設備管理信息系統的“瘦身”

方慕賢，吳聲援

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

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，線上應用處理時間及等待周期變長，批次作業幾乎無法執行，面臨擴容或者升級改造的問題。

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，需要進行相應的優化。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)的技術研究十分必要。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，同年8月完成優化后系統性能的測試和試運行檢驗，同年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全面應用考核。

一、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)子系統約占33%、備件(ES)子系統占約17%、合同(EW)子系統約占14%、點檢(EC)子系統約占13%，決定優先對這些子系統應用交易進行重點跟蹤分析。

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，有的交易單筆雖然占用CPU的時間不超過1s，但由于使用頻次較大，累計占用時間很長。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。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，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，則系統開銷將增加約20%，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1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、調用功能，使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千萬余條記錄數據，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，去除了一些不必要的模糊查詢應用功能，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、順行。

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；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不得超過3個月，制單人或備件管理號至少輸入1項，而且制單人崗位號前3位不得為空；對ES4C(用于查詢打印待消耗清單)之交易限制發料日期必須輸入，制單人或備件管理號至少輸入1項，且制單人崗位號前3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。

(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(最高達4.8萬余筆/日)。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；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。

(3)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的索引對本程序沒有實際意義。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。

二、效果

隨著寶鋼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，如寶鋼三號彩涂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的負荷率應較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負荷率達到月平均下降4.48個百分點的預期研發目標，對比數據如圖1所示。

圖1 寶鋼設備管理信息系統“瘦身”前后CPU負荷對比圖