CN104133437B - 连续型化工装置及其绩效指标实时评价方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续型化工装置及其绩效指标实时评价方法和装置。该方法包括：步骤1，实时获取用于评价连续型化工装置的实时运行数据；步骤2，根据实时运行数据和预定运行数据，计算整个连续型化工装置的第一生产绩效指标；步骤3，根据装置实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；步骤4，根据装置实时运行数据，计算整个连续型化工装置的第一设备运行绩效指标。本发明可以对化工连续生产过程绩效指标进行实时的、有意义的监控与评估，能够第一时间发现问题从而避免由于工作不佳造成的生产效率下降、能源成本上升，甚至装置非计划停车。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是涉及一种连续型化工装置及其绩效指标实时评价方法和装置。
背景技术
连续型化工装置的绩效指标是通过对装置内部各个操作单元的输入端、输出端进行参数设置、数据实时提取、在线计算分析，从而衡量装置生产绩效的一种目标式量化管理指标，是把装置的生产能力目标分解为可操作、可对比、可评价的工作目标的工具，是连续型化工装置生产管理的基础。目前，本领域急需一种实时在线监控和评价方法，基于实时数据库对连续型化工生产装置的绩效指标进行评估，提供不同操作班组在其负责操作装置的时间范围内绩效指标的数据对比分析结果，目的是寻找最佳操作实践、提高装置整体运行的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种本发明的目的是提供一种可在线对连续型化工生产装置的绩效指标进行评估以对生产进行实时指导的连续型化工装置及其绩效指标实时评价方法、装置。
为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种连续型化工装置的绩效指标实时评价方法，包括：步骤1，实时获取用于评价连续型化工装置的实时运行数据；步骤2，根据实时运行数据和预定运行数据，计算整个连续型化工装置的第一生产绩效指标；步骤3，根据装置实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；步骤4，根据装置实时运行数据，计算整个连续型化工装置的第一设备运行绩效指标；步骤5，根据第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，计算与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；步骤6，实时显示第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势；步骤7，判断第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
进一步地，步骤2包括：步骤21，采用累积的方法计算连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；步骤22，实时计算连续型化工装置的收率，从而得到第一生产绩效指标。
进一步地，步骤3包括：采用统计质量控制的方法，实时分析连续型化工装置的在线质量控制指标和实验室得到的质检数据，从而得到产品质量绩效指标。
进一步地，步骤4包括：步骤41，根据连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算每个控制回路在当前时刻的回路自控率；步骤42，基于连续型化工装置控制回路总数计算连续型化工装置的总体自控率，从而得到设备运行绩效指标。
进一步地，步骤5包括：根据计算所得的以天或分钟为单位的第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标，进一步划分第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标对应于每一个操作班组其所负责时间范围内的相应值，从而得到第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标。
作为本发明的第二个方面，提供了一种连续型化工装置的绩效指标实时评价装置，包括：实时运行数据获取模块，用于实时获取用于评价连续型化工装置的实时运行数据；第一计算模块，用于根据实时运行数据和预定运行数据，计算整个连续型化工装置的第一生产绩效指标；第二计算模块，用于根据装置实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；第三计算模块，用于根据装置实时运行数据，计算整个连续型化工装置的第一设备运行绩效指标；第四计算模块，用于根据第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，计算与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；显示模块，用于实时显示第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势；报警模块，用于判断第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
进一步地，第一计算模块包括：第一计算子模块，用于采用累积的方法计算连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；第二计算子模块，用于实时计算连续型化工装置的收率，从而得到第一生产绩效指标。
进一步地，第三计算模块包括：第三计算子模块，用于根据连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算每个控制回路在当前时刻的回路自控率；第四计算子模块，用于基于连续型化工装置控制回路总数计算连续型化工装置的总体自控率，从而得到设备运行绩效指标。
作为本发明的第三个方面，提供了一种连续型化工装置，包括上述的装置。
本发明可以对化工连续生产过程绩效指标进行实时的、有意义的监控与评估，能够第一时间发现问题从而避免由于工作不佳造成的生产效率下降、能源成本上升，甚至装置非计划停车。
附图说明
图1示意性示出了本发明中的连续型化工装置的绩效指标实时评价方法的流程图；
图2示意性示出了本发明中的连续型化工装置绩效指标实时评价设备的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明中的术语“实时运行数据”是指连续型化工装置在运行过程中的工艺参数或结果参数，工艺参数方面的例子包括温度、压力、操作时间、进料速度等等，结果参数的例子包括产品输出速度、物料消耗速度、能源消耗速度，也可以以另外的形式表现为实际日产量、物料日消耗、能源日消耗等等。在本发明的典型实施例中，实时运行参数是结果参数。
术语“预定运行数据”或称“生产经营数据”是指为衡量化工生产作业质量而对生产过程参数设定的目标值、参照值或称标准值，其与前述实时运行参数相对应。
术语“质量检测数据”是指对所生产产品的质量指标进行实验室化验分析的结果数据，在典型的实施方式中，其表现为符合质量标准的产品数量。
术语“生产绩效指标”是指衡量连续型化工装置生产效率达标率的指标。
术语“产品质量绩效指标”是指衡量连续型化工装置所生产产品合格率的指标。
术语“设备运行绩效指标”是指衡量连续型化工装置中各个设备是否处于正常运行状态的指标，例如设备停工率、换热效率、装置自控率等。
本发明基于连续型化工装置实时运行的工作状态信息，首先，判断化工装置是否处于正常开车状态下；第二，根据所设定的连续型化工装置的绩效指标计算公式获取连续型化工装置的相关数据。这样，便可根据设定的绩效指标计算公式，实时计算评价指标，当整套化工装置中所有绩效指标均在线计算完毕后，进一步计算对应于各个班组时间范围的绩效指标，得到基于班组的装置绩效指标，从而对化工连续生产过程绩效指标进行实时的、有意义的监控与评估。
作为本发明的第一方面，请参考图1，提供了一种连续型化工装置的绩效指标实时评价方法，包括：
步骤1，实时获取用于评价连续型化工装置的实时运行数据；
步骤2，根据实时运行数据和预定运行数据，其中实时运行数据包括装置实际日产量、实际物料消耗和实际能源消耗，预定运行数据包括装置计划日产量、计划物料消耗和计划能源消耗，通过对比装置实时运行数据与预定运行数据之间的差异，完成整个连续型化工装置的第一生产绩效指标的计算；
步骤3，根据装置实时运行数据和质量检测数据，获得整个连续型化工装置的第一产品质量绩效指标，其中，实时运行数据包括用于控制所生产产品质量的在线检测数据；
步骤4，根据装置实时运行数据，通过计算各个设备运行时间与非计划停工时间的比例，或通过计算得到整个连续型化工装置的第一设备运行时间绩效指标；
步骤5，按照不同班组的工作时间范围，根据上述计算所得的第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，分时间段生成与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；
步骤6，实时显示第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势；
步骤7，判断第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
这样，便可以根据上述控制绩效指标公式，实时计算评价指标。可见，通过上述技术方案，首先，计算在线整套连续型化工装置中所有绩效指标，然后计算对应于各个班组时间范围的绩效指标，并得到基于班组的装置绩效指标，从而对化工连续生产过程绩效指标进行实时的、有意义的监控与评估，能够第一时间发现问题从而避免由于工作不佳造成的生产效率下降、能源成本上升，甚至装置非计划停车。
可见，利用本发明可以实时对连续型化工装置的绩效指标进行监测和评价，进一步地，本发明还可以当绩效指标超过所设定的阈值时自动报警，以供管理人员参考使用。
优选地，步骤2包括：步骤21，采用累积的方法计算连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；步骤22，实时计算连续型化工装置的收率，即投入单位数量原料或者能源获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值。
优选地，步骤3包括：采用统计质量控制的方法，即通过实时计算连续型化工装置的在线质量控制指标和实验室得到的质检数据的差异，实现对生产过程进行分析和监测,以及时发现异常因素，从而得到产品质量绩效指标，从而避免不合格品大量出现。
优选地，步骤4包括：步骤41，根据连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算每个控制回路在当前时刻的回路自控率，这里的术语自控状态是指化工过程中，一装置的运行或者装置中某一部位的动作处于自动控制的状态，例如，连续型化工装置中控制阀开度的变化是根据分布式控制系统(DCS)中控制模块的计算结果自动进行调整，而无需人工操作；步骤42，基于连续型化工装置中处于自控状态回路的数量与该装置控制回路总数的比值计算连续型化工装置的总体自控率，从而得到设备运行绩效指标。
优选地，步骤5包括：根据计算所得的以天或分钟为单位的第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标，进一步划分第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标对应于每一个操作班组其所负责时间范围内的相应值，从而得到第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标。
作为本发明的第二方面，请参考图2，提供了一种连续型化工装置的绩效指标实时评价装置，其用于实现上述的方法，包括：实时运行数据获取模块，用于实时获取用于评价连续型化工装置的实时运行数据；第一计算模块，用于根据实时运行数据和预定运行数据，计算整个连续型化工装置的第一生产绩效指标；第二计算模块，用于根据装置实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；第三计算模块，用于根据装置实时运行数据，计算整个连续型化工装置的第一设备运行绩效指标；第四计算模块，用于根据第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，计算与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；显示模块，用于实时显示第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势；报警模块，用于判断第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
优选地，第一计算模块包括：第一计算子模块，用于采用累积的方法计算连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；第二计算子模块，用于实时计算连续型化工装置的收率，从而得到第一生产绩效指标。
优选地，第三计算模块包括：第三计算子模块，用于根据连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算每个控制回路在当前时刻的回路自控率；第四计算子模块，用于基于连续型化工装置控制回路总数计算连续型化工装置的总体自控率，从而得到设备运行绩效指标。
作为本发明的第三方面，提供了一种连续型化工装置，包括上述的装置。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、单元、电路、模块和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、单元、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明的范围。
例如，本发明可在实时数据库系统中，通过其与DCS接口、LIMS接口、ERP接口实现计算所述化工装置绩效指标的相关数据的获取与存储，通过实时数据库系统计算单元实现连续化工生产装置绩效指标实时计算，从而实现通过动态显示指标和报警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种连续型化工装置的绩效指标实时评价方法，其特征在于，包括：
步骤1，实时获取用于评价所述连续型化工装置的实时运行数据；
步骤2，根据所述实时运行数据和预定运行数据，计算整个所述连续型化工装置的第一生产绩效指标，步骤2包括：
步骤21，采用累积的方法计算所述连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；
步骤22，实时计算所述连续型化工装置的收率，从而得到所述第一生产绩效指标；
步骤3，根据所述实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个所述连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；
步骤4，根据所述实时运行数据，计算整个所述连续型化工装置的第一设备运行绩效指标；
步骤5，根据所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，计算与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；
步骤6，实时显示所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
步骤7，判断所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
采用统计质量控制的方法，实时分析所述连续型化工装置的在线质量控制指标和实验室得到的质检数据，从而得到所述产品质量绩效指标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：
步骤41，根据所述连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算所述每个控制回路在当前时刻的回路自控率；
步骤42，基于所述连续型化工装置控制回路总数计算所述连续型化工装置的总体自控率，从而得到所述设备运行绩效指标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5包括：
根据计算所得的以天或分钟为单位的所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标，进一步划分所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标对应于每一个操作班组其所负责时间范围内的相应值，从而得到所述第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标。
6.一种连续型化工装置的绩效指标实时评价装置，其特征在于，包括：
实时运行数据获取模块，用于实时获取用于评价所述连续型化工装置的实时运行数据；
第一计算模块，用于根据所述实时运行数据和预定运行数据，计算整个所述连续型化工装置的第一生产绩效指标，所述第一计算模块包括：
第一计算子模块，用于采用累积的方法计算所述连续型化工装置的日产量和日单耗，其中日单耗包括：原料物耗和能源消耗；
第二计算子模块，用于实时计算所述连续型化工装置的收率，从而得到所述第一生产绩效指标；
第二计算模块，用于根据所述实时运行数据和质量检测数据，计算得到整个所述连续型化工装置的第一产品质量绩效指标；第三计算模块，用于根据所述实时运行数据，计算整个所述连续型化工装置的第一设备运行绩效指标；
第四计算模块，用于根据所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标和第一设备运行绩效指标，计算与每个操作班组相对应的第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标；
显示模块，用于实时显示所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标的变化趋势；
报警模块，用于判断所述第一生产绩效指标、第一产品质量绩效指标、第一设备运行绩效指标、第二生产绩效指标、第二产品质量绩效指标和第二设备运行绩效指标是否低于相应的阈值，如果是，则自动发生报警信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块包括：
第三计算子模块，用于根据所述连续型化工装置的每个控制回路的自控状态及计算周期，计算所述每个控制回路在当前时刻的回路自控率；
第四计算子模块，用于基于所述连续型化工装置控制回路总数计算所述连续型化工装置的总体自控率，从而得到所述设备运行绩效指标。
8.一种连续型化工装置，其特征在于，包括权利要求6或7所述的装置。
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