計量儀表全生命周期管理機制的探討和研究

陳 寅

（中國石油化工股份有限公司 金陵分公司，南京 210033）

0 引言

目前，計量儀表被廣泛應用于石油化工企業生產過程中，直接參與企業原料進廠、生產加工到產品出廠等各項生產經營活動。隨著外部市場競爭日益激烈，面對新形勢下的發展要求，提高企業計量管理水平勢在必行。精準的計量數據是企業挖潛增效、優化生產的重要依據，也是產品質量、企業經濟效益的重要保障。而計量數據的準確性取決于計量儀表的管理，只有在計量儀表精度準確和平穩運行的基礎上才能得到保障。計量儀表管理工作是計量管理中最基礎，也是最重要的組成部分。

石油化工企業有大規模的生產裝置和復雜的工藝流程，使用的計量儀表數量眾多、安裝地點分散、儀表種類和型號繁多、工作原理和檢定規程也各不相同、計量數據實時采集動態性強，這些都給企業計量儀表管理帶來了一定的困難。為了提高計量儀表管理水平，提出了全生命周期管理的理念，并借助于信息化和智能化的手段來實現計量儀表全面、系統、科學的管理。

1 石油化工企業計量儀表全生命周期管理現狀

近年來，在石油化工企業計量儀表管理研究中開始提出全生命周期管理的理念，并在實際工作中進行實踐和探索。計量儀表全生命周期管理，一般是指從計量儀表購置、開箱、建立臺賬、檢定、維護、故障處理，到報廢進行全方位、全天候、全過程的管理。

但是，目前的計量儀表管理現狀普遍存在一些問題：

一是每個管理環節由不同的部門和不同的人負責，并且都在線下以紙質記錄的形式進行操作，使得整個管理過程各個環節之間銜接不夠連貫，無法做到互融互通。

二是計量儀表數量和種類繁多，給管理帶來難度，有時會出現現場儀表和設備臺賬基礎數據不一致的現象，建檔和更新不及時，易造成設備信息缺失和錯誤，對設備檢維修和日常維護造成影響。

三是計量儀表日常運維管理需要投入大量人力和物力，不僅生產運行效率不高，也增加了企業生產經營成本。

四是現場設備維修記錄分散，不能給設備更新和技改項目提供有效的參考依據。

2 計量儀表全生命周期管理的重要環節

2.1 計量儀表購置管理

根據實際生產需要，例如因計量儀表缺配、損壞、設備更新或者技術改造等原因，提出采購需求，經相關部門審批同意后進行立項，并下達采購訂單，由物資裝備中心進行招投標、選型設計，并簽訂技術協議和采購合同。在交貨期內，由供應商送貨，將設備入庫，進行開箱登記、驗收，并建立設備檔案。

2.2 計量儀表臺賬管理

建立計量儀表設備臺賬，收集計量儀表的基礎信息，包括計量儀表的器具名稱、安裝地點、測量范圍、出廠編號、規格型號、生產廠家、ABC等級、設備狀態、檢定結果等。通過建立計量設備臺賬檔案，并制定相應的管理措施，對全公司計量儀表設備實行分級管理，實現全面受控，區別管理。

2.3 計量儀表運維管理

計量儀表日常巡檢工作是常規的儀表維護方式方法。計量儀表維護人員每天在負責維護的區域內對每一臺計量儀表進行現場檢查，檢查現場計量儀表設備是否完好，是否存在泄漏和腐蝕的情況，是否正常運行，是否存在跑冒滴漏的現象。檢查現場控制電纜線是否裸露在外，鍍鋅保護管和防爆穿線盒等是否有破損，伴熱管線供給是否正常等。通過日常巡檢第一時間發現故障和安全隱患，及時處理并解決問題，并做好計量儀表巡檢記錄。

在巡檢過程中如果發現故障，儀表維護人員先進行故障分析和診斷，再進行處理。如果故障不在儀表維護人員處理能力范圍內，要向儀表維護班組長報告，進行儀表故障搶修。如果儀表維護班組長仍不能處理，要向技術組設備員報告。設備員制訂故障處理方案，提交外委維修工單。如果是儀表電子元件損壞無法修復，就申請購置儀表零配件；如果是儀表技術問題范疇，就申請廠家技術人員上門服務。

計量儀表在生產裝置檢修期內進行檢修，在生產裝置檢修停工期間，將部分管道式的計量儀表進行拆除，送到檢定裝置進行周期檢定，對部分計量儀表進行在線校準，對日常故障率較高的計量儀表制定相關技術改造方案進行整改，對缺配的儀表進行新增安裝。在開工前，將計量儀表進行安裝調試和儀表聯校并投用，確保開工后計量儀表的長周期的穩定運行。

2.4 計量儀表檢定管理

新購置的計量儀表在投入使用前都需要進行檢定，將計量儀表送到檢定裝置，并下達檢定計劃。經過檢定，結果合格后出具檢定證書，才能進行安裝調試并投入正常使用。在日常計量儀表的使用過程中，也要進行周期檢定，檢定周期根據計量儀表的用途進行劃分。一般情況下，用于進出廠貿易交接和安全環保監測的計量儀表屬于A類強制檢定計量器具，檢定周期是一年；用于生產裝置測量物料和能耗的計量儀表一般屬于B類計量器具，檢定周期根據生產裝置檢修期來定，只有在檢修期內才有條件將計量儀表進行拆除，送到檢定裝置進行檢定。周期性的檢定是計量儀表精度準確的基本保障。

2.5 計量儀表報廢管理

在計量儀表超過使用年限、計量儀表的精度等級已經不能滿足生產要求或者計量儀表電子元件損壞無法修復的前提下，可以提出計量儀表報廢申請，經過機動處專業工程師進行技術鑒定。審核批準后，可以將計量儀表進行報廢處理，將報廢的計量儀表統一交舊送到物資回收車間，并將物資回收單憑證交到機動處，并對計量儀表臺賬進行狀態變更。

3 計量儀表全生命周期管理信息化的實施過程

近幾年來，隨著石油化工企業信息化建設步伐的不斷加快，在ERP設備管理系統、EM系統、MES系統、PHD實時數據庫和計量管理系統的支持下，在質量流量計、超聲波流量計和電磁流量計等智能型計量儀表的大規模投用的前提下，在計量管理系統升級改造中，開發了相應的功能模塊，使得計量儀表全周期管理的信息化建設能夠得到實現。

3.1 計量儀表購置信息化管理

計量儀表全生命周期管理信息化建設提供了一個平臺，可以將采購項目的內容進行數據錄入，在采購設備到貨后，進行開箱登記、驗收，并將設備名稱、規格型號、生產廠家、出廠編號、出廠日期等基礎信息錄入到全生命周期管理信息平臺里。

圖1 計量儀表臺賬基礎信息管理畫面Fig.1 Basic information management screen of metering instrument ledger

圖2 生產裝置計量儀表流量實時數據監測畫面Fig.2 The real-time data monitoring screen of the flow rate of the metering instrument of the production plant

3.2 計量儀表臺賬信息化管理

結合現場實際情況，建立計量儀表設備臺賬檔案。為新購置和已投用的計量儀表都粘貼上NFC芯片電子標簽，運用NFC技術和軟件技術相結合的方式，建立計量儀表信息動態數據庫，實現計量儀表臺賬在線數據交互管理。既可以在現場用手持終端PAD掃描NFC芯片電子標簽查詢和修改計量儀表的臺賬基礎信息和檢定信息，終端修改后，其修改內容及時上傳到全生命周期管理系統進行更新，也可以將全生命周期管理系統里現有的臺賬發送到PAD手持終端，實現NFC芯片電子標簽在線數據寫入及讀取管理，實現遠程臺賬下載讀取和遠程修改臺賬數據的管理。更新計量儀表臺賬信息的方式變得靈活，避免了設備信息變更不及時導致設備設計參數、設備入廠、安裝與調試、檢定結果不全的現象。

3.3 計量儀表運維信息化管理

圖3 智能型計量儀表遠程狀態監測畫面Fig.3 Remote status monitoring screen of intelligent metering instrument

采用智能巡檢的方式，儀表維護人員日常巡檢時攜帶手持終端PAD，用手持終端PAD對巡檢計量儀表設備進行掃描上傳，在全生命周期管理信息平臺中產生巡檢軌跡，便于優化巡檢流程，形成圖形化展示。

對于計量儀表故障的診斷不僅僅局限于現場巡檢時發現問題，還可以依靠實時數據庫對計量儀表數據進行實時采集，實現對計量儀表流量瞬時量、流量累積量、溫度、壓力等全天候、全方位的監控。通過在遠程觀察計量儀表的流量瞬時量和流量累積量的歷史數據曲線和發展趨勢，進行數據比對，來判斷計量儀表運行狀況是否存在故障，再結合現場儀表巡檢開展有針對性的檢查，來進行故障的診斷、分析和問題處理。并將故障處理記錄填報在全生命周期管理信息平臺上，建立故障歷史數據庫，并進行典型故障案例分析，便于統計計量儀表故障率，為制定計量儀表設備更新和技改項目提供有效的參考依據。

針對部分智能型計量儀表，如高精度的質量流量計和氣體超聲波流量計等，可以采用基于狀態參量進行智能監控，采用Modbus協議，通過標準RS485通信接口讀取流量計的測量參數、組態參數、運行狀態參數及報警信息。通過儀表運行狀態參量的變化及時發現并診斷故障，智能儀表可以輸出錯誤代碼，發出故障報警信息，對故障進行自診斷，并提供故障解決方案。并將故障報警提示信息以手機短信的形式發送給計量儀表管理人員，大大提高了故障處理能力。

目前，采用遠程終端在線巡檢的方式和傳統的現場巡檢的方式相結合，降低了計量儀表巡檢的勞動強度，縮短了儀表故障發現的時間，提高了故障診斷的準確性和及時性，提升了計量儀表維護水平。

3.4 計量儀表檢定信息化管理

計量儀表周期檢定是加強計量器具規范化管理的重要組成部分。在計量儀表進行周期檢定的基礎上，確保石油化工企業內計量器具都能夠全面受控。計量儀表在有效的檢定期內，符合國家法律法規要求。

根據計量儀表臺賬管理中檢定周期的相關規定，建立計量儀表周期檢定預警機制，對即將超期未檢的計量儀表進行報警，提醒相關單位計量管理人員，在檢定周期內，下達檢定計劃，將計量儀表進行送檢。經過檢定，結果合格后開具檢定證書，如果檢定不合格，則開具檢定結果通知書，并將原始檢定記錄都上傳到檢定信息系統平臺里。

3.5 計量儀表報廢信息化管理

計量儀表報廢功能模塊實現在線提報計量儀表報廢申請，經過有關部門進行技術鑒定和審批后在線上形成會簽記錄，再將報廢儀表送至物資回收車間，將物資回收確認憑證單上傳到系統里，形成電子檔案，報廢流程結束后，設備狀態也自動變更為報廢狀態。

4 實施效果

計量儀表全生命周期管理系統項目信息化建設，實現了對計量儀表從項目設計、設備進廠、設備檢定、現場安裝、后續維修，直至報廢的計量儀表使用全過程管理，實現了在巡檢過程中自動記錄統計用戶巡檢記錄、故障記錄、巡檢軌跡，并同全生命周期系統計量儀表臺賬數據進行交互，為計量儀表的智能化管理提供了技術支撐。通過計量儀表維護信息化，改進、優化巡檢模式，不僅減輕了工作強度，也提高了日常巡檢的維護質量，保障計量數據的實時性、全面性和準確性。

計量儀表全生命周期管理系統項目的信息化建設，將以往線下的工作流程進行梳理和整合，設計相關的功能模塊開展線上運營模式，建立標準化和規范化的業務流程體系，從線下到線上，不僅避免了人工跑腿簽字審批的麻煩，還讓不同部門人明確自身職責，使得整個審批流程清晰明了，便于查詢工作進展，實現了無紙化辦公，提高了辦公效率。

5 結束語

隨著石油化工企業面臨著國際原油價格不斷上漲以及國際市場競爭的嚴峻挑戰，計量工作是企業重要的支撐性基礎管理工作，為企業挖潛增效、安全生產、優化操作、節能降耗等構建堅實保障。隨著石油化工企業計量專業精細化管理的不斷深入，越來越多的智能型計量儀表得到廣泛應用，為了加強計量儀表設備基礎管理，保障計量儀表長周期穩定運行，對計量儀表實施全生命周期管理進行了信息化建設，開發了相應的功能模塊，并在應用過程中，結合實際工作的開展進行探索和研究，后續將進一步完善系統功能，進一步優化相關業務流程，深化全生命周期管理系統的應用，使石油化工企業計量管理水平得到進一步提升，讓計量工作邁上一個新臺階。