石油工程計量管理信息系統(tǒng)設計

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摘要：石油工程計量管理信息系統(tǒng)是針對工程板塊計量管理需要設計開發(fā)的綜合管理軟件，遵循靈活性、易用性、通用性、安全性的設計原則，規(guī)范了主要業(yè)務流程和基礎數據管理方法，開發(fā)了9大功能模塊及62個子模塊，具有信息的提示預警、資料快速查詢下載、可視化圖表自動生成、豐富的分析統(tǒng)計等功能。通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(guī)范、計量數據信息的統(tǒng)一化管理和網絡共享，并建立了石油工程計量管理數據庫。

關鍵詞：石油工程計量管理信息系統(tǒng)架構設計集群式部署功能模塊信息預警

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(yè)跨度大、施工隊伍分布廣，現場計量管理難度大。中國石化集團石油工程公司的業(yè)務領域涵蓋地球物理、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、工程建設設計與施工等。施工隊伍分布在國內560多個勘探區(qū)和海外38個國家，專業(yè)類型多、跨度大，市場分布廣、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(yè)計量知識。目前，基層計量管理中信息收集、處理和傳遞多是依靠手工臺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，采集到的信息很難做到規(guī)范、準確和及時，且無法提供信息查詢，信息的可靠性更是無法保證。3）計量基礎數據管理不規(guī)范。計量數據來源于被測對象的計量檢測，經采集、分析處理、報表和反饋等環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)的管理，而這些環(huán)節(jié)的關鍵就是基礎數據管理，也稱“數據中的數據”［7］。長期以來，由于專業(yè)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(guī)范、數據標準不統(tǒng)一、格式千差萬別等問題。這些都使得數據在出具、統(tǒng)計、傳遞、使用、反饋等環(huán)節(jié)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信息化建設目標

1）建設目標。建立既能在整個板塊內通用，又可在細分專業(yè)擴展的計量管理信息系統(tǒng)，達到計量工作流程信息化、計量數據統(tǒng)一共享化、計量人員操作簡單化。2）建設范圍。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(qū)（專業(yè)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，各層級根據單位設置的不同又分為若干個小的層級。根據管理職責和實際工作需要.

2計量管理信息系統(tǒng)設計

2．1系統(tǒng)設計原則

1）靈活性。采用自主研發(fā)的可復用柔性構件的軟件技術開發(fā)平臺，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)機構等的動態(tài)重組，針對流程的轉變可以及時地調整，不需要重復開發(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量管理人員的使用需要。3）通用性。系統(tǒng)的功能模塊設計要覆蓋石油工程各級計量管理層主要管理業(yè)務，管理流程設計既要符合通用業(yè)務流程需要，又要支持用戶對于表單、窗體、報表等的自定義。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(tǒng)操作日志、Web服務軟件日志、系統(tǒng)操作管理后臺日志來保證系統(tǒng)的安全性；建立基于角色的權限分配機制，提供運行狀態(tài)的監(jiān)控手段。支持系統(tǒng)主機、操作系統(tǒng)、網絡、數據庫長期平穩(wěn)運行。5）可擴展性。支持多個層面的可擴展性，能夠實現快速開發(fā)、重組、業(yè)務參數配置、業(yè)務功能二次開發(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(xié)議和數據格式，方便與外部系統(tǒng)集成共享，實現企業(yè)內數據有效聯通，避免信息孤島問題發(fā)生。7）先進性。系統(tǒng)的設計開發(fā)應遵循標準化、模塊化、組態(tài)化，并具有前瞻性［3］，保證系統(tǒng)有良好的升級和功能擴充能力，能適應計量業(yè)務的變化和計算機技術的發(fā)展，并能保證系統(tǒng)較低的維護成本。

2．2系統(tǒng)架構設計

系統(tǒng)采用基于MVC（modelviewcontroller）框架的J2EE技術設計開發(fā)，系統(tǒng)架構為解耦合的三層架構，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，并在系統(tǒng)的穩(wěn)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(tǒng)部署方式設計

針對石油工程板塊施工范圍廣、計量管理業(yè)務量大的特點，系統(tǒng)部署在多臺物理服務器和Web服務器上形成集群式應用，以此來提高并發(fā)能力，增加吞吐量，提高系統(tǒng)的數據處理能力，增加了服務的可用性。

2．4管理業(yè)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核規(guī)范》［7］和《石油工程計量管理辦法》的要求為依據，設計了計量人員取證管理、器具檢定管理等6大通用業(yè)務流程及20個關鍵性節(jié)點的信息化管理方案，實現了管理流程的統(tǒng)一化和信息化；建立了2個包括21類基礎數據的石油工程專業(yè)數據字典集，實現了數據的規(guī)范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，并支持個性化角色權限擴展，實現了管理業(yè)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(tǒng)主要功能模塊開發(fā)

石油工程計量管理信息系統(tǒng)是針對工程板塊計量管理需要設計開發(fā)的綜合管理軟件，包括法規(guī)體系文件管理、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大功能模塊62個子模塊。

3．1首頁頁面結構及主要功能

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、系統(tǒng)幫助、計量業(yè)務相關機構的快速導覽等模塊構成。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、操作手冊下載服務；國家計量局、各省市質量技術監(jiān)督局等30個計量相關機構的快速訪問入口。

3．2法規(guī)體系文件管理模塊主要功能

分類、分級管理國家法律法規(guī)、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計量人員管理模塊主要功能

計量人員信息管理包括：錄入、查詢、證書查看、修改、刪除、導出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、導出Excel等；人員按職稱、崗位等可視化圖表匯總展示。

3．4計量器具管理模塊主要功能

計量器具按照通用和石油專用計量器具［8］分別建立臺賬，實現臺賬信息的分類、分級、分項管理、維護、編輯、統(tǒng)計、查詢、導出等；計量器具年度、月度檢定計劃的一鍵生成、編輯、查詢、導出等；器具分類統(tǒng)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(tǒng)計匯總，待檢信息的提示等；計量器具檢定證書信息到期、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(tài)信息記錄及查詢等。

3．5計量標準管理模塊主要功能

計量標準臺賬建檔管理，包括計量標準器具、主要配套設備、計量標準考核授權及開展的檢定項目等信息的錄入、查詢、更新、導出等；計量標準考核申請相關資料的自動生成、自主編輯等；計量標準考核申請、審批、上報等流程運行；標準考核（復審）信息的提示與預警；臺賬信息的匯總分析的可視化圖表展示。

3．6實驗室計量管理模塊主要功能

實驗室臺賬信息建檔管理，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、導出等；實驗室評審／復審申請資料的自動生成、自主編輯等；實驗室評審／復審流程的線上審批等實驗室證書復審信息的提示與預警；實驗室臺賬信息匯總分析及可視化圖表展示等。

3．7基礎數據管理模塊主要功能

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、導出；通用字典數據的編輯、添加、導出；機構變動時各類臺賬數據的批量調撥。

3．8權限管理模塊主要功能

權限管理包括：組織機構信息建檔和維護；在組織機構框架下系統(tǒng)用戶的查詢、添加、修改、刪除、密碼維護、導出等；用戶角色的查詢、添加、刪除等；系統(tǒng)模塊功能權限字段；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(tǒng)先后在石油工程公司所有管理單位全面上線運行。目前系統(tǒng)用戶總數1039個。管理器具達2100種共59162件、人員信息1543人共46000個數據項、計量標準信息123條共14000個數據項、實驗室信息36條共8700個數據項。系統(tǒng)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，實現了計量信息管理的規(guī)范化和網絡化，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）以文件管理為例。以往從工程公司總部行文經逐級下發(fā)，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，且文件在流轉過程中還會存在人為的解讀誤差。系統(tǒng)建成之后，文件通過網絡，利用系統(tǒng)的通知管理功能可以定時、定點（目標用戶），用戶可通過消息提示及時接收信息，系統(tǒng)自動記錄用戶瀏覽情況，用戶還可通過交流模塊進行線上交流。對于總部計量主管來說，文件從頂層到末端用戶最快只需要十幾分鐘就可以獲得反饋。2）以計量器具管理為例。中石化中原石油工程公司共有計量器具5600余件、1200余種，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(huán)節(jié)，器具送檢過程又需要經過層層審批，最后的送檢結果再逐級上報，業(yè)務流轉十分緩慢。器具檢定情況定期統(tǒng)計匯總工作量大、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(fā)生風險。計量系統(tǒng)上線之后，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，匯總、統(tǒng)計也是一鍵生成，環(huán)節(jié)簡化、數據準確，上級管理層可以實時查看器具臺賬、檢定計劃、送檢運行情況、檢定結果等，信息無需層層上報，管理可以從頂層直接到基層，系統(tǒng)具有數據的分類統(tǒng)計和可視化圖表展示功能。系統(tǒng)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(tǒng)在中石化中原石油工程公司上線運行一年多，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，保證了施工質量，提高了顧客滿意度。系統(tǒng)上線以來，經過一年多的運行，用戶普遍反映該系統(tǒng)設計先進、運行平穩(wěn)、界面友好、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

石油工程計量管理信息系統(tǒng)的開發(fā)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(yè)級的信息數據庫，實現了石油工程板塊計量管理信息的動態(tài)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(tǒng)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(yè)務處理速度，并且有助于管理層實行關鍵流程管控，能夠有效地節(jié)約生產、管理成本，避免工程復雜情況的發(fā)生，降低事故的發(fā)生率。該系統(tǒng)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。

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作者：萬利 王曉鄂 單位：中石化中原石油工程有限公司錄井公司