石油工程計量管理資訊系統設計論文

摘要：石油工程計量管理資訊系統是針對工程板塊計量管理需要設計開發的綜合管理軟件，遵循靈活性、易用性、通用性、安全性的設計原則，規範了主要業務流程和基礎數據管理方法，開發了９大功能模組及６２個子模組，具有資訊的提示預警、資料快速查詢下載、可視化圖表自動生成、豐富的分析統計等功能。透過多家石油工程公司的應用表明：實現了計量工作流程、計量技術規範、計量數據資訊的統一化管理和網絡共享，並建立了石油工程計量管理數據庫。

關鍵詞：石油工程計量管理資訊系統架構設計集羣式部署功能模組資訊預警

１石油工程板塊計量管理需求分析

１．１石油工程板塊計量管理難點

１）專業跨度大、施工隊伍分佈廣，現場計量管理難度大。中國石化集團石油工程公司的業務領域涵蓋地球物理、鑽完井、測錄井井下特種作業、海洋石油工程、油田綜合服務、工程建設設計與施工等。施工隊伍分佈在國內５６０多個勘探區和海外３８個國家，專業類型多、跨度大，市場分佈廣、隊伍流動性強，計量器具種類和數量多，且調動頻繁。加之大量智能化的儀器儀表在施工現場的使用，很多石油專用計量器具的量值傳遞［６］和量值溯源能力存在空白。因此，石油工程板塊的現場計量管理工作難度非常大。２）基層計量管理工作效率低。工程板塊的基層計量管理人員配備不足，多數都是兼崗，而且缺乏專業計量知識。目前，基層計量管理中資訊收集、處理和傳遞多是依靠手工檯賬或簡單的電子表格形式，計量管理部門需要用大量的時間處理各種報表，採集到的資訊很難做到規範、準確和及時，且無法提供資訊查詢，資訊的可靠性更是無法保證。３）計量基礎數據管理不規範。計量數據來源於被測對象的計量檢測，經採集、分析處理、報表和反饋等環節，直到數據輸出，報告到有關部門。計量數據管理就是對這些環節的管理，而這些環節的關鍵就是基礎數據管理，也稱“數據中的數據”［７］。長期以來，由於專業和管理制度的差異，工程板塊各單位計量基礎數據存在定義不規範、數據標準不統一、格式千差萬別等問題。這些都使得數據在出具、統計、傳遞、使用、反饋等環節難以快速流轉，更無法實現數據共享。

１．２石油工程板塊計量管理資訊化建設目標

１）建設目標。建立既能在整個板塊內通用，又可在細分專業擴展的計量管理資訊系統，達到計量工作流程資訊化、計量數據統一共享化、計量人員操作簡單化。２）建設範圍。覆蓋石油工程公司所有管理單位的計量管理層級。

１．３需求分析

石油工程公司按照管理層級劃分，包括：石油工程公司總部、地區（專業化）公司（局級）、二級管理單位（處級）、基層計量管理單位等四個大的層級，各層級根據單位設定的不同又分爲若干個小的層級。根據管理職責和實際工作需要.

２計量管理資訊系統設計

２．１系統設計原則

１）靈活性。採用自主研發的可複用柔性構件的軟件技術開發平臺，系統主介面、系統管理模板等均可靈活配置，適用於企業機構等的動態重組，針對流程的轉變可以及時地調整，不需要重複開發。２）易用性。具有良好的操作介面，使用方便、操作簡單，使普通操作人員可迅速掌握並熟練操作系統，滿足了石油工程公司基層計量管理人員的使用需要。３）通用性。系統的功能模組設計要覆蓋石油工程各級計量管理層主要管理業務，管理流程設計既要符合通用業務流程需要，又要支援用戶對於表單、窗體、報表等的自訂。４）安全性和容錯性。保證數據安全一致，可靠性高。提供防篡改、備份和恢復功能，防止ＳＱＬ注入攻擊；提供詳細的系統操作日誌、Ｗｅｂ服務軟件日誌、系統操作管理後臺日誌來保證系統的安全性；建立基於角色的權限分配機制，提供執行狀態的監控手段。支援系統主機、操作系統、網絡、數據庫長期平穩執行。５）可擴展性。支援多個層面的可擴展性，能夠實現快速開發、重組、業務參數配置、業務功能二次開發等，使得系統可以支援企業未來不斷優化升級的管理需求。６）開放性。具有標準的外部接口集成機制，依據標準的數據傳輸協議和數據格式，方便與外部系統集成共享，實現企業內數據有效聯通，避免資訊孤島問題發生。７）先進性。系統的設計開發應遵循標準化、模組化、組態化，並具有前瞻性［３］，保證系統有良好的升級和功能擴充能力，能適應計量業務的變化和計算機技術的發展，並能保證系統較低的維護成本。

２．２系統架構設計

系統採用基於ＭＶＣ（ｍｏｄｅｌｖｉｅｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）框架的Ｊ２ＥＥ技術設計開發，系統架構爲解耦合的三層架構，使用標準的ＪＳＯＮ（ｊａｖａｓｃｒｉｐｔｏｂｊｅｃｔｎｏｔａｔｉｏｎ）及ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅｍａｒｋｕｐｌａｎｇｕａｇｅ）數據包格式交互數據，應用主流數據庫Ｏｒａｃｌｅ和Ｊ２ＥＥ（ｊａｖａ２ｐｌａｔｆｏｒｍｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｅｄｉｔｉｏｎ）中間件以及ＨＴＭＬ５（ｈｙｐｅｒｔｅｘｔｍａｒｋ－ｕｐｌａｎｇｕａｇｅ）技術，並在系統的穩定性、可靠性、易用性、可擴展性等方面進行了強化設計。

２．３系統部署方式設計

針對石油工程板塊施工範圍廣、計量管理業務量大的特點，系統部署在多臺物理服務器和Ｗｅｂ服務器上形成集羣式應用，以此來提高併發能力，增加吞吐量，提高系統的數據處理能力，增加了服務的可用性。

２．４管理業務標準化設計

以Ｑ／ＳＨ０１００．１—２０１３《中國石油化工集團公司計量管理與考覈規範》［７］和《石油工程計量管理辦法》的要求爲依據，設計了計量人員取證管理、器具檢定管理等６大通用業務流程及２０個關鍵性節點的資訊化管理方案，實現了管理流程的統一化和資訊化；建立了２個包括２１類基礎數據的石油工程專業數據字典集，實現了數據的規範化和標準化管理及數據共享；設計了計量標準化管理通用角色權限，共４大層級８組，並支援個性化角色權限擴展，實現了管理業務通用、功能個性配置，充分滿足了各單位的不同需求。

３系統主要功能模組開發

石油工程計量管理資訊系統是針對工程板塊計量管理需要設計開發的綜合管理軟件，包括法規體系檔案管理、計量人員管理、計量器具管理、計量標準管理、實驗室管理、交流中心、通知管理、權限管理、基礎數據管理等９大功能模組６２個子模組。

３．１首頁頁面結構及主要功能

系統首頁頁面由登入入口、通知公告、政策法規查詢、交流中心、下載服務、系統幫助、計量業務相關機構的快速導覽等模組構成。主要功能包括：通知公告的快速瀏覽；法規體系檔案的快速模糊查詢、瀏覽、下載；交流中心的發帖資訊、更新瀏覽；使用工具、操作手冊下載服務；國家計量局、各省市質量技術監督局等３０個計量相關機構的快速訪問入口。

３．２法規體系檔案管理模組主要功能

分類、分級管理國家法律法規、集團公司計量文檔、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計量人員管理模組主要功能

計量人員資訊管理包括：錄入、查詢、證書檢視、修改、刪除、匯出Ｅｘｃｅｌ，臺賬數據模板的下載等；計量人員證書管理，證書到期和超期提示和預警；年度培訓計劃的一鍵生成、編輯、查詢、匯出Ｅｘｃｅｌ等；人員按職稱、崗位等可視化圖表彙總展示。

３．４計量器具管理模組主要功能

計量器具按照通用和石油專用計量器具［８］分別建立臺賬，實現臺賬資訊的分類、分級、分項管理、維護、編輯、統計、查詢、匯出等；計量器具年度、月度檢定計劃的一鍵生成、編輯、查詢、匯出等；器具分類統計的可視化圖表展示；計量器具配備率、受檢率／周檢率、周檢合格率的實時和階段統計彙總，待檢資訊的提示等；計量器具檢定證書資訊到期、超期提示和預警、功能限用器具提示等；計量器具的檢定、維修、更新改造、報廢等動態資訊記錄及查詢等。

３．５計量標準管理模組主要功能

計量標準臺賬建檔管理，包括計量標準器具、主要配套設備、計量標準考覈授權及開展的檢定項目等資訊的錄入、查詢、更新、匯出等；計量標準考覈申請相關資料的自動生成、自主編輯等；計量標準考覈申請、審批、上報等流程執行；標準考覈（複審）資訊的提示與預警；臺賬資訊的彙總分析的可視化圖表展示。

３．６實驗室計量管理模組主要功能

實驗室臺賬資訊建檔管理，包括實驗室人員、儀器設備、檢測能力、證書等數據的錄入、查詢、更新、匯出等；實驗室評審／複審申請資料的'自動生成、自主編輯等；實驗室評審／複審流程的線上審批等實驗室證書複審資訊的提示與預警；實驗室臺賬資訊彙總分析及可視化圖表展示等。

３．７基礎數據管理模組主要功能

基礎數據管理包括：計量管理網絡圖查詢、編輯、更新、上傳；各類基礎數據字典的查詢、添加、編輯、匯出；通用字典數據的編輯、添加、匯出；機構變動時各類臺賬數據的批量調撥。

３．８權限管理模組主要功能

權限管理包括：組織機構資訊建檔和維護；在組織機構框架下系統用戶的查詢、添加、修改、刪除、密碼維護、匯出等；用戶角色的查詢、添加、刪除等；系統模組功能權限字段；用戶或角色可操作性權限維護等。

４應用情況

自２０１７年４月起，該系統先後在石油工程公司所有管理單位全面上線執行。目前系統用戶總數１０３９個。管理器具達２１００種共５９１６２件、人員資訊１５４３人共４６０００個數據項、計量標準資訊１２３條共１４０００個數據項、實驗室資訊３６條共８７００個數據項。系統的成功應用健全了石油工程公司的計量管理網絡，帶來了石油工程公司計量管理模式的變革，實現了計量資訊管理的規範化和網絡化，使計量管理工作效率和管理的精細化程度得到顯著提高。１）以檔案管理爲例。以往從工程公司總部行文經逐級下發，至少需要２０多天時間，而且還不能保證覆蓋到所有目標用戶，且檔案在流轉過程中還會存在人爲的解讀誤差。系統建成之後，檔案透過網絡發佈，利用系統的通知管理功能可以定時、定點（目標用戶）發佈，用戶可透過消息提示及時接收資訊，系統自動記錄用戶瀏覽情況，用戶還可透過交流模組進行線上交流。對於總部計量主管來說，檔案從頂層發佈到末端用戶最快只需要十幾分鍾就可以獲得反饋。２）以計量器具管理爲例。中石化中原石油工程公司共有計量器具５６００餘件、１２００餘種，每年計量器具管理的工作量及難度非常大。僅器具檢定計劃就至少需要經過１５個環節，器具送檢過程又需要經過層層審批，最後的送檢結果再逐級上報，業務流轉十分緩慢。器具檢定情況定期統計彙總工作量大、易疏漏，而器具超檢期服役會影響工程施工質量，縮短器具使用壽命，增加工程事故的發生風險。計量系統上線之後，器具檢定計劃、器具送檢單據根據臺賬生成，器具送檢流程線上審批，彙總、統計也是一鍵生成，環節簡化、數據準確，上級管理層可以實時檢視器具臺賬、檢定計劃、送檢執行情況、檢定結果等，資訊無需層層上報，管理可以從頂層直接到基層，系統具有數據的分類統計和可視化圖表展示功能。系統可根據臺賬生成器具檢定情況的提示和預警，以便管理控制，根據工期及時送檢或安排調換。系統在中石化中原石油工程公司上線執行一年多，避免了８００餘件器具超檢期服役，延長了１００餘件器具的使用壽命、至少規避了５起工程施工事故的發生，保證了施工質量，提高了顧客滿意度。系統上線以來，經過一年多的執行，用戶普遍反映該系統設計先進、執行平穩、介面友好、操作簡單、可擴展性、適應性、安全性強，沒有出現過宕機及數據丟失現象，取得了良好的應用效果。

５結束語

石油工程計量管理資訊系統的開發和應用改變了中石化石油工程公司的計量管理方式，建立了計量人員、計量器具、計量標準、實驗室臺賬，形成了工程公司企業級的資訊數據庫，實現了石油工程板塊計量管理資訊的動態管理。解決了工程板塊長期存在的計量管理難度大、基層管理工作效率低、基礎數據標準不統一的主要技術難題。有效減輕了各層級的工作強度，加快了管理業務處理速度，並且有助於管理層實行關鍵流程管控，能夠有效地節約生產、管理成本，避免工程複雜情況的發生，降低事故的發生率。該系統的應用使工程板塊的管理效率明顯提升，社會及經濟效益十分顯著。