基于ERP系統(tǒng)的長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備完整性管理

羅 丹，劉佳侖

（國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)山東天然氣管道有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

經(jīng)過(guò)調(diào)查可知，當(dāng)前我國(guó)在長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)管理工作中已經(jīng)引進(jìn)了風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)技術(shù)（RBI）、基于可靠性的維護(hù)技術(shù)（RCM）以及安全完整性等級(jí)評(píng)估技術(shù)（SIL）等，旨在完善長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸數(shù)據(jù)的收集與處理，保障站場(chǎng)設(shè)備的有效性。我國(guó)的石油石化工藝技術(shù)以及裝備發(fā)展較為成熟，但在管道站場(chǎng)設(shè)置以及接收站設(shè)備設(shè)施中卻存在不適應(yīng)的問(wèn)題，而導(dǎo)致不適應(yīng)的原因就是管道站場(chǎng)數(shù)據(jù)收集以及分析工作的不到位。這樣就會(huì)導(dǎo)致站場(chǎng)損失大量歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的缺乏將直接影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及可靠性模型的建立。當(dāng)前我國(guó)大多使用國(guó)外的通用失效頻率建立模型，但這樣的評(píng)估模型缺乏精準(zhǔn)性，很難在國(guó)內(nèi)站場(chǎng)中發(fā)揮作用。因此技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合ERP技術(shù)構(gòu)建站場(chǎng)設(shè)備完整性管理系統(tǒng)，全面收集工作數(shù)據(jù)，保障油氣運(yùn)輸工作的正常進(jìn)行。

1 ERP系統(tǒng)管理概述

所謂的ERP指的是企業(yè)資源計(jì)劃，該系統(tǒng)中含有現(xiàn)代化的、先進(jìn)的企業(yè)管理理念以及高度集成化的信息技術(shù)，能夠發(fā)揮數(shù)據(jù)收集以及管理決策等作用。ERP系統(tǒng)中的設(shè)備信息管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)的有效管理，能夠通過(guò)功能位置主數(shù)據(jù)、設(shè)備主數(shù)據(jù)以及其他主數(shù)據(jù)的維護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道設(shè)備空間、功能等邏輯架構(gòu)的自主構(gòu)造，并根據(jù)用戶需求靈活提取和應(yīng)用其中的數(shù)據(jù)，高集成化的信息技術(shù)能夠有效提高數(shù)據(jù)檢索以及處理的速度，根據(jù)設(shè)備維護(hù)歷史數(shù)據(jù)整理制定出相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃與方案，這樣一來(lái)不僅能夠降低設(shè)備維護(hù)的成本，提高設(shè)備維護(hù)的有效性，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備故障預(yù)防和設(shè)備保護(hù)。ERP系統(tǒng)的應(yīng)用能夠構(gòu)建開(kāi)放性的信息平臺(tái)，并在數(shù)據(jù)平臺(tái)中構(gòu)建設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享與處理，提高設(shè)備管理人員的工作效率。ERP系統(tǒng)在站場(chǎng)設(shè)備管理工作中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備多個(gè)維度的檢查與維修，比如設(shè)備類型、故障原因、維修費(fèi)用等，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)綜合評(píng)估與分析之后將會(huì)得出最佳的維護(hù)方案，為設(shè)備的維護(hù)維修工作提供參考。

2 長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備管理的意義

油氣長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備種類較為復(fù)雜，不同的設(shè)備將根據(jù)管線類型以及管理要求進(jìn)行設(shè)置，其中包含機(jī)械、電氣、儀表、自控、通信等多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)備，整體數(shù)量龐大，且其分布設(shè)置體現(xiàn)出點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)等特點(diǎn)。站場(chǎng)機(jī)械以及電子設(shè)備的系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)與管理能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)站場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題并根據(jù)智能化軟件分析得到維修維護(hù)的建議，保障站場(chǎng)設(shè)備的有效運(yùn)行。長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備的綜合運(yùn)行管理是保障油氣正常運(yùn)輸與生產(chǎn)的重要手段，因此，工作人員應(yīng)從設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)、使用等環(huán)節(jié)入手，總結(jié)設(shè)備運(yùn)行與管理工作中的問(wèn)題，明確設(shè)備管理的基本目標(biāo)，完善設(shè)備管理體系，保障設(shè)備的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高油氣資源利用率。與傳統(tǒng)的站場(chǎng)設(shè)備管理模式不同，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，站場(chǎng)設(shè)備類型逐漸豐富，功能偏向于精細(xì)化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展，這就意味著站場(chǎng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜，能夠適應(yīng)各種運(yùn)行工作環(huán)境，但同時(shí)對(duì)于設(shè)備管理以及維護(hù)工作的要求也更高了。油氣資源本身就屬于不可再生資源，如果站場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或者運(yùn)行問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致油氣資源的浪費(fèi)，對(duì)自然生態(tài)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成不利影響。因此人們將智能化技術(shù)與信息技術(shù)融入油氣長(zhǎng)輸管道設(shè)備管理工作中，旨在發(fā)揮油氣的最大利用率，減少資源浪費(fèi)，緩解當(dāng)前油氣資源短缺的現(xiàn)狀，體現(xiàn)出我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的基本原則，促進(jìn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展。另外，油氣資源儲(chǔ)備及其開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用同時(shí)也會(huì)影響環(huán)境與能源的保護(hù)效果，有效的長(zhǎng)輸管道設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約利用，避免油氣公司出現(xiàn)過(guò)度開(kāi)采的情況，推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的平衡發(fā)展。最后，智能化、系統(tǒng)性的油氣長(zhǎng)輸管道設(shè)備管理模式實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理方面的創(chuàng)新發(fā)展，充分發(fā)揮長(zhǎng)輸管道的利用價(jià)值，同時(shí)也引領(lǐng)著油氣企業(yè)的發(fā)展，幫助企業(yè)制定相應(yīng)的管理方案，完善設(shè)備維護(hù)維修計(jì)劃，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。

3 基于ERP系統(tǒng)的長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備管理數(shù)據(jù)支持

3.1 基本參數(shù)信息

管理數(shù)據(jù)信息是系統(tǒng)進(jìn)行站場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定的重要依據(jù)，ERP系統(tǒng)中最主要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理通常被稱為主數(shù)據(jù)管理。技術(shù)人員將結(jié)合實(shí)際長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備的特征以及管理需求對(duì)站場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行分類管理，整體分為九大類設(shè)備（跨專業(yè)臺(tái)套設(shè)備、機(jī)械、電氣、儀表自動(dòng)化、通信、陰保、維搶修、計(jì)量、特種設(shè)備），其中對(duì)應(yīng)小類則達(dá)到800多個(gè)。ERP系統(tǒng)的基本參數(shù)信息包括設(shè)備結(jié)構(gòu)信息以及靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，比如設(shè)備的尺寸、安裝位置、規(guī)格型號(hào)、出廠日期、工藝編號(hào)、資產(chǎn)編號(hào)等。結(jié)構(gòu)信息管理是ERP系統(tǒng)針對(duì)長(zhǎng)輸管道大型設(shè)備所建立的臺(tái)套設(shè)備管理模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)套設(shè)備及其子設(shè)備既單獨(dú)管理同時(shí)又進(jìn)行體系管理。另外，ERP系統(tǒng)還將構(gòu)建完整的設(shè)備檔案管理模塊，用于記錄設(shè)備基本信息、缺陷數(shù)據(jù)、維修保養(yǎng)記錄等。

3.2 運(yùn)行數(shù)據(jù)信息

ERP系統(tǒng)將根據(jù)站場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)情況記錄其運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括完好運(yùn)行、完好備用、生產(chǎn)性停機(jī)、故障性停機(jī)、保養(yǎng)性停機(jī)、報(bào)廢等多種狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)與長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)的連接能夠獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，了解其運(yùn)行時(shí)間，并且在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)與分析，為站場(chǎng)設(shè)備的管理與維護(hù)提供工作依據(jù)，之后還能夠通過(guò)系統(tǒng)軟件智能化測(cè)算功能獲取相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)報(bào)表。

3.3 失效數(shù)據(jù)信息

一旦站場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題或者失效狀態(tài)，那么ERP系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)獲取相關(guān)失效信息，比如失效設(shè)備部位、故障現(xiàn)場(chǎng)描述等，為技術(shù)人員分析失效模式、直接原因、修理措施等信息。系統(tǒng)在展示實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同時(shí)還將結(jié)合歷史維護(hù)信息、設(shè)備結(jié)構(gòu)信息以及設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)分析其可能出現(xiàn)的失效模式，確定維修方案，并根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的維修情況再次記錄和補(bǔ)充設(shè)備維護(hù)記錄，最終形成失效管理閉環(huán)。

4 基于ERP系統(tǒng)的長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備完整性管理功能支持

4.1 RCM評(píng)價(jià)功能

前文提到的風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)技術(shù)（RBI）、基于可靠性的維護(hù)技術(shù)（RCM）以及安全完整性等級(jí)評(píng)估技術(shù)（SIL）都將參與長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)設(shè)備完整性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，這也是開(kāi)展設(shè)備完整性管理以及設(shè)備維修維護(hù)工作的基礎(chǔ)，只有做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，才能夠明確設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)備管理方案。其中的RCM能夠檢測(cè)系統(tǒng)的功能是否失效，并幫助工作人員明確系統(tǒng)失效的不同后果，之后使用規(guī)范化邏輯決斷手段制定出針對(duì)不同失效后果的預(yù)防處置策略。該系統(tǒng)功能的前提就是保障設(shè)備的安全性與完整性，以損失最小為構(gòu)建目標(biāo)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維修策略的優(yōu)化。ERP系統(tǒng)中不同的數(shù)據(jù)模塊能夠提供相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，比如結(jié)構(gòu)信息、歷史失效信息、維護(hù)維修信息等，為RCM的實(shí)施提供數(shù)據(jù)支持。根據(jù)ERP系統(tǒng)的功能層級(jí)關(guān)系，對(duì)于RCM的基本目標(biāo)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先，RCM具有分析設(shè)備功能失效模式，其能夠檢測(cè)并分析系統(tǒng)各設(shè)備與部件的失效情況，并調(diào)用ERP系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備與部件的維護(hù)維修數(shù)據(jù)以及設(shè)備失效數(shù)據(jù)得到可能出現(xiàn)的失效模式，協(xié)助技術(shù)人員分析出現(xiàn)失效的原因。根據(jù)ERP系統(tǒng)提供的設(shè)備部件失效以及維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)將準(zhǔn)確判定失效模式以及其對(duì)于功能性的影響，明確每一個(gè)失效的嚴(yán)重程度，并根據(jù)級(jí)別制定不同的預(yù)防維修策略。之后，系統(tǒng)還將綜合分析設(shè)備失效頻率以及歷史維修相關(guān)數(shù)據(jù)，分析不同故障模式出現(xiàn)的概率，進(jìn)一步確定失效發(fā)生頻率。系統(tǒng)還應(yīng)針對(duì)不同的失效模式開(kāi)展各維度的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，比如安全風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、生產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)成本風(fēng)險(xiǎn)等。RCM最關(guān)鍵的功能就是明確設(shè)備的重要級(jí)別，重點(diǎn)識(shí)別系統(tǒng)中起到關(guān)鍵作用的設(shè)備，并賦予高風(fēng)險(xiǎn)或者低風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)識(shí)，制定對(duì)應(yīng)的維護(hù)維修方案。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員確定之后就可以將生成的維護(hù)維修方案導(dǎo)入系統(tǒng)中形成正式的工單。ERP系統(tǒng)體現(xiàn)出強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，其能夠通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)現(xiàn)對(duì)維護(hù)維修工作的優(yōu)化，為RCM體系的實(shí)施提供準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以便RCM構(gòu)建維修工作包，提高維護(hù)維修以及故障預(yù)防工作的科學(xué)性，在保障設(shè)備正常運(yùn)行的前提下避免過(guò)度維護(hù)，減少維護(hù)工作的成本。

4.2 維護(hù)管理功能

通過(guò)站場(chǎng)設(shè)備完整性體系風(fēng)險(xiǎn)管理的RCM及RBI等發(fā)揮作用之后，ERP系統(tǒng)就可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建針對(duì)性維護(hù)維修計(jì)劃，并定期提醒、彈出保養(yǎng)計(jì)劃，直到現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)提醒完成保養(yǎng)維護(hù)工作之后系統(tǒng)將記錄實(shí)際保養(yǎng)時(shí)間并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息歸檔，生成不同設(shè)備的歷史保養(yǎng)數(shù)據(jù)單。ERP系統(tǒng)根據(jù)計(jì)劃彈出的維修工單將涵蓋管理工作中的各個(gè)主體，比如人、財(cái)、物等，以上主體體現(xiàn)在實(shí)際工作中則包括維修工時(shí)、工序、失效信息、安全作業(yè)等內(nèi)容。除了以上按照故障預(yù)防以及日常維護(hù)計(jì)劃彈出的工單之外，技術(shù)人員在處理設(shè)備突發(fā)故障的時(shí)候應(yīng)及時(shí)在系統(tǒng)中創(chuàng)建新工單，并在故障排除之后將整個(gè)過(guò)程相關(guān)信息進(jìn)行錄入。ERP系統(tǒng)日常收集的設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)可以作為站場(chǎng)完整性管理的信息來(lái)源，而日常收集的數(shù)據(jù)包括設(shè)備故障時(shí)技術(shù)人員的系統(tǒng)保修信息、站場(chǎng)完整性管理系統(tǒng)自動(dòng)獲取的設(shè)備故障編碼信息、系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息、系統(tǒng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)生成的維修計(jì)劃信息、ERP系統(tǒng)觸發(fā)工單執(zhí)行任務(wù)信息、ERP系統(tǒng)人為填寫的設(shè)備失效信息等。

4.2.1 預(yù)防維修

預(yù)防性維修主要是指在設(shè)備沒(méi)有發(fā)生故障或尚未造成損壞的前提下即展開(kāi)一系列維修的維修方式，通過(guò)對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)性檢查、測(cè)試和維護(hù)保養(yǎng)以防止故障發(fā)生，使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動(dòng)。預(yù)防性維修工作量大，輸油氣站設(shè)備預(yù)防性維修主要依照設(shè)備廠家的推薦以及設(shè)備運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，按設(shè)備運(yùn)行時(shí)間制定維修保養(yǎng)的計(jì)劃，有效減少設(shè)備意外失效和非計(jì)劃性停輸，節(jié)約設(shè)備耗能，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

4.2.2 事后維修

事后維修策略是一種“設(shè)備一直運(yùn)行到損壞”的維修模式，即是在設(shè)備失效前不采取任何維護(hù)維修手段，直到設(shè)備因損壞而停機(jī)。事后維修無(wú)需任何作業(yè)計(jì)劃，但必須在人力、備品備件、工器具方面有所保障。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為維修成本低，技術(shù)要求低，所需維修人員相對(duì)較少，可以最大限度地延長(zhǎng)設(shè)備的首次有效使用周期。

對(duì)管輸企業(yè)而言，其長(zhǎng)輸管道將負(fù)責(zé)進(jìn)行原油、成品油以及天然氣等資源產(chǎn)品的運(yùn)輸，因此事后維修的缺點(diǎn)非常明顯，長(zhǎng)輸管道輸油泵、截?cái)嚅y門、壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備因故障停機(jī)，易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，甚至造成油氣管道下游中斷供應(yīng)，引發(fā)市場(chǎng)恐慌等嚴(yán)重后果。因此，事后維修適用于故障后果輕微、設(shè)備停機(jī)損失較小的非關(guān)鍵設(shè)備。

4.2.3 預(yù)測(cè)性維修

預(yù)測(cè)性維修策略又稱為視情維修或狀態(tài)維修策略，是在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的條件下，通過(guò)預(yù)測(cè)性技術(shù)手段判斷設(shè)備某一或某些關(guān)鍵性能指標(biāo)或關(guān)鍵部件狀態(tài)參數(shù)是否發(fā)生明顯劣化，進(jìn)而決定設(shè)備何時(shí)進(jìn)行大修的策略。預(yù)測(cè)性維修要求對(duì)設(shè)備的某幾項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行周期或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)反映設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而判斷設(shè)備維修時(shí)間和維修內(nèi)容。目前，長(zhǎng)輸管道企業(yè)應(yīng)用較廣的預(yù)測(cè)性維修技術(shù)主要包括輸油泵、壓縮機(jī)、電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)。

4.3 效能評(píng)價(jià)功能

與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及維修維護(hù)相比，效能評(píng)價(jià)功能主要針對(duì)站場(chǎng)設(shè)備單元的投入與產(chǎn)出現(xiàn)狀進(jìn)行綜合考量，利用數(shù)據(jù)評(píng)估設(shè)備工作效率，并將工作效率與歷史數(shù)據(jù)以及工作期望進(jìn)行對(duì)比，提出設(shè)備管理工作以及效能改進(jìn)的相關(guān)建議。針對(duì)長(zhǎng)輸管道站場(chǎng)大型機(jī)械設(shè)備，ERP系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其的效能評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括設(shè)備綜合完好率WHL、設(shè)備責(zé)任事故發(fā)生率SGL、大修理計(jì)劃完成率DXL等。用于計(jì)算評(píng)估的相關(guān)機(jī)械設(shè)備參數(shù)能夠通過(guò)ERP系統(tǒng)自動(dòng)獲取，之后再根據(jù)計(jì)算公式進(jìn)行自動(dòng)測(cè)算，得到最終的效能評(píng)估結(jié)果。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)站場(chǎng)設(shè)備管理模式與技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，本文提出以ERP為基礎(chǔ)的設(shè)備完整性管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)站場(chǎng)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、維修維護(hù)以及效能評(píng)估等功能，有效開(kāi)展設(shè)備管理工作，保障站場(chǎng)設(shè)備效用的正常發(fā)揮。