PI-AF在煤化工企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

李新貴

(神華寧夏煤業(yè)集團公司，寧夏 銀川 751400)

發(fā)展至今，煤化工企業(yè)的設(shè)備資產(chǎn)管理也經(jīng)歷了幾個主要的過程。第一個階段是手寫記錄階段。這一階段主要采取了人工記錄的方式，對設(shè)備資產(chǎn)管理的各項內(nèi)容進行登記和整理。第二個階段是電子文件記錄階段。從這一階段開始，電子設(shè)備開始應(yīng)用到了煤化工企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)的管理過程中。第三個階段是信息化管理階段。通過應(yīng)用信息化技術(shù)和設(shè)備，煤化工企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理的質(zhì)量和效率有了顯著的提高。當(dāng)前我國煤化工企業(yè)的設(shè)備資產(chǎn)管理就處于信息化管理的階段，但在理論和實踐上都尚不完善，需要在未來進行進一步的改進和完善。

1 設(shè)計需求

煤化工企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)的原始數(shù)據(jù)都是由一線的設(shè)備管理人員采用紙質(zhì)記錄的方式保存下來的，這類數(shù)據(jù)具有很高的參考價值，但紙質(zhì)化的記錄方式不利于保存，并且容易丟失，當(dāng)部門需要調(diào)取資料時流程也較復(fù)雜。另外，紙質(zhì)化的管理方式還不利于數(shù)據(jù)管理人員對數(shù)據(jù)進行有效的分類和整理，在數(shù)據(jù)使用上也存在較多的不規(guī)范之處，生產(chǎn)管理人員在分析設(shè)備故障時調(diào)用數(shù)據(jù)非常不便。

另一方面，化工設(shè)備在生產(chǎn)管理人員的視角主要關(guān)注的是設(shè)備的動態(tài)信息，如運行狀態(tài)、運行壓力、實時流量等信息，此類信息存在于企業(yè)建設(shè)的實時數(shù)據(jù)庫或DCS系統(tǒng)中，由設(shè)備運行的動態(tài)參數(shù)可判斷設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常，是否達到設(shè)計要求，對上下游裝置是否產(chǎn)生影響，但無法在實時數(shù)據(jù)庫或DCS系統(tǒng)中查看該設(shè)備的檢維修記錄及設(shè)備的設(shè)計參數(shù)等信息，設(shè)備運轉(zhuǎn)參數(shù)分析，檢維修計劃的制定只能依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)判斷，數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性得不到保障。

2 設(shè)計目標(biāo)和任務(wù)

煤化工企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)管理是建立在軟件功能的基礎(chǔ)上的，設(shè)備的使用周期和實時運行參數(shù)分析是重點，基中包括設(shè)備的臺賬、檢修計劃、檢修歷史、檢修效果、設(shè)備級別、設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)、實時運行參數(shù)、實時運行效率等多項內(nèi)容。資產(chǎn)架構(gòu)設(shè)計完成后能夠進行長期的數(shù)據(jù)分析以得知設(shè)備的運行效率和設(shè)計值的差異，通過觀察重要指標(biāo)的波動情況分析是哪些因素影響設(shè)備的運行效率從而進行及時調(diào)整，對設(shè)備機組的運行狀態(tài)有了實時的監(jiān)控，可以橫向?qū)Ρ雀髟O(shè)備運行情況。

最終實現(xiàn)煤化工企業(yè)管理的升級和優(yōu)化，加強設(shè)備管理部門和生產(chǎn)管理部門之前的溝通和協(xié)調(diào)，提高煤化工企業(yè)生產(chǎn)運行的安全性和可靠性，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟效益，實現(xiàn)精細化管理。

3 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)的設(shè)計首先要符合煤化工企業(yè)實際生產(chǎn)管理的基本要求，并符合整體的發(fā)展規(guī)劃。在設(shè)計及建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)采用先進的技術(shù)手段，從根本上保障整體架構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，同時還可以借助一定的輔助工具，有效利用現(xiàn)有的信息資源，增強設(shè)計的襯用性和可靠性，便于日后的維護和升級

3.2 數(shù)據(jù)庫選型及設(shè)計

設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)設(shè)計的核心部分就是數(shù)據(jù)庫。由于煤化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的涉及到的數(shù)據(jù)量十分龐大，這就要求數(shù)據(jù)庫有較高的工作效率和穩(wěn)定性，這樣才能滿足日常工作的需要。設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)數(shù)據(jù)庫除了要采集設(shè)備動態(tài)信息外，還要采集設(shè)備臺賬信息，這就要求必須同時連接實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并能保證數(shù)據(jù)信息共享，信息的共享性越高數(shù)據(jù)的重復(fù)率就越低，這就極大的提高了數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量。

基于有效利用現(xiàn)有信息資源的原則，實時數(shù)據(jù)庫采用目前國際上應(yīng)用最廣的OSIsoft公司產(chǎn)品PI System，PI System 是企業(yè)具有高擴展性，高可靠性，可持續(xù)運行和安全的基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案。它能同時支持高速實時數(shù)據(jù)以及通過在水平，垂直和多層次三個獨立維度進行縮放的大量的數(shù)據(jù)，這樣就能夠滿足企業(yè)收集所有數(shù)據(jù)的需要，而不會對數(shù)據(jù)采集的速度和數(shù)據(jù)量產(chǎn)生影響。關(guān)系數(shù)據(jù)庫采用微軟公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫Microsoft SQL Server，它是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能 (BI)工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲功能，使您可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。

4 設(shè)備資產(chǎn)建模

4.1 建模工具介紹

在此設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)模型建立中，將應(yīng)用PI-AF客戶端工具進行設(shè)備建模，PI-AF是一種用來結(jié)合資產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)資產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的框架，用以關(guān)聯(lián)及組織資產(chǎn)設(shè)施及架構(gòu)的數(shù)據(jù)工具，它可以對同一類型設(shè)備通過建立模板，然后實例化的方式對其進行展示，它可以集成其他相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)并非只有實時數(shù)據(jù)，將已組建好的設(shè)備組織到資產(chǎn)設(shè)備模型以及資產(chǎn)設(shè)備樹狀架構(gòu)中。圖1為AF建模的層級結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 AF層級結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 模型建立

每個設(shè)備元素都是通過設(shè)備模板建立的，由于轉(zhuǎn)動設(shè)備與靜設(shè)備以及大機組之間所需靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)存在差異，所以需單獨建立模型：

動設(shè)備模型中包含動態(tài)和靜態(tài)屬性信息，靜態(tài)信息用以展示設(shè)備臺帳信息，可對設(shè)備進行查看和比較，靜態(tài)信息從關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)表中取得，動設(shè)備靜態(tài)信息及說明如表1所示。

表1 動設(shè)備靜態(tài)信息表

表1(續(xù))

動設(shè)備動態(tài)信息用以展示設(shè)備運行狀態(tài)和監(jiān)控當(dāng)前流量等重要信息，是引用PI實時數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)，通過設(shè)備編號去庫中查找各個屬性位號當(dāng)前數(shù)據(jù)，動態(tài)信息及說明如2表所示。

表2 動設(shè)備動態(tài)信息表

表2(續(xù))

靜設(shè)備模型中包含動態(tài)和靜態(tài)屬性信息，靜態(tài)信息用以展示設(shè)備臺帳信息，可對設(shè)備進行查看和比較，靜態(tài)信息從關(guān)系數(shù)據(jù)庫靜設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)表中取得，靜設(shè)備靜態(tài)信息及說明如表3所示。

表3 靜設(shè)備靜態(tài)信息表

靜設(shè)備動態(tài)信息用以展示設(shè)備重要運行信息，是引用PI實時數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)，通過設(shè)備編號去庫中查找各個屬性位號當(dāng)前數(shù)據(jù)，動態(tài)信息及說明如表4所示。

表4 靜設(shè)備動態(tài)信息表

由于靜設(shè)備種類繁多，動態(tài)信息所關(guān)注的除了公用重要動態(tài)參數(shù)之外，也包括一些特有動態(tài)參數(shù)信息。

4.3 設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)展示

利用PI-AF客戶端工具進行是最終的設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)展示，如圖2所示，設(shè)備按各集團-公司-廠級-類別進行展示：

圖2 化工設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)圖

根據(jù)設(shè)計，在資產(chǎn)架構(gòu)中的每臺設(shè)備都有各自的屬性信息，可通過各設(shè)備屬性進行查看，如圖3。

圖3 化工設(shè)備監(jiān)控圖

也可根據(jù)實際需要實時統(tǒng)計設(shè)備運行時間、設(shè)備啟停次數(shù)、設(shè)備運行率、設(shè)備平衡率等，為設(shè)備維護計劃提供準(zhǔn)確依據(jù)，從被動維護轉(zhuǎn)換成主動性維護，提升設(shè)備和污水運行設(shè)備的可靠性，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運行，有效節(jié)省維護成本。

5 結(jié)論

通過PI-AF工具可將多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成到一個平臺，將企業(yè)內(nèi)的實時數(shù)據(jù)、關(guān)系型數(shù)據(jù)以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)同時放在資產(chǎn)設(shè)備模型中，并以資產(chǎn)為中心建立設(shè)備資產(chǎn)架構(gòu)，將企業(yè)所有的數(shù)據(jù)組織成有意義的資產(chǎn)，通過設(shè)備模型建立數(shù)據(jù)與資產(chǎn)設(shè)備模型關(guān)系。實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)對全廠設(shè)備實時監(jiān)控功能，對重要設(shè)備進行實時效率計算、監(jiān)控，使管理人員和操作人員能夠?qū)崟r掌握全廠設(shè)備的運行狀況，加強精細化管理和工作協(xié)同能力，提高工作效率，降低人力成本。