設備資產完整性管理數字化平臺設計與應用

夏向陽，尹 飛，睢星飛，石 帥，王子維

（中海油安全技術服務有限公司，天津 300450）

0 引言

當前，信息化、數字化、智能化的發展浪潮撲面而來，黨的十九大報告中提出建設“數字中國”，將推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，培育新增長點、形成新動能。

設備設施是公司安全平穩生產經營的前提，是創造利潤和價值的重要載體。如何科學有效、經濟合理地管理設備設施意義非常重大，但是目前多數企業存在數據匯總、統計報表等日常事務占據大量時間、設備信息獲取不及時、有用數據無法有效保存和傳承等問題。為解決上述問題，需要一套科學、先進、貼近現場的設備資產完整性管理數字化平臺，優化現場設備資產管理模式。

1 建設背景

1.1 國家層面

2020 年9 月，國務院印發《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》，提出要加快建設推廣智慧電網、智慧管網、智能電站、智能油田、智能礦山等智能現場，著力提高集成調度、遠程操作、智能運維水平，強化能源資產資源規劃、建設和運營全周期運營管控能力，實現能源企業全業務鏈的協同創新、高效運營和價值提升。基于數字化的完整性技術服務能夠充分運用現有數據[1]；基于信息化，依托新工具，提高工作效率；依托新產品，促進產業升級。基于數字化的完整性技術服務在實現完整性技術服務轉型的基礎上，能更有效促進企業資產的保值增值。

1.2 企業層面

從安全管理的角度，近年來設備設施管理面臨的安全環保問題逐步顯現[2-4]，設備設施事故時有發生。隨著設備設施資產的不斷復雜化、精細化、智能化，傳統管理理念和方法已經無法滿足資產所有者對于設備設施安全性、可靠性、經濟性日益嚴格的要求，需要采取“完整性管理”的理念和方法，運用數字化手段，通過大數據分析評價以提高決策效率，實現設備設施安全性、可靠性、經濟性三者的最優平衡為目標。當前國家安全產業政策明確提出安全產業升級的要求[5-6]，安全產業發展趨勢和路徑逐漸明確，結合大數據、互聯網+、云計算等數字化技術，在安全技術體系、安全技術裝備及安全與應急產品研發應用等方面推動產業發展。

作為一種系統的、動態的、基于風險的全生命周期管理理念，設備設施完整性管理模式已經在國內得到了普遍的認同并推廣[7-8]，設備資產完整性管理數字化平臺成為企業提高提升安全、設備資產管理績效的重要手段。

2 設備資產完整性管理數字化平臺設計

2.1 設備資產完整性管理數字化平臺設計思路

設備資產完整性管理數字化平臺是在傳統設備管理模式的基礎上，融入公司自身技術積累，并充分與數字化、智能化技術進行有效結合，形成新的設備資產完整性管理工具。該平臺基于大數據管理，實現了工作制度化、制度流程化、流程信息化的優化服務模式，提升企業設備資產管理體驗。

設備資產完整性管理數字化平臺的核心理念是構筑科學的、便捷的現場設備資產管理，通過大數據積累應用和管理流程固化實現（圖1）。該平臺一方面能將設備資產日常管理過程中產生的檢查信息、維修數據、費用情況等進行有機整合，同時引入DCS、監測系統等現有設備管理系統中產生的數據進行綜合分析；另一方面能將完整性管理要求的工作進行流程化和系統化的梳理，通過信息化的手段進行固化，切實提升設備設施本質安全。通過平臺的使用可以實現對風險等關鍵數據的大數據分析與積累，真正將數據轉化為可視化的知識和建議，為全面實現智能化工廠打下堅實基礎。

圖1 設備資產完整性管理數字化平臺內涵

2.2 管理理念與平臺架構

設備資產完整性管理數字化平臺基于中國海油先進資產完整性管理理念，借鑒行業內設備管理信息系統良好做法搭建而成，以管理完整性、技術完整性、經濟完整性和全生命周期管理為核心內涵，對設備設施開展系統、動態管理。

設備設施完整性管理信息系統緊密結合完整性管理工作，利用信息技術進行總體規劃和設計，深化設備相關數據整合，建設完成全公司各級設備管理相關人員參與業務的設備管理信息平臺。將完整性管理納入公司設備管理相關部門的業務流程，使完整性管理工作各階段、各部門之間無縫銜接，做到業務流程合理化、績效監控動態化、管理改善持續化。

設備設施完整性管理系統各個功能模塊劃分為系統用戶層、業務應用層、數據管理、應用平臺層等，多層架構符合“高內聚，低耦合”思想，各層之間采用接口相互訪問，并通過對象模型的實體類作為數據傳遞的載體，實體類的屬性與數據庫表的字段名一致（圖2）。

圖2 設備資產完整性管理數字化平臺整體框架

2.3 平臺功能特點

設備資產完整性管理數字化平臺以“工業大數據”技術為依托，構建集“管理、技術、經濟”于一體的數字化設備安全管理平臺。通過對信息的深度挖掘利用、智能化分析與可視化應用，實現設備運行風險管控、設備異常預測預警、設備預防性維修，為設備完整性管理開展全面分析及決策提供全方位支持，提升了設備實時感知、風險預警、知識管理、決策支持能力，保障設備設施本質安全。

按照中國海油設備設施完整性管理理念，設備資產完整性管理數字化平臺以管理完整性、技術完整性、經濟完整性和全生命周期管理為主線，搭建了五大方面和200 余個模塊，平臺首頁如圖3 所示。一方面滿足完整性方法論的全要素管理（風險管理、目標與實現目標的策劃、培訓管理、運行控制、變更管理、承包商管理、監視測量、改進等），另一方面又涵蓋了動設備、靜設備、電氣設備和儀表設備管理，并針對特種設備、儲罐、管道等形成專項管理要求。

圖3 設備資產完整性管理數字化平臺首頁

平臺基于設備完整性管理業務及流程，功能模塊涵蓋數據管理、KPI 指標、風險管理、狀態監測、運行管理、故障管理、檢修管理等，將設備管理涉及的設備檢查、監測、保養、維修等各個環節的數據進行集中管理，規范管理流程，并與DCS 系統、監測系統等進行數據交互，實現基于風險的全生命周期管理。系統模塊可由企業自主配置，以適應不同管理模式下的設備資產完整性管理。

通過完整性管理數字化平臺應用，能充分整合企業在設備管理中產生的有用數據，通過對狀態監測系統、DCS 和SAP 等系統的集成，實現對信息的深度挖掘利用、智能化分析與可視化應用，實現設備運行風險管控，設備異常預測預警，設備預防性維修，為設備完整性管理開展全面分析及決策提供全方位支持，提升了設備實時感知、知識管理、決策支持能力。設備設施完整性管理數字化平臺有以下特點：

（1）以先進設備設施完整性管理理念為基礎，理論科學。

（2）建立故障診斷模型，實現設備設施維修方式向預知性和預防性轉變。

（3）多重預警，提高設備管理的科學性與規律性。

（4）設備檢維修大數據分析與積累。

（5）科學庫存，保障企業安全生產。

（6）大數據集成應用，助力科學決策。

（7）智能運算，KPI 多維展示。

（8）周、月報智能生成與推送。

（9）企業風險一張圖實時展示。

（10）計劃、工單全流程管控。

（11）設備設施全生命周期費用統計分析。

2.4 信息安全

信息安全是一個永久的話題，隨著時代的發展和計算機網絡的普及，信息安全的重要性越來越大，特別是受近年國際形勢影響，國內網絡攻防演練等也越來越頻繁。為保障數字化平臺的安全性，平臺從安全管理、終端安全、網絡安全、主機安全、數據安全、物理安全、邊界安全和應用安全方面均進行了深入研究和措施制定（圖4）。

圖4 設備資產完整性管理數字化平臺安全防護架構

3 設備資產完整性管理數字化平臺成功實踐

設備資產完整性管理數字化平臺的開發是應企業之需，解企業之難，為保障企業設備設施本質安全保駕護航。針對不同企業的不同需求實施數字化創新實踐，該平臺目前已在多家石油化工企業、倉儲企業、政府機構等進行了實施部署，切實提升了企業設備設施管理水平。并且，設備資產完整性管理數字化平臺在服務中與企業、政府機構等共同孵化基于數字化的完整性技術，實現完整性技術的數字化轉型。

以X 公司為例，X 公司是典型的設備重資產單位，在重組后共計生產裝置100 余套，資產原值超過600 億元。從公司管理職能出發，X 公司引入設備資產完整性管理數字化平臺，重點管控突出，使用大屏展示，使管理者和領導層能直觀了解所屬單位的設備設施完整性情況，并作出針對性決策。

數字化平臺應用后，X 公司整體設備故障率逐年降低。根據數字化平臺報表顯示，同比2017 年，設備故障率從0.28%下降到0.17%，有力地保障了生產裝置長周期運行及安全平穩生產。在總體維修工作量保持穩定的基礎上，X 公司設備預防性維修比率逐年升高，同比2017 年設備預防性維修比率從86.37%上升到92.64%，為公司整體提質降本做出了貢獻。通過設備資產完整性管理數字化平臺的引入，X 公司設備管理方式實現優化，2017—2019 年實施各年累計效益額為2.877 8 億元，助力了企業提質降本增效，社會經濟效益顯著。

4 結語

數字化、智能化管理是設備管理理念發展的必然趨勢，隨著網絡技術、智能設備等的發展，設備資產完整性管理數字化平臺架構將更加完善，助力企業安全生產，切實保障人民的生命財產安全。

秉承“厚平臺、薄應用、模塊化、迭代式”的建設思路，設備資產完整性管理數字化平臺采用了中國海油設備設施完整性先進管理理念，借鑒業內設備設施完整性信息系統建設的良好實踐，按照全生命周期管理、技術完整性五步循環、基于風險管理等理念進行設計開發，遵循設備設施完整性的總體功能要求，將設備管理涉及的設備檢查、監測、保養、維修等各個環節的數據進行集中管理，規范管理流程，并支持與其他系統進行數據交互、集成，真正實現基于風險的全生命周期管理。通過設備資產完整性管理數字化平臺的應用，生產經營單位固化了先進設備管理理念，轉變了維修模式，提高設備設施完整性水平，保障設備設施健康平穩運行，助推企業提質降本增效。