通過關鍵資產監測提高過程控制可靠性

　　“可靠性”在控制過程行業中可以定義為某系統在常規情況下以及在不利或意外情況下執行和維護其功能的能力。運行設備中的意外情況很容易導致災難性事件的發生。提高設備可靠性可以減少上述事件的風險和發生概率，降低維護成本。提高設備可靠性是指確保過程設備得到很好的維護，能夠持續運行。據SolomonAssociates公司稱，世界級設備制造商是指維護成本低于設備重置價值1.4%且機械可用率大于96.7%的企業。若要成為世界級設備制造商，必須實施有效的資產管理策略。

　　關鍵過程設備(如大型壓縮機或汽輪機)的實時監測(與保護)是大多數工廠的標準慣例。然而，對二級設備進行監控傳統上都認為成本太高或實施太難。二級設備，亦稱“關鍵資產”，包括泵、換熱器、鼓風機、小型壓縮機、管道/容器、冷卻塔以及空冷式換熱器(“翅片式”)。而上述未監控的資產最初可能不會被歸類為“關鍵資產”，但是它們的中斷或故障可能會引起嚴重的過程擾動或停車，從而導致生產損失、人身傷害、罰款并對環境造成不良影響。美國國家應急中心報告指出，在2000至2010年期間，因設備故障引起的年均事故高達9,000次(圖1)。如果事先采用報警系統，在故障發生前確定并糾正存在的問題，則多數此類事故本可避免。

　　具有30年以上經驗的煉油行業專家DougWhite指出，“我們對全球各種煉油廠進行了大量研究，對收集自多種行業來源進行的數據分析表明，在典型煉油廠中，約25%的非計劃大修是由設備故障引起的。我們在圖2中提供的整合數據顯示了造成意外停車、運行性能和設備效率下降的根本原因之間的關系。根據我們的研究，只有7種設備有可能造成這種損失，即：閥門、泵、容器、壓縮機、管道、換熱器和消防設備?！?/P>

　　關于資產的維護費用，White表示，“基于我們的行業分析，對上述7種資產類別進行的維護要花費一家典型煉油廠總維護預算的70%左右，圖3顯示了與我們在研究中所發現的7種資產類別相關的維護預算的大致百分比。我們發現維護成本與所采用的資產管理策略密切相關，選擇適當的策略可以降低成本，提高資產可靠性和過程可用性。如果只關注削減成本，那么長此以往，就可能降低可靠性。維護與可靠性息息相關，因此重點應在于提高可靠性，進而降低經營成本?！?/P>

　　用于可靠性的常用策略

　　選擇適當的資產管理策略是平衡實施成本與預期可靠性的做法。被動式維護是成本最高而可靠性最低的維護模式，比如，某些關鍵資產可能都有備件，通常做法是讓設備運行直至出現故障，然后更換備件，但有時可能無法及時安裝備件，從而無法避免過程擾動或停車，即使安裝了備用設備，維護人員也面臨著故障設備的修理工作;對于沒有備件的設備而言，需要停車對故障設備進行修理，一般情況下，故障資產的修理成本比故障發生前解決該問題所需的成本平均高50%。

　　某些現場采用預防性維護模式，該模式一般按計劃進行設備檢修，不論設備是否需要進行維護。盡管此方法可以提供比“運行-故障”法更高的可靠性，但也有其缺陷，為不需要進行修理的設備進行檢修會浪費寶貴的時間和資源。檢修人員用于不必要的設備檢修工作的時間本可用于其它更重要的工作上。此外，如果檢修的設備沒有備件，那么過程就會被中斷，從而損失寶貴的生產時間。

　　定期的預測維護是資產管理策略的另一種選擇。在這種模式下，關鍵資產可在現場通過抽查進行手動監控，這些巡檢可以每次輪班進行一次，也可將頻率減少至每季度或更久時間進行一次，通過手持設備對指定資產進行振動或性能審核可每月或每年一次。這種通過定期但不經常的數據采集進行的維護模式無法對資產健康狀況進行實時監控，因此，設備很有可能在兩次檢測的間隙當中發生故障，從而導致過程中斷或產生比經過適當維護的資產更為昂貴的修理費用。派遣技術人員前往現場(甚至可能是危險環境)進行數據采集是一種浪費資源的行為，此外，對所采集的數據進行的分析和解釋需要由具備專業技能的經過培訓的可靠性工程師或設備專家來進行，當經驗豐富的人員退休并帶走其大量知識儲備時，問題就會變得更為復雜。定期監控讓操作員和維護人員無法充分了解設備的健康狀況。

　　在選擇資產管理策略時，實現可靠性最大化和維護成本最小化的理想方案是自動化監控，這是一種可對資產健康狀況提供實時在線指示的監控策略。自動化監控能夠檢測到可能引起設備意外故障的過程狀況，掌握了不利過程狀況知識的操作人員可據此對其進行調整，從而避免影響過程的設備故障。當故障即將發生時，資產健康狀況在線提示功能可發出預報，確保工廠有足夠時間安全地安裝備用設備，從而避免過程異常和不合格產品的產生，并排除因意外跳車引起的安全事故。先進的預報功能可為維護人員在判斷檢修時機以防出現故障時提供所需信息，甚至可提供無備件資產的相關信息。自動化監控可在控制室內完成對資產的監控，省去了維護人員前往現場采集數據的必要，尤其是當現場存在危險的情況下。