石油化工裝備計算機輔助失效分析系統(tǒng)研究

候占世(天津國際石油儲運有限公司，天津 300452)

石油化工裝備計算機輔助失效分析系統(tǒng)研究

候占世(天津國際石油儲運有限公司，天津 300452)

現(xiàn)在世界上石油資源越來越少，充分利用和開發(fā)原石油材料，提高石油的利用率是現(xiàn)在各國關(guān)注的重點，因此帶動石油化工裝備制造業(yè)，快速發(fā)展，已經(jīng)朝著全球化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和服務(wù)化方向發(fā)展，各國對石油化工裝備的可靠性要求也越來越高。本文筆者強調(diào)了失效分析的重要性，并提出系統(tǒng)研發(fā)的計算機相關(guān)技術(shù)，最后重點分析失效分析子系統(tǒng)，為其建立提供理論資料。

石油化工裝備；計算機輔助；失效分析；案例庫

石油資源短缺帶動石油化工設(shè)備快速發(fā)展，只能通過提高設(shè)備的精確性來提高石油的利用率，石油化工零部件在加工源石油過程中，由于各種原因，例如加工工藝、材料、應(yīng)力狀態(tài)、環(huán)境介質(zhì)等，其設(shè)備中的零部件可能會發(fā)生損壞，失去其原有的功能，這種現(xiàn)象稱為失效，失效現(xiàn)象發(fā)生率越大，越容易造成重大事故，甚至是造成人員傷亡，重大經(jīng)濟損失等，因此，失效分析是提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的最有效途徑，研究如何降低失效現(xiàn)象發(fā)生率，消除石油加工中的隱患是目前研究的一大熱點。本文筆者對此方面進行了研究，希望為我國石油加工業(yè)做出一定的貢獻。

1 失效分析的重要性

石油化工設(shè)備中的零部件在加工過程中出現(xiàn)損壞，而失去其原有功能的現(xiàn)象稱為失效，零部件出現(xiàn)失效現(xiàn)象以后容易造成產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各種問題，降低石油產(chǎn)品的質(zhì)量和其生產(chǎn)效率，嚴重時可能會造成經(jīng)濟損失和人員傷亡，石油加工是一個復(fù)雜的過程，在傳統(tǒng)的石油加工過程中，技術(shù)人員通過積累經(jīng)驗增加對失效現(xiàn)象的判斷成功率，雖然技術(shù)人員將經(jīng)驗記錄下來，但是因為各種原因和記錄人員的習(xí)慣問題很多經(jīng)驗不能夠得到繼承和利用?，F(xiàn)在計算機已經(jīng)被應(yīng)用于各種行業(yè)，計算機與設(shè)備相結(jié)合輔助產(chǎn)品生產(chǎn)效率，將計算機運用于失效分析中可以提高分析的準(zhǔn)確性，并且還能夠?qū)⒎治龅臄?shù)據(jù)自動存儲起來，使得后來的技術(shù)人員能夠借鑒這些數(shù)據(jù)提高質(zhì)效分析速率等，由此可見，研發(fā)計算機失效分析系統(tǒng)對于石油加工具有重要的作用。

2 系統(tǒng)研發(fā)的計算機相關(guān)技術(shù)

現(xiàn)在經(jīng)過學(xué)者多年的研究，開發(fā)出來的計算機失效分析系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)有三種，一是系統(tǒng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)模式，該模式主要是以瀏覽器為服務(wù)平臺，但是在使用過程中所有使用者都需要下載特定的app軟件，用戶操作界面是通過瀏覽器完成的，大部分工作在服務(wù)器終端實現(xiàn)，這樣就降低了客戶端的負荷，但是該系統(tǒng)需要不斷的完善升級。二是網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計語言有ASP、JSP、PHP以及ASP.NET四種，ASP簡單易學(xué)但不能跨平臺，一般只能在Windows系列的操作系統(tǒng)上運行。JSP幾乎可以在所有的操作系統(tǒng)上運行，包括Win?dowsNT、Windows2000、Unix、Linux、Windows98等，但都需要安裝JSP服務(wù)器引擎軟件。PHP可在Unix、Linux或Windows操作系統(tǒng)下運行，在Client或Browser端也能夠使用，但是對運行環(huán)境要求較高，尤其是在語言語法方面，必須大量采用C，Java和Perl語言的語法，ASP.NET是微軟提出的框架的一部分，是框架中主要用來開發(fā)應(yīng)用程序的。三是數(shù)據(jù)庫技術(shù)，數(shù)據(jù)庫是在一定的數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上建立起來的，能夠被多個用戶同時使用并且各個程序又相對獨立的數(shù)據(jù)集合，常見的數(shù)據(jù)模型是關(guān)系型，現(xiàn)在使用較多的數(shù)據(jù)庫有SQL Sever和Access數(shù)據(jù)庫，前者運行穩(wěn)定，但是配置較難，而后者配置簡單，移植方便，且可以通過一定的程序轉(zhuǎn)化為前者類型的數(shù)據(jù)庫，并且因為兩個數(shù)據(jù)庫使用的語言相同，因此轉(zhuǎn)換起來更方便快捷。

3 失效分析評價子系統(tǒng)的研究

失效分析就是通過對石油化工裝備零部件的失效進行檢測、試驗，確定失效形式，找出失效原因，提出預(yù)防或改進措施。在石油加工過程中進行失效分析能夠降低生產(chǎn)成本，減少零部件失效引起的經(jīng)濟和人員損傷。本文筆者基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過與失效分析技術(shù)路線相結(jié)合，來確定失效模式和原因。

3.1 失效分析的思路與方法

失效分析思路是進行石油化工裝備失效分析全過程的指導(dǎo)方向，通過調(diào)查設(shè)備零部件的大小、尺寸、位置等信息，深入分析這些信息，可以判斷零部件失效的原因，并找出解決辦法，目前常用的失效分析方法有撒大網(wǎng)逐個因素排除思路與方法、系統(tǒng)工程的分析思路與方法、邏輯推理的失效分析思路與方法三種分析辦法，最后總結(jié)石油化工設(shè)備失效分析技術(shù)路線。

3.2 基于案例推理和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

基于案例推理方法過程包括表示，檢索，修正，校驗，運用，學(xué)習(xí)和儲存等過，該方法主要是模擬人遇到問題時從大腦中檢索出以往相關(guān)類似案例的解決辦法，將這些方法與新的思維方式相結(jié)合來解決問題，并且還能夠?qū)⒊晒Φ陌咐浫霐?shù)據(jù)庫中，供以后參考，當(dāng)這些方法都不能解決問題時，通常會采用弱方法求解。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有許多神經(jīng)元（節(jié)點）相互連接而成的非線形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，也是模擬人的思維方式，結(jié)合以往案例解決新的問題，信息傳播方式包括正向傳播和反向傳播兩種。

3.3 基于CBR-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

CBR-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型首先是將以往的案例輸入系統(tǒng)中，通過訓(xùn)練形成不同的索引，將所有的數(shù)據(jù)按照索引建立不同的數(shù)據(jù)子庫，檢索信息時根據(jù)索引的分類，在各個子庫中檢索有用的信息，并且后臺要定時的更新子庫信息，技術(shù)人員在數(shù)據(jù)庫中輸入層輸入兩個案例的失效現(xiàn)象屬性值，輸出層給出兩個案例的相似度，選擇相似度高的案例，了解其解決辦法，最終制定出新問題的解決辦法。

4 結(jié)語

綜上分析，使用化工設(shè)備失效分析在現(xiàn)在石油加工業(yè)中尤為重要，本文筆者提出結(jié)合計算機技術(shù)進行失效分析的方法，包括案例推理法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和建立CBR-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型三種辦法，鑒于篇幅限制，對于失效分析評價子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方便的內(nèi)容未有提及，該方法研究已經(jīng)趨于成熟，現(xiàn)已經(jīng)有很多研究學(xué)者在此方面進行研究，并發(fā)表文章，但是失效分析方法研究較少，希望在未來有更多的人參與研究。

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