石化企業巡檢管理系統智能化升級改造方案探討

姜頑強，陳忠輝，馬小峰

（中國石油蘭州石化公司自動化研究院，蘭州 730000）

0 前言

隨著物聯網、互聯網、大數據、AI 等技術的發展與廣泛應用，石化企業信息化也逐步向智能化發展。然而，在數字化轉型業務梳理及數據治理過程中，發現部分業務數字化程度不高，尤其是崗位巡檢業務。因此，巡檢管理系統數字化升級改造是非常必要的。

1 石化行業數字化需求

數字化轉型是利用新一代信息技術構建數據的采集、傳輸、存儲、處理和反饋的閉環，打通不同層級與不同行業間的數據壁壘，提高行業整體的運行效率，構建全新的數字經濟體系。［1］

石化行業作為典型的流程型行業，數字化改造對其提質、增效、升級作用顯著。石化行業數字化需求主要在經營管理精細化、生產執行精益化、操作控制集中化、設備管理數字化、巡檢安防及時化、供應鏈協同化等方面。通過裝置、生產線及車間之間的橫向集成，以及管理、生產、控制等業務流程間的縱向集成，實現經營管理的規范化、生產運行的精細化、操作控制的集中化。［2］

2 巡檢業務現狀及存在問題

石化企業屬于高溫高壓、易燃易爆有毒的危險行業，具有生產工藝復雜、設備多樣化大型化、生產區域廣泛等特點。為了確保裝置平穩運行，根據不同崗位規定巡檢時間、巡檢路線及巡檢內容，大多數石化企業建立了崗位巡檢管理系統，實現巡檢強制打點考勤，較大程度上解決了“尋而不檢”的問題。在當前智能化技術發展、精細化管理、用數據說話的時代背景下，盡管近些年部分企業采取一些手段提升了巡檢效率，但仍然暴露出一些不足和需改進之處。

2.1 巡檢人員負重大，巡檢手段傳統

在崗位巡檢過程中，巡檢人員除了攜帶巡檢儀外，還需隨身攜帶氣體檢測儀、聽診儀、測溫儀、離線振動測量儀等巡檢輔助設備，由于攜帶工具多，給巡檢工作帶來諸多不便。部分崗位因缺少一些必要的數據采集手段，現場巡檢時多采用“聽、摸、測、看、聞”等傳統方式，往往因巡檢人員業務水平差異，致使一些故障隱患未能及時被發現，未能達到崗位巡檢目的。

2.2 協同處理能力不足

對于巡檢人員在巡檢現場發現的部分難以確認和處置的異常和報警，目前只能通過對講方式或巡檢結束后帶回班組進行描述與匯報，經過討論確認解決方案后返回裝置現場進行處置，缺少遠程會診協同處理技術支撐。

2.3 巡檢結果經驗判斷，缺少智能判斷與提醒

在現場巡檢過程中，對于壓力、溫度、電壓、電流等關鍵參數，巡檢人員一般采用傳統經驗方式判斷是否在正常范圍內，缺少集成標準值進行智能判斷與提醒。

2.4 故障處理效率低，缺少設備基礎資料在線閱覽

對于巡檢過程發現的設備復雜問題或異常現象，往往需要參考設計圖紙或其他資料才能對問題進行準確判斷和及時處置。然而，由于缺少設備基礎資料在線支持，現場巡檢人員對不能及時處理的故障或異常情況，只能回班組同有經驗的其他技術人員進行交流或查閱設備基礎資料，確認故障或異常原因，再制訂處置方案。

2.5 巡檢日志紙質化，未能實現信息共享

崗位巡檢仍然采用傳統巡檢日志記錄本進行記錄。崗位巡檢人員巡檢結束后，在巡檢日志記錄本上進行巡檢情況記錄，包括正常情況、及時處理問題、待處理問題、其他專業異常或故障等，無法通過信息技術手段實現問題復現與共享，跨專業問題未能實現自動推送。

2.6 巡檢數據孤立，未進行趨勢分析判斷

每班巡檢結果數據孤立，沒有將同一巡檢對象同一巡檢內容不同時段的巡檢結果數據進行連續性趨勢分析，未能進一步挖掘數據價值，無法做到預知維修。

3 解決方案

根據調研結果，當前市面上巡檢設備種類較多、專業性強，但沒有一種巡檢設備能滿足企業所有巡檢崗位的巡檢工作需要，同時考慮到石化企業防爆要求，巡檢管理系統智能化升級改造只能采用設備、功能定制方式實現。

為了解決巡檢管理系統當前存在的問題和不足，要廣泛應用物聯網、互聯網、數據分析等技術，對工藝巡檢、機械巡檢、儀表巡檢、電氣巡檢、交通稽查、環保監察、安全監察、其他崗位巡檢等業務進行智能巡檢方案設計，建立包括一個管理平臺、一張網、一款巡檢儀、多個定制集成App 的智能巡檢管理系統，全面實現崗位巡檢智能化，提升隱患識別率和故障處置能力。

3.1 物理部署方案

巡檢管理系統智能化升級改造主要從軟件、硬件、網絡等方面進行全面升級，整個系統部署主要包括感知設備、巡檢儀、網絡、服務器、可視對講等部分，具體如圖1 所示。

圖1 智能巡檢管理系統物理部署

3.2 應用架構設計

智能巡檢管理系統按照數字集成應用框架可劃分為四個層面：數據源層、技術平臺層、應用層和用戶層（如圖2）。

圖2 智能巡檢管理系統應用架構

數據源層：系統運行所依賴的外部數據和運行產生的內部數據。外部數據主要包括巡檢端App 通過數據接口從外部系統或傳感器中獲取的數據。內部數據主要包括組織機構、巡檢點、巡檢項、巡檢方式、巡檢崗位等管理數據以及巡檢端傳回系統的巡檢記錄。

技術平臺層：主要指軟件開發所應用的關鍵技術以及形成的子系統，關鍵技術包括與智能出入管理平臺和振動傳感器的數據接口、儀表拍照AI 讀數、紅外測溫、移動網絡、物聯網、人員定位、地理信息等技術，形成儲罐作業遠程監護、安全環保監督檢查、計劃巡檢等子系統。

應用層：該軟件應用主要包括巡檢端App 應用、Web 端管理應用以及巡檢數據接入其他系統展開的應用。

用戶層：指軟件所有使用人員，包括公司級/分廠級/車間級巡檢管理、崗位巡檢、控制室操作、作業監護、監督檢查和系統管理等人員。

3.3 系統功能設計

巡檢管理系統智能化升級主要包括巡檢儀端App功能、Web 端功能和系統接口集成等三方面的升級改造，實現數據智能獲取及智能判斷、遠程會診、設備運行趨勢分析與智能預警、數據共享、巡檢結果數字化等功能。具體如圖3 所示。

圖3 智能巡檢管理系統功能架構

3.3.1 集成服務設計

智能巡檢管理系統集成服務包括兩大類。一類是將外部系統的數據及服務集成到智能巡檢管理系統，為崗位巡檢工作開展提供支撐；另一類是將智能巡檢管理系統中的巡檢數據集成到其他專業管理平臺中，為數據分析提供數據源。

3.3.2 Web 端功能設計

智能巡檢管理系統Web 端功能設計主要包括系統運行管理、巡檢業務配置、巡檢基礎數據錄入、巡檢結果查詢等四個方面的功能。

3.3.2.1 系統運行管理

智能巡檢管理系統與其他信息系統一樣，都需要組織機構管理、系統用戶管理、系統角色管理、系統授權管理、系統菜單管理、數據接口管理、系統日志管理等基本功能，保障其他業務功能正常運行。

3.3.2.2 巡檢基礎管理

按照企業巡檢管理制度，智能巡檢管理系統巡檢基礎管理包括區域裝置管理、崗位頁面管理、巡檢班次管理、巡檢點位管理、巡檢路線管理、巡檢打點統計、巡檢軌跡查詢、信息推送管理、待辦事項管理和設備資料管理。

3.3.2.3 巡檢專業管理

按照崗位巡檢目的分為保障裝置正常運行的巡檢和規章制度執行情況的監督檢查兩大類。裝置巡檢包括生產裝置巡檢和輔助裝置巡檢，一般分為工藝、機械、儀表、電氣及其他崗位的專業巡檢，開展定期巡檢。規章制度監督檢查一般分為交通稽查、安全監察、環保監察三類，開展隨機抽查。

由于巡檢頻次、檢查對象、檢查內容、判定標準不同或者相似，智能巡檢管理系統中專業巡檢管理分為交通稽查管理、安全監察管理、環保監察管理、電氣巡檢管理及其他巡檢管理，其他巡檢管理包括工藝巡檢、機械巡檢、儀表巡檢、其他崗位巡檢。

各專業巡檢管理中包括巡檢對象配置、巡檢內容配置、智能預警設置、巡檢崗位日志表單配置、巡檢日志生成、信息推送統計、處罰統計、待辦事項統計、巡檢數據趨勢分析等內容。

3.3.2.4 巡檢基礎數據錄入

巡檢基礎數據主要包括巡檢內容和設備資料。交通稽查、安全檢查和環保檢查建立違規事實判定標準庫，裝置電氣巡檢建立電氣巡檢事項庫，除電氣巡檢外裝置其他巡檢統一建立崗位巡檢事項庫。方便故障處理時查閱設備資料，建立設備資料庫，并與巡檢崗位、巡檢內容實現自動關聯。

3.3.3 巡檢端App 功能設計

智能巡檢管理系統巡檢端采用同一App 登錄，根據巡檢人員不同崗位登錄相應的App 主頁面，App 主頁面中根據巡檢人員的巡檢專業、巡檢路線直接帶出相應巡檢內容。

App 主頁面功能根據不同崗位巡檢內容，定制集成App 基本功能，滿足不同崗位巡檢數據智能采集與智能判斷、巡檢問題錄入、信息推送、未處理故障隱患提醒、群組對講、故障協調處理、巡檢打點考勤等巡檢功能。具體如圖4 所示。

圖4 智能巡檢管理系統接口集成

4 結語

定制巡檢儀提升崗位巡檢數據智能采集能力和協同處理能力，結合軟件功能定制集成開發，統一企業崗位巡檢App。根據Web 端配置，App 端實現故障隱患錄入、關鍵數據采集與智能判斷、信息推送、未處理故障隱患提醒等功能，Web 端實現巡檢日志自動生成與查詢、故障隱患查詢與統計、關鍵參數趨勢分析及智能預警等功能，解決當前巡檢管理系統存在的問題及不足，基本實現大部分崗位應用一部巡檢儀便可完成巡檢工作。然而，離實現“一部巡檢儀完成所有崗位巡檢工作”目標還存在一些差距，比如有毒有害氣體檢測、污水化驗、電壓電流測量等還需要依托專業設備才能完成。同時，按照數字化轉型業務數據化要求，修訂崗位巡檢操作手冊，擴展巡檢數據采集范圍，實現用數據分析判斷運行趨勢，做到預知維護，進一步確保裝置平穩運行。