核電儀控維修數(shù)據(jù)信息平臺開發(fā)及應(yīng)用

姬新峰

【摘 要】本文介紹了當(dāng)前核電站儀控維修數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀，并對核電儀控維修數(shù)據(jù)精細(xì)化管理信息系統(tǒng)平臺的開發(fā)思路和創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，供同行調(diào)試或者日常維護(hù)中參考。

【關(guān)鍵詞】儀控維修數(shù)據(jù)信息平臺建設(shè)；項(xiàng)目創(chuàng)新；平臺建設(shè)難點(diǎn)與成果

0 引言

核電站儀表控制系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，通過各類測量儀表、控制設(shè)備對重要設(shè)備工況進(jìn)行監(jiān)測和控制，因此儀控維修人員必須對各類儀控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)非常了解，對可能發(fā)生的故障及其原因要很熟悉，才能對可能出現(xiàn)的事件或事故進(jìn)行及時、準(zhǔn)確地判斷。但實(shí)際上單靠個人的能力很難保證這些綜合目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，特別是在應(yīng)急值班情況下，很難保證值班人員僅通過主控提供的信息和個人積累的知識與技能準(zhǔn)確及時地發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備缺陷。

綜上，需要搭建一個儀控維修數(shù)據(jù)信息平臺，能夠集中儀控設(shè)備的歷史缺陷情況、整體儀控設(shè)備的缺陷分布/趨勢情況、機(jī)組I0消耗情況，并通過對專項(xiàng)數(shù)據(jù)整合、分析、長期監(jiān)控，進(jìn)行精細(xì)化管理，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷趨勢、設(shè)備共模問題、及設(shè)備維修工作過程控制問題。

1 儀控維修數(shù)據(jù)信息平臺建設(shè)總體思路

平臺需階段性定期對設(shè)備維修狀態(tài)進(jìn)行分析總結(jié)，為后續(xù)維修開展和系統(tǒng)、設(shè)備改造及優(yōu)化工作提供參考。同時，隨著SAP系統(tǒng)、I0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他信息化平臺的應(yīng)用，平臺可以便捷地將生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對工作過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控。

1.1 工作票系統(tǒng)（簡稱SAP）中通知單/工單

工作票系統(tǒng)（簡稱SAP）中通知單/工單是現(xiàn)場系統(tǒng)、設(shè)備缺陷處理的直接載體，承擔(dān)著設(shè)備缺陷各工作過程的流轉(zhuǎn)，從工作票的發(fā)起、文件準(zhǔn)備直至完工報(bào)告的各個環(huán)節(jié)，設(shè)備缺陷的處理過程被清晰地記錄，能夠直觀地反映出現(xiàn)場缺陷處理和分布狀況，故以工作票數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，將極大方便設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)的管理和分析。

1.2 機(jī)組I0信息

機(jī)組I0信息是核電站設(shè)備狀態(tài)安全功能可用性、是否偏離工況下造成安全降級的重要指標(biāo)體現(xiàn)，尤其是隨機(jī)第一組I0的數(shù)量、I0消耗系統(tǒng)分布、I0消耗時間、所占機(jī)組I0消耗比都體現(xiàn)了設(shè)備健康的狀態(tài)。

1.3 關(guān)鍵設(shè)備信息

針對關(guān)鍵設(shè)備信息進(jìn)行專項(xiàng)梳理，一個設(shè)備的“健康”狀況主要包括設(shè)備的系統(tǒng)風(fēng)險、是否CCM設(shè)備、是否敏感區(qū)域、是否有關(guān)聯(lián)的存活TCA、服務(wù)支持、對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)指令、歷史缺陷記錄、設(shè)備缺陷偏差記錄等，可將這些重要信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可在一個頁面對一個系統(tǒng)進(jìn)行直觀、全面的了解。

2 信息平臺建設(shè)項(xiàng)目創(chuàng)新建設(shè)

本項(xiàng)目開發(fā)創(chuàng)新點(diǎn)在于綜合核電行業(yè)儀控設(shè)備維修關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化管理，以目前SAP平臺中設(shè)備缺陷信息、機(jī)組I0信息、關(guān)鍵重要設(shè)備狀態(tài)信息、專項(xiàng)管理信息等海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對儀控設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行“剝離”、整合、分析，以對設(shè)備缺陷關(guān)注方面為維度進(jìn)行多元劃分，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法來進(jìn)行平臺數(shù)據(jù)處理，生成直觀的柱狀、餅狀或曲線趨勢圖，給儀控維修人員提供最直觀、最全面的參考信息，以及設(shè)備缺陷趨勢、設(shè)備共模問題、及設(shè)備維修工作過程控制問題。

平臺主要包括以下三個模塊：

1）儀控設(shè)備日常維修月度分析

以對設(shè)備缺陷關(guān)注方面為維度進(jìn)行劃分，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法來進(jìn)行平臺數(shù)據(jù)處理，可以單一維度或多維度進(jìn)行綜合分析，自動生成直觀的柱狀、餅狀或曲線趨勢圖，給使用人（日常協(xié)調(diào)、準(zhǔn)備工程師、工作負(fù)責(zé)人）對工單執(zhí)行狀態(tài)及設(shè)備缺陷最直觀的呈現(xiàn)。該模塊每月對SAP平臺中新增的儀控設(shè)備維修通知單、工單自動進(jìn)行多維度分析（通知單/工單狀態(tài)分布維度；按優(yōu)先級分類分布維度；故障類型分類分布維度；系統(tǒng)分類分布維度；專業(yè)組分類分布維度），并生成《儀控設(shè)備日常維修月度分析報(bào)告》，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷率、工單執(zhí)行率情況、糾正性維修/預(yù)防性維修比例偏差等情況。

2）儀控設(shè)備I0消耗周統(tǒng)計(jì)

以機(jī)組隨機(jī)第一組、第二組I0的消耗時間、消耗系統(tǒng)分布、消耗比作為重要設(shè)備的監(jiān)控手段，定期對設(shè)備狀態(tài)安全功能可用性、是否偏離工況下造成安全降級自動數(shù)據(jù)處理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布顯示及趨勢跟蹤。

儀控設(shè)備I0消耗周統(tǒng)計(jì)，包括I0消耗系統(tǒng)分布、I0消耗時間、儀控專業(yè)I0消耗比，能夠?qū)x控設(shè)備的I0消耗進(jìn)行趨勢跟蹤、及系統(tǒng)設(shè)備分析對比，對I0消耗比較高設(shè)備進(jìn)行專項(xiàng)分析及處理跟蹤。

3）關(guān)鍵設(shè)備信息庫

以儀控某單一設(shè)備的重要信息進(jìn)行專項(xiàng)匯聚，包括設(shè)備的系統(tǒng)風(fēng)險（跳機(jī)、跳堆等）、是否有關(guān)聯(lián)的存活TCA、服務(wù)支持（搭建腳手架、拆保溫等）、歷史缺陷記錄（已分票的工單）、設(shè)備缺陷偏差記錄等重要信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)全面了解設(shè)備的健康狀況，可實(shí)現(xiàn)“對癥下藥”。關(guān)鍵設(shè)備信息庫，將儀控重要設(shè)備進(jìn)行梳理，給準(zhǔn)備工程師或工作負(fù)責(zé)人最直觀、最快速的參考。以上維修關(guān)鍵數(shù)據(jù)是儀控設(shè)備最直接的參考數(shù)據(jù)，在進(jìn)行精細(xì)化整合基礎(chǔ)上可“提煉”出系統(tǒng)缺陷的整體情況和趨勢判斷，有效提高儀控維修人員對設(shè)備的整體掌控，減少準(zhǔn)備工程師準(zhǔn)備工作包時間，減少人因失誤。

3 信息平臺建設(shè)難點(diǎn)及成果

本項(xiàng)目的難點(diǎn)在于將SAP平臺中設(shè)備缺陷信息、機(jī)組I0信息、關(guān)鍵重要設(shè)備狀態(tài)信息等海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對儀控設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行“剝離”、整合、分析，主要包括：業(yè)務(wù)梳理/維度分析、故障模型搭建、數(shù)據(jù)接口等方面的難點(diǎn)

1）業(yè)務(wù)深度融合，龐雜業(yè)務(wù)精細(xì)梳理

綜合核電行業(yè)儀控設(shè)備維修關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的關(guān)鍵是，熟悉核電工作過程，充分了解現(xiàn)場一個缺陷從發(fā)現(xiàn)到處理的各個環(huán)節(jié)，知悉哪個環(huán)節(jié)是容易造成滯留耽擱的環(huán)節(jié)，SAP中哪個狀態(tài)的數(shù)據(jù)可以表征滯留的程度等，只有在核電維修業(yè)務(wù)精通的基礎(chǔ)上，才能在平臺開發(fā)時設(shè)置后臺數(shù)據(jù)的算法及呈現(xiàn)方式。

2）數(shù)據(jù)現(xiàn)場層延伸，多類設(shè)備故障樣本收集及特征提取

設(shè)備的故障模型搭建是需要建立的豐富維修經(jīng)驗(yàn)積累、設(shè)備故障特征參數(shù)（故障概率、故障現(xiàn)象關(guān)鍵詞）明確、以及設(shè)備故障樣本數(shù)量基數(shù)大足以表征全面的基礎(chǔ)上。

儀控設(shè)備日常維修模塊開發(fā)初期，由儀控專業(yè)5名有6年以上豐富維修經(jīng)驗(yàn)的工程師結(jié)合維修經(jīng)驗(yàn)對常見故障模型進(jìn)行樣本分析，對8000條數(shù)據(jù)進(jìn)行了梳理，建立了基于故障參數(shù)的常見故障模型。在此基礎(chǔ)上，才能在平臺開發(fā)時，對每月的工單信息（功能位置、缺陷描述）進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和算法分析，以達(dá)到自動識別和歸類處理，生產(chǎn)各類統(tǒng)計(jì)圖表的功能。

3）創(chuàng)新前沿應(yīng)用，儀控設(shè)備智能化管理

在對儀控設(shè)備進(jìn)行經(jīng)過幾個換料周期分類多維度監(jiān)測后，通過對原始積累數(shù)據(jù)的分析，形成初步的儀控設(shè)備故障類型、故障模式、故障概率的模型?？苫谀Ｐ痛罱ê痛髷?shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用下，進(jìn)行智能化的監(jiān)測、診斷、狀態(tài)預(yù)測。狀態(tài)預(yù)測在故障診斷和設(shè)備維護(hù)中有著非常重要的意義，預(yù)測維修可以有效的降低故障發(fā)生的概率，提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)束語

核電儀控維修數(shù)據(jù)精細(xì)化管理平臺建設(shè)雖然取得了初步的成功，但是在平臺架構(gòu)和細(xì)化方面還有待進(jìn)一步完善。限于目前本項(xiàng)目開發(fā)前收集的故障樣本較少，對故障模型建立的精度和適用廣泛度均存在局限性，且故障模型不具備自學(xué)習(xí)能力，后續(xù)要結(jié)合管理智能化的方法，采用數(shù)據(jù)挖掘的自學(xué)習(xí)算法，隨著智能終端的應(yīng)用（手機(jī)），后續(xù)將開發(fā)適用于手機(jī)終端的App，方便員工使用。

【參考文獻(xiàn)】

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