CN115511238A - 基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法及系统，属于石油化工领域。所述检修决策方法包括：获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；将当前各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数；根据当前关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，以及确定石油化工装置的实际运行时长；根据石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。本发明处理策略中的检维修策略制定更具有科学性和合理性。

Description

基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法及系统
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法及一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统。
背景技术
设备是炼化装置的重要组成部分，装置中各设备都有其各自的生命周期，在运行过程中，设备的状态会发生频繁变化，这密切影响装置的运行状况。在线监控设备的实际运行状态，掌握装置健康程度，可指导最佳检修时机与策略的确定，为系统的长周期安全稳定运行和装置管理水平的提高提供保障。目前，炼化装置的检维修通常是根据企业生产时间和历年运行经验安排，大多数企业运行周期为3～5年，每运行周期结束后进行全厂规模的停工大检修，而日常小规模的装置检维修则大多是在装置出现故障现象和后果后再临时制定实施。这种检维修方式有诸多弊端，一方面，对于运行良好、生产安全风险低的装置，停工将造成不必要的成本损失；另一方面，对于运行状况不佳、存在风险的装置，事后维修也会在很大程度上提高生产成本，严重时还会影响系统其他装置的运行，产生重大安全事故。
因此，针对这种设备故障时有发生、检维修计划制定不科学，部分设备检维修过剩，部分设备又失修的情况，如何科学合理的设置检维修时机、制定检维修策略，减少停工时间、节约生产成本是一个急需解决的问题。现有涉及检维修决策方法的技术，虽然提供了不同的设备检维修方法及流程，但是均不涉及炼化领域，装置的复杂程度、使用的模型方法、数据类型都不可类比；而在炼化领域中，不同的设备检维修方法及流程未考虑装置整体情况，方法是基于根原因分析、故障模式与影响因素分析、可靠性数学模型和可靠性分析等进行的，技术实现复杂，需要有大量数据和计算机专业基础支撑，不适合企业的基层人员操作和维护，而且通常管理水平和智能化程度低的企业不具备这些条件，也难以开展技术实施工作。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法及一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统，主要解决了装置运行状态评估的复杂和实时性以及处理策略制定不科学和不高效的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法，所述石油化工装置包括多个设备，所述检修决策方法包括：
S1)获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述可靠性实时参数为用于表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；
S2)将当前时刻所对应的时间窗口各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数；
S3)根据当前关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；
S4)根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。
可选的，所述根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略，包括：
当所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出日常监控类维护策略；
当所述当前可靠性指数属于非低风险区域时，输出检修策略。
可选的，所述检修决策方法还包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
确定接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令。
可选的，所述检修决策方法还包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
在接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，若当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令；
若当前可靠性指数属于非低风险区域时，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算；若成本核算结果合格并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息时，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息时，输出检维修作业子任务停止指令。
可选的，所述检维修作业子任务包括以下一者或多者：检维修作业类型和项目、检维修最优时间、检维修负责人、检维修作业人、检维修具体部位、检维修现场实施方案、检维修计划成本、与此风险问题类似的历年检维修参考案例、检维修作业项目安全风险及防控措施清单、检维修现场实施记录模板、检维修报告模板。
可选的，所述检维修作业子任务包括企业各级人员对应的作业任务；所述企业各级人员对应的作业任务通过对应的连接端口进行发送。
可选的，所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；通过以下方式确定总影响度参数的排名：
获取每个设备的至少一种影响度参数；
将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；
若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
可选的，所述影响度参数的种类包括以下中的一种或多种：专家经验影响度参数；设备关键度评估参数；企业增加评分项目参数。
可选的，所述可靠性模型为：可靠性指数＝可靠性实时参数/可靠性标准参数。
可选的，所述根据关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，包括：
将关键设备的可靠性指数与该关键设备的最差可靠性指数的比值作为关键设备实时运行状态下的运行状态指数；
所述最差可靠性指数为设备在最差工况下对应的可靠性指数。
可选的，所述根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长，包括：
将当前时刻所对应的时间窗口中关键设备的运行状态指数与最差可靠性指数进行比较，根据比较结果进行赋值，得到关键设备的运行状态指数赋值；
将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应石油化工装置的运行状态指数；
根据石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数，计算得到石油化工装置的实际运行时长。
可选的，所述将当前时刻所对应的时间窗口中关键设备的运行状态指数与最差可靠性指数进行比较，根据比较结果进行赋值，得到关键设备的运行状态指数赋值，包括：
确定关键设备的可靠性指数小于设定最差可靠性指数，确定该关键设备处于停机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为0；
确定关键设备的可靠性指数大于等于设定最差可靠性指数，确定该关键设备处于开机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为1。
可选的，所述将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到石油化工装置的运行状态指数，包括；
在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间，取关键设备中的任意两个关键设备的运行状态指数赋值形成的组合数进行相与处理，得到关键设备中所有组合数的相与处理结果；再将所有的相与处理结果进行相或处理，得到石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数。
可选的，所述的决策方法还包括：
根据石油化工装置的可靠性指数与风险等级的对应关系表，得到风险等级。
可选的，根据石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数，计算得到石油化工装置的实际运行时长，包括：
将当前时刻对应的时间窗口中赋值为1的运行状态指数累计求和后的数值作为当前时刻对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述数值的单位为所述时间窗口的计量单位。
可选的，所述根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数，包括：
将石油化工装置的实际运行时长与石油化工装置的计划运行时长的比值作为石油化工装置的可靠性指数；所述石油化工装置的计划运行时长是选取的时间窗口的时长。
本发明还提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统，所述石油化工装置包括多个设备，所述系统包括：
可靠性计算模块，用于获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述可靠性实时参数为用于表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；以及将当前时刻所对应的时间窗口中各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数。
状态指数计算模块，用于根据当前各个关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；以及根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；
信息发布模块，用于根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。
可选的，所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于确定接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令。
可选的，所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于在接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，若当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令；
若当前可靠性指数属于非低风险区域时，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息时，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息时，输出检维修作业子任务停止指令。
可选的，所述石油化工装置检修决策系统还包括：
检维修作业模块，用于执行检维修作业子任务和获取到当前维修作业子任务完成信息发送至所述决策模块。
可选的，所述检维修作业子任务包括企业各级人员对应的作业任务，所述信息发布模块包括多个连接端口，连接端口用于发送所述企业各级人员对应的作业任务。
可选的，所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；所述石油化工装置检修决策系统还包括：
传感监测单元，用于获取每个设备的至少一种影响度参数；将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
可选的，所述信息发布模块还用于，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出日常监控类维护策略；
确定所述当前可靠性指数属于非低风险区域时，输出检修策略。
本发明还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法。
通过上述技术方案，基于装置运行状态得到处理策略，方法更简单易行，不需要计算机长时间处理和复杂的数学理论模型，评价预警结果具有实时性、高效性和准确性，进而能够更科学的指导检维修策略的制定。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本申请实施方式提供的一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法流程示意图；
图2是本申请实施方式提供的一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法中修正运行状态指数的逻辑运算示意图；
图3为本申请实施方式提供的一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统示意图；
图4为申请实施方式提供的又一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
如图1所示，本实施例提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法，所述石油化工装置包括多个设备，所述检修决策方法包括：
S1)获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述可靠性实时参数为用于表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；
S2)将当前前时刻所对应的时间窗口中各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数；
S3)根据当前关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；
S4)根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。
具体的，在一种实施例中，关键设备优选以下中的一种或者多种设备：生产过程中承担关键工序对应的设备；石油化工装置中标记为具有重大影响的设备；生产过程中标记为质量控制点的设备；石油化工装置中标记为价值参数高的设备；石油化工装置中标记为维修复杂的设备，石油化工装置中标记为运行不良会导致重大安全隐患或大幅降低生产效益的设备。
在又一种实施例中，所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；通过以下方式确定总影响度参数的排名：获取每个设备的至少一种影响度参数；将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
优选的，所述影响度参数的种类包括以下中的一种或多种：专家经验影响度参数；设备关键度评估参数；企业增加评分项目参数。具体的，影响度参数的确定可以根据设备在生产中承担关键工序、对装置运行起重大影响、生产过程中质量控制点、价值高、维修复杂、运行不良会导致重大安全隐患或大幅降低生产效益等方面进行评分确定。可选的，当选择专家经验影响度参数、设备关键度评估参数和企业增加评分项目参数中的任一一种时，将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。这样可以突出单一影响度参数的影响，可以适配多种控制需求。为了突出综合控制需求，优选的，将专家经验影响度参数、设备关键度评估参数和企业增加评分项目参数三种影响度参数进行分别归一化处理，得到归一化参考值，然后将三种归一化参考值进行求和后再进行归一化得到每个设备的[0,1]区间的总影响度参数，按照总影响度数值高低顺序对关键设备排序，提取总影响度数值由高到低的N台设备作为最终的关键设备。在本实施例中N大于等于3。专家经验影响度参数和设备关键度评估参数反应设备对装置运行的影响程度、质量控制点数量、资产价值、维修成本、运行不良造成的安全隐患的影响度，通过归一化处理，方便后续计算处理。企业增加评分项目参数的引入，方便关键度根据企业自身情况对设备关键的调整或校正。
表1设备关键度评估参数评分表
Figure BDA0003128300730000111
Figure BDA0003128300730000121
以设备关键度评估参数为例，如表一所示，设备关键度评估参数中的各项目分数也可以采用累加后进行归一化处理，得到[0,1]区间的影响度。
关键设备的运行数据采集数据通过传感监测单元进行。传感监测单元可以选用lims系统得到物料分析化验数据、以及DCS系统的生产工艺实时数据和历史数据，以及离线档案库中工艺卡片和操作规程中的设计数据和控制指标数据。这些关键设备的运行参数，建立关键设备在时间窗口中的运行数据集，已备数据分析。时间窗口内包含多个参考时间。时间窗口中的运行数据集中数据根据参考时间更新其中的数据，也就是时间窗口按照参考时间进行跟新；如，当前参考时间结束时，时间窗口向后移动一个单位，将时间窗口的最近的参考时间跟新为最近时间结束的参考时间，以保证当前时刻对应的时间窗口中所对应的数据为最新数据。
当前时刻需要对维修等策略进行选择时，会将当前时刻所在的参考时间所对应的关键设备运行数据集作为分析数据，以保证数据的实时性。
可靠性标准参数可以具体根据运行数据的设计参数和工艺卡片中提取。
可选的，上述可靠性模型为：可靠性指数＝可靠性实时参数/可靠性标准参数。根据关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，包括：将关键设备的可靠性指数与该关键设备的最差可靠性指数的比值作为关键设备实时运行状态下的运行状态指数。
所述根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长，包括：
将当前时刻所对应的时间窗口中关键设备的运行状态指数与最差可靠性指数进行比较，根据比较结果进行赋值，得到关键设备的运行状态指数赋值；将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数；根据石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数，计算得到石油化工装置的实际运行时长。
基于装置历史运行状况、风险耐受能力、应急防控措施、企业管理规定和专家经验，确定设备可接受的最差工况。所述最差可靠性指数Rb-equipment为设备在最差工况下对应的可靠性指数。
具体的，确定关键设备的可靠性指数R-equipment小于设定最差可靠性指数Rb-equipment，确定该关键设备处于停机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为0；
确定关键设备的可靠性指数大于等于设定最差可靠性指数，确定该关键设备处于开机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为1。具体的，当R-equipment＜Rb-equipment，即判断关键设备处于停机状态，将关键设备运行状态指数S-equipment赋值为0；当R-equipment≥Rb-equipment，即判断关键设备处于运行状态，将S-equipment赋值为1。
具体的，所述将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到石油化工装置的运行状态指数，包括；如图2所示，S-equipment1-S-equipment3表示三个关键设备运行状态指数。在每一参考时间，取关键设备中的任意两个关键设备的运行状态指数形成的组合数进行相与处理，得到关键设备中所有组合数的相与处理结果；再将所有的相与处理结果进行相或处理，得到每个参考时间石油化工装置的运行状态指数S；当S＝1时，装置实际运行时长增加1个单位；当S＝0时，装置实际运行时长不变。
将当前时刻对应的时间窗口中赋值为1的运行状态指数累计求和后的数值作为当前时刻对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述数值的单位为所述时间窗口的计量单位。将石油化工装置的实际运行时长与石油化工装置的计划运行时长的比值作为石油化工装置的可靠性指数；所述石油化工装置的计划运行时长是选取的时间窗口的时长。
可选的，可以根据石油化工装置的可靠性指数与风险等级的对应关系表，得到风险等级。具体的，时间窗口中累加统计获得此范围内装置的实际运行时长T1，计划运行时间即为该时间窗口的时间长度T2，计算装置可靠性指数R＝T1/T2。根据可靠性指数与风险等级的对应关系表，得到风险等级。风险等级结合装置历年运行情况和专家经验对装置风险区间等级定义。
上述中所述根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略，包括：
当所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出日常监控类维护策略；这样判断出风险小，日常监控类维护策略优选为日常检测仪表等观测的任务。当所述当前可靠性指数属于非低风险区域时，输出检修策略。在处理策略中的检维修策略，主要是关键设备运行参数中的可靠性实时参数进行在线监控分析，判断关键设备的运行能力，综合评定设备对装置运行状态的影响程度，进而评价装置整体的运行状况，发布检维修策略。检维修策略根据当前可靠性指数制定更具有科学性、合理性，能够根据实时的装置运行状况评估结果，检维修策略和所述石油化工装置的可靠性指数一一对应。将检维修策略和所述石油化工装置的可靠性指数一一对应，检维修策略指导装置预知性维修，保障装置安全运行，延展装置运行时间，降低生产风险，促进企业管理和生产水平的提升。
进一步的，在一种可能的实施例中，所述检修决策方法包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
确定接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令。
在又一种可能的实施例中，所述检修决策方法还包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
在接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，若当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令；
若当前可靠性指数属于非低风险区域时，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息时，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息时，输出检维修作业子任务停止指令。专家评测信息为停止维修信息，表示没有必要进行维修时，也可不执行。例如，装置短时间内即将按照计划执行定期停工检修，即使此时可靠性差，但专家经验评判坚持运行到停工是没有问题的，此时即可不必进行检修作业。
上述检维修作业子任务包括以下一者或多者：检维修作业类型和项目、检维修最优时间、检维修负责人、检维修作业人、检维修具体部位、检维修现场实施方案、检维修计划成本、与此风险问题类似的历年检维修参考案例、检维修作业项目安全风险及防控措施清单、检维修现场实施记录模板、检维修报告模板。
表二检维修作业子
Figure BDA0003128300730000151
Figure BDA0003128300730000161
如表二所示，体现了一种检维修作业子任务中的信息。
上述检维修作业子任务包括企业各级人员对应的作业任务；所述企业各级人员对应的作业任务通过对应的连接端口进行发送。优选的，企业各级人员对应的作业任务通无线网络的方式发布信息至各分级人员处的移动终端。企业各级人员包括企业管理人员、专业技术人员、安全监督人员、物资供应人员和作业人员等各级相关人员。
如图3，与方法对应的，提供一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统，所述石油化工装置包括多个设备，所述系统包括：传感监测单元、运行评估计算模块、信息发布模块、检维修作业模块和决策模块；传感监测单元包括信号采集模块和数据分析模块；运行评估计算模块包括可靠性计算模块和状态指数计算模块。
传感监测单元具体采用信号采集模块来用于获取各个设备的总影响度参数及运行数据；传感监测单元的具体采用数据分析模块，根据各个设备的总影响度参数确定设备中的关键设备；传感监测单元的具体采用的数据分析模块还用于关键设备运行参数分析与提取，以及筛选设定的时间窗口内关键设备的运行参数；信号采集模块可以通过传感器等直接采集设备的运行参数，也可以通过通信接口与DCS系统通信获取生产工艺实时数据和历史数据，还可以通过档案数据库中获取工艺卡片和操作规程中的设计数据和控制指标数据。
运行评估计算模块具体采用可靠性计算模块来用于获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述可靠性实时参数为用于表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；以及将当前时刻所对应的时间窗口中各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数。
运行评估计算模块具体采用状态指数计算模块来用于根据当前各个关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；以及根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；
信息发布模块，用于根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。
在一种可能的实施方式中，所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于确定接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令。
在又一种可能的实施方式中，所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于在接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，若当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令；
若当前可靠性指数属于非低风险区域时，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息时，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息时，输出检维修作业子任务停止指令。决策模块具体内置有专家智库和成本测算单元，成本测算单元具体用于检修作业子任务的成本信息核算，专家智库用于根据当前检维修作业子任务确定专家评测信息，辅助判断进一步检维修的必要性。当前检维修作业子任务与专家评测信息具有一一对应的关系，可以根据之前的运行规律进行专家智库的建立。
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
检维修作业模块，用于执行检维修作业子任务和获取到当前维修作业子任务完成信息发送至所述决策模块。
所述信息发布模块包括多个连接端口，连接端口用于发送所述企业各级人员对应的作业任务。
所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；所述石油化工装置检修决策系统还包括：
传感监测单元用于获取每个设备的至少一种影响度参数；传感监测单元中的数据分析模块用于将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
所述信息发布模块还用于，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出日常监控类维护策略；确定所述当前可靠性指数属于非低风险区域时，输出检修策略。
决策模块用于在接收到处理策略后，立即制定并下达检维修作业任务，以及监督检维修作业，辅助消警决策。
信息发布模块包括不同层级信息传递线路，不同线路同步接收数据，并能够单独进行输入。优选地，所述不同层级信息线路包括管理级、技术级、监察级、材料级和作业级。其中，管理级用于检维修作业实施过程中的审批处理；技术级用于检维修作业实施过程中的技术指导和质量控制，以及编制检维修报告；监察级用于检维修作业实施过程中的安全监督和作业规范检查；材料级用于检维修作业实施过程中的物资采购和供应；作业级用于检维修作业实施过程中的现场作业任务实施，以及检维修现场实施记录。进一步的，检维修作业模块和决策模块可以优选的设置于检维修流程平台系统。
本实施例中石油化工装置采用汽油吸附脱硫装置时，如图4所示，具体的使用过程如下：
1)采集数据：采集该装置lims系统的物料分析化验数据、DCS系统的生产工艺实时数据和历史数据，以及离线档案库中工艺卡片和操作规程中的设计数据和控制指标数据。
2)识别关键设备：经专家分析，初步筛选出进料泵、产品泵、反应器、冷凝水罐和加热炉是较为关键的设备，进一步采用关键度评估打分方法，得到总影响度大小顺序为进料泵＞反应器＞产品泵＞加热炉＞冷却水罐，选取影响度最大的3台设备识别为最终的关键设备，即进料泵、反应器和产品泵，在运行数据集中提取与进料泵、反应器和产品泵有关的运行数据作为建立关键设备运行数据集，以备数据分析。
3)提取可靠性参数：根据生产流程特点，定义进料泵流量、产品泵流量和反应器温度作为关键设备的可靠性参数，其中，可靠性实时参数为：进料泵实时流量30t/h,产品泵实时流量24t/h，反应器实时温度394℃；可靠性标准参数为：进料泵正常流量140t/h,产品泵正常流量110t/h，反应器正常温度400℃。
4)计算关键设备的可靠性指数：进料泵可靠性指数为0.21，产品泵可靠性指数为0.25，反应器可靠性指数为0.98。
5)计算装置整体运行状态指数：专家诊断最差可靠性指数定义为0.5。根据联锁逻辑规则(运行状态指数的计算步骤)，装置整体运行状态指数为0。
6)计算装置可靠性指数：时间窗口(监控窗口)为1年，即计划运行时长365天(单位)，则1天为上述的参考时间，统计累加装置实际运行时长为171天(单位)，计算装置可靠性指数为0.47。
7)发布风险预警信号：结合装置历年运行情况和专家经验，按照表三设定的风险阈值评价，装置的运行状况为高风险。
表三石油化工装置的可靠性指数与风险等级的对应关系表
Figure BDA0003128300730000201
如表三所示，可靠性指数R数值大小位于哪个区间内，确定相应的风险等级。
8)信息发布模块根据可靠性指数R或者风险等级在维修策略对应表上检索得到检维修策略。
9)依据所述检维修策略，信息发布模块通过不同的端口将检修子任务发各分级人员的移动终端；各级人员通过移动终端进入检维修流程平台系统开始实施检维修作业。各级人员通过移动终端在检维修作业模块按要求完成检维修流程；各级完成检维修作业后，在各终端分别填写检维修记录及审批记录触发产生检维修作业子任务完成信息发送给检维修作业模块；优选的，检维修作业模块然后将检维修作业子任务全部完成信息发送给决策模块；决策模块从信息发布模块获取石油化工装置的当前可靠性指数，评估装置当前运行状态评估过程；当评估结果输出低风险时，终止检维修作业任务；否则，引入专家评估和成本测算，综合专家经验和成本分析，确定是否需要开展进一步的检维修作业子任务，若建立检维修作业任务的子任务，则开展进一步检维修作业，以此循环，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算不结果合格不建立子任务输出检维修作业子任务停止指令。
10)各级移动终端接收到检维修作业子任务停止指令退出检维修流程平台系统。
本实施例中的一种基于运行状况评估的石油化工装置检维修决策方法，从炼化装置具有重大影响度的关键设备入手，采用科学的运行状态评估方法，对关键设备的运行能力进行判断，进而综合评定装置整体的运行状况，进而发布检维修策略，其优势在于：(1)装置检维修决策方法基于装置运行状况评估结果，检维修策略制定更具有科学性、合理性，能够根据实时的装置运行状况评估结果，科学提出预警和防控措施，及时指导装置生产运行和检维修策略制定，延展装置运行时间、降低生产风险，促进企业管理和生产水平的提升。(2)信息发布模块可以将检维修策同步发布给企业各级人员，信息传递速度快，管理流程线上进行，极大的降低了信息传递的错误概率，管理-技术-物资供应-现场作业-安全监管五位一体，全流程全覆盖整个检维修流程，有利于形成统一的装置管控机制，提高企业对装置的完整性管理水平。(3)所用的装置运行状况评估方法采集的基础数据为具有代表性的关键设备关键参数，数据集规模小；可靠性模型和联锁逻辑模型计算简单，无需复杂的计算机处理和大数据学习，评估过程在线、快速、高效，可灵活定义关注的运行周期，可根据不同工艺特点、装置状况和企业风险管控能力选择不同的关键设备和风险阈值。量化的预警结果准确，评估分析过程不受制于企业人员水平和智能化程度。综上，本专利技术提供的是一种科学、实用、高效、智能化程度高的石油化工装置检维修决策方法。
本实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (24)

1.一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法，所述石油化工装置包括多个设备，其特征在于，所述检修决策方法包括：
S1)获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述可靠性实时参数为表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；
S2)将当前时刻所对应的时间窗口中各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数；
S3)根据当前关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；
S4)根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；根据所述石油化工装置的可靠性指数输出相应的处理策略。
2.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略，包括：
若当前可靠性指数属于低风险区域，输出日常监控类维护策略；
若当前可靠性指数属于非低风险区域，输出检修策略。
3.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述检修决策方法还包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
确定接收到检维修作业子任务完成信息，获取石油化工装置的当前可靠性指数；确定当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令。
4.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述检修决策方法还包括：
根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
确定接收到检维修作业子任务完成信息，获取石油化工装置的当前可靠性指数；确定当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；
若当前可靠性指数属于非低风险区域，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算，并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息，输出检维修作业子任务停止指令。
5.根据权利要求3或4所述的决策方法，其特征在于，所述检维修作业子任务包括以下一者或多者：检维修作业类型和项目、检维修最优时间、检维修负责人、检维修作业人、检维修具体部位、检维修现场实施方案、检维修计划成本、与此风险问题类似的历年检维修参考案例、检维修作业项目安全风险及防控措施清单、检维修现场实施记录模板、检维修报告模板。
6.根据权利要求3或4所述的决策方法，其特征在于，所述检维修作业子任务包括企业各级人员对应的作业任务；所述企业各级人员对应的作业任务通过对应的连接端口进行发送。
7.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；通过以下方式确定总影响度参数的排名：
获取每个设备的至少一种影响度参数；
将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理后从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；
若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
8.根据权利要求7所述的决策方法，其特征在于，所述影响度参数的种类包括以下中的一种或多种：专家经验影响度参数；设备关键度评估参数；企业增加评分项目参数。
9.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述可靠性模型为：可靠性指数＝可靠性实时参数/可靠性标准参数。
10.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述根据当前关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，包括：
将关键设备的可靠性指数与该关键设备的最差可靠性指数的比值作为关键设备实时运行状态下的运行状态指数；
所述最差可靠性指数为关键设备在最差工况下对应的可靠性指数。
11.根据权利要求10所述的决策方法，其特征在于，所述根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长，包括：
将当前时刻所对应的时间窗口中关键设备的运行状态指数与最差可靠性指数进行比较，根据比较结果进行赋值，得到关键设备的运行状态指数赋值；
将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数；
根据石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数，计算得到石油化工装置的实际运行时长。
12.根据权利要求11所述的决策方法，其特征在于，所述将当前时刻所对应的时间窗口中关键设备的运行状态指数与最差可靠性指数进行比较，根据比较结果进行赋值，得到关键设备的运行状态指数赋值，包括：
确定关键设备的可靠性指数小于设定最差可靠性指数，确定该关键设备处于停机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为0；
确定关键设备的可靠性指数大于等于设定最差可靠性指数，确定该关键设备处于开机状态，将该关键设备的运行状态指数赋值为1。
13.根据权利要求12所述的决策方法，其特征在于，所述将所有关键设备的运行状态指数赋值进行与或逻辑处理，得到石油化工装置的运行状态指数，包括；
在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间，取关键设备中的任意两个关键设备的运行状态指数赋值形成的组合数进行相与处理，得到关键设备中所有组合数的相与处理结果；再将所有的相与处理结果进行相或处理，得到石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数。
14.根据权利要求13所述的决策方法，其特征在于，所述的决策方法还包括：
根据石油化工装置的可靠性指数与风险等级的对应关系表，得到风险等级。
15.根据权利要求13所述的决策方法，其特征在于，根据石油化工装置在当前时刻所对应的时间窗口中的每个参考时间所对应的运行状态指数，计算得到石油化工装置的实际运行时长，包括：
将当前时刻对应的时间窗口中赋值为1的运行状态指数累计求和后的数值作为当前时刻对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述数值的单位为所述时间窗口的计量单位。
16.根据权利要求1所述的决策方法，其特征在于，所述根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数，包括：
将石油化工装置的实际运行时长与石油化工装置的计划运行时长的比值作为石油化工装置的可靠性指数；所述石油化工装置的计划运行时长是选取的时间窗口的时长。
17.一种基于运行状况评估的石油化工装置检修决策系统，所述石油化工装置包括多个设备，其特征在于，所述系统包括：
可靠性计算模块，用于获取各个关键设备当前时刻所对应的时间窗口中的可靠性实时参数以及与可靠性实时参数对应的可靠性标准参数；所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述可靠性实时参数为用于表征关键设备实时运行状况的参数；所述可靠性标准参数为表征关键设备正常运行状况的指标参数；以及将当前时刻所对应的时间窗口中各个关键设备的可靠性实时参数和可靠性标准参数输入可靠性模型，得到当前各个关键设备的可靠性指数。
状态指数计算模块，用于根据当前各个关键设备的可靠性指数确定该关键设备在当前运行状态下的运行状态指数，并根据当前各个关键设备的运行状态指数确定当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长；所述运行状态指数用于标识关键设备的运行状态；以及根据当前时刻所对应的时间窗口中石油化工装置的实际运行时长确定石油化工装置的可靠性指数；
信息发布模块，用于根据所述石油化工装置的当前可靠性指数输出相应的处理策略。
18.根据权利要求17所述的石油化工装置检修决策系统，其特征在于，
所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于确定接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定所述当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令。
19.根据权利要求17所述的石油化工装置检修决策系统，其特征在于，所述信息发布模块还用于根据所述处理策略确定并发送检维修作业子任务；
所述石油化工装置检修决策系统还包括：
决策模块，用于：
在接收到检维修作业子任务完成信息时，获取石油化工装置的当前可靠性指数，确定当前可靠性指数属于低风险区域时，输出检维修作业子任务停止指令；
确定当前可靠性指数属于非低风险区域时，对根据所述处理策略确定的检维修作业子任务进行成本核算并获取当前检维修作业子任务对应的专家评测信息；若成本核算结果合格且专家评测信息为继续维修信息，执行检维修作业子任务并在完成检维修作业子任务后执行风险判断，直到当前可靠性指数属于低风险区域，输出检维修作业子任务停止指令；若成本核算结果不合格或者专家评测信息为停止维修信息，输出检维修作业子任务停止指令。
20.根据权利要求18或19所述的石油化工装置检修决策系统，其特征在于，所述石油化工装置检修决策系统还包括：
检维修作业模块，用于执行检维修作业子任务，以及获取当前维修作业子任务完成信息并发送至所述决策模块。
21.根据权利要求20所述的石油化工装置检修决策系统，其特征在于，所述检维修作业子任务包括企业各级人员对应的作业任务，所述信息发布模块包括多个连接端口，所述多个连接端口用于发送所述企业各级人员对应的作业任务。
22.根据权利要求20所述的石油化工装置检修决策系统，所述关键设备为石油化工装置中满足预设条件的设备；所述满足预设条件的设备为总影响度参数排名前N位的设备；所述石油化工装置检修决策系统还包括：
传感监测单元，用于获取每个设备的至少一种影响度参数；将各个设备的每种影响度参数进行归一化处理得到归一化参考值，若影响度参数的种类大于等于2时，将所有种类的影响度参数归一化参考值进行求和，将影响度参数归一化参考值的和进行归一化处理从大到小进行排序得到总影响度参数的排名；
若影响度参数的种类为一种时，将影响度参数归一化参考值从大到小进行排序得到总影响度参数的排名。
23.根据权利要求17所述的石油化工装置检修决策系统，其特征在于，所述信息发布模块还用于在确定当前可靠性指数属于低风险区域时，输出日常监控类维护策略；确定所述当前可靠性指数属于非低风险区域时，输出检修策略。
24.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1-16中任一项所述的基于运行状况评估的石油化工装置检修决策方法。
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