設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺設(shè)計與應(yīng)用

夏向陽，尹 飛，睢星飛，石 帥，王子維

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司，天津 300450）

0 引言

當(dāng)前，信息化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展浪潮撲面而來，黨的十九大報告中提出建設(shè)“數(shù)字中國”，將推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟(jì)深度融合，培育新增長點、形成新動能。

設(shè)備設(shè)施是公司安全平穩(wěn)生產(chǎn)經(jīng)營的前提，是創(chuàng)造利潤和價值的重要載體。如何科學(xué)有效、經(jīng)濟(jì)合理地管理設(shè)備設(shè)施意義非常重大，但是目前多數(shù)企業(yè)存在數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計報表等日常事務(wù)占據(jù)大量時間、設(shè)備信息獲取不及時、有用數(shù)據(jù)無法有效保存和傳承等問題。為解決上述問題，需要一套科學(xué)、先進(jìn)、貼近現(xiàn)場的設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺，優(yōu)化現(xiàn)場設(shè)備資產(chǎn)管理模式。

1 建設(shè)背景

1.1 國家層面

2020 年9 月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，提出要加快建設(shè)推廣智慧電網(wǎng)、智慧管網(wǎng)、智能電站、智能油田、智能礦山等智能現(xiàn)場，著力提高集成調(diào)度、遠(yuǎn)程操作、智能運維水平，強化能源資產(chǎn)資源規(guī)劃、建設(shè)和運營全周期運營管控能力，實現(xiàn)能源企業(yè)全業(yè)務(wù)鏈的協(xié)同創(chuàng)新、高效運營和價值提升。基于數(shù)字化的完整性技術(shù)服務(wù)能夠充分運用現(xiàn)有數(shù)據(jù)[1]；基于信息化，依托新工具，提高工作效率；依托新產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級。基于數(shù)字化的完整性技術(shù)服務(wù)在實現(xiàn)完整性技術(shù)服務(wù)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)上，能更有效促進(jìn)企業(yè)資產(chǎn)的保值增值。

1.2 企業(yè)層面

從安全管理的角度，近年來設(shè)備設(shè)施管理面臨的安全環(huán)保問題逐步顯現(xiàn)[2-4]，設(shè)備設(shè)施事故時有發(fā)生。隨著設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)的不斷復(fù)雜化、精細(xì)化、智能化，傳統(tǒng)管理理念和方法已經(jīng)無法滿足資產(chǎn)所有者對于設(shè)備設(shè)施安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性日益嚴(yán)格的要求，需要采取“完整性管理”的理念和方法，運用數(shù)字化手段，通過大數(shù)據(jù)分析評價以提高決策效率，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性三者的最優(yōu)平衡為目標(biāo)。當(dāng)前國家安全產(chǎn)業(yè)政策明確提出安全產(chǎn)業(yè)升級的要求[5-6]，安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和路徑逐漸明確，結(jié)合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算等數(shù)字化技術(shù)，在安全技術(shù)體系、安全技術(shù)裝備及安全與應(yīng)急產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用等方面推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

作為一種系統(tǒng)的、動態(tài)的、基于風(fēng)險的全生命周期管理理念，設(shè)備設(shè)施完整性管理模式已經(jīng)在國內(nèi)得到了普遍的認(rèn)同并推廣[7-8]，設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺成為企業(yè)提高提升安全、設(shè)備資產(chǎn)管理績效的重要手段。

2 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺設(shè)計

2.1 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺設(shè)計思路

設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺是在傳統(tǒng)設(shè)備管理模式的基礎(chǔ)上，融入公司自身技術(shù)積累，并充分與數(shù)字化、智能化技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，形成新的設(shè)備資產(chǎn)完整性管理工具。該平臺基于大數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)了工作制度化、制度流程化、流程信息化的優(yōu)化服務(wù)模式，提升企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理體驗。

設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺的核心理念是構(gòu)筑科學(xué)的、便捷的現(xiàn)場設(shè)備資產(chǎn)管理，通過大數(shù)據(jù)積累應(yīng)用和管理流程固化實現(xiàn)（圖1）。該平臺一方面能將設(shè)備資產(chǎn)日常管理過程中產(chǎn)生的檢查信息、維修數(shù)據(jù)、費用情況等進(jìn)行有機整合，同時引入DCS、監(jiān)測系統(tǒng)等現(xiàn)有設(shè)備管理系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析；另一方面能將完整性管理要求的工作進(jìn)行流程化和系統(tǒng)化的梳理，通過信息化的手段進(jìn)行固化，切實提升設(shè)備設(shè)施本質(zhì)安全。通過平臺的使用可以實現(xiàn)對風(fēng)險等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析與積累，真正將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的知識和建議，為全面實現(xiàn)智能化工廠打下堅實基礎(chǔ)。

圖1 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺內(nèi)涵

2.2 管理理念與平臺架構(gòu)

設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺基于中國海油先進(jìn)資產(chǎn)完整性管理理念，借鑒行業(yè)內(nèi)設(shè)備管理信息系統(tǒng)良好做法搭建而成，以管理完整性、技術(shù)完整性、經(jīng)濟(jì)完整性和全生命周期管理為核心內(nèi)涵，對設(shè)備設(shè)施開展系統(tǒng)、動態(tài)管理。

設(shè)備設(shè)施完整性管理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合完整性管理工作，利用信息技術(shù)進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計，深化設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)整合，建設(shè)完成全公司各級設(shè)備管理相關(guān)人員參與業(yè)務(wù)的設(shè)備管理信息平臺。將完整性管理納入公司設(shè)備管理相關(guān)部門的業(yè)務(wù)流程，使完整性管理工作各階段、各部門之間無縫銜接，做到業(yè)務(wù)流程合理化、績效監(jiān)控動態(tài)化、管理改善持續(xù)化。

設(shè)備設(shè)施完整性管理系統(tǒng)各個功能模塊劃分為系統(tǒng)用戶層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用平臺層等，多層架構(gòu)符合“高內(nèi)聚，低耦合”思想，各層之間采用接口相互訪問，并通過對象模型的實體類作為數(shù)據(jù)傳遞的載體，實體類的屬性與數(shù)據(jù)庫表的字段名一致（圖2）。

圖2 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺整體框架

2.3 平臺功能特點

設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺以“工業(yè)大數(shù)據(jù)”技術(shù)為依托，構(gòu)建集“管理、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)”于一體的數(shù)字化設(shè)備安全管理平臺。通過對信息的深度挖掘利用、智能化分析與可視化應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備運行風(fēng)險管控、設(shè)備異常預(yù)測預(yù)警、設(shè)備預(yù)防性維修，為設(shè)備完整性管理開展全面分析及決策提供全方位支持，提升了設(shè)備實時感知、風(fēng)險預(yù)警、知識管理、決策支持能力，保障設(shè)備設(shè)施本質(zhì)安全。

按照中國海油設(shè)備設(shè)施完整性管理理念，設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺以管理完整性、技術(shù)完整性、經(jīng)濟(jì)完整性和全生命周期管理為主線，搭建了五大方面和200 余個模塊，平臺首頁如圖3 所示。一方面滿足完整性方法論的全要素管理（風(fēng)險管理、目標(biāo)與實現(xiàn)目標(biāo)的策劃、培訓(xùn)管理、運行控制、變更管理、承包商管理、監(jiān)視測量、改進(jìn)等），另一方面又涵蓋了動設(shè)備、靜設(shè)備、電氣設(shè)備和儀表設(shè)備管理，并針對特種設(shè)備、儲罐、管道等形成專項管理要求。

圖3 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺首頁

平臺基于設(shè)備完整性管理業(yè)務(wù)及流程，功能模塊涵蓋數(shù)據(jù)管理、KPI 指標(biāo)、風(fēng)險管理、狀態(tài)監(jiān)測、運行管理、故障管理、檢修管理等，將設(shè)備管理涉及的設(shè)備檢查、監(jiān)測、保養(yǎng)、維修等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，規(guī)范管理流程，并與DCS 系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)基于風(fēng)險的全生命周期管理。系統(tǒng)模塊可由企業(yè)自主配置，以適應(yīng)不同管理模式下的設(shè)備資產(chǎn)完整性管理。

通過完整性管理數(shù)字化平臺應(yīng)用，能充分整合企業(yè)在設(shè)備管理中產(chǎn)生的有用數(shù)據(jù)，通過對狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、DCS 和SAP 等系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)對信息的深度挖掘利用、智能化分析與可視化應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備運行風(fēng)險管控，設(shè)備異常預(yù)測預(yù)警，設(shè)備預(yù)防性維修，為設(shè)備完整性管理開展全面分析及決策提供全方位支持，提升了設(shè)備實時感知、知識管理、決策支持能力。設(shè)備設(shè)施完整性管理數(shù)字化平臺有以下特點：

（1）以先進(jìn)設(shè)備設(shè)施完整性管理理念為基礎(chǔ)，理論科學(xué)。

（2）建立故障診斷模型，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施維修方式向預(yù)知性和預(yù)防性轉(zhuǎn)變。

（3）多重預(yù)警，提高設(shè)備管理的科學(xué)性與規(guī)律性。

（4）設(shè)備檢維修大數(shù)據(jù)分析與積累。

（5）科學(xué)庫存，保障企業(yè)安全生產(chǎn)。

（6）大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用，助力科學(xué)決策。

（7）智能運算，KPI 多維展示。

（8）周、月報智能生成與推送。

（9）企業(yè)風(fēng)險一張圖實時展示。

（10）計劃、工單全流程管控。

（11）設(shè)備設(shè)施全生命周期費用統(tǒng)計分析。

2.4 信息安全

信息安全是一個永久的話題，隨著時代的發(fā)展和計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，信息安全的重要性越來越大，特別是受近年國際形勢影響，國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)攻防演練等也越來越頻繁。為保障數(shù)字化平臺的安全性，平臺從安全管理、終端安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、數(shù)據(jù)安全、物理安全、邊界安全和應(yīng)用安全方面均進(jìn)行了深入研究和措施制定（圖4）。

圖4 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺安全防護(hù)架構(gòu)

3 設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺成功實踐

設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺的開發(fā)是應(yīng)企業(yè)之需，解企業(yè)之難，為保障企業(yè)設(shè)備設(shè)施本質(zhì)安全保駕護(hù)航。針對不同企業(yè)的不同需求實施數(shù)字化創(chuàng)新實踐，該平臺目前已在多家石油化工企業(yè)、倉儲企業(yè)、政府機構(gòu)等進(jìn)行了實施部署，切實提升了企業(yè)設(shè)備設(shè)施管理水平。并且，設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺在服務(wù)中與企業(yè)、政府機構(gòu)等共同孵化基于數(shù)字化的完整性技術(shù)，實現(xiàn)完整性技術(shù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

以X 公司為例，X 公司是典型的設(shè)備重資產(chǎn)單位，在重組后共計生產(chǎn)裝置100 余套，資產(chǎn)原值超過600 億元。從公司管理職能出發(fā)，X 公司引入設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺，重點管控突出，使用大屏展示，使管理者和領(lǐng)導(dǎo)層能直觀了解所屬單位的設(shè)備設(shè)施完整性情況，并作出針對性決策。

數(shù)字化平臺應(yīng)用后，X 公司整體設(shè)備故障率逐年降低。根據(jù)數(shù)字化平臺報表顯示，同比2017 年，設(shè)備故障率從0.28%下降到0.17%，有力地保障了生產(chǎn)裝置長周期運行及安全平穩(wěn)生產(chǎn)。在總體維修工作量保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，X 公司設(shè)備預(yù)防性維修比率逐年升高，同比2017 年設(shè)備預(yù)防性維修比率從86.37%上升到92.64%，為公司整體提質(zhì)降本做出了貢獻(xiàn)。通過設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺的引入，X 公司設(shè)備管理方式實現(xiàn)優(yōu)化，2017—2019 年實施各年累計效益額為2.877 8 億元，助力了企業(yè)提質(zhì)降本增效，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)語

數(shù)字化、智能化管理是設(shè)備管理理念發(fā)展的必然趨勢，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能設(shè)備等的發(fā)展，設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺架構(gòu)將更加完善，助力企業(yè)安全生產(chǎn)，切實保障人民的生命財產(chǎn)安全。

秉承“厚平臺、薄應(yīng)用、模塊化、迭代式”的建設(shè)思路，設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺采用了中國海油設(shè)備設(shè)施完整性先進(jìn)管理理念，借鑒業(yè)內(nèi)設(shè)備設(shè)施完整性信息系統(tǒng)建設(shè)的良好實踐，按照全生命周期管理、技術(shù)完整性五步循環(huán)、基于風(fēng)險管理等理念進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，遵循設(shè)備設(shè)施完整性的總體功能要求，將設(shè)備管理涉及的設(shè)備檢查、監(jiān)測、保養(yǎng)、維修等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，規(guī)范管理流程，并支持與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、集成，真正實現(xiàn)基于風(fēng)險的全生命周期管理。通過設(shè)備資產(chǎn)完整性管理數(shù)字化平臺的應(yīng)用，生產(chǎn)經(jīng)營單位固化了先進(jìn)設(shè)備管理理念，轉(zhuǎn)變了維修模式，提高設(shè)備設(shè)施完整性水平，保障設(shè)備設(shè)施健康平穩(wěn)運行，助推企業(yè)提質(zhì)降本增效。