查看器具臺(tái)賬、檢定計(jì)劃、送檢運(yùn)行情況、檢定結(jié)果等，信息無需層層上報(bào)，管理可以從頂層直接到基層，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計(jì)和可視化圖表展示功能。系統(tǒng)可根據(jù)臺(tái)賬生成器具檢定情況的提示和預(yù)警，以便管理控制，根據(jù)工期及時(shí)送檢或安排調(diào)換。系統(tǒng)在中石化中原石油工程公司上線運(yùn)行一年多，避免了８００余件器具超檢期服役，延長了１００余件器具的使用壽命、至少規(guī)避了５起工程施工事故的發(fā)生，保證了施工質(zhì)量，提高了顧客滿意度。系統(tǒng)上線以來，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，用戶普遍反映該系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)、運(yùn)行平穩(wěn)、界面友好、操作簡單、可擴(kuò)展性、適應(yīng)性、安全性強(qiáng)，沒有出現(xiàn)過宕機(jī)及數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，取得了良好的應(yīng)用效果。
５結(jié)束語
石油工程計(jì)量管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用改變了中石化石油工程公司的計(jì)量管理方式，建立了計(jì)量人員、計(jì)量器具、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室臺(tái)賬，形成了工程公司企業(yè)級(jí)的信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了石油工程板塊計(jì)量管理信息的動(dòng)態(tài)管理。解決了工程板塊長期存在的計(jì)量管理難度大、基層管理工作效率低、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的主要技術(shù)難題。有效減輕了各層級(jí)的工作強(qiáng)度，加快了管理業(yè)務(wù)處理速度，并且有助于管理層實(shí)行關(guān)鍵流程管控，能夠有效地節(jié)約生產(chǎn)、管理成本，避免工程復(fù)雜情況的發(fā)生，降低事故的發(fā)生率。該系統(tǒng)的應(yīng)用使工程板塊的管理效率明顯提升，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
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