設(shè)備管理信息系統(tǒng)的“瘦身”

方慕賢，吳聲援

(1.寶山鋼鐵股份有限公司設(shè)備部；2.上海寶信軟件股份有限公司ERP事業(yè)部，上海 201900)

寶鋼設(shè)備維修綜合管理信息系統(tǒng)(以下簡稱設(shè)備管理信息系統(tǒng))包括設(shè)備基準(zhǔn)信息(EN)管理、固定資產(chǎn)(EF)管理、點(diǎn)檢(EC)管理、運(yùn)行狀態(tài)(EG)管理、檢修(EM)管理、備件請購(ES)管理、備件修復(fù)(ER)管理、維修材料(ET)管理、維修成本(EC)及合同(EW)管理等主要應(yīng)用子系統(tǒng)。初期規(guī)劃設(shè)計(jì)的設(shè)備維修業(yè)務(wù)管理范圍和系統(tǒng)應(yīng)用功能于2001年全部研發(fā)完成，投入運(yùn)行。隨著設(shè)備管理業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的拓展和系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)不斷積累，系統(tǒng)主機(jī)負(fù)荷上升速度很快，尤其是2003年下半年，工作時(shí)段系統(tǒng)主機(jī)CPU平均工作負(fù)荷達(dá)到了運(yùn)行上限的設(shè)定值，每逢月初和月底負(fù)荷高峰時(shí)，線上應(yīng)用處理時(shí)間及等待周期變長，批次作業(yè)幾乎無法執(zhí)行，面臨擴(kuò)容或者升級(jí)改造的問題。

由于部分業(yè)務(wù)流程基于原有的(手工)管理基本思路及用戶作業(yè)習(xí)慣進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，未能有效發(fā)揮系統(tǒng)管理的效能，需要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。如設(shè)備維修協(xié)力合同管理業(yè)務(wù)結(jié)算流程實(shí)現(xiàn)跨部門、跨專業(yè)的整合，維修成本預(yù)算與消耗實(shí)際差異控制流程及檢修項(xiàng)目計(jì)劃、委托工令單信息的查詢和打印流程等。

為了保證信息化系統(tǒng)有限資源的充分利用和高效運(yùn)行，保證系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的完整和可追溯性，圍繞設(shè)備信息系統(tǒng)“瘦身”(減少冗余數(shù)據(jù)，提高程序效率)的技術(shù)研究十分必要。2003年6月起，寶鋼設(shè)備部牽頭與寶信軟件公司再度合作，開始設(shè)備信息系統(tǒng)“瘦身”項(xiàng)目的研究與開發(fā)。于2003年12月完成了系統(tǒng)負(fù)荷與關(guān)鍵應(yīng)用功能效率的監(jiān)測與分析，2004年1月完成系統(tǒng)改善方案的基本設(shè)計(jì)，同年7月完成各應(yīng)用子系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的完善及應(yīng)用功能的優(yōu)化，同年8月完成優(yōu)化后系統(tǒng)性能的測試和試運(yùn)行檢驗(yàn)，同年9月開始對優(yōu)化后系統(tǒng)應(yīng)用操作的合理性、科學(xué)性、靈活性及安全性等方面進(jìn)行全面應(yīng)用考核。

一、主要研究內(nèi)容及系統(tǒng)解決方法

1.研究分析設(shè)備管理信息系統(tǒng)各類信息交易占用系統(tǒng)資源的情況。開發(fā)跟蹤監(jiān)測(JCL)和輔助分析統(tǒng)計(jì)(REXX)程序，對每天產(chǎn)生的幾百兆系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，尋找影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對各子系統(tǒng)交易占用系統(tǒng)主機(jī)CPU的時(shí)間和對影響較大的線上交易進(jìn)行重點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)主機(jī)CPU開銷在訪問數(shù)據(jù)庫(DB2)上約占90%的時(shí)間，由此明確了優(yōu)化方向重點(diǎn)是在應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫(DB2)的效率上。

2.分析各類在線操作交易占用系統(tǒng)資源的情況，找出對系統(tǒng)CPU產(chǎn)生較大影響的線上交易。利用CANDLE DB2工具和開發(fā)的REXX程序，對各子系統(tǒng)交易占用CPU資源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，查找了占用系統(tǒng)資源較多子系統(tǒng)，如維修材料(ET)子系統(tǒng)約占33%、備件(ES)子系統(tǒng)占約17%、合同(EW)子系統(tǒng)約占14%、點(diǎn)檢(EC)子系統(tǒng)約占13%，決定優(yōu)先對這些子系統(tǒng)應(yīng)用交易進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤分析。

3.找出了對CPU產(chǎn)生較大影響的線上交易應(yīng)用效率欠佳的程序(SQL)語句進(jìn)行優(yōu)化。通過重點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)，有的單筆交易占用CPU的時(shí)間就超過幾十秒，有的交易單筆雖然占用CPU的時(shí)間不超過1s，但由于使用頻次較大，累計(jì)占用時(shí)間很長。針對不同SQL語句訪問數(shù)據(jù)庫(DB2)的效率(COST開銷)，找出效率低(COST大)的SQL語句進(jìn)行優(yōu)化處理，如對應(yīng)用子系統(tǒng)程序PACKAGE作REBIND或找到匹配INDEX最佳的SQL語句等。

4.分析程序訪問DB2時(shí)使用INDEX(索引)的情況，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫訪問策略。如分析應(yīng)用程序中PF7(向上翻頁)、PF8(向下翻頁)鍵的系統(tǒng)資源開銷情況時(shí)，選用的相關(guān)數(shù)據(jù)庫表，在開發(fā)環(huán)境放大選用的數(shù)據(jù)庫表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，將運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)導(dǎo)入開發(fā)環(huán)境相應(yīng)的庫表中，通過對應(yīng)的交易界面進(jìn)行PF7、PF8翻頁查詢測試，收集分析交易時(shí)的CPU開銷數(shù)據(jù)。然后創(chuàng)建INDEX EM.DIEMMF06后重復(fù)上述同樣的測試進(jìn)行對比分析，得出PF7翻頁時(shí)，若沒有INDEX，則系統(tǒng)開銷將增加約20%，以此作為應(yīng)用程序中是否開放翻頁功能或者是否需要建立新的INDEX的參考依據(jù)。

5.定期進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔，控制在線運(yùn)行的系統(tǒng)數(shù)據(jù)量。根據(jù)對系統(tǒng)實(shí)際累積數(shù)據(jù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，每月系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄增長量都在百萬條以上，而且有相當(dāng)數(shù)量的應(yīng)用數(shù)據(jù)1年后在線調(diào)用和訪問的頻次極少，長期在線保存勢必影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，分析研究對在線數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔處理的系統(tǒng)解決方案，開發(fā)對歸檔后歷史數(shù)據(jù)的查詢、調(diào)用功能，使系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有了較明顯的改善。截至2004年11月，設(shè)備管理信息系統(tǒng)共歸檔了千萬余條記錄數(shù)據(jù)，有效減少了冗余的在線數(shù)據(jù)。

6.重點(diǎn)分析、研究有關(guān)應(yīng)用業(yè)務(wù)流程，優(yōu)化整合設(shè)備管理信息化系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程。完善相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理流程及應(yīng)用程序，去除了一些不必要的模糊查詢應(yīng)用功能，對多條件的查詢，必須輸入縮小系統(tǒng)數(shù)據(jù)搜索范圍的基本查詢指定條件，確保設(shè)備信息系統(tǒng)的高效、安全、順行。

7.研究各種交易使用頻度及用戶的使用習(xí)慣，規(guī)范應(yīng)用操作的方法。如分析備件子系統(tǒng)中用戶領(lǐng)用申請查詢的操作使用習(xí)慣，限制了查詢的范圍，讓用戶輸入某些數(shù)據(jù)項(xiàng)的前幾位或全部，增加了錯(cuò)誤操作的提示信息；加強(qiáng)對用戶的操作培訓(xùn)，幫助用戶改進(jìn)不良的操作習(xí)慣，減少了無謂操作，規(guī)范系統(tǒng)應(yīng)用，提高應(yīng)用訪問數(shù)據(jù)庫的性能。

8.限制或優(yōu)化部分報(bào)表查詢及打印的應(yīng)用。如對ES4A(用于已發(fā)料清單查詢打印)之交易限定發(fā)料日期及庫區(qū)為必須輸入的數(shù)據(jù)項(xiàng)；對ES4D(用于查詢打印已消耗清單)之交易限制發(fā)料日期的查詢范圍不得超過3個(gè)月，制單人或備件管理號(hào)至少輸入1項(xiàng)，而且制單人崗位號(hào)前3位不得為空；對ES4C(用于查詢打印待消耗清單)之交易限制發(fā)料日期必須輸入，制單人或備件管理號(hào)至少輸入1項(xiàng)，且制單人崗位號(hào)前3位不得為空。

9.在系統(tǒng)應(yīng)用分析的基礎(chǔ)上，對部分占用CPU時(shí)間較長的重點(diǎn)交易處理程序邏輯進(jìn)行了集中優(yōu)化工作。

(1)用戶使用材料代碼查詢功能(ETOU02)的應(yīng)用次數(shù)十分頻繁，平均每天達(dá)3萬多筆(最高達(dá)4.8萬余筆/日)。對該交易進(jìn)行跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，對數(shù)據(jù)庫操作時(shí)，應(yīng)用程序先用子查詢查出一結(jié)果集，再在結(jié)果集中進(jìn)行查詢，走不到主關(guān)鍵字cldm的索引。優(yōu)化后取消了子查詢方式，直接走cldm索引，提高了性能，每筆交易平均處理時(shí)間從以前的0.28s減少到0.007s。

(2)當(dāng)用戶通過驗(yàn)收單(ETOU25)功能查詢未開票的材料驗(yàn)收數(shù)據(jù)時(shí)，需要查詢驗(yàn)收明細(xì)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)量較大，運(yùn)行時(shí)間較長。改進(jìn)后，根據(jù)用戶是否查詢未開票信息作為判定條件，將原來的查詢數(shù)據(jù)處理流程拆成兩個(gè)分支，當(dāng)用戶查未開票驗(yàn)收信息時(shí)，仍然走原來的處理方法；當(dāng)用戶查所有驗(yàn)收信息時(shí)，改查驗(yàn)收主數(shù)據(jù)庫，可以通過程序索引大大加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。

(3)原材料領(lǐng)用申請查詢(ETOU4A)程序需要通過兩個(gè)索引，分別為CLDM+LYSQH 和LYSQH，大量時(shí)間花在對LYSQH的排序上，而CLDM+LYSQH的索引對本程序沒有實(shí)際意義。更改查詢程序邏輯后，只走LYSQH一個(gè)索引，節(jié)省了大量的排序等待時(shí)間，每筆交易平均CPU時(shí)間從0.35s下降到0.01s。

二、效果

隨著寶鋼生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)線的擴(kuò)充，2004年寶鋼設(shè)備信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較2003年有了較大的擴(kuò)展，如寶鋼三號(hào)彩涂等三期后項(xiàng)目的相繼投產(chǎn)、十五規(guī)劃項(xiàng)目(寬厚板連鑄、厚板廠軋機(jī)、4BF)生產(chǎn)準(zhǔn)備以及收并整合冷軋薄板廠(原宜昌薄板公司)、用戶協(xié)作單位管理子系統(tǒng)(HC)應(yīng)用功能的增加等，2004年(尤其是下半年)設(shè)備信息系統(tǒng)占用主機(jī)CPU的負(fù)荷率應(yīng)較2003年同期有顯著上升，但由于采取了“瘦身”措施，2004年9月以后，系統(tǒng)CPU負(fù)荷率不升反降，達(dá)到了在同等業(yè)務(wù)范圍條件下(與2003年底同口徑比較)，控制設(shè)備信息系統(tǒng)占用主機(jī)CPU負(fù)荷率達(dá)到月平均下降4.48個(gè)百分點(diǎn)的預(yù)期研發(fā)目標(biāo)，對比數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1 寶鋼設(shè)備管理信息系統(tǒng)“瘦身”前后CPU負(fù)荷對比圖