基于ERP系統的長輸管道站場設備完整性管理

羅 丹，劉佳侖

（國家管網集團山東天然氣管道有限公司，山東 濟南 250101）

經過調查可知，當前我國在長輸管道站場管理工作中已經引進了風險檢驗技術（RBI）、基于可靠性的維護技術（RCM）以及安全完整性等級評估技術（SIL）等，旨在完善長輸管道站場設備管理系統功能，實現對運輸數據的收集與處理，保障站場設備的有效性。我國的石油石化工藝技術以及裝備發展較為成熟，但在管道站場設置以及接收站設備設施中卻存在不適應的問題，而導致不適應的原因就是管道站場數據收集以及分析工作的不到位。這樣就會導致站場損失大量歷史數據，數據的缺乏將直接影響風險評估以及可靠性模型的建立。當前我國大多使用國外的通用失效頻率建立模型，但這樣的評估模型缺乏精準性，很難在國內站場中發揮作用。因此技術人員應結合ERP技術構建站場設備完整性管理系統，全面收集工作數據，保障油氣運輸工作的正常進行。

1 ERP系統管理概述

所謂的ERP指的是企業資源計劃，該系統中含有現代化的、先進的企業管理理念以及高度集成化的信息技術，能夠發揮數據收集以及管理決策等作用。ERP系統中的設備信息管理模塊能夠實現對設備資產的有效管理，能夠通過功能位置主數據、設備主數據以及其他主數據的維護實現對管道設備空間、功能等邏輯架構的自主構造，并根據用戶需求靈活提取和應用其中的數據，高集成化的信息技術能夠有效提高數據檢索以及處理的速度，根據設備維護歷史數據整理制定出相應的維護計劃與方案，這樣一來不僅能夠降低設備維護的成本，提高設備維護的有效性，同時還能夠實現設備故障預防和設備保護。ERP系統的應用能夠構建開放性的信息平臺，并在數據平臺中構建設備基礎數據庫，實現基礎數據的共享與處理，提高設備管理人員的工作效率。ERP系統在站場設備管理工作中的應用能夠實現設備多個維度的檢查與維修，比如設備類型、故障原因、維修費用等，經過系統綜合評估與分析之后將會得出最佳的維護方案，為設備的維護維修工作提供參考。

2 長輸管道站場設備管理的意義

油氣長輸管道站場設備種類較為復雜，不同的設備將根據管線類型以及管理要求進行設置，其中包含機械、電氣、儀表、自控、通信等多個領域的設備，整體數量龐大，且其分布設置體現出點多、面廣、線長等特點。站場機械以及電子設備的系統性監測與管理能夠及時發現站場設備運行過程中存在的問題并根據智能化軟件分析得到維修維護的建議，保障站場設備的有效運行。長輸管道站場設備的綜合運行管理是保障油氣正常運輸與生產的重要手段，因此，工作人員應從設備的制造、安裝、維護、使用等環節入手，總結設備運行與管理工作中的問題，明確設備管理的基本目標，完善設備管理體系，保障設備的正常運行，延長設備的使用壽命，提高油氣資源利用率。與傳統的站場設備管理模式不同，隨著信息技術的不斷發展，站場設備類型逐漸豐富，功能偏向于精細化、自動化、智能化發展，這就意味著站場設備的結構逐漸復雜，能夠適應各種運行工作環境，但同時對于設備管理以及維護工作的要求也更高了。油氣資源本身就屬于不可再生資源，如果站場設備出現質量問題或者運行問題，就會導致油氣資源的浪費，對自然生態以及經濟發展造成不利影響。因此人們將智能化技術與信息技術融入油氣長輸管道設備管理工作中，旨在發揮油氣的最大利用率，減少資源浪費，緩解當前油氣資源短缺的現狀，體現出我國可持續發展的基本原則，促進社會效益與經濟效益的同步發展。另外，油氣資源儲備及其開發技術的應用同時也會影響環境與能源的保護效果，有效的長輸管道設備管理與監測能夠實現資源節約利用，避免油氣公司出現過度開采的情況，推動我國能源結構的平衡發展。最后，智能化、系統性的油氣長輸管道設備管理模式實現了生產管理方面的創新發展，充分發揮長輸管道的利用價值，同時也引領著油氣企業的發展，幫助企業制定相應的管理方案，完善設備維護維修計劃，在保護生態環境的前提下獲取更高的經濟效益。

3 基于ERP系統的長輸管道站場設備管理數據支持

3.1 基本參數信息

管理數據信息是系統進行站場設備運行狀態判定的重要依據，ERP系統中最主要的基礎數據管理通常被稱為主數據管理。技術人員將結合實際長輸管道站場設備的特征以及管理需求對站場設備進行分類管理，整體分為九大類設備（跨專業臺套設備、機械、電氣、儀表自動化、通信、陰保、維搶修、計量、特種設備），其中對應小類則達到800多個。ERP系統的基本參數信息包括設備結構信息以及靜態數據信息，比如設備的尺寸、安裝位置、規格型號、出廠日期、工藝編號、資產編號等。結構信息管理是ERP系統針對長輸管道大型設備所建立的臺套設備管理模式，實現對臺套設備及其子設備既單獨管理同時又進行體系管理。另外，ERP系統還將構建完整的設備檔案管理模塊，用于記錄設備基本信息、缺陷數據、維修保養記錄等。

3.2 運行數據信息

ERP系統將根據站場設備運行狀態檢測情況記錄其運行數據，包括完好運行、完好備用、生產性停機、故障性停機、保養性停機、報廢等多種狀態。系統通過與長輸管道SCADA系統的連接能夠獲取設備的實時運行狀態，了解其運行時間，并且在系統內部進行存儲與分析，為站場設備的管理與維護提供工作依據，之后還能夠通過系統軟件智能化測算功能獲取相關經濟技術指標報表。

3.3 失效數據信息

一旦站場設備出現故障問題或者失效狀態，那么ERP系統將會自動獲取相關失效信息，比如失效設備部位、故障現場描述等，為技術人員分析失效模式、直接原因、修理措施等信息。系統在展示實現數據信息的同時還將結合歷史維護信息、設備結構信息以及設備日常運行數據分析其可能出現的失效模式，確定維修方案，并根據當前設備的維修情況再次記錄和補充設備維護記錄，最終形成失效管理閉環。

4 基于ERP系統的長輸管道站場設備完整性管理功能支持

4.1 RCM評價功能

前文提到的風險檢驗技術（RBI）、基于可靠性的維護技術（RCM）以及安全完整性等級評估技術（SIL）都將參與長輸管道站場設備完整性風險評估工作，這也是開展設備完整性管理以及設備維修維護工作的基礎，只有做好風險評估工作，才能夠明確設備的實際運行狀況，進而優化設備管理方案。其中的RCM能夠檢測系統的功能是否失效，并幫助工作人員明確系統失效的不同后果，之后使用規范化邏輯決斷手段制定出針對不同失效后果的預防處置策略。該系統功能的前提就是保障設備的安全性與完整性，以損失最小為構建目標實現系統維修策略的優化。ERP系統中不同的數據模塊能夠提供相對應的數據信息，比如結構信息、歷史失效信息、維護維修信息等，為RCM的實施提供數據支持。根據ERP系統的功能層級關系，對于RCM的基本目標與結構設計。首先，RCM具有分析設備功能失效模式，其能夠檢測并分析系統各設備與部件的失效情況，并調用ERP系統中相關設備與部件的維護維修數據以及設備失效數據得到可能出現的失效模式，協助技術人員分析出現失效的原因。根據ERP系統提供的設備部件失效以及維護相關數據信息，系統將準確判定失效模式以及其對于功能性的影響，明確每一個失效的嚴重程度，并根據級別制定不同的預防維修策略。之后，系統還將綜合分析設備失效頻率以及歷史維修相關數據，分析不同故障模式出現的概率，進一步確定失效發生頻率。系統還應針對不同的失效模式開展各維度的風險評估，比如安全風險、環境風險、生產損失風險、維護成本風險等。RCM最關鍵的功能就是明確設備的重要級別，重點識別系統中起到關鍵作用的設備，并賦予高風險或者低風險的標識，制定對應的維護維修方案。經過技術人員確定之后就可以將生成的維護維修方案導入系統中形成正式的工單。ERP系統體現出強大的數據處理功能，其能夠通過風險評估實現對維護維修工作的優化，為RCM體系的實施提供準確的歷史數據及業務數據，以便RCM構建維修工作包，提高維護維修以及故障預防工作的科學性，在保障設備正常運行的前提下避免過度維護，減少維護工作的成本。

4.2 維護管理功能

通過站場設備完整性體系風險管理的RCM及RBI等發揮作用之后，ERP系統就可以根據相關數據構建針對性維護維修計劃，并定期提醒、彈出保養計劃，直到現場技術人員根據提醒完成保養維護工作之后系統將記錄實際保養時間并將相關數據信息歸檔，生成不同設備的歷史保養數據單。ERP系統根據計劃彈出的維修工單將涵蓋管理工作中的各個主體，比如人、財、物等，以上主體體現在實際工作中則包括維修工時、工序、失效信息、安全作業等內容。除了以上按照故障預防以及日常維護計劃彈出的工單之外，技術人員在處理設備突發故障的時候應及時在系統中創建新工單，并在故障排除之后將整個過程相關信息進行錄入。ERP系統日常收集的設備相關數據可以作為站場完整性管理的信息來源，而日常收集的數據包括設備故障時技術人員的系統保修信息、站場完整性管理系統自動獲取的設備故障編碼信息、系統風險評估信息、系統趨勢預測生成的維修計劃信息、ERP系統觸發工單執行任務信息、ERP系統人為填寫的設備失效信息等。

4.2.1 預防維修

預防性維修主要是指在設備沒有發生故障或尚未造成損壞的前提下即展開一系列維修的維修方式，通過對設備的系統性檢查、測試和維護保養以防止故障發生，使其保持在規定狀態所進行的全部活動。預防性維修工作量大，輸油氣站設備預防性維修主要依照設備廠家的推薦以及設備運行管理經驗，按設備運行時間制定維修保養的計劃，有效減少設備意外失效和非計劃性停輸，節約設備耗能，并延長設備的使用壽命。

4.2.2 事后維修

事后維修策略是一種“設備一直運行到損壞”的維修模式，即是在設備失效前不采取任何維護維修手段，直到設備因損壞而停機。事后維修無需任何作業計劃，但必須在人力、備品備件、工器具方面有所保障。其優勢主要體現為維修成本低，技術要求低，所需維修人員相對較少，可以最大限度地延長設備的首次有效使用周期。

對管輸企業而言，其長輸管道將負責進行原油、成品油以及天然氣等資源產品的運輸，因此事后維修的缺點非常明顯，長輸管道輸油泵、截斷閥門、壓縮機等關鍵設備因故障停機，易引發安全生產事故，甚至造成油氣管道下游中斷供應，引發市場恐慌等嚴重后果。因此，事后維修適用于故障后果輕微、設備停機損失較小的非關鍵設備。

4.2.3 預測性維修

預測性維修策略又稱為視情維修或狀態維修策略，是在不影響設備正常運行的條件下，通過預測性技術手段判斷設備某一或某些關鍵性能指標或關鍵部件狀態參數是否發生明顯劣化，進而決定設備何時進行大修的策略。預測性維修要求對設備的某幾項關鍵參數進行周期或實時監測，通過檢測的數據反映設備實際運行狀態，進而判斷設備維修時間和維修內容。目前，長輸管道企業應用較廣的預測性維修技術主要包括輸油泵、壓縮機、電氣設備運行監測。

4.3 效能評價功能

與風險評估以及維修維護相比，效能評價功能主要針對站場設備單元的投入與產出現狀進行綜合考量，利用數據評估設備工作效率，并將工作效率與歷史數據以及工作期望進行對比，提出設備管理工作以及效能改進的相關建議。針對長輸管道站場大型機械設備，ERP系統能夠實現對其的效能評價，具體評價項目包括設備綜合完好率WHL、設備責任事故發生率SGL、大修理計劃完成率DXL等。用于計算評估的相關機械設備參數能夠通過ERP系統自動獲取，之后再根據計算公式進行自動測算，得到最終的效能評估結果。

5 結束語

綜上所述，針對我國傳統站場設備管理模式與技術應用中存在的問題，本文提出以ERP為基礎的設備完整性管理系統，實現對站場設備的風險評估、維修維護以及效能評估等功能，有效開展設備管理工作，保障站場設備效用的正常發揮。