某成品油管道企業三維可視化設備管理和培訓系統的建設及應用

楊 冬

〔中國石化銷售有限公司華中分公司 湖北武漢 430023〕

長輸管道被譽為國民經濟的動脈。隨著我國能源需求的不斷增長，長輸管道迅速發展，管線增長、站場增多，管道運營過程的自動化程度越來越高，對設備的依賴性也越來越大，一臺設備、甚至單個零件故障都可能對全線油品輸送產生較大影響，傳統的設備管理模式在實際工作中的問題和不足逐漸凸顯[1，2]，某成品油大區公司在2016年前設備管理仍基本采用傳統的線下管理模式，手段相對落后，信息化程度不高，管理效率較低。

1 設備管理存在的主要問題

1.1 設備管理關鍵指標的統計不便

對設備完好率、設備維修情況、點檢執行情況、設備類型數量等信息缺乏統計平臺，不利于及時掌握設備的管理宏觀情況。

1.2 設備管理票據審批效率低、收集整理難

長輸管道企業設備的檢維修作業、物資出入庫等需要協調多個部門進行確認和審批，依靠傳真、電話等方式傳遞，不僅流程繁瑣、工作效率低，還會導致票據的信息難以完整收集，形成檢維修作業記錄存檔不及時、查詢不便等問題[3]。

1.3 設備預防性管理難度較大

長輸管道設備的種類和數量繁多，不同設備的維護保養要求、強制檢定周期各不相同，沒有統一的設備管理信息化平臺很難及時、準確地對每臺設備實施維護、檢定以及記錄相關信息。

1.4 設備全壽命周期信息缺乏有效管理

對設備選購、安裝、調試、使用、維修、改造、更新、報廢等全壽命周期的信息收集統計不全面、不系統。

1.5 設備專業的培訓有待提升

缺少一個直觀易學，人機交互的仿真培訓平臺，很難實現對關鍵設備的日常操作和維護，進行結構原理、維修方法等知識的培訓，有效提高各級設備從業人員的水平。

某企業在充分汲取EM系統和專業管理人員經驗的基礎上，以問題為導向，開發了一套基于三維模型的可視化設備管理培訓系統，實現了設備的宏觀管理、精細專業化管理、可視化培訓等功能，規范了設備管理流程, 提高了設備管理效率, 確保了設備的安全、平穩、經濟運行。

2 三維可視化設備管理培訓系統的建設

2.1 部署架構

系統軟件開發采用GIS(地理信息)和VR(虛擬仿真)相結合的先進技術，具備通用開放的協議、數據格式、數據庫類型，能對數據進行收集、有效整合，具備強大的數據存儲、數據兼容和處理能力。采用C/S(客服端型)嵌入B/S(網頁型)的使用模式，滿足不同地方、不同角色人員使用，具有較好的可擴展性和二次開發能力，能及時滿足業務流程發生變化后帶來的新需求，系統部署架構見圖1。

圖1 設備管理培訓系統部署架構

2.2 功能模塊

依據相關管理制度和各層級設備管理人員的崗位職責，系統對當前業務需求和未來發展需求進行了統籌規劃、總體設計、分布實施。針對各項設備管理業務活動，開發相應的功能模塊，滿足設備關鍵指標統計分析，檔案資料管理，點檢管理、定修管理，物資管理，設備檢維修方法、工作原理等相關知識培訓等業務需求；系統操作簡單，易于上手，界面友好，過程可視。目前已開發并使用的功能見圖2。

圖2 設備管理培訓系統主要功能

2.2.1 綜合管理

包含待辦事項提醒、關鍵指標統計分析兩項功能，能宏觀展示設備管理情況，具體如下：

(1)待辦事項提醒。依據登錄用戶角色的權限，對當前用戶當前必須完成和可以完成的事項進行提醒，包括業務流程審批、生產物資審批、點檢到期、檢定到期及資料更新提醒等，并提供對應業務的直達入口。

(2)關鍵指標統計分析。以圖表的形式對“設備數量”、 “設備完好率”、“點檢執行率”、 “點檢異常率” 、“設備維修次數”、“密封泄漏率”進行查詢和展示，以便各層級管理人員了解設備宏觀狀態信息。相關查詢指標默認單位為公司，顯示所有輸油處數據；當選擇單位為輸油處時，可查看所轄各庫站數量；選擇庫站時，可查看各專業數量；選擇專業時，可查看各類型設備數量。

2.2.2 檔案資料管理

包含設備技術臺賬管理、一臺一檔管理、規章制度管理三項功能，是整個系統的數據庫和應用基礎，具體如下：

(1)設備技術臺賬管理。參考EM系統模板結構，結合企業實際設計了設備采集模板，按照“機械”、“電氣”、“儀表”、“工控通信”、“其它”五大類、86個設備小類統計設備技術參數信息，相應權限的人員可以增、刪、改設備類型和模板中的設備參數，添加設備照片，支持設備技術參數的批量導入、導出功能。

(2)一臺一檔管理。可將單臺設備的技術參數、圖片、技術檔案、點檢記錄、檢定記錄、維修記錄、備件、培訓資料等信息進行自動關聯和集中顯示，全面記錄設備全壽命周期的管理數據。

(3)規章制度管理。針對設備專業，按照“國家法律法規”、“集團規范”、“公司制度”、“基層管理文件”對相關制度和規范進行分類管理，相關方面各級人員查詢學習。

2.2.3 點檢定修管理

包含檢定管理、點檢管理、維修管理三項功能，是系統的核心模塊，具體如下：

2.2.3.1 檢定管理

(1)檢定標準管理。預先錄入需進行強制檢定的安全閥、壓力容器、質量流量計等設備類型，系統自動識別各庫站需要進行檢定的設備，然后由各庫站技術員根據實際情況，新增并初始化設定需檢定設備的檢定周期、提醒日期、初次檢定日期等信息。系統自動從提醒日期開始向相關角色推送檢定任務。

(2)檢定記錄管理。各單位在檢定作業完成后，填報檢定記錄，上傳相關附件完成檢定任務，結束任務推送。

2.2.3.2 點檢管理

(1)點檢標準維護。由企業設備管理部門統一維護各類設備的各項檢查要求并固化進系統，可以初始化點檢時間、指派檢查人員、檢查周期。設置完成后系統定期向相關角色人員推送檢查任務。

(2)點檢記錄維護。相關設備管理人員根據點檢標準在線填寫各設備點檢情況，完成點檢任務。填報時一般先選取點檢異常設備，單獨填報相關信息后，批量填報點檢信息，提高檢查效率。

(3)異常記錄維護。點檢記錄中填寫的異常設備信息自動出現在異常記錄里面，流轉到庫站技術員，由技術員判斷開展維修或者處理完成。實現設備從檢查發現、上報處理、組織維修的全過程線上管理。

2.2.3.3 維修管理

(1)檢維修作業票查看。能根據單位、申報日期、專業、作業票狀態等屬性查找相應檢維修作業票，方便查詢檢維修記錄。

(2)維修計劃。能填報月度、年度設備維修計劃，并在線審批，審批完成的計劃可以點擊生成檢維修作業票。

(3)檢維修作業票處理。在線上報審批檢維修作業票，根據維修作業單位的不同(區域搶維修中心或各輸油管理處搶維修隊)，分為上報作業票和自修作業票，能全過程記錄檢維修作業需求：申報—專業處理意見—工藝條件確認—現場施工條件確認—維修記錄—作業評價的相關信息及文件，并能輸出打印。

2.2.4 生產物資管理

生產物資管理包含備品備件、專業工具、低值易耗、應急物資4類生產物資的庫存查詢、入庫、出庫、借用、歸還、退庫管理功能。系統根據管理制度要求，完成物資管理流程在線審批及庫存信息統計。其中將備品備件在入庫環節就與所用設備進行關聯，根據預先設定的備件管理標準，提供備件數量預警功能并向相關角色人員推送。

2.2.5 設備培訓管理

包含設備機理培訓、設備操作培訓、設備拆裝培訓、工藝流程培訓四項功能。

(1)設備機理培訓。對關鍵設備的工作原理利用三維特效進行可視化表現，鏈接三維動畫視頻。

(2)設備操作培訓。將設備的操作規程進行可視化編輯，以預先拍攝的設備操作、點檢、故障處理方法視頻為基礎，插入相關文字操作規程、解說詞等，同設備三維模型關聯，進行操作規程培訓，如管道不停輸帶壓封堵、主輸泵啟停、電機加脂，閘板閥的排渣等，增強庫站一線人員操作能力。

(3)設備拆裝培訓。對主輸泵、主輸泵電機、電動執行閥、質量流量計、伺服液位計、內浮頂罐等設備做三維模型的二次開發，構建設備精細單體模型(到零部件級)，植入設備常見故障檢修或維護過程的拆裝邏輯，以提供人機交互式的設備拆裝培訓，提高新入職檢維修人員的專業水平。

(4)工藝流程培訓。基于三維場景，整合工藝邏輯關系，將工藝流程及關鍵設備信息進行可視化展示，更形象地展示工藝運作流程。

3 系統應用效果

3.1 提高了設備管理工作效率

例如，該企業前期要開具一張檢維修作業票，申報單位需要逐級電話聯系相關部門審核，并掃描發送傳真文件，開具一張作業票平均需要1至2天的時間。系統應用后大幅優化了上述環節，只需電話溝通，最快不到半個小時就能完成作業票開具和審批。通過系統將設備臺賬檔案、設備檢維修作業票、物資出入庫記錄等集中管理，有效解決了傳統紙質文件容易遺失、記錄不全、傳遞不及時、查詢不便等問題，同時更加利于對相關管理情況進行統計分析。

3.2 減少了設備故障和非計劃搶修

根據不同設備的管理維護要求，在系統內預先設定了設備的檢定、檢查等作業內容、周期及責任人，建立了設備維護維修預警機制，規范設備預防性維修事項。使設備維修由故障維修、事后維修逐漸轉變為預防性維護，有效地規避了關鍵設備停機，設備超期檢定等風險，為管道的安全運營提供了重要保障。根據系統投用以來的維修項目統計，設備完好率、點檢執行率穩步提高，設備故障停機時間減少11 %～15 %。

3.3 降低了設備管理成本

通過建立管道設備數據集成共享的全程管理平臺，使設備維修工作越來越準確、及時，避免了設備“久壞不修”、“過度維修”，降低了設備整體維修成本。通過備品備件的定額設定及系統的預警功能，可確保備品備件處于合理區間，在保證滿足設備維修、搶修需要的同時，降低了設備備件購置費用和管理成本。

3.4 增強了各級設備管理從業人員的專業能力

通過可視化的設備專業培訓，該企業設備管理的從業人員，特別是新入職人員對管理制度規范的認知、設備維修維護的實踐能力得到較大提升，先后完成了進口輸油泵自主維修、不停輸帶壓封堵管道、部分電氣預防性實驗等難度較大的工作，使設備自主維保、修理水平不斷提高。

3.5 提升了設備專業化、精細化管理水平

將設備管理流程嵌入系統中，按照規范流程開展設備檢修、檢定、維護，物資入庫等相關工作，提高了設備專業化管理水平；用系統數據“說話”，為輸油處、油庫(站場)設備管理工作的監督考核提供了依據，為設備管理的決策提供了可靠的支持，提高了檢查考核的針對性和有效性，使設備管理日趨精細化，管理效果顯著增強。

4 結束語

通過三維可視化設備管理系統的建設及應用，該企業的設備管理“標準化、專業化、系統化”水平得到有效提升，對管道管理領域企業的設備管理工作具有一定的借鑒作用。目前該企業正在開展移動終端開發(通過手機端實施點檢、巡檢信息上報，作業票流轉、物資管理審批功能)；設備管理自動報表輸出(基于點檢數據將設備潤滑記錄、閥門排渣記錄、過濾器清洗記錄、設備故障報表等相應臺賬通過系統自動輸出)；設備管理積分制考核(根據設備技術參數檔案完善情況、巡點檢任務完成情況、維修作業開展情況等積分指標，自動形成考核統計和輸出報表)等功能，推進“兩化”深度融合，以信息化手段不斷提高設備管理水平。