优化设备管理信息系统提高程序工作效率

2014-04-07方慕贤吴声援

设备管理与维修 2014年3期

方慕贤吴声援

（宝山钢铁股份有限公司设备部上海）

随着企业生产规模及管理业务的拓展，相应的设备管理信息系统用户需求及应用数据都会逐日增加，信息化管理系统运行一定时间后通常都会面临“减少系统冗余数据，提高程序执行效率”这类具有普遍性的实际问题。以下通过宝钢总部设备管理信息系统应用完善的案例，简要介绍设备管理信息系统应用完善的基本方法和成功的经验。

一、概况

宝钢设备维修综合管理信息系统（以下简称设备管理信息系统）包括设备基准信息（EN）管理、固定资产（EF）管理、点检（EC）管理、运行状态（EG）管理、检修（EM）管理、备件请购（ES）管理、备件修复（ER）管理、维修材料（ET）管理、维修成本（EC）及合同（EW）管理等主要应用子系统。初期规划设计的设备维修业务管理范围和系统应用功能于2001年全部研发完成，投入运行。随着设备管理业务应用需求的拓展和系统中历史数据不断积累，系统主机负荷上升速度很快，尤其是2003年下半年，工作时段系统主机CPU平均工作负荷实际上达到了运行上限的设定值。每逢月初和月底负荷高峰时，线上应用交易执行处理时间及等待周期变长，批次作业几乎无法执行，影响到用户的正常使用，面临需要再次扩容或者升级改造的系统风险。

根据对设备管理信息系统投运初期应用情况综合分析发现，由于部分业务流程基于原有的（手工）管理基本思路及用户作业习惯进行系统应用设计，未能有效发挥系统管理的效能，需要进行相应的完善优化。例如：设备维修协力合同管理业务结算流程实现跨部门、跨专业的整合，维修成本预算与消耗实际差异控制流程及检修项目计划、委托工令单信息的查询和打印流程等。

为了保证信息化系统有限资源的充分利用和高效运行，保证系统历史数据的完整和可追溯性，围绕设备信息系统“瘦身”（减少冗余数据，提高程序效率）的技术研究显得十分必要。从2003年6月起，宝钢设备部牵头与宝信软件公司再度合作，开始设备信息系统“瘦身”项目的研究与开发。于2003年12月完成了系统负荷与关键应用功能效率的监测与分析；2004年1月完成系统改善方案的基本设计；同年7月完成各应用子系统业务流程的完善及应用功能的优化；8月完成优化后系统性能的测试和试运行检验；9月开始对优化后系统应用操作的合理性、科学性、灵活性及安全性等方面进行了全面的应用考核。

二、主要研究内容及系统解决方法

（1）研究分析设备管理信息系统各类信息交易占用系统资源的情况。开发跟踪监测（JCL）和辅助分析统计（REXX）程序，对每天产生的几百兆系统数据进行跟踪统计，寻找影响系统效率的关键环节。通过对各子系统交易占用系统主机CPU的时间和对影响较大的线上交易进行重点分析，发现主机CPU开销在访问数据库（DB2）上约占了90%的时间，由此明确了优化方向重点是在应用程序访问数据库（DB2）的效率上。

（2）分析各类在线操作交易占用系统资源的情况，找出对系统CPU产生较大影响的线上交易。利用CANDLE DB2工具和开发的REXX程序，对各子系统交易占用CPU资源的数据进行统计分析，查找了占用系统资源较多子系统。如：维修材料（ET）子系统占33%左右，备件（ES）子系统占17%左右，合同（EW）子系统占14%左右，点检（EC）子系统占13%左右，确定优先对这些子系统应用交易进行重点的跟踪分析。

（3）找出了对CPU产生较大影响的线上交易应用效率欠佳的程序（SQL）语句进行优化。通过重点分析发现：有的单笔交易占用CPU的时间就超过几十秒钟（如EW82、EW83、ER83等），有的交易单笔虽然占用CPU的时间＜1s，但是由于使用频次较大，累计占用时间很长（如：ET02、ET4A、ET4D、ES36、ES4D、EC65 等）。针对不同SQL语句访问数据库（DB2）的效率（COST开销），找出效率低（COST大）的SQL语句，进行优化处理（如：对应用子系统程序PACKAGE作REBIND或找到匹配INDEX最佳的SQL语句等）。

（4）分析程序访问DB2时使用INDEX（索引）的情况，优化数据库访问策略。例如：分析应用程序中PF7（向上翻页）、PF8（向下翻页）键的系统资源开销情况时，选用的相关数据库表（如：DTEMMF、DTEMC0），在开发环境放大选用的数据库表数据存储空间，将运行环境的数据导入开发环境相应的库表中，通过对应的交易界面（如：EM24）进行PF7、PF8翻页查询测试，收集分析交易时的CPU开销数据。然后，创建INDEX EM.DIEMMF06后重复上述同样的测试进行对比分析，得出PF7翻页时若没有INDEX，则系统开销将增加20%左右，以此作为应用程序中是否开放翻页功能或者是否需要建立新的INDEX的参考依据。

（5）定期进行数据归档，控制在线运行的系统数据量。根据对系统实际累积数据量进行统计发现：每月系统数据记录增长量都在百万条以上，而且有相当数量的应用数据一年后在线调用和访问的频次极少，长期在线保存势必影响系统的运行效率。因此，分析研究对在线数据进行归档处理的系统解决方案，开发对归档后历史数据的查询、调用应用功能，既提高了系统在线资源的利用率和运行效率，又满足用户对归档数据查询和调用的基本需求，系统响应时间有了较明显的改善。截至 2004年11月设备管理信息系统共归档了20 377 249条记录数据，有效减少了冗余的在线数据。

（6）重点分析、研究有关应用业务流程，优化整合设备管理信息化系统业务流程。完善相应的数据处理流程及应用程序（如：ER、EW等），去除了一些不必要的模糊查询应用功能（如：ET02、ET4A、ET4D、ES36、EC65 等），对多条件的查询，必须输入缩小系统数据搜索范围的基本查询指定条件，确保设备信息系统的高效、安全、顺畅。

（7）研究各种交易使用频度及用户的使用习惯，规范应用操作的方法。如：分析备件子系统中用户领用申请查询的操作使用习惯，限制了查询的范围，让用户输入某些数据项的前几位或全部，增加了错误操作的提示信息；并且加强对用户的操作培训，帮助用户改进不良的操作习惯，减少了无谓的操作，规范系统应用，提高应用访问数据库的性能。

（8）限制或优化部分报表查询及打印的应用。如：对ES4A（用于已发料清单查询打印）之交易限定发料日期及库区为必须输入的数据项；对ES4D（用于查询打印已消耗清单）之交易限制发料日期的查询范围≤3个月，制单人或备件管理号至少输入一项，而且制单人岗位号前三位不得为空；对ES4C（用于查询打印待消耗清单）之交易限制发料日期必须输入，制单人或备件管理号至少输入一项，且制单人岗位号前三位不得为空。

（9）在系统应用分析的基础上，对部分占用CPU时间较长的重点交易处理程序逻辑进行了集中优化工作。例如：①用户使用材料代码查询功能（ETOU02）的应用次数十分频繁，平均每天达3万多笔（每日最高达4.8万余笔）。对该交易进行跟踪分析发现对数据库操作时，应用程序先用子查询查出一结果集，再在结果集中进行查询，走不到主关键字cldm的索引。优化后取消了子查询方式，直接走cldm索引，提高了性能，每笔交易平均处理时间从以前的0.28s减少到0.007s；②当用户通过验收单（ETOU25）功能查询未开票的材料验收数据时需要查询验收明细数据库，数据量较大，运行时间较长。改进后，根据用户是否查询未开票信息作为判定条件，将原来的查询数据处理流程拆成两个分支，当用户查未开票验收信息时，仍然走原来的处理方法；③当用户查所有验收信息时，改查验收主数据库，可以通过程序索引大大加快系统响应速度；原材料领用申请查询（ETOU4A）程序需要通过两个索引，分别为CLDM+LYSQH和LYSQH，大量时间花在对LYSQH的排序上，而CLDM+LYSQH的索引对本程序是没有实际意义的。更改查询程序逻辑后，只走LYSQH一个索引，节省了大量的排序等待时间，每笔交易平均CPU时间从0.35s下降到0.01s。

三、实际效果

随着宝钢股份公司生产规模和产线的扩充，2004年宝钢设备信息系统的应用范围较2003年有了较大的扩展，例如，宝钢三号彩涂板等三期后项目的相继投产、十五规划项目（宽厚板连铸、厚板厂轧机、4BF）生产准备以及收并整合冷轧薄板厂（原宜昌薄板公司）、用户协作单位管理子系统（HC）应用功能的增加等，2004年（尤其是下半年）设备信息系统占用主机CPU的负荷率按理应较2003年同期有显著的上升，但是由于采取了“瘦身”措施，2004年9月以后系统CPU负荷率不升反降，达到了在同等业务范围条件下（与2003年底同口径比较）控制设备信息系统占用主机CPU的负荷率月平均下降4.48个百分点的预期研发目标。