石油工程計量管理信息系統設計論文

　　摘要：石油工程計量管理信息系統是針對工程板塊計量管理需要設計開(kāi)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，規范了主要業(yè)務(wù)流程和基礎數據管理方法，開(kāi)發(fā)了９大功能模塊及６２個(gè)子模塊，具有信息的提示預警、資料快速查詢(xún)下載、可視化圖表自動(dòng)生成、豐富的分析統計等功能。通過(guò)多家石油工程公司的應用表明：實(shí)現了計量工作流程、計量技術(shù)規范、計量數據信息的統一化管理和網(wǎng)絡(luò )共享，并建立了石油工程計量管理數據庫。

　　關(guān)鍵詞：石油工程計量管理信息系統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

　�。保�１石油工程板塊計量管理難點(diǎn)

　�。保�專(zhuān)業(yè)跨度大、施工隊伍分布廣，現場(chǎng)計量管理難度大。中國石化集團石油工程公司的業(yè)務(wù)領(lǐng)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(wù)、工程建設設計與施工等。施工隊伍分布在國內５６０多個(gè)勘探區和海外３８個(gè)國家，專(zhuān)業(yè)類(lèi)型多、跨度大，市場(chǎng)分布廣、隊伍流動(dòng)性強，計量器具種類(lèi)和數量多，且調動(dòng)頻繁。加之大量智能化的儀器儀表在施工現場(chǎng)的使用，很多石油專(zhuān)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(chǎng)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(zhuān)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(jiǎn)單的電子表格形式，計量管理部門(mén)需要用大量的時(shí)間處理各種報表，采集到的信息很難做到規范、準確和及時(shí)，且無(wú)法提供信息查詢(xún)，信息的可靠性更是無(wú)法保證。３）計量基礎數據管理不規范。計量數據來(lái)源于被測對象的計量檢測，經(jīng)采集、分析處理、報表和反饋等環(huán)節，直到數據輸出，報告到有關(guān)部門(mén)。計量數據管理就是對這些環(huán)節的管理，而這些環(huán)節的關(guān)鍵就是基礎數據管理，也稱(chēng)“數據中的數據”［７］。長(cháng)期以來(lái)，由于專(zhuān)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范、數據標準不統一、格式千差萬(wàn)別等問(wèn)題。這些都使得數據在出具、統計、傳遞、使用、反饋等環(huán)節難以快速流轉，更無(wú)法實(shí)現數據共享。

　�。保�２石油工程板塊計量管理信息化建設目標

　�。保┙ㄔO目標。建立既能在整個(gè)板塊內通用，又可在細分專(zhuān)業(yè)擴展的計量管理信息系統，達到計量工作流程信息化、計量數據統一共享化、計量人員操作簡(jiǎn)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。

　�。保�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（專(zhuān)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(gè)大的層級，各層級根據單位設置的不同又分為若干個(gè)小的層級。根據管理職責和實(shí)際工作需要.

　　２計量管理信息系統設計

　�。玻�１系統設計原則

　�。保╈`活性。采用自主研發(fā)的可復用柔性構件的軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺，系統主界面、系統管理模板等均可靈活配置，適用于企業(yè)機構等的動(dòng)態(tài)重組，針對流程的轉變可以及時(shí)地調整，不需要重復開(kāi)發(fā)。２）易用性。具有良好的操作界面，使用方便、操作簡(jiǎn)單，使普通操作人員可迅速掌握并熟練操作系統，滿(mǎn)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(wù)，管理流程設計既要符合通用業(yè)務(wù)流程需要，又要支持用戶(hù)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；提供詳細的系統操作日志、Ｗｅｂ服務(wù)軟件日志、系統操作管理后臺日志來(lái)保證系統的安全性；建立基于角色的權限分配機制，提供運行狀態(tài)的監控手段。支持系統主機、操作系統、網(wǎng)絡(luò )、數據庫長(cháng)期平穩運行。５）可擴展性。支持多個(gè)層面的可擴展性，能夠實(shí)現快速開(kāi)發(fā)、重組、業(yè)務(wù)參數配置、業(yè)務(wù)功能二次開(kāi)發(fā)等，使得系統可以支持企業(yè)未來(lái)不斷優(yōu)化升級的管理需求。６）開(kāi)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，方便與外部系統集成共享，實(shí)現企業(yè)內數據有效聯(lián)通，避免信息孤島問(wèn)題發(fā)生。７）先進(jìn)性。系統的設計開(kāi)發(fā)應遵循標準化、模塊化、組態(tài)化，并具有前瞻性［３］，保證系統有良好的升級和功能擴充能力，能適應計量業(yè)務(wù)的變化和計算機技術(shù)的發(fā)展，并能保證系統較低的維護成本。

　�。玻�２系統架構設計

　　系統采用基于ＭＶＣ（ｍｏｄｅｌｖｉｅｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）框架的Ｊ２ＥＥ技術(shù)設計開(kāi)發(fā)，系統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(shù)，并在系統的穩定性、可靠性、易用性、可擴展性等方面進(jìn)行了強化設計。

　�。玻�３系統部署方式設計

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

　�。玻�４管理業(yè)務(wù)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(wù)流程及２０個(gè)關(guān)鍵性節點(diǎn)的信息化管理方案，實(shí)現了管理流程的統一化和信息化；建立了２個(gè)包括２１類(lèi)基礎數據的石油工程專(zhuān)業(yè)數據字典集，實(shí)現了數據的規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(gè)性化角色權限擴展，實(shí)現了管理業(yè)務(wù)通用、功能個(gè)性配置，充分滿(mǎn)足了各單位的不同需求。

　　３系統主要功能模塊開(kāi)發(fā)

　　石油工程計量管理信息系統是針對工程板塊計量管理需要設計開(kāi)發(fā)的綜合管理軟件，包括法規體系文件管理、計量人員管理、計量器具管理、計量標準管理、實(shí)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(gè)子模塊。

　�。常�１首頁(yè)頁(yè)面結構及主要功能

　　系統首頁(yè)頁(yè)面由登錄入口、通知公告、政策法規查詢(xún)、交流中心、下載服務(wù)、系統幫助、計量業(yè)務(wù)相關(guān)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；法規體系文件的快速模糊查詢(xún)、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(wù)；國家計量局、各省市質(zhì)量技術(shù)監督局等３０個(gè)計量相關(guān)機構的快速訪(fǎng)問(wèn)入口。

　�。常�２法規體系文件管理模塊主要功能

　　分類(lèi)、分級管理國家法律法規、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。

　�。常�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(xún)、證書(shū)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(shū)管理，證書(shū)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(xún)、導出Ｅｘｃｅｌ等；人員按職稱(chēng)、崗位等可視化圖表匯總展示。

　�。常�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(zhuān)用計量器具［８］分別建立臺賬，實(shí)現臺賬信息的分類(lèi)、分級、分項管理、維護、編輯、統計、查詢(xún)、導出等；計量器具年度、月度檢定計劃的一鍵生成、編輯、查詢(xún)、導出等；器具分類(lèi)統計的`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(shí)時(shí)和階段統計匯總，待檢信息的提示等；計量器具檢定證書(shū)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(dòng)態(tài)信息記錄及查詢(xún)等。

　�。常�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(kāi)展的檢定項目等信息的錄入、查詢(xún)、更新、導出等；計量標準考核申請相關(guān)資料的自動(dòng)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。

　�。常�６實(shí)驗室計量管理模塊主要功能

　　實(shí)驗室臺賬信息建檔管理，包括實(shí)驗室人員、儀器設備、檢測能力、證書(shū)等數據的錄入、查詢(xún)、更新、導出等；實(shí)驗室評審／復審申請資料的自動(dòng)生成、自主編輯等；實(shí)驗室評審／復審流程的線(xiàn)上審批等實(shí)驗室證書(shū)復審信息的提示與預警；實(shí)驗室臺賬信息匯總分析及可視化圖表展示等。

　�。常�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(wǎng)絡(luò )圖查詢(xún)、編輯、更新、上傳；各類(lèi)基礎數據字典的查詢(xún)、添加、編輯、導出；通用字典數據的編輯、添加、導出；機構變動(dòng)時(shí)各類(lèi)臺賬數據的批量調撥。

　�。常�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用戶(hù)的查詢(xún)、添加、修改、刪除、密碼維護、導出等；用戶(hù)角色的查詢(xún)、添加、刪除等；系統模塊功能權限字段；用戶(hù)或角色可操作性權限維護等。

　　４應用情況

　　自２０１７年４月起，該系統先后在石油工程公司所有管理單位全面上線(xiàn)運行。目前系統用戶(hù)總數１０３９個(gè)。管理器具達２１００種共５９１６２件、人員信息１５４３人共４６０００個(gè)數據項、計量標準信息１２３條共１４０００個(gè)數據項、實(shí)驗室信息３６條共８７００個(gè)數據項。系統的成功應用健全了石油工程公司的計量管理網(wǎng)絡(luò )，帶來(lái)了石油工程公司計量管理模式的變革，實(shí)現了計量信息管理的規范化和網(wǎng)絡(luò )化，使計量管理工作效率和管理的精細化程度得到顯著(zhù)提高。１）以文件管理為例。以往從工程公司總部行文經(jīng)逐級下發(fā)，至少需要２０多天時(shí)間，而且還不能保證覆蓋到所有目標用戶(hù)，且文件在流轉過(guò)程中還會(huì )存在人為的解讀誤差。系統建成之后，文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)布，利用系統的通知管理功能可以定時(shí)、定點(diǎn)（目標用戶(hù)）發(fā)布，用戶(hù)可通過(guò)消息提示及時(shí)接收信息，系統自動(dòng)記錄用戶(hù)瀏覽情況，用戶(hù)還可通過(guò)交流模塊進(jìn)行線(xiàn)上交流。對于總部計量主管來(lái)說(shuō)，文件從頂層發(fā)布到末端用戶(hù)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(jīng)過(guò)１５個(gè)環(huán)節，器具送檢過(guò)程又需要經(jīng)過(guò)層層審批，最后的送檢結果再逐級上報，業(yè)務(wù)流轉十分緩慢。器具檢定情況定期統計匯總工作量大、易疏漏，而器具超檢期服役會(huì )影響工程施工質(zhì)量，縮短器具使用壽命，增加工程事故的發(fā)生風(fēng)險。計量系統上線(xiàn)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(xiàn)上審批，匯總、統計也是一鍵生成，環(huán)節簡(jiǎn)化、數據準確，上級管理層可以實(shí)時(shí)查看器具臺賬、檢定計劃、送檢運行情況、檢定結果等，信息無(wú)需層層上報，管理可以從頂層直接到基層，系統具有數據的分類(lèi)統計和可視化圖表展示功能。系統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(shí)送檢或安排調換。系統在中石化中原石油工程公司上線(xiàn)運行一年多，避免了８００余件器具超檢期服役，延長(cháng)了１００余件器具的使用壽命、至少規避了５起工程施工事故的發(fā)生，保證了施工質(zhì)量，提高了顧客滿(mǎn)意度。系統上線(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)一年多的運行，用戶(hù)普遍反映該系統設計先進(jìn)、運行平穩、界面友好、操作簡(jiǎn)單、可擴展性、適應性、安全性強，沒(méi)有出現過(guò)宕機及數據丟失現象，取得了良好的應用效果。

　　５結束語(yǔ)

　　石油工程計量管理信息系統的開(kāi)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(shí)驗室臺賬，形成了工程公司企業(yè)級的信息數據庫，實(shí)現了石油工程板塊計量管理信息的動(dòng)態(tài)管理。解決了工程板塊長(cháng)期存在的計量管理難度大、基層管理工作效率低、基礎數據標準不統一的主要技術(shù)難題。有效減輕了各層級的工作強度，加快了管理業(yè)務(wù)處理速度，并且有助于管理層實(shí)行關(guān)鍵流程管控，能夠有效地節約生產(chǎn)、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。該系統的應用使工程板塊的管理效率明顯提升，社會(huì )及經(jīng)濟效益十分顯著(zhù)。

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