電力設備可靠性數據資產采集和交互研究

梁 宇

（華電新疆發電有限公司紅雁池電廠，新疆烏魯木齊 830047）

0 引言

在電力企業中，設備的安全性、可靠性已引起極大關注，大量分析用于評估設備狀態、故障或潛在風險。對于這類分析而言，可靠性數據極其重要。

目前，新建電廠的費效設計（投入費用和產出效益的設計）和現有電廠設備的運維越來越成為關注的重點，失效數據、失效機理和維修數據等可靠性數據已經越來越重要。樹立設備可靠性數據資產概念，建立健全可靠性數據資產收集和應用規范體系，完善傳統的以實物資產為核心的電力資產管理體系，將成為電力企業生產運營中創造經濟價值的新源泉，組織運行中維持競爭優勢的新要素，以及管理提升中發展方式轉變的新途徑。

但是，哪些是優質的可靠性數據資產、具備核心競爭優勢，則需要在對可靠性數據資產進行現實化運用，并衍生出不同的商業模式，通過分析商業案例之后，才能來闡釋清楚其合理性、顛覆性。而這些首先依賴于可靠性數據資產的采集和交互。

1 可靠性數據資產

中國華電集團對數據資產的定義：數據資產主要指由企業擁有或控制，涉及企業生產經營、客戶服務等各方面，與企業經營及管理相關且反映其狀態、特征、屬性的數據集合。數據資產由數據定義以及該定義下有關主體在不同時間、活動中產生的具體數據共同組成。

企業內部產生或從外部獲取的數據，經過資產化管理后轉化為可信且相關聯的數據，通過分析挖掘，可以深入洞察企業內部、外部管理和市場，減少和消除運營活動中的風險，研判發展趨勢，為企業的管理控制和科學決策提供合理依據。

基于上述定義，典型的電力設備可靠性數據資產的采集和利用循環如圖1所示。RAM為Reliability,Availability and Maintainability的縮寫，意為可靠性、用用性和可維護性。

2 可靠性資產采集

典型的數據采集過程包括：按照預先定義的數據采集規則整理匯總來源于不同數據源的數據，并登記到一個數據庫中。在這個過程中，數據采集規則的定義是保證獲得高質量數據的前提。針對可靠性數據資產采集的范圍和規則定義如下。

2.1 設備邊界和分級體系

圖1 電力設備可靠性數據資產的采集和利用循環

清晰的邊界定義對于可靠性數據的采集、匯總和分析十分必要，否則很難實現數據的交互和利用。針對每類設備，都需定義清晰的邊界以描述可靠性數據的采集范圍。電力變壓器的設備邊界定義如圖2所示。

位置設備分級體系即對設備和其相應的運轉位置組織到一個邏輯層次上，引用ISO 14224—2006定義的分解體系（圖3）。

層級6～9為設備的分級，可靠性數據的收集主要在設備單元級別（層級6），也包括設備單元的各個子級（層級 7～9），具體到哪個層級取決于數據的意義和將來的用途，如故障根本原因分析（Root Cause Analysis，RCA）或以可靠性為中心（Reliability Centered Maintenance，RCM）的維修分析。可靠性數據與位置設備分級對應關系如表1所示。其中，X為建議的對應層級，（X）為可替換的對應層級。

圖2 設備邊界示例（電力變壓器）

圖3 位置設備分級體系

表1 可靠性數據與位置設備分級體系對應

2.2 數據采集種類

可靠性數據的采集主要包括設備數據、故障數據和維修數據，其采集過程應按照組織和結構的方式進行。同時，這些數據應是通用的，但對每臺設備單元則是相對特殊的。

2.2.1 描述設備單元的數據（層級6）設備分成技術、運轉和環境參數是采集可靠性數據的基礎。（1）識別數據。如位置信息、分類、安裝數據、設備單元數據、所屬區域系統等。

（2）屬性數據。如制造商信息、設計參數、設計特點等。（3）運行屬性。如運行環境、運行方式等。

2.2.2 描述故障的數據

（1）識別數據。如故障記錄編號，故障關聯的設備等。

（2）故障特征數據。如故障的子單元或維修組件，故障日期，故障影響，故障原因，嚴重程度等。

2.2.3 描述維修的數據

（1）識別數據。如維修記錄編號、維修位置、關聯的故障或設備記錄。

（2）維修信息。如維修日期、維修分類、維修對工作的影響、被維修的子單元或產品等。

（3）維修資源。如不同專業不同級別的維修人工時，維修工具等。

（4）維修時間。如實際維修時間，停機時間等。

3 可靠性據結構

3.1 數據格式

可靠性數據的每個記錄在數據庫中應按照若干屬性來識別。每個屬性描述一個信息，如故障模式，每個信息應盡可能使用一個代碼。這種方法比起用文字描述的優點有3個：①查詢、交互和數據分析方便；②數據錄入容易；③通過預先設定的代碼檢查輸入的一致性。

與文字描述相比，預先規定代碼表的缺點是可能遺漏一些詳細的信息，可以使用文字描述補充相關信息。電力變壓器的故障模式代碼如表2所示。

3.2 邏輯結構

采集到的可靠性數據應被按照一定邏輯關系存儲到數據庫，以便于數據的查詢、交互和分析統計。圖4為可靠性數據與設備單元建立關聯關系的示例，預防性維修記錄和故障記錄與設備為多對一的關系，維修記錄和故障記錄為一對一的關系。

4 結論

圖4 可靠性和維修數據與設備關聯關系示例

電力設備可靠性數據資產的價值在于圍繞企業的設備管理業務需求建立起數據間的關聯關系，圍繞設備把眾多環節收集的數據整合到一起，更加全面地了解設備并進行相關挖掘分析，指導優化設備管理運營。實現上述目的的前提是獲得高質量和大數量的相關數據，這也是進行設備可靠性數據資產收集和交互研究的意義所在。