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基于管控一體化的設備管理系統研究

發布：www.sxzfcs.cn 時間：2020-10-08

管控一體化平臺是以生產過程控制系統為基礎，通過對企業生產管理、過程控制等信息的處理、分析、優化、整合、存儲、發布，運用現代化生產管理模式建立覆蓋企業生產管理與基礎自動化的綜合系統，在電廠推廣管控一體化系統的應用，是順應工業信息化發展的必然趨勢。以設備管理為核心開發管控一體化系統，通過信息化手段提高設備管理水平，通過合理開發利用網絡和信息資源，圍繞設備管理規劃實施了覆蓋企業全部業務的統一信息平臺，實現了各系統之間的數據共享，大幅提高了設備管理信息化水平，進而為高效管理和科學決策提供強有力的信息支持。

1. 平臺概述

管控一體化信息平臺以設備管理和運行管理為主線，以生產指標管理為龍頭，以設備臺賬記錄為核心，以安全生產管理為基礎，引導企業從常規管理邁向精細化閉環管理。系統平臺結構上由信息網絡、數據交換、應用集成、企業門戶四個部分組成，功能上共包括9個分系統、62個功能模塊，模塊劃分如圖1所示。

圖1 管控一體化平臺規劃圖
系統以物理設備管理、缺陷管理、預防性維護、工單管理和點檢管理五大模塊，構成對生產設備的閉環管控體系：

21. 形成以設備為核心，以項目為龍頭，以工單為紐帶的閉環管理體系，并實現全過程可追溯。
21. 建立了完備設備臺賬，記錄和提供設備信息，設備的基本參數及維護的歷史記錄，為設備的日常維護和管理提供必要的信息，可根據設備的在線運行數據和設備臺賬對設備出力水平、劣化趨勢、設備壽命進行分析。
21. 以結構化的標準實現設備管控。
21. 通過與SIS接口大量采集使用設備實時數據，使設備靜態和動態數據的深入融合、統一，設備管控更全面：設備的靜態數據包括設備的基礎信息和技術標準，其他信息為動態信息，包括設備實時數據、設備安裝歷史、設備缺陷與故障、設備維修歷史、設備定期切換與實驗、設備維修成本等
21. 提供點檢項定義、電建區域、電建路線、點檢路線和異常處理等功能，貫徹“點檢定修”先進設備管理思想，使設備檢修規范化、標準化。

 

2. 設備管理系統設計

設備管理系統從物理設備定義、設備使用和設備維護三維角度建立電廠全部設備的整體框架和各類設備管理臺帳，對設備的基礎信息、操作記錄、檢修歷史、成本信息、零件清單等信息進行綜合管理。通過設備數據庫形成設備知識庫，并構建樹狀結構，支持快速地查詢、顯示有關設備的運行狀況、檢修歷史、操作記錄、異動狀況等信息，對各種安全隱患支持及時采取措施，保障正常安全生產，使設備管理達到自動化、信息化，信息共享化，以滿足工作多方需求。

1. 物理設備管理

物理設備管理具有如下功能：

21. 設備編碼。對5、6號機組全部設備進行KKS編碼。
21. 設備臺帳管理。以統一的設備編碼標識體系為基礎，通過對設備多方基礎數據的分析，從設備位置、設備、設備類型建立多維設備臺帳體系，與各種文檔緊密相聯，將信息處理納入產生這些信息的實際工作中。設備臺帳主要包括：基礎臺帳、檢修臺帳、標準工作臺帳、備品備件臺帳、運行臺帳和設備成本臺帳。
21. 設備評級管理。實現對發電主、輔設備定期進行檢查、鑒定和評級，提高設備完好率和健康水平，保證安全經濟發電。通過設備知識庫提供設備運行過程的所有的靜態數據和動態歷史數據，給設備評級提供判斷依據。
21. 設備異動管理。對設備、系統、建筑物的結構、連接方式、型號、材質、數量、增減與初次投入使用時有變動的情況進行管理。根據在生產過程的不同，設備異動分為甲類異動（廠級異動）和乙類異動（部門級）。
21. 設備標準。包括設備相關的標準工作、檢修技術標準、點檢標準、維護保養標準和標準安全措施：

• 標準工作是在檢修過程中，將設備檢修所發生的常規工作總結、定義出來。每一項標準工作包括：完成該項工作所需時間、人員、材料、所需資源和任務等。在生產檢修過程中通過實踐逐步將標準工作完善，經過一定的數據積累，可以做到檢修工作的標準化、專家化，能合理安排人力和其他資源，提高檢修質量，降低檢修成本，縮短故障分析過程。標準工作包括標準工作包和標準工單。標準工作包是指為重復故障處理和計劃性維護建立標準的檢修工藝知識庫，包括檢修步驟、備品備件計劃、工具計劃、人工計劃，檢修文檔等。標準工單建立在標準工作的基礎上，一個標準工單可對應多個標準工作。標準工單可按標準工單類型、優先級、分場和班組等進行分類，方便查詢和引用。
• 檢修技術標準指設備的一些固有屬性，在設備檢修文件包和工單中展現，給維修相關人員提供設備各種參數和屬性信息，包括技術參數、組成部件、運行管理值、檢修管理值、維護保養要求等。
• 點檢標準是點檢員、運行巡檢、檢修人員進行日常點檢和測量的標準，可以按照定義規則自動生成點檢任務。內容包括：測項、測量方法、測量周期、測量標準、測量崗位等信息。
• 維護保養標準指為保證設備可靠性與安全性，制定按照預定的規則自動生成維護保養任務。內容包括任務生成周期、工作內容（關聯標準作業）、任務執行單位和點檢崗位。
• 標準安全措施指為了實現輔助隔離，建立設備標準的隔離措施數據庫，標準隔離措施中不僅要有不同類別的隔離設備的各種可能狀態，還必須記錄這個措施目前的實施狀態。標準隔離措施支持隨工作票的業務活動動態增加。
  1. 缺陷管理

缺陷管理采用工作流驅動，通過缺缺陷記錄、缺陷提交、缺陷判斷、缺陷處理、缺陷保留、缺陷升級、缺陷注銷、缺陷驗收、缺陷統計、缺陷考核等，對設備缺陷進行登記、審核、批準、跟蹤、統計，使電廠能對設備缺陷進行有序處理。
缺陷管理主要包括缺陷處理和缺陷統計考核兩大功能。

21. 缺陷處理：以工作流驅動，設備知識庫為支撐，對缺陷登記、鑒定、審核、執行、總結進行有序處理，輔助相關人員做出科學的消缺決策、規范檢修作業，降低誤修、錯修率。支持缺陷全過程信息追溯分析、修正完善設備檢修文件包功能，建立全面閉環的消缺管理機制。從記錄缺陷開始，到進行檢查確認、許可處理、生成工單，直至問題解決，這一系列的工作流程都被置于權限和狀態控制之下，所有缺陷及處理的每個步驟和結果都存儲在經驗庫中，便于管理人員檢查參考。缺陷處理還支持以下功能：

• 根據大唐消缺規范，區別不同缺陷級別的處理流程，明確職工的責任和分工；
• 缺陷登記，支持人工手動輸入缺陷，同事支持與生產管理子系統的運行管理、安全管理等模塊相關聯，觸發缺陷；
• 對缺陷的處理，支持直接處理和生成工單這兩種處理方式，并可通過工單鏈接相應的工作票和操作票；
• 支持多種方式的缺陷通知，包括打印缺陷通知單，發送短信等；
• 支持針對設備/位置發生的故障，按優先次序提交缺陷申請，根據不同優先級處理不同缺陷。

21. 缺陷統計與考核，支持根據缺陷記錄和維修報告將缺陷進行分類，用于評估故障發生的頻率、其薄弱環節、范圍和損壞的原因等。根據評估的結果完善維修策略。對缺陷的分類支持包括按專業、按缺陷代碼、缺陷危機程度、檢修班組等。支持按照分場、班組、機組、日期、設備位置、缺陷狀態、缺陷類型等條件組合查詢并統計消缺率。支持根據缺陷統計的結果，自動生成相應的缺陷考核單。
    1. 預防性維護

預防性維護目的是“防患于未然”，在缺陷未發生前事先進行維護保養。工作中的良好維護和正確維護，可以使設備運行時間增加，減少故障，確保工廠設備的可靠性。
預防性維護通過周期、事件等創建預防性維修計劃，進行定期維修、維護，并能自動生成預防性維修工單，為需要計劃維護的設備建立詳細的維護計劃策略，提高設備維護維護保養的預見性和計劃性，將電廠職員尤其是生產人員從龐大的緊急性維修的工作重擔下解放出來。

圖2 預防性維護示意圖
預防性維護主要包括預防性維護建立、預防性維護調度和預防性維護工單三大功能。

21. 預防性維護建立，支持周期性預防性維護，支持包括大修、小修、點檢、定修等多種預防性維護類型，預防性維護建立具有如下子功能：

• 預防性維護計劃觸發的條件支持頻率、儀器儀表的計量讀數、設備運行小時數等；
• 支持建立預防性維護相關任務的標準工作、預防性維護路線等信息，標準工作包括工序、任務、職員、資源、零件等內容，以確定和預測該預防性維護的成本、物資需求和工作負荷；
• 預防性維護計劃支持生成相應的工單申請，經排除后生成可執行的工單。

21. 預防性維護調度，支持對預防性工作進行調度，預防性維護調度的功能結構如下圖所示。

圖3 預防性維護調度結構圖

• 支持根據預防性維護記錄創建某個期間的預防性維護的具體計劃；
• 支持根據預防性維護計劃預定人力、資源和備品備件；
• 預防性維護的到期日和定期檢查以安全規則或運行規則為基礎；
• 支持預防性維護計劃的延續和修改、刪除和添加。

21. 預防性維護工單，具體的預防性維護計劃經批準執行后，支持生成為可執行的工單。

• 在生成預防性維護工單之前，可預覽每個期間的預防性維護；
• 預防性維護可以臨時保留，暫不生成工單；
• 在多個設備（流程）的基礎上創建單獨的預防性維護工單。
  1. 工單管理

工單管理對由缺陷產生的工單、預防性維護工單，進行人員、備件、工具、工作步驟的計劃、審批、執行、檢查和完工處理，檢修管理通過工作流的運行機制推動事務向既定的方向發展，從而有效控制設備維護工作的進程。
工單完成關閉后，支持形成完整的檢修記錄。記錄檢修過程和檢修后的設備狀況等信息，總結設備發生的故障、所表現出來的癥狀、產生故障的原因，以及解決該故障所采取的措施，同時支持工單匯報。

圖4 工單管理示意圖
工單管理主要包括工單生成、工單處理、工單成本統計和工單歸檔四大功能。

21. 工單生成，支持多種方式建立工單。包括直接建立工單、根據申請建立工單（包括由缺陷、項目等模塊產生的工作申請）、從標準工作庫中根據標準工作建立工單、根據標準工單建立工單。工
21. 工單處理，支持工作流控制，監控工單的計劃、安排、完成和結束，并對工單執行過程中發生的檢修成本進行統計。
21. 工單成本統計，依據工單為載體，對維護、維修工程中涉及的預算和發生的物資、人工、資源及其他費用進行跟蹤管理，并支持自動更新到設備臺帳。工單支持從四個方面來統計成本：物資、人工、資源、費用。
21. 工單歸檔，支持在工單關閉后，集中對某一期間的工單進行總結歸檔，便于檢索和統計成本。
21. 支持根據工單記錄的內容，總結設備發生的故障、所表現出來的癥狀、產生故障的原因，以及解決該故障所采取的措施，作為設備可靠性分析的數據來源。
    1. 設備點檢管理

設備點檢是指按照一定的標準、一定周期、對設備規定的部位進行檢查，以便早期發現設備故障隱患，及時加以修理調整，使設備保持其規定功能的設備管理方法。
點檢管理主要功能有：

21. 點檢設定。包括點檢點的設定、點檢路線的設定、點檢方式的設定、點檢周期的設定、點檢設備的設定。
21. 點檢參數來源設置。點檢需要輸入的參數來源支持由點檢人員輸入和由其他功能模塊傳送。
21. 點檢任務自動分配。支持點檢人員每天下載點檢任務，并根據定義的點檢路線，采集輸入各參數。
21. 點檢對標分析。支持點檢的結果參數根據預設定的點檢標準參數進行對比分析，支持根據點檢結果生成工作申請或缺陷，報高層領導批準生成工單，排除設備問題。
21. 點檢劣化趨勢分析。支持根據歷次的點檢結果的分析，生成設備劣化趨勢分析圖，供設備管理人員分析設備狀況。
21. 點檢績效管理。支持對點檢人員績效考核功能，包括點檢任務完成情況、點檢準確率等。

3. 提升效果分析

系統以建設數字化設備管理模式為目標，基于集團本質安全發電企業管理體系，通過信息化管理推動企業在設備安全管理、設備運行狀態監控、設備指標管理等諸多方面的建設與提高，推動企業對設備價值鏈上所有環節進行有效管理，強調動態監控設備運行和維護狀況，及時掌握信息，決策控制。

21. 通過對運行行為管控，實現人員、設備無傷害管理

利用系統對設備使用人員的培訓、管理進行監管和推動，固化安全操作要求，從而實現行為管控，做到人員、設備無傷害管理。如通過對缺陷管理的培訓、演練，加強查缺、消缺意識，固化消缺的流程，進行流程管控，提高設備消缺效率。

21. 通過對設備安全管控，實現系統無漏洞、設備無故障管理。
21. 通過風險提前預控，實現設備安全風險管控。
21. 全面實現設備實時監控，保障機組高效、經濟運行。

實時、歷史的運行過程監控，透明化運行工況；掌控實時的設備性能數據，量化評估機組運行經濟性。

21. 規范化、標準化運行管理，提升設備運行安全。

實現紅綠燈控制的管理思想，避免工作隨意性；實現例行工作程序化，系統根據定期工作周期，實現工作任務到期提醒、發起定期工作的執行流程，提高工作執行效率，降低人為失誤率；建立標準化設備管理體系。

21. 設備維護指標、績效管理一體化，強化工作執行力。

 建立貫穿設備管理全過程的指標體系，提供實時的對標分析，實現指標控制精細化；建立維護績效評估體系，將制度或規程中的考核規則與每項業務活動有效銜接，使考核結果客觀、可追溯。

4. 總結

管控一體化系統投運以來，已在發電企業形成了良好的信息管理基礎。已投入使用的設備管理、生產管理、安全管理、項目管理、任務管理及生產日報等模塊經現場使用均收到良好效果，并通過這些系統之間的集成，真正實現了對生產設備的閉環管理。
通過管控一體化系統的上線，發電企業形成了自己的設備管理特色和亮點，形成了發電企業特色的管理框架。將企業管理提高到精細化管理、超前控制和動態管理的更高層次；為與設備緊密相關的各項生產業務提供了全面的事前計劃與預測（正向與反向），事中控制和事后考核、分析手段； 同時實現對各項管理目標的任務分解、考核獎懲與分析總結，提高全員參與管理的積極性；系統實際涉及設備管理的全方位和各流程，及時統計各設備運行、維護的執行情況、完成情況及差異，為管理層提供實時、準確和有效的參考信息；以科學管理為手段，以設備安全為核心，以經濟效益為目的，實現了企業物流、工作流、資金流、控制流的集成，以開放性的管理信息系統促進管理信息化水平提升。