CN112819241A - 一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，包括：制定设备的设备类监督及预测性管理项目；根据设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化；根据设备类监督及预测性管理项目，采用预设周期制定预测性维修报告；基于预测性维修报告对核电厂设备进行监督和预测性管理。本发明可对核电厂设备类进行统一管理，可对设备类状态进行持续的或定期的有效监测和评估，可在设备失效前开展有计划的维修，减少非计划的纠正性维修和帮助优化预防性维修项目的周期，提高设备的可靠性和可用性，同时延长设备寿命和减少设备维修成本，可确保设备类监督及预测性健康管理技术覆盖下的设备安全、可靠、经济地运行。
Description
技术领域
本发明涉及设备管理的技术领域，更具体地说，涉及一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法。
背景技术
通过对核电厂设备维护成本进行统计核算发现，目前核电厂的设备维护成本非常高，这对生产及运营均带来极大的成本负担，更严重者甚至影响到核电厂的正常运营。
而导致核电厂的设备维护成本过高的问题是目前的核电厂缺乏设备类统一管理，重复性工作高；缺乏科学的设备类监督及管理方法，对设备类状态未能进行有效评估。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，包括：
制定设备的设备类监督及预测性管理项目；
根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化；
根据所述设备类监督及预测性管理项目，采用预设周期制定预测性维修报告；
基于所述预测性维修报告对核电厂设备进行监督和预测性管理。
优选地，所述制定设备的设备类监督及预测性管理项目之前包括：
根据行业模板，对设备的故障模式、故障机理进行分析；
根据分析结果制定核电厂的设备类预防性维修模板和/或预测性维修模板。
优选地，所述根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
参考预防性维修模板或者预测性维修模板，通过实施所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化。
优选地，所述对当前的预防性维修大纲进行优化包括：建议取消当前的预防性维修大纲、建议延长当前的预防性维修周期、以及建议保持当前的预防性维修大纲。
优选地，所述根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化包括：采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化；
或者，采用简单定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化。
优选地，所述采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
根据综合分析指标与故障影响的严重程度、故障发生概率以及有效干预的检出率的关系；
确定综合分析指标值；
根据所述综合分析指标值对当前的预防性维修大纲进行优化。
优选地，所述确定综合分析指标值包括：
获取故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率；
将所述故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率相乘，所述故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率的乘积为所述综合分析指标值。
优选地，所述根据所述综合分析指标值对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
若所述综合分析指标值小于第一预设值，则建议取消当前的预防性维修大纲；
若所述综合分析指标值大于等于第一预设值且小第二预设值，则建议延长当前的预防性维修周期；
若所述综合分析指标值小于第二预设值，则建议建议保持当前的预防性维修大纲。
优选地，所述方法还包括：
若对当前的预防性维修大纲为：建议取消和建议延长当前的预防性维修周期，则执行预防性维修大纲升版流程。
优选地，所述执行预防性维修大纲升版流程包括：
确定具体设备；
根据所确定的具体设备，设定所述具体设备的监测参数和准则；
根据所述监测参数和准则，确定所述具体设备的监测方法；
基于所述监测方法对所述具体设备进行监督；
获取监督数据，并对所述监督数据进行数据分析；
根据所述数据分析结果对所述具体设备进行状态评价；
输出状态评价结果。
优选地，所述预测性维修报告包括：用于测量预测性维修活动的结果的绩效指标。
优选地，所述绩效指标包括：设备状态统计、预测性维修技术范围内的非预期失效事件、预测性维修发现的设备异常、预测性维修决策的质量、预测性维修技术检测执行量、以及预测性维修技术检测执行率。
实施本发明的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法、装置和电子设备，具有以下有益效果：包括：制定设备的设备类监督及预测性管理项目；根据设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化；根据设备类监督及预测性管理项目，采用预设周期制定预测性维修报告；基于预测性维修报告对核电厂设备进行监督和预测性管理。本发明可对核电厂设备类进行统一管理，可对设备类状态进行持续的或定期的有效监测和评估，可在设备失效前开展有计划的维修，减少非计划的纠正性维修和帮助优化预防性维修项目的周期，提高设备的可靠性和可用性，同时延长设备寿命和减少设备维修成本，可确保设备类监督及预测性健康管理技术覆盖下的设备安全、可靠、经济地运行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，图1为本发明提供的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法各实施例一可选实施例的流程示意图。其中，本发明所指的设备类为根据设备的种类或者类型进行分类的设备，即本发明是对核电厂各种不同类型或者相同类型的设备的监督及预测性管理。
如图1所示，该核电厂设备类监督及预测性健康管理方法包括：
步骤S101、制定设备的设备类监督及预测性管理项目。
其中，在制定设备的设备类监督及预测性管理项目之前可包括：根据行业模板，对设备的故障模式、故障机理进行分析；根据分析结果制定核电厂的设备类预防性维修模板和/或预测性维修模板。
具体的，对于预防性维修模板(PM模板)和预测性维修模板(PdM模板)可根据实际情况制定。即当已有PM模板和PdM模板时，可直接应用该PM模板和PdM模板，当没有时，才需要制定。
进一步地，在制定PM模板和PdM模板时，可以根据设备分级结果，参考EPRI的PMbasis(预防性基础)等行业模板，通过分析设备的故障模式、故障机理等，制定核电厂的设备类PM模板和/或设备类PdM模板。
在一些实施例中，对于PM模板和/或PdM模板的制定过程中，需考虑行业内已有的先进的监测技术，对于未普及相关技术的核电厂，则可以通过调研、逐步引进的方式实现，对于部分关键设备可逐步通过改造增加传感器，后续结合新监测技术和传感器增加的实施定期升级PdM模板和PM模板。
进一步地，本发明实施例中，对于设备类监督及预测性管理项目的制定可通过以下方式实现：
具体的，可根据设备分级、PM模板和/或PdM模板、设备运行参数与故障对应关系、典型设备采用设备类监督及预测性管理技术对应关系等信息，在预防性维修、定期试验、在役检查等相关大纲中，制定设备的设备业监督及预测性管理项目和/或者要求。
步骤S102、根据设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化。
具体的，在一些实施例中，可以通过参考预防性维修模板或者预测性维修模板，通过实施设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化。
一般地，对当前的预防性维修大纲进行优化包括：建议取消当前的预防性维修大纲、建议延长当前的预防性维修周期、以及建议保持当前的预防性维修大纲。其中，建议延长当前的预防性维修周期为将当前的预防性维修大纲项目和设备类监督及预测性管理项目并存，同时预防性维修周期延长。
需要说明的是，若在一些核电厂中没有PM模板或者PdM模板，则可以根据行业内经验以及所制定的设备类监督及预测性管理项目对现有基于时间维修任务的进行优化；其中，该优化需建立在可靠性分析叠加可靠性数据支撑的前提下进行科学评估。
进一步地，根据设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化一般可采用两种方法实现：
第一、采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化。
第二、采用简单定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化。
对于采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化可包括以下步骤：
根据综合分析指标与故障影响的严重程度、故障发生概率以及有效干预的检出率的关系；
确定综合分析指标值；
根据综合分析指标值对当前的预防性维修大纲进行优化。
其中，确定综合分析指标值包括：获取故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率；将故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率相乘，故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率的乘积为综合分析指标值。
具体的，以数学表达式可表示为：
RPN＝SEV*PROB*DET。
其中，RPN表示综合分析指标，该综合分析指标为故障影响、故障概率、监测检出率综合分析指标；SEV表示故障影响的严重程度，其可将设备分级应用于设备严重程度；PROB表示发生该故障的概率；DET表示可以有效干预的检出率。
通过计算RPN值，可以判定对当前的预防性维修大纲的优化结果。具体为：若综合分析指标值小于第一预设值，则建议取消当前的预防性维修大纲；若综合分析指标值大于等于第一预设值且小第二预设值，则建议延长当前的预防性维修周期；若综合分析指标值小于第二预设值，则建议建议保持当前的预防性维修大纲。其中，第一预设值为10，第二预设值为50。即，若RPN＜10，该当前的预防性维修大纲可以判定为建议取消；若10≤RPN＜50，该当前的预防性维修大纲可适当延长周期；若RPN≥50，该当前的预防性维修大纲维持不变。
对于采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化可通过以下方式实现：
对于运行时间较短、且尚未收到对应历史数据的设备类，可采用简单定量分析法，在该类设备中，由于没有运行经验数据，不能判定为建议取消；对于SEV≤6，且理论上能通过监测管理的，判定建议预防性维修周期延长。
进一步地，在完成对当前的预防性维修大纲优化后，若对当前的预防性维修大纲为：建议取消和建议延长当前的预防性维修周期，则执行预防性维修大纲升版流程。
具体的，执行预防性维修大纲升版流程包括：确定具体设备；根据所确定的具体设备，设定具体设备的监测参数和准则；根据监测参数和准则，确定具体设备的监测方法；基于监测方法对具体设备进行监督；获取监督数据，并对监督数据进行数据分析；根据数据分析结果对具体设备进行状态评价；输出状态评价结果。
对于建议取消和周期延长的维修任务，首先，先基于该维修任务确定对应的具体设备，再根据所确定的具体设备，设定该设备的监测参数和准则。其中，对于监测参数和准则的设定可以在平台或者线下EXCEL表中，对具体设备的监测参数和准则进行设定，根据PdM模板或设备的故障模式及影响分析结果，对影响设备关键度分级的主要故障模式识别出可监测参数。进一步地，具体设备的监测参数的设定应具体到监测点，验收准则应尽可能明确，降低主观因素的影响。另外，在设定过程中还可结合设备的设计和制造文件、行业标准及外部经验反馈以及核电厂技术支持部门制定的相关监测标准等信息进行参考及设定。
其次，确定具体设备的监测方法。其中，在监测方法的确定过程中需要明确监测的设备参数或***参数，结合现场设备已有的监测手段制定监测参数、参数监测准备采用的监测技术和规程，并确定监测方式(一般地，监测方式包括但不限于连续监测、定期监测、在设备启停时才进行监测)；其中，监测频率可以根据设备主要故障模式发展速度的快慢来确定，一般需要确保监测能够及时发现故障预兆，能够在发现故障预兆后安排策略性维修来保证设备的可用性。另外，在监测方法中需要对每一个监测参数的数据源明确具***置和数据获取方式。一般地，数据来源可包括但不限于维修历史记录、运行历史记录、在线实时数据等。
接着，根据所确定的监测方法对具体设备进行监督。其中，对于非连续性监测的任务，可以通过任务管理实施现场监测，而监测一般可由责任部门负责相关测量或分析的人员负责完成。
进一步地，在进行监督过程中获取监督数据，并对监督数据进行数据分析。通过进行数据分析，可以提供核电厂设备基于状态的信息。具体的，如果分析显示没有不利的性能下降趋势，就可以为预防性维修任务的延期提供支持。一旦通过分析发现问题，则发起对应的状态报告，对设备状态进行评估，进而确定推荐的行动项和优先级。另外，通过对监督数据的趋势分析，也能提供核电厂设备基于状态的数据，如果趋势分析显示没有不利的性能下降，也可以支持预防性维修任务的延期。其中，监督数据可通过以下方式获得：包括但不限于通过在线持续监测***和便携式数据采集***定期采集数据获得、在新设备安装和设备重大维修后，须建议设备的基准数据用于趋势分析、或者通过对监测设备故障率的趋势分析，可以验证设备检查周期的变更是否合理。
最后，根据数据分析结果对具体设备进行状态评价并输出状态评价结果。具体的，在获得相关监测点数据后录入***，***根据事先设定好的正常范围，判断该监测点是否正常，如果该监测点数据异常，对于设备的参数低于报警值，但变化趋势较明显的情况，需进一步调查，并增加信息收集的频率。一般地，对于机组大修前3个月，对已实施设备类监督及预测性管理的设备提供大修前状态评估，并确定大修建议及相关工作安排。
进一步地，根据监测点的状态对设备状态进行评估，最终建议设备状态评价报告。具体的，可利用相关平台收集全部需要的数据后，对各参数进行趋势综合分析，根据每个监测点的评估结果及其对应的权重，得到设备PdM状态，结合设备的实际运行状态评估设备的可靠性和可用性。若设备状态不满足要求，则根据其异常程度，发起状态报告，选择相应的行动(如建立新的监测计划，甚至生成工作指令进行维修等)；若设备状态很差(如标识为红色)，则输出警示，以提醒相关工作人员及时关注和了解。
通过对状态进行评估，可以进行以下调整：
如重新选择最佳的监测技术；调整验收标准；调整设备类监督及预测性管理项目、内容或频度；触发策略性维修项目、明确策略性维修项目的对象、内容及时机等。
步骤S103、根据设备类监督及预测性管理项目，采用预设周期制定预测性维修报告。
步骤S104、基于预测性维修报告对核电厂设备进行监督和预测性管理。
可选的，本发明实施例中，预设周期小于或者等于一个月。通过将预设周期设置在一个月以内，可以保证对数据、信息、状态跟踪到位，以避免因周期过长而导致跟踪不到位，不能及时发现问题等。
其中，该预测性维修报告包括核电厂中的预测性维修活动相关的问题。一般地通过生成该预测性维修报告，可告知核电厂相关人员有哪些设备发性能正在下降。具体的，该预测性维修报告可包括所有当前性能下降的设备，例如，可包括但不限于设备描述、发现的异常、状态等级、纠正性维修工单编码、以及维修进度等。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该预测性维修报告还可包括短期和/或长期维修计划。
进一步地，该预测性维修报告还可包括：用于测量预测性维修活动的结果的绩效指标。其中，该绩效指标包括但不限于：设备状态统计、预测性维修技术范围内的非预期失效事件、预测性维修发现的设备异常、预测性维修决策的质量、预测性维修技术检测执行量、以及预测性维修技术检测执行率。
对于设备状态统计指标，其可以提供PdM大纲范围内的设备状态统计，同时，该指标也可用于表征维修活动的及时性。对于预测性维修技术范围内的非预期失效事件指标，其可指示出PdM模板中定义的PdM检测，通过该PdM检测可发现设备故障和与PdM技术直接相关的设备失效。对于预测性维修发现的设备异常指标，其可统计可PdM技术发起的设备异常数量，一般以百分比表示。对于预测性维修决策的质量指标，其可统计PdM技术相关的纠正性维修次数。对于预测性维修技术检测执行量指标，其可用于统计当月各PdM技术的检测执行量。对于预测性技术检测执行率指标该指标表征PdM检测执行情况，一般以百分比表示。过低的执行率可能由设备工况不满足检测条件、人员配置不足、计划不合理、测点/取样点不可达、检测设备/软件故障等问题引起。其中，PdM技术检测执行率＝实际执行检测量÷计划执行检测量。
该核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，可为已选择的设备参数提供持续的或定期的监测，以对其进行分析和评估。且该设备类监督及预测性管理项目可用于设备性能状态的监测和趋势分析，以在设备失效前开展有计划的维修、减少非计划的纠正性维修和帮助优化预防性维修项目的周期。
进一步地，通过该方法可以保证核电厂中所有安全重要的生产数得上构筑物、***和设备的性能降级能够得到及时发现、预判和处理，提高设备的可靠性和可用性，同时延长设备寿命和减少设备维修成本，确保设备安全、可靠、经济地运行。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (12)
1.一种核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，包括：
制定设备的设备类监督及预测性管理项目；
根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化；
根据所述设备类监督及预测性管理项目，采用预设周期制定预测性维修报告；
基于所述预测性维修报告对核电厂设备进行监督和预测性管理。
2.根据权利要求1所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述制定设备的设备类监督及预测性管理项目之前包括：
根据行业模板，对设备的故障模式、故障机理进行分析；
根据分析结果制定核电厂的设备类预防性维修模板和/或预测性维修模板。
3.根据权利要求1所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
参考预防性维修模板或者预测性维修模板，通过实施所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化。
4.根据权利要求3所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述对当前的预防性维修大纲进行优化包括：建议取消当前的预防性维修大纲、建议延长当前的预防性维修周期、以及建议保持当前的预防性维修大纲。
5.根据权利要求4所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述根据所述设备类监督及预测性管理项目对当前的预防性维修大纲进行优化包括：采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化；
或者，采用简单定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化。
6.根据权利要求5所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述采用综合定量分析法对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
根据综合分析指标与故障影响的严重程度、故障发生概率以及有效干预的检出率的关系；
确定综合分析指标值；
根据所述综合分析指标值对当前的预防性维修大纲进行优化。
7.根据权利要求6所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述确定综合分析指标值包括：
获取故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率；
将所述故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率相乘，所述故障影响的严重程度、故障发生的概率以及有效干预的检出率的乘积为所述综合分析指标值。
8.根据权利要求6所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述根据所述综合分析指标值对当前的预防性维修大纲进行优化包括：
若所述综合分析指标值小于第一预设值，则建议取消当前的预防性维修大纲；
若所述综合分析指标值大于等于第一预设值且小第二预设值，则建议延长当前的预防性维修周期；
若所述综合分析指标值小于第二预设值，则建议建议保持当前的预防性维修大纲。
9.根据权利要求1所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
若对当前的预防性维修大纲为：建议取消和建议延长当前的预防性维修周期，则执行预防性维修大纲升版流程。
10.根据权利要求9所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述执行预防性维修大纲升版流程包括：
确定具体设备；
根据所确定的具体设备，设定所述具体设备的监测参数和准则；
根据所述监测参数和准则，确定所述具体设备的监测方法；
基于所述监测方法对所述具体设备进行监督；
获取监督数据，并对所述监督数据进行数据分析；
根据所述数据分析结果对所述具体设备进行状态评价；
输出状态评价结果。
11.根据权利要求1所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述预测性维修报告包括：用于测量预测性维修活动的结果的绩效指标。
12.根据权利要求11所述的核电厂设备类监督及预测性健康管理方法，其特征在于，所述绩效指标包括：设备状态统计、预测性维修技术范围内的非预期失效事件、预测性维修发现的设备异常、预测性维修决策的质量、预测性维修技术检测执行量、以及预测性维修技术检测执行率。
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