優化設備管理信息系統 提高程序工作效率

方慕賢 吳聲援

（寶山鋼鐵股份有限公司設備部 上海）

隨著企業生產規模及管理業務的拓展，相應的設備管理信息系統用戶需求及應用數據都會逐日增加，信息化管理系統運行一定時間后通常都會面臨“減少系統冗余數據，提高程序執行效率”這類具有普遍性的實際問題。以下通過寶鋼總部設備管理信息系統應用完善的案例，簡要介紹設備管理信息系統應用完善的基本方法和成功的經驗。

一、概況

寶鋼設備維修綜合管理信息系統（以下簡稱設備管理信息系統）包括設備基準信息（EN）管理、固定資產（EF）管理、點檢（EC）管理、運行狀態（EG）管理、檢修（EM）管理、備件請購（ES）管理、備件修復（ER）管理、維修材料（ET）管理、維修成本（EC）及合同（EW）管理等主要應用子系統。初期規劃設計的設備維修業務管理范圍和系統應用功能于2001年全部研發完成，投入運行。隨著設備管理業務應用需求的拓展和系統中歷史數據不斷積累，系統主機負荷上升速度很快，尤其是2003年下半年，工作時段系統主機CPU平均工作負荷實際上達到了運行上限的設定值。每逢月初和月底負荷高峰時，線上應用交易執行處理時間及等待周期變長，批次作業幾乎無法執行，影響到用戶的正常使用，面臨需要再次擴容或者升級改造的系統風險。

根據對設備管理信息系統投運初期應用情況綜合分析發現，由于部分業務流程基于原有的（手工）管理基本思路及用戶作業習慣進行系統應用設計，未能有效發揮系統管理的效能，需要進行相應的完善優化。例如：設備維修協力合同管理業務結算流程實現跨部門、跨專業的整合，維修成本預算與消耗實際差異控制流程及檢修項目計劃、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有限資源的充分利用和高效運行，保證系統歷史數據的完整和可追溯性，圍繞設備信息系統“瘦身”（減少冗余數據，提高程序效率）的技術研究顯得十分必要。從2003年6月起，寶鋼設備部牽頭與寶信軟件公司再度合作，開始設備信息系統“瘦身”項目的研究與開發。于2003年12月完成了系統負荷與關鍵應用功能效率的監測與分析；2004年1月完成系統改善方案的基本設計；同年7月完成各應用子系統業務流程的完善及應用功能的優化；8月完成優化后系統性能的測試和試運行檢驗；9月開始對優化后系統應用操作的合理性、科學性、靈活性及安全性等方面進行了全面的應用考核。

二、主要研究內容及系統解決方法

（1）研究分析設備管理信息系統各類信息交易占用系統資源的情況。開發跟蹤監測（JCL）和輔助分析統計（REXX）程序，對每天產生的幾百兆系統數據進行跟蹤統計，尋找影響系統效率的關鍵環節。通過對各子系統交易占用系統主機CPU的時間和對影響較大的線上交易進行重點分析，發現主機CPU開銷在訪問數據庫（DB2）上約占了90%的時間，由此明確了優化方向重點是在應用程序訪問數據庫（DB2）的效率上。

（2）分析各類在線操作交易占用系統資源的情況，找出對系統CPU產生較大影響的線上交易。利用CANDLE DB2工具和開發的REXX程序，對各子系統交易占用CPU資源的數據進行統計分析，查找了占用系統資源較多子系統。如：維修材料（ET）子系統占33%左右，備件（ES）子系統占17%左右，合同（EW）子系統占14%左右，點檢（EC）子系統占13%左右，確定優先對這些子系統應用交易進行重點的跟蹤分析。

（3）找出了對CPU產生較大影響的線上交易應用效率欠佳的程序（SQL）語句進行優化。通過重點分析發現：有的單筆交易占用CPU的時間就超過幾十秒鐘（如EW82、EW83、ER83等），有的交易單筆雖然占用CPU的時間＜1s，但是由于使用頻次較大，累計占用時間很長（如：ET02、ET4A、ET4D、ES36、ES4D、EC65 等）。針對不同SQL語句訪問數據庫（DB2）的效率（COST開銷），找出效率低（COST大）的SQL語句，進行優化處理（如：對應用子系統程序PACKAGE作REBIND或找到匹配INDEX最佳的SQL語句等）。

（4）分析程序訪問DB2時使用INDEX（索引）的情況，優化數據庫訪問策略。例如：分析應用程序中PF7（向上翻頁）、PF8（向下翻頁）鍵的系統資源開銷情況時，選用的相關數據庫表（如：DTEMMF、DTEMC0），在開發環境放大選用的數據庫表數據存儲空間，將運行環境的數據導入開發環境相應的庫表中，通過對應的交易界面（如：EM24）進行PF7、PF8翻頁查詢測試，收集分析交易時的CPU開銷數據。然后，創建INDEX EM.DIEMMF06后重復上述同樣的測試進行對比分析，得出PF7翻頁時若沒有INDEX，則系統開銷將增加20%左右，以此作為應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。

（5）定期進行數據歸檔，控制在線運行的系統數據量。根據對系統實際累積數據量進行統計發現：每月系統數據記錄增長量都在百萬條以上，而且有相當數量的應用數據一年后在線調用和訪問的頻次極少，長期在線保存勢必影響系統的運行效率。因此，分析研究對在線數據進行歸檔處理的系統解決方案，開發對歸檔后歷史數據的查詢、調用應用功能，既提高了系統在線資源的利用率和運行效率，又滿足用戶對歸檔數據查詢和調用的基本需求，系統響應時間有了較明顯的改善。截至 2004年11月設備管理信息系統共歸檔了20 377 249條記錄數據，有效減少了冗余的在線數據。

（6）重點分析、研究有關應用業務流程，優化整合設備管理信息化系統業務流程。完善相應的數據處理流程及應用程序（如：ER、EW等），去除了一些不必要的模糊查詢應用功能（如：ET02、ET4A、ET4D、ES36、EC65 等），對多條件的查詢，必須輸入縮小系統數據搜索范圍的基本查詢指定條件，確保設備信息系統的高效、安全、順暢。

（7）研究各種交易使用頻度及用戶的使用習慣，規范應用操作的方法。如：分析備件子系統中用戶領用申請查詢的操作使用習慣，限制了查詢的范圍，讓用戶輸入某些數據項的前幾位或全部，增加了錯誤操作的提示信息；并且加強對用戶的操作培訓，幫助用戶改進不良的操作習慣，減少了無謂的操作，規范系統應用，提高應用訪問數據庫的性能。

（8）限制或優化部分報表查詢及打印的應用。如：對ES4A（用于已發料清單查詢打印）之交易限定發料日期及庫區為必須輸入的數據項；對ES4D（用于查詢打印已消耗清單）之交易限制發料日期的查詢范圍≤3個月，制單人或備件管理號至少輸入一項，而且制單人崗位號前三位不得為空；對ES4C（用于查詢打印待消耗清單）之交易限制發料日期必須輸入，制單人或備件管理號至少輸入一項，且制單人崗位號前三位不得為空。

（9）在系統應用分析的基礎上，對部分占用CPU時間較長的重點交易處理程序邏輯進行了集中優化工作。例如：①用戶使用材料代碼查詢功能（ETOU02）的應用次數十分頻繁，平均每天達3萬多筆（每日最高達4.8萬余筆）。對該交易進行跟蹤分析發現對數據庫操作時，應用程序先用子查詢查出一結果集，再在結果集中進行查詢，走不到主關鍵字cldm的索引。優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間從以前的0.28s減少到0.007s；②當用戶通過驗收單（ETOU25）功能查詢未開票的材料驗收數據時需要查詢驗收明細數據庫，數據量較大，運行時間較長。改進后，根據用戶是否查詢未開票信息作為判定條件，將原來的查詢數據處理流程拆成兩個分支，當用戶查未開票驗收信息時，仍然走原來的處理方法；③當用戶查所有驗收信息時，改查驗收主數據庫，可以通過程序索引大大加快系統響應速度；原材料領用申請查詢（ETOU4A）程序需要通過兩個索引，分別為CLDM+LYSQH和LYSQH，大量時間花在對LYSQH的排序上，而CLDM+LYSQH的索引對本程序是沒有實際意義的。更改查詢程序邏輯后，只走LYSQH一個索引，節省了大量的排序等待時間，每筆交易平均CPU時間從0.35s下降到0.01s。

三、實際效果

隨著寶鋼股份公司生產規模和產線的擴充，2004年寶鋼設備信息系統的應用范圍較2003年有了較大的擴展，例如，寶鋼三號彩涂板等三期后項目的相繼投產、十五規劃項目（寬厚板連鑄、厚板廠軋機、4BF）生產準備以及收并整合冷軋薄板廠（原宜昌薄板公司）、用戶協作單位管理子系統（HC）應用功能的增加等，2004年（尤其是下半年）設備信息系統占用主機CPU的負荷率按理應較2003年同期有顯著的上升，但是由于采取了“瘦身”措施，2004年9月以后系統CPU負荷率不升反降，達到了在同等業務范圍條件下（與2003年底同口徑比較）控制設備信息系統占用主機CPU的負荷率月平均下降4.48個百分點的預期研發目標。

四、結束語

由于設備管理水平的提升只有更好，沒有最好。因此，設備管理信息系統應用完善是一項必須長期持續堅持的工作，只有開始，沒有結束。通過對設備管理信息系統的優化，培養和造就一批具有現代化管理理念、掌握持續完善方法的系統應用維護人員，方能確保系統長期穩定運行，有效發揮系統的作用和效能。