設(shè)備維修管理智能決策支持系統(tǒng)的研究

王海國(guó)

工業(yè)生產(chǎn)是推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ诋?dāng)前形勢(shì)下，科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于油田鉆井來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備逐漸難以實(shí)行現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)需求，在科學(xué)技術(shù)的優(yōu)化下，油田所采用的各類電氣設(shè)備都在朝著數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，部分維修人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)有待于優(yōu)化，對(duì)電氣設(shè)備的管理難以與時(shí)俱進(jìn)，針對(duì)這種狀況，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化電氣設(shè)備管理模式的探究，以現(xiàn)代化管理方式提升企業(yè)生產(chǎn)的效率及安全性。

一、開展油田鉆井電氣設(shè)備管理的必要性分析

作為油田發(fā)展建設(shè)的重要組成內(nèi)容，電氣設(shè)備對(duì)于油田鉆井的工作效率和質(zhì)量具有關(guān)鍵性影響，當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下，現(xiàn)代化管理技術(shù)與理念的應(yīng)用，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都起到了積極的促進(jìn)租用，石油企業(yè)在建設(shè)過(guò)程中也在不斷加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化、智能化的控制探究，為了更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)，油田鉆井電氣設(shè)備管理就要由傳統(tǒng)的粗放式管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧s化管理模式，以規(guī)范化管理制度，提升油田鉆井工作的安全性，既優(yōu)化了石油生產(chǎn)效率，其質(zhì)量也得到了保障，開展油田鉆井電氣設(shè)備管理將成為未來(lái)石油行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

二、現(xiàn)階段石油企業(yè)常用的電氣設(shè)備管理模式探究

相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)于油田鉆井電氣設(shè)備管理模式的探究起步稍晚，在改革開放后我國(guó)才正式進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)模式，電氣設(shè)備才逐漸在石油鉆探中得以應(yīng)用。客觀來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)于電氣設(shè)備管理模式的探究仍有待于持續(xù)深入。

（一）及時(shí)管理模式

顧名思義，是電氣設(shè)備故障時(shí)維護(hù)的一種維護(hù)管理模式。它也被稱為后期維護(hù)。這種模式的局限性在于電氣設(shè)備管理的滯后性。我們必須等到故障發(fā)生，才能發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的問(wèn)題，我們不能事先阻止他們。電氣設(shè)備管理模式主要出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代，這是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的局限性造成的。當(dāng)時(shí)我國(guó)處于社會(huì)主義發(fā)展初級(jí)階段，科學(xué)技術(shù)和理論實(shí)踐都有待于完善，這種管理模式可以說(shuō)是事后補(bǔ)救措施，雖然能夠解決電氣設(shè)備運(yùn)行故障，但是難以做出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，對(duì)石油企業(yè)的良性生產(chǎn)造成消極影響。

（二）計(jì)劃管理模式

計(jì)劃管理模式的出現(xiàn)是建立在及時(shí)管理模式的基礎(chǔ)上，由于及時(shí)維管理式不能在出現(xiàn)故障前做出檢測(cè)，因此相關(guān)的技術(shù)人員就提出了計(jì)劃管理模式。計(jì)劃管理模式的主要管理方法是對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行定期檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的安全隱患，予以及時(shí)排除，避免電氣設(shè)備因故障影響生產(chǎn)。計(jì)劃管理模式能夠有效的提升電氣設(shè)備的使用壽命，使其處于良性工作狀態(tài)下，對(duì)故障作出預(yù)估，就目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)大部分石油企業(yè)仍采用這種管理模式，對(duì)石油企業(yè)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了巨大價(jià)值。

（三）主動(dòng)管理模式

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用對(duì)油田鉆井電氣設(shè)備管理模式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備管理人員能夠采用現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)各類電氣設(shè)備可能存在的故障隱患進(jìn)行檢測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)故障原因，做出檢修管理提前量，這種維修管理模式極大地降低了電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率，與其他管理模式相比，這種主動(dòng)管理模式更加具有預(yù)見性。這種管理模式能夠在電氣設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中作出有效的檢測(cè)，不會(huì)影響石油企業(yè)的生產(chǎn)效率，對(duì)石油企業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有積極的促進(jìn)作用。

三、提升油田鉆井電氣設(shè)備管理質(zhì)量的有效措施

當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展建設(shè)速度不斷加快，石油生產(chǎn)加工生產(chǎn)作為我國(guó)支柱型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要影響，因此，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求，加強(qiáng)對(duì)油田鉆井電氣設(shè)備維修管理模式的深入探究，以科學(xué)管理和安全生產(chǎn)為動(dòng)力，全面推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)進(jìn)程。

（一）優(yōu)化技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)

技術(shù)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)于油田鉆井電氣設(shè)備的管理具有重要影響，當(dāng)前形勢(shì)下，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在石油生產(chǎn)過(guò)程中占有比例不斷提升，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代電氣設(shè)備管理模式的深入探究，以現(xiàn)代化理念加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升其管理能力和質(zhì)量，能夠更好對(duì)現(xiàn)代化電氣設(shè)備進(jìn)行維修管理。石油企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)型人才人才的培養(yǎng)，以定期培訓(xùn)的方式使電氣設(shè)備管理人員熟悉現(xiàn)代化電氣設(shè)備的操作、管理方式，使其樹立先進(jìn)的電氣設(shè)備管理意識(shí)。

（二）建立完善的管理制度

企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下獲得更大的發(fā)展空間，就要不斷完善管理制度，對(duì)于電氣設(shè)備管理來(lái)說(shuō)，科學(xué)合理的制度能夠提升技術(shù)人員的認(rèn)知水平，約束工作中的個(gè)人行為，以制度落實(shí)責(zé)任，避免當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)責(zé)任推諉的情況。石油企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)員工制度遵守情況的監(jiān)督，在企業(yè)內(nèi)部形成良好的制度氛圍，不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)和外部人才引進(jìn)，以人性化的制度管理方式提升油田鉆井電氣設(shè)備的管理質(zhì)量，保證電氣設(shè)備的健康穩(wěn)定運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益同步增長(zhǎng)的良好趨勢(shì)。

（三）樹立現(xiàn)代化管理理念

傳統(tǒng)的電氣設(shè)備管理理念逐漸的難以適應(yīng)現(xiàn)代化石油企業(yè)建設(shè)需求，因此，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)樹立現(xiàn)代化管理理念，及時(shí)解決生產(chǎn)加工過(guò)程中存在的問(wèn)題，加強(qiáng)現(xiàn)代化監(jiān)督方法的應(yīng)用，對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況作出實(shí)時(shí)監(jiān)控，防患于未然，避免電氣設(shè)備故障對(duì)石油企業(yè)造成嚴(yán)重危害。樹立現(xiàn)代化管理理念能夠提升技術(shù)人員的責(zé)任意識(shí)，提升對(duì)電氣設(shè)備的故障檢測(cè)能力，并根據(jù)其運(yùn)行特征制定科學(xué)的故障檢測(cè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)石油企業(yè)生產(chǎn)加工的良性循環(huán)。因此本文下面將介紹一種設(shè)備維修管理智能決策系統(tǒng)，旨在為智能優(yōu)化上提供幫助。

四、設(shè)備維修管理決策問(wèn)題的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及其維修模型的分類

對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)補(bǔ)償方式的不同可以將磨損分為維修和更新兩種，對(duì)于維修來(lái)說(shuō)，又可以按照時(shí)間和程度來(lái)分為三種：第一，事后維修；第二預(yù)防性維修；第三，運(yùn)行狀態(tài)下維修。而對(duì)于更新來(lái)說(shuō)，則是不估計(jì)設(shè)備的磨損程度，僅僅以新?lián)Q舊的一種形式。基于以上內(nèi)容，在石油設(shè)備的維修管理決策中主要從下面三種情況進(jìn)行：第一種，設(shè)備更新決策；第二種，設(shè)備預(yù)防管理決策；第三種，設(shè)備狀態(tài)維修決策。由于石油設(shè)備的特殊性，因此本文暫不對(duì)狀態(tài)決策與預(yù)防決策進(jìn)行討論，僅以事后維修為主要的研究對(duì)象。

（一）設(shè)備更新決策模型

在設(shè)備更新決策模型的分類上一般都按照費(fèi)用函數(shù)的確定性而分為三種：低劣化更新決策模型；最小年費(fèi)用設(shè)備更新決策模型；隨機(jī)維修費(fèi)用模型。三種不同形式的模型都是以費(fèi)用最低為最終目標(biāo)，而其中費(fèi)用最低年數(shù)即為設(shè)備的最適宜更新值。

因此，通過(guò)什么方式來(lái)求出p （y = n，T≤ t ）的值則是我們首先要考慮的問(wèn)題。這時(shí)，解決問(wèn)題的關(guān)鍵思路就變?yōu)閷?duì)故障間隔期樣本x1 ， x2，...， xn值的求解上，最終構(gòu)建分布密度函數(shù) f （x ），即可求出 p （y = n，T≤ t ） 。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文主要對(duì)設(shè)備維修管理智能決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及該系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行論述。

本系統(tǒng)在模塊設(shè)計(jì)上主要包括以下幾個(gè)部分：數(shù)據(jù)庫(kù)；模型庫(kù)；知識(shí)庫(kù)等。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下所述：

模型庫(kù)。對(duì)于模型庫(kù)來(lái)說(shuō)，其庫(kù)里存在的數(shù)學(xué)模型具體的可以分兩類：一是統(tǒng)計(jì)分析模型，其主要的作用就是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；二是關(guān)鍵的核心部分，即，維修決策模型。

數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)包括設(shè)備的檢查維修記錄、故障時(shí)間、維修費(fèi)用等信息。

知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)就是一個(gè)規(guī)則庫(kù)，它包含眾多規(guī)則用于模型選擇。

用戶界面。一個(gè)好的用戶界面可以激發(fā)用戶使用軟件系統(tǒng)的興趣。系統(tǒng)為用戶提供了一個(gè)對(duì)話的環(huán)境，按用戶要求輸出圖形、表格、運(yùn)算結(jié)果、推理結(jié)論以及推理的依據(jù)，使用戶充分了解系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)果和推理結(jié)論，并結(jié)合用戶自己的經(jīng)驗(yàn)分析和判斷作出維修決策。

五、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)識(shí)別

為了使系統(tǒng)能夠在真正意義上的實(shí)現(xiàn)，就需要相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行支持，本系統(tǒng)關(guān)機(jī)的技術(shù)層面主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面的內(nèi)容，第一，在數(shù)據(jù)的識(shí)別上應(yīng)該采取什么樣的形式。第二，就是怎么樣對(duì)模型的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（一）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及統(tǒng)一化處理

在設(shè)備檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，很多時(shí)候存在著一個(gè)問(wèn)題，就是由于現(xiàn)場(chǎng)的影響因素較多，因此對(duì)于石油設(shè)備的記錄人員以及一些領(lǐng)導(dǎo)，在沒(méi)有完全明確維修數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要性的情況下，很容易由于個(gè)人的疏忽以及一些失誤導(dǎo)致記錄工作在真實(shí)性和準(zhǔn)確度上大大折扣，極容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂的錯(cuò)誤。往往在一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的記錄上出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)都會(huì)對(duì)設(shè)備的維修和檢測(cè)產(chǎn)生極為重要和深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)由于人為記載的影響因素較多，對(duì)于記載的數(shù)據(jù)很多時(shí)候規(guī)范性上也完全沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這種缺乏規(guī)范性的數(shù)據(jù)，給計(jì)算機(jī)處理帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，因此對(duì)于數(shù)據(jù)檢查工作要更加的重視，通過(guò)計(jì)算機(jī)的能力，從而確保記錄的準(zhǔn)確真實(shí)。本系統(tǒng)可以很好的解決這一困擾的難題，系統(tǒng)在遇到一些不準(zhǔn)確，值得考量的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在核對(duì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性后進(jìn)行錄入或者是糾正，對(duì)于一些比較容易遺漏的數(shù)據(jù)，同時(shí)在將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理之后，結(jié)合維修管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，最終對(duì)電子表格系統(tǒng)對(duì)值得懷疑的數(shù)據(jù)以及遺漏的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的標(biāo)志和糾正處理。并對(duì)這些從維修管理信息系統(tǒng)，或電子表格中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一化處理。

（二）數(shù)據(jù)分析階段

對(duì)于這一部分來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)分析主要是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存在的一些重要的基本參數(shù)進(jìn)行核對(duì)和識(shí)別，然后依據(jù)故障數(shù)據(jù)的次數(shù)，以及在相關(guān)數(shù)據(jù)下數(shù)據(jù)故障所間隔的時(shí)間來(lái)進(jìn)行具體分析。

（三）故障分析函數(shù)的確定

對(duì)于設(shè)備維修管理智能決策模型來(lái)說(shuō)，故障分布函數(shù)在很大程度上起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是決策的關(guān)鍵，只要在系統(tǒng)中對(duì)故障函數(shù)進(jìn)行明確，就可以對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，然后結(jié)合維修管理決策模型進(jìn)行有效的決策。基于這個(gè)認(rèn)識(shí)，模型庫(kù)中包含有大量的統(tǒng)計(jì)模型來(lái)計(jì)算故障分布函數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)模式識(shí)別很大一部分工作就是為了確定出故障分布函數(shù)。

當(dāng)前我國(guó)處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展變革的新形勢(shì)下，對(duì)于化石能源的需求不斷提升，因此，石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化電氣設(shè)備管理模式的探究，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，避免發(fā)生因電氣設(shè)備故障而造成的停產(chǎn)問(wèn)題，以現(xiàn)代化電氣設(shè)備管理模式提升企業(yè)生產(chǎn)能力，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更多價(jià)值。本系統(tǒng)可以幫助設(shè)備管理人員利用模型進(jìn)行科學(xué)決策，提高管理水平，是輔助設(shè)備管理人員進(jìn)行科學(xué)決策的一種有效工具。該系統(tǒng)的獨(dú)到之處就是具有對(duì)維修歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別和自動(dòng)從模型庫(kù)中選擇合適模型的功能。由于設(shè)備類型多種多樣，結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境各個(gè)不同，因此故障的類型及其特征是復(fù)雜多變的，相應(yīng)的維修模型就是比較復(fù)雜。顯然本文所討論的幾個(gè)模型僅僅是一些典型案例，因此需要對(duì)每一類問(wèn)題建立更多的模型。并且要求這些模型易于理解，便于計(jì)算機(jī)求解，更符合實(shí)際應(yīng)用。