核電儀控維修數據信息平臺開發及應用

姬新峰

【摘 要】本文介紹了當前核電站儀控維修數據管理現狀，并對核電儀控維修數據精細化管理信息系統平臺的開發思路和創新點進行歸納總結，供同行調試或者日常維護中參考。

【關鍵詞】儀控維修數據信息平臺建設；項目創新；平臺建設難點與成果

0 引言

核電站儀表控制系統是一個非常復雜的系統，通過各類測量儀表、控制設備對重要設備工況進行監測和控制，因此儀控維修人員必須對各類儀控設備運行狀態非常了解，對可能發生的故障及其原因要很熟悉，才能對可能出現的事件或事故進行及時、準確地判斷。但實際上單靠個人的能力很難保證這些綜合目標的實現，特別是在應急值班情況下，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確及時地發現和處理設備缺陷。

綜上，需要搭建一個儀控維修數據信息平臺，能夠集中儀控設備的歷史缺陷情況、整體儀控設備的缺陷分布/趨勢情況、機組I0消耗情況，并通過對專項數據整合、分析、長期監控，進行精細化管理，及時發現設備缺陷趨勢、設備共模問題、及設備維修工作過程控制問題。

1 儀控維修數據信息平臺建設總體思路

平臺需階段性定期對設備維修狀態進行分析總結，為后續維修開展和系統、設備改造及優化工作提供參考。同時，隨著SAP系統、I0數據庫系統及其他信息化平臺的應用，平臺可以便捷地將生產的數據進行整合處理，能夠實現對工作過程控制、設備狀態監控。

1.1 工作票系統（簡稱SAP）中通知單/工單

工作票系統（簡稱SAP）中通知單/工單是現場系統、設備缺陷處理的直接載體，承擔著設備缺陷各工作過程的流轉，從工作票的發起、文件準備直至完工報告的各個環節，設備缺陷的處理過程被清晰地記錄，能夠直觀地反映出現場缺陷處理和分布狀況，故以工作票數據為基礎，對數據進行優化應用，將極大方便設備缺陷數據的管理和分析。

1.2 機組I0信息

機組I0信息是核電站設備狀態安全功能可用性、是否偏離工況下造成安全降級的重要指標體現，尤其是隨機第一組I0的數量、I0消耗系統分布、I0消耗時間、所占機組I0消耗比都體現了設備健康的狀態。

1.3 關鍵設備信息

針對關鍵設備信息進行專項梳理，一個設備的“健康”狀況主要包括設備的系統風險、是否CCM設備、是否敏感區域、是否有關聯的存活TCA、服務支持、對應的標準指令、歷史缺陷記錄、設備缺陷偏差記錄等，可將這些重要信息進行關聯，可在一個頁面對一個系統進行直觀、全面的了解。

2 信息平臺建設項目創新建設

本項目開發創新點在于綜合核電行業儀控設備維修關鍵數據進行精細化管理，以目前SAP平臺中設備缺陷信息、機組I0信息、關鍵重要設備狀態信息、專項管理信息等海量數據基礎上，對儀控設備關鍵數據進行“剝離”、整合、分析，以對設備缺陷關注方面為維度進行多元劃分，使用數據統計分析的方法來進行平臺數據處理，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，以及設備缺陷趨勢、設備共模問題、及設備維修工作過程控制問題。

平臺主要包括以下三個模塊：

1）儀控設備日常維修月度分析

以對設備缺陷關注方面為維度進行劃分，使用數據統計分析的方法來進行平臺數據處理，可以單一維度或多維度進行綜合分析，自動生成直觀的柱狀、餅狀或曲線趨勢圖，給使用人（日常協調、準備工程師、工作負責人）對工單執行狀態及設備缺陷最直觀的呈現。該模塊每月對SAP平臺中新增的儀控設備維修通知單、工單自動進行多維度分析（通知單/工單狀態分布維度；按優先級分類分布維度；故障類型分類分布維度；系統分類分布維度；專業組分類分布維度），并生成《儀控設備日常維修月度分析報告》，及時發現設備缺陷率、工單執行率情況、糾正性維修/預防性維修比例偏差等情況。

2）儀控設備I0消耗周統計

以機組隨機第一組、第二組I0的消耗時間、消耗系統分布、消耗比作為重要設備的監控手段，定期對設備狀態安全功能可用性、是否偏離工況下造成安全降級自動數據處理，并實現數據分布顯示及趨勢跟蹤。

儀控設備I0消耗周統計，包括I0消耗系統分布、I0消耗時間、儀控專業I0消耗比，能夠對儀控設備的I0消耗進行趨勢跟蹤、及系統設備分析對比，對I0消耗比較高設備進行專項分析及處理跟蹤。

3）關鍵設備信息庫

以儀控某單一設備的重要信息進行專項匯聚，包括設備的系統風險（跳機、跳堆等）、是否有關聯的存活TCA、服務支持（搭建腳手架、拆保溫等）、歷史缺陷記錄（已分票的工單）、設備缺陷偏差記錄等重要信息進行關聯，可實現全面了解設備的健康狀況，可實現“對癥下藥”。關鍵設備信息庫，將儀控重要設備進行梳理，給準備工程師或工作負責人最直觀、最快速的參考。以上維修關鍵數據是儀控設備最直接的參考數據，在進行精細化整合基礎上可“提煉”出系統缺陷的整體情況和趨勢判斷，有效提高儀控維修人員對設備的整體掌控，減少準備工程師準備工作包時間，減少人因失誤。

3 信息平臺建設難點及成果

本項目的難點在于將SAP平臺中設備缺陷信息、機組I0信息、關鍵重要設備狀態信息等海量數據基礎上，對儀控設備關鍵數據進行“剝離”、整合、分析，主要包括：業務梳理/維度分析、故障模型搭建、數據接口等方面的難點

1）業務深度融合，龐雜業務精細梳理

綜合核電行業儀控設備維修關鍵數據進行管理的關鍵是，熟悉核電工作過程，充分了解現場一個缺陷從發現到處理的各個環節，知悉哪個環節是容易造成滯留耽擱的環節，SAP中哪個狀態的數據可以表征滯留的程度等，只有在核電維修業務精通的基礎上，才能在平臺開發時設置后臺數據的算法及呈現方式。

2）數據現場層延伸，多類設備故障樣本收集及特征提取

設備的故障模型搭建是需要建立的豐富維修經驗積累、設備故障特征參數（故障概率、故障現象關鍵詞）明確、以及設備故障樣本數量基數大足以表征全面的基礎上。

儀控設備日常維修模塊開發初期，由儀控專業5名有6年以上豐富維修經驗的工程師結合維修經驗對常見故障模型進行樣本分析，對8000條數據進行了梳理，建立了基于故障參數的常見故障模型。在此基礎上，才能在平臺開發時，對每月的工單信息（功能位置、缺陷描述）進行數據結構設計和算法分析，以達到自動識別和歸類處理，生產各類統計圖表的功能。

3）創新前沿應用，儀控設備智能化管理

在對儀控設備進行經過幾個換料周期分類多維度監測后，通過對原始積累數據的分析，形成初步的儀控設備故障類型、故障模式、故障概率的模型。可基于模型搭建和大數據技術應用下，進行智能化的監測、診斷、狀態預測。狀態預測在故障診斷和設備維護中有著非常重要的意義，預測維修可以有效的降低故障發生的概率，提高設備運行的經濟性。

4 結束語

核電儀控維修數據精細化管理平臺建設雖然取得了初步的成功，但是在平臺架構和細化方面還有待進一步完善。限于目前本項目開發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習能力，后續要結合管理智能化的方法，采用數據挖掘的自學習算法，隨著智能終端的應用（手機），后續將開發適用于手機終端的App，方便員工使用。

【參考文獻】

[1]梁金華.核電站集中數據處理和安全參數顯示系統（HS-DAS-500系統）[J].計算機自動測量與控制，1998（3）：2-13.

[2]黃義超，趙鋒，張啟明.壓水堆核電廠實時傳輸重要安全參數的規范化初步研究[J].核科學與工程，2011，31（2）：141-145.endprint